Seguro que ya sabes que la caja de dirección es uno de los elementos que más influyen en la maniobrabilidad y comportamiento de un vehículo, ¿pero conoces en profundidad los elementos que la conforman? A continuación veremos los componentes que forman parte de este sistema, explicaremos su funcionamiento y citaremos los tipos de cajas de dirección que podemos encontrarnos en el taller.
¿Qué es una caja de dirección?
Básicamente, una caja de dirección está formada por todos aquellos elementos y mecanismos que trabajan conjuntamente con el objetivo de transmitir a las ruedas los movimientos del volante efectuados por el conductor.
Para que un coche realice la trayectoria deseada por el conductor, es necesario que las piezas del eje delantero cumplan una serie de condiciones, por lo que la caja de dirección es uno de los sistemas más sofisticados del automóvil.
¿Cómo funciona una caja de dirección?
El volante es el único elemento del sistema que es manejado por el propio conductor. Está unido a la columna de dirección, la cual se encarga de transmitir el movimiento desde el volante a la caja de dirección.
En el pasado la mayor parte de estas columnas de dirección eran rígidas y suponían un grave peligro para el conductor en caso de choque frontal. En la actualidad, y con el objetivo de aumentar la seguridad, la mayor parte de estos elementos se dividen en diferentes articulaciones y son deformables.
La columna de dirección acaba en la caja de dirección, que se encarga de transformar el movimiento rotativo en movimiento longitudinal, empleando para ello un brazo de mando que se monta en la salida de la caja. Este brazo permite, por ejemplo, la reducción en el grado de giro de las ruedas, es decir, si el volante gira una vuelta completa (360 º), las ruedas viran un ángulo menor. La caja de dirección también se encarga de proporcionar cierta progresividad en los giros, haciendo que cuanto más se gire el volante, más viren las ruedas.
Por otro lado, también es el elemento encargado de proporcionar lo que se conoce como dirección irreversible. Esta cualidad permite que se puedan transmitir con facilidad los movimientos del volante a las ruedas, pero no al contrario.
Tipos de cajas de dirección
En el sector del automóvil, se han empleado principalmente dos tipos de cajas de dirección:
- Sistema de tornillo sin fin. Este sistema permite transmitir movimiento entre dos ejes colocados perpendicularmente entre sí. Generalmente, se trata de un sistema de dirección irreversible y unidireccional. Para transmitir el movimiento se vale de dos elementos principales: un tornillo sin fin y un engranaje circular al cual va unido
- Sistema por cremallera. Se caracteriza por tener dos piezas principales: el piñón, que consiste en una rueda dentada, y la cremallera, la cual no es más que una rueda dentada. El piñón va acoplado a la cremallera de forma que al girar le transmite a ésta el movimiento de forma lineal.
Si bien estos son los sistemas de dirección más básicos y más usados en la mayoría de vehículos, también podemos encontrar otros, como la servodirección por émbolo o pistón, la servodirección por cremallera (con o sin ayuda electrónica) o la caja de dirección electromecánica.
Problemas en la dirección
Es posible que un cliente llegue al taller indicando que, circulando por carretera en torno a 90km/h, el vehículo le tiende a subvirar o vibrar, o bien que el volante de la dirección tiembla. En tal caso, es muy probable que sea necesario realizar una alineación de la dirección.
Ante esta circunstancia, el vehículo genera un mimbreo, temblor o vibración, lo cual genera pérdidas de estabilidad y resta control en la dirección. Esto provoca inseguridad en el conductor, ya que percibe una sensación de flotabilidad del vehículo generada por una imprecisión en la dirección que obliga al mismo a corregir el volante hacia un lado u otro.
En numerosas ocasiones, los motivos de la aparición de estos problemas son el mal equilibrado de las llantas por la pérdida de un plomo, haber subido un bordillo de manera brusca, haber cogido un bache, tener algún componente en mal estado, (llantas ovaladas, holgura en rótulas, amortiguadores dañados, etc.) o que la presión de los neumáticos no sea la adecuada.
Para solucionar estos incidentes, es necesario realizar una alineación de la dirección, un trabajo que también recibe el nombre de geometría o paralelismo.
¿Cómo se realiza la alineación de la dirección?
El proceso de alineación de la dirección es un trabajo sencillo, pero que requiere de una gran destreza. En condiciones normales, esta actuación conlleva apenas una hora de trabajo, aunque dependerá de la “calidad de vida” que haya llevado el vehículo.
Preliminares
Antes de iniciar el propio proceso de alineación, es necesario llevar a cabo una serie de actuaciones previas para garantizar una labor exitosa.
En primer lugar, se debe corregir la presión de los neumáticos, adaptándola a los valores recomendados según el fabricante del vehículo. Es importante, en esta fase, visualizar el estado de los neumáticos y comprobar qué tipo de desgaste sufren. En función del tipo de desgaste, podremos prever el tipo de regulación que se debe realizar:
- El desgaste de los neumáticos por el interior y por el exterior es señal de que se ha circulado con baja presión.
- El desgaste por el centro evidencia que se ha circulado con una presión excesiva.
- Cuando se desgastan por el interior o bien por el exterior (no en ambas zonas a la vez) es posible que algún elemento de la dirección esté dañado.
- También es posible que los neumáticos estén taqueados, es decir, que cuenten con un desgaste irregular en forma de dientes de sierra; las causas más probables de este daño son el mal estado de la suspensión o amortiguación o un reglaje geométrico incorrecto.
Por todos estos posibles desgastes en los neumáticos, será necesario realizar el equilibrado de ruedas y comprobar el estado de los amortiguadores.
La última actuación que debemos realizar antes de iniciar la alineación de la dirección es comprobar el estado de las rótulas de las barras de acoplamiento, que pueden haber adquirido holgura; en este caso será necesario la sustitución de las mismas.
Proceso de alineación de la dirección
El proceso de alineación de la dirección requiere de un sistema especializado para tal fin consistente en 4 captadores (niveladores) y un software informático, mediante el cual podemos visualizar las cotas en las que se encuentra el vehículo.
Se deben colocar los 4 captadores en las llantas del vehículo situado en un elevador que asegure su correcta posición para tal trabajo. El software, además de ofrecernos la lectura de los valores de los ángulos relativos a los ejes del vehículo, también nos ofrece los valores nominales recomendados por el fabricante, de este modo podemos ajustar dichos valores mediante las excéntricas situadas en la barra de acoplamiento o cremallera de la dirección (dependerá de la marca y modelo del vehículo).
Para que la medición sea lo más exacta posible, deben ajustarse el eje delantero y el trasero prestando especial atención y corrigiendo la inclinación, caída, convergencia y el ángulo del eje de traslación.
Una vez ajustados dichos valores, hay que asegurarse de que todos los componentes de la dirección y la suspensión estén correctamente y que los neumáticos apoyen adecuadamente en el firme, rodando paralelos entre sí.
Información extraída del software Microline 81 W, con los parámetros de un Mercedes Benz
A fin de verificar que el trabajo realizado ha sido exitoso, se debe probar el vehículo en una vía lo más recta y plana posible y certificar que la circulación del mismo es totalmente recta, es decir, que el volante no tienda a desviarse hacia ningún lado.
Una correcta alineación de la dirección, garantizará una vida útil apropiada de los componentes relacionados con la misma, una mayor precisión en la dirección, una frenada regular, una distancia de frenado adecuada, y disminuirá el riesgo de aquaplaning. En definitiva, una buena alineación aumenta la seguridad en carretera. Además, todos estos aspectos contribuyen a un ahorro de combustible.
Recomendación
Es recomendable alinear la dirección después de cambiar los neumáticos siempre y cuando estos no se hayan gastado correctamente. También es recomendable medir la dirección cuando se sustituya cualquier componente relativo a la suspensión o la dirección del vehículo.
