Artigo Técnico LD Auto
Sistemas de direção

DIREÇÃO MECÂNICA - PINHÃO E CREMALHEIRA

O sistema de direção do tipo pinhão e cremalheira transforma a rotação, aplicada pelo motorista, num movimento linear, transmitido para rodas. O movimento de rotação é aplicado, através do pinhão, na cremalheira, fazendo-a deslizar e assim transmitir o movimento linear para as barras de direção, que por sua vez é transmitido às rodas, possibilitando à viatura a mudança de trajetória.

As principais vantagens são:

• Baixo Custo
• Simples Construção
• Boa resposta da direção
• Boa eficiência mecânica
• Menos espaço no automóvel

DIREÇÃO ASSISTIDA HIDRÁULICA

O sistema de direção hidráulico recorre à pressão hidráulica para multiplicar a força aplicada no volante para as rodas dianteiras da viatura.

A pressão hidráulica é tipicamente gerada por uma bomba hidráulica acionado pelo motor de combustão através de uma correia. A pressão fornecida pela bomba hidráulica, fornece a “força” necessária para a direção assistida e o mecanismo da caixa de direção regula a potência do fluído hidráulico. Quanto maior for a força aplicada no volante, maior será a pressão do fluído hidráulico e, por consequência, maior será a força aplicada nas rodas. O mecanismo da caixa de direção mais usada nestes sistemas é o de pinhão e cremalheira.

SISTEMAS DE DIREÇÃO HIDRÁULICO - SERVOTRONIC

O Servotronic é um sistema de direção de pinhão e cremalheira que varia em função da velocidade da viatura e é controlado electronicamente.

Com recurso ao transdutor electro-hidráulico, o efeito de retorno hidráulico varia em função da velocidade e a força a aplicar no volante aumenta com o aumento da velocidade e requer apenas forças mínimas em baixas velocidades, por exemplo, em situações de estacionamento ou manobra. Este sistema proporciona uma condução confortável e segura.

LEGENDA

1

Velocímetro

2

Unidade de controlo eletrónica

3

Transdutor eletro-hidraulico

4

Direção de pinhão e cremalheira

5

Bomba hidraulica

6

Reservatório de óleo

7

Tubagem expansiva anti-vibração

Figura 3 - Sistema de direção hidráulico - servotronic

SISTEMA DE DIREÇÃO HIDRÁULICO - SISTEMA DE DIREÇÃO ELETRO-HIDRÁULICO

A direção assistida eletro-hidráulico é baseado no sistema de direção hidráulico. Como pode ver-se na imagem seguinte, a principal diferença está no acionamento da bomba que neste caso é feito eletronicamente, gerando a pressão necessário para a assistência hidráulica.

O motor eléctrico que aciona a bomba gera a quantidade de energia necessária e apenas quando necessário, poupando combustível dado que, ao contrário do sistema totalmente hidráulico, não recorre ao motor de combustão para gerar a pressão necessário para efetuar o acionamento.

Figura 4 - Sistema de direção hidráulico - eletrohidráulico

DIREÇÃO ASSISTIDA ELÉTRICA

Nos últimos anos os fabricantes têm recorrido ao sistema de direção assistida elétrica, eliminando os sistemas de direção hidráulica do mercado. Este sistema tem diversas vantagens, tais como:

• Economia de combustível.

• Sistema sem óleo e por isso sem risco de contaminação.

• Sem necessidade de manutenção.

• Permite funções de assistência à condução, por exemplo, estacionamento assistido e condução autónoma.

• Autodiagnóstico.

DIREÇÃO ASSISTIDA ELÉTRICA - EPSC

• Não ocupa muito espaço e peso.
• Os sistema EPSc são equipado em viaturas de baixa e média gama.
• Além dos componentes mecânicos comuns em outros sistemas, possui um sensor binário, engrenagem helicoidal, motor elétrico e unidade de comando.
• Todos os componentes estão posicionados na coluna de direção

Na figura em baixo está integrado na coluna de direção e está conectado à direção tipo pinhão e cremalheira através de um cardan universal. O sensor de binário está colocado junto à engrenagem helicoidal e, de acordo com a informação relativa ao binário gerado pelo motor elétrico, é transmitida força de assistência para a coluna de direção através da engrenagem helicoidal.

Este sistema cumpre os mais elevados padrões de segurança e de fiabilidade sem comprometer a sensação de condução e o feedback da direção.

LEGENDA

1

Motor elétrico

2

Sensor de binário

3

Engrenagem helicoidal

4

Unidade de comando eletrónica

DIREÇÃO ASSISTIDA ELÉTRICA - EPSDP

• O sistema EPSc é equipado em automóveis de média gama.
• Não requer manutenção, é versátil e robusto.
• Tem como componentes mecânicos, pinhão secundário, pinhão da direção, pinhão e cremalheira.
• Tem como componentes elétricos, motor elétrico, engranagem helicoidal, unidade de comando elétronica e sensor binário.
• Tem como função trabalhar em conjunto para fornecer assistência elétrica.
• Neste sistema, o binário é transmitido à cremalheira pelo pinhão.
• O motor elétrico converte o binário através de uma engrenagem helicoidal, colocada no pinhão secundário, e transfere o binário para a cremalheira.

LEGENDA

1

Veio de coluna de direção

2

Pinhão da direção

3

Ajuste de contacto (Yoke)

4

Sensor de binário

5

Motor Elétrico

6

Unidade de comando eletrónico

7

Engrenagem helicoidal

8

Pinhão Secundário

DIREÇÃO ASSISTIDA ELÉTRICA - EPSAPA

• Os sistema EPSapa são equipado em automóveis de luxo, desportivos, SUVs e automóveis comerciais ligeiros.
• Baixo nível de fricção e muito eficiente.
• Tem como componentes mecânicos pinhão e cremalheira, motor elétrico paralelo à cremalheira.
• Como componentes adicionais tem um sensor binário e transmissão de binário através de uma correia.
• O binário é transmitido para a correia através de um carreto dentado localizado no motor elétrico
• Conversão do movimento: O movimento rotativo da correia é transformado em movimento linear na cremalheira.
• Compatibilidade: O sistema é compatível com assistências à condução, como estacionamento assistido e condução autónoma, tal como o sistema EPSdp.
• Sistemas de redundância: Equipado com sistemas de redundância que garante o controlo do automóvel e a segurança dos ocupantes em caso de falha do sistema principal.

LEGENDA

1

Veio de coluna de direção

2

Unidade sensor

3

Pinhão da direção

4

Unidade de comando eletrónica

5

Motor Elétrico

6

Engrenagem da caixa

DIREÇÃO ATIVA

• Sistema de direção ativa: Tecnologia projetada para variar o ângulo de direção das rodas dianteiras em função da velocidade da viatura.
• Funcionamento: Quanto menor for a velocidade da viatura, maior será o aumento do ângulo das rodas dianteiras por ângulo de rotação do volante.
• Sensores: Colocados na coluna de direção, detetam a situação de condução e a intenção do condutor.
• Atuação: Os sensores determinam a atuação necessária para fazer variar o ângulo das rodas, de acordo com as condições de condução.
• Falha do sistema: Se os sensores e o sistema eletrónico de controlo falharem, a embraiagem do sistema de engrenagem bloqueia. Com isso, a conversão do ângulo do volante no ângulo das rodas é desabilitada, deixando a viatura sem direção assistida.
• Segurança:O sistema de direção ativa é importante para a segurança da viatura, prevenindo situações de subviragem e sobreviragem.
• Conforto:Contribui para o conforto ao facilitar o direcionamento da viatura durante manobras. Por exemplo, num veículo equipado com direção eletro-hidráulica, o condutor precisa de rodar o volante duas vezes mais do que num veículo com direção ativa.
• Compatibilidade:O sistema de direção ativa pode ser combinado com o sistema de direção eletro-hidráulica Servotronic, usado pela BMW, e com o sistema EPSc, usado pela Audi.