Este documento describe los componentes y funcionamiento de los sistemas de dirección hidráulica. Explica que estos sistemas utilizan un circuito hidráulico para generar potencia y así asistir el movimiento del volante. Detalla los elementos clave como la bomba, depósito, válvulas y cámaras de presión, así como los tipos principales de dirección hidráulica como la de cremallera y tornillo sin fin. Finalmente, describe los procedimientos realizados para reconocer las partes de diferentes maquetas de dirección hid

1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS
E.S.P.E
EXTENSIÓN LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
ASIGNATURA: MANTENIMIENTO MECÁNICO AUTOMOTRIZ II
TEMA: SISTEMA DE DIRECCIÓN
INFORME: N° 3
ALUMNO: TITUAÑA TITUAÑA JOFRE DARIO
FECHA DE ENTREGA: 24 DE NOVIEMBRE DEL 2014
LATACUNGA – ECUADOR

2. TEMA: Sistema de Dirección
SUBTEMA: Dirección hidráulica
OBJETIVOS:
Identificar las partes estructurales que conforman la dirección hidráulica y
describir detalladamente cada una de ellas.
Analizar y reconocer los diferentes tipos dirección hidráulica y redactar su
funcionabilidad.
Efectuar practica mecánica y dinámica para conocer físicamente la dirección
hidráulica.
Realizar un informe de la práctica para evidenciar lo aprendido.
MARCO TEÓRICO
Servodirección.
Son sistemas de dirección sobre los que se aplica servoasistencia.
Dados los compromisos observados durante el estudio de las características del sistema
de dirección, en el que quedaba de manifiesto la dificultad de conseguir un accionamiento
suave, y al mismo tiempo rápido, la mayoría de los turismos de hoy en día han adoptado
la servoasistencia, para el accionamiento de la dirección.
A todo ellos se le suma el incremento de peso de los modernos automóviles, así como el
empleo de secciones de neumáticos mayores, todo lo cual incrementa el esfuerzo a
ejercer para el accionamiento de la dirección.
Se habla por tanto de servodirecciones, cuando parte del esfuerzo a ejercer para el
accionamiento de la dirección es efectuado por un mecanismo de servoasistencia. Aunque
casi todo lo que se consigue son ventajas, también presenta algún inconveniente:
Ventajas
 Mayor suavidad de accionamiento, al precisarse sede menos esfuerzo para el
accionamiento.
 Mayor rapidez de accionamiento, ya que la disminución de esfuerzos permite
emplear relaciones de desmultiplicación más bajas, siendo necesario girar el
volante un menor número de grados.
 Mayor estabilidad direccional, puesto que permite incrementar el valor de las
cotas de dirección que favorecen el auto alineado, sin que el mayor esfuerzo de
accionamiento que ello trae consigo, recaiga sobre el conductor.

3. Inconvenientes
 Ligero incremento de consumo del vehículo, por las pérdidas añadidas que
supone el accionamiento de la servoasistencia, especialmente en caso delas
bombas de arrastré mecánico.
 Mayor sofisticación mecánica, por el superior número de elementos que
componen el sistema de dirección. Eso afecta al precio de adquisición, y en
menor medida, al de mantenimiento.
 En algunos sistemas empleados de vehículos veteranos, el accionamiento
pecaba de ser excesivamente sensible, por exceso de asistencia. Este hecho
vuelve a repetirse en algunos modelos actuales, que emplean asistencia de tipo
eléctrico.
Dirección hidráulica o servoasistencia hidráulica
Son sistemas de dirección a los que se aplica una servoasistencia de tipo hidráulico.
En la que se recurre a un circuito hidráulico con aceite o presión como sistema
para generar potencia, con la que suplir parte del esfuerzo a ejercer para accionar
el volante este sistema sea aplicado sobre sistemas de dirección, tanto de
cremallera como de tornillo sin fin, siendo, hasta ahora, el más empleado en
turismos (véase la figura 1).
Fig. 1 Funcionamiento del sistema de dirección hidráulica

4. Elementos del sistema hidráulico.
El sistema hidráulico está formado por una serie de elementos comunes, presentándose
las diferencias en el elemento de actuación, según el tipo de mecanismo de dirección.
1. Funcionamiento básico
El aceite es sometido a presión en la bomba, de donde parte hacia el resto
del circuito estando su caudal, presión y trayectoria controlados por una
serie de válvulas reguladoras cuando se requiere asistencia, el aceite índice
sobre las llamadas cámaras de presión (Una para el accionamiento a
izquierdas y otra para el accionamiento a derechas) en las que índice sobre
una superficie desplazable, generando una fuerza resultante que es la que
reemplaza parte del esfuerzo a ejercer. Dichas cámaras de presión se sitúan
en el mecanismo de dirección.
2. Deposito
Tiene la misión de contener el aceite hidráulico del circuito, abasteciendo a
la bomba. Además, sirve de recipiente de retorno para acoger el líquido
sobrante. Suele fabricarse en plástico, siendo usual que se ubique en sima
de la bomba, para así alimentarla por gravedad, formando cuerpo con la
misma.
Dispone de un sistema de medición de nivel, bien por varilla, bien por
marcas efectuadas en el lateral translucido de su pared. También posee un
filtro de rejilla, con el que retiene las posibles impurezas.
3. Bomba
Es la encargada de producir el desplazamiento del líquido por el circuito,
además de someterlo a presión. Las más empleadas son las de paletas
(véase figura 2), aunque existen también bombas de engranajes (véase
figura tres). En su estructura integra también las válvulas de regulación de
presión y caudal. Su accionamiento puede ser:
Fig. 2 bombas de paletas Fig. 3 Bomba de engranajes

5.  Mecánico
Mediante una correa trapezoidal o acanalada, que por regla general suele
ser de accionarios que a su vez acciona elementos tales como el alternador,
compresor de climatización, etc.
 Electrónico
En este caso se utiliza un motor electrónico para el accionamiento de la
bomba dando lugar al llamado grupo-electrobomba. Tiene la ventaja,
respecto al anterior, que permite ubicarlo en cualquier punto del
habitáculo motor, al no existir el condicionamiento del accionamiento por
correa. Además, al no depender del motor para su accionamiento le
permite conseguir el máximo caudal a ralentí, que es cuando las maniobras
de aparcamiento demandan la máxima asistencia.
4. Válvulas
Todo circuito hidráulico precisa de válvulas para controlar su presión y
caudal, así como el sentido de accionamiento. Los circuitos hidráulicos de
las servodirecciones disponen de las siguientes válvulas:
 Válvula de presión.
Su función es limitar la presión máxima del circuito, hasta valores en torno
a los 120 bares. Se ubica en la bomba.
 Válvula reguladora de caudal.
Su misión es mantener estable la presión, ante los diferentes
requerimientos de caudal. Así, en maniobras de aparcamiento, el caudal es
máximo, mientras que a partir de media velocidad, apenas hay demanda
de caudal, puesto que el volante apenas se gira. Se sitúa en la bomba.
 Válvula distribuidora.
Es la encargada de controlar el envío del líquido hacia la cámara de presión
correspondiente, según sea el sentido de accionamiento del volante. Es
decir, si el volante se gira hacia la derecha la asistencia se ha de producir
en ese sentido.
Va ubicada en el mecanismo de dirección, intercalada entre el piñón (o sin
fin, según el sistema) y la conexión con la cumula. Para su accionamiento,
dispone de una barra de torsión, concéntrica con la toma de movimiento
de la cumula, de tal forma que se revira, actuando sobre la válvula cada vez
que se jira el volante y las ruedas ofrecen resistencia.

6. Tipos de dirección hidráulica
1. Dirección de cremallera servoasistida
La aplicación de la servoasistencia a los sistemas de cremallera se concreta
mediante dos variantes, según la ubicación del conjunto formado por las
cámaras de presión, conocido también como actuador o gato.
El gato se puede disponer de modo interior o exterior.
Funcionamiento
Cuando se acciona el volante, y la barra de torsión de la válvula distribuidora se
revira, según el sentido de accionamiento, se comunica con el circuito
hidráulico una de las cámaras, por lo que el aceite a presión, al incidir sobre el
émbolo, ejerce una fuerza que remplaza, parcialmente, a la ejercida por el
conductor sobre el volante.
Al mismo tiempo que le transmite presión a una cámara, abre la comunicación
con el retorno hacia el depósito de la otra, para que el líquido contenido en la
misma no se oponga al accionamiento. Si el volante se gira en sentido
contrario, la cámara que antes recibía presión pasa a comunicarse con el
retorno. La otra, en cambio, pasa a recibir aceite a presión desde el circuito, en
vez de comunicarse con el retorno.
2. Dirección de cremallera de asistencia variable
E s una variante perfeccionada del sistema anterior, en el que el grado de
asistencia es regulado, disminuyendo a medida que deja de ser necesario. Así,
a baja velocidad, o en maniobras de aparcamiento, el nivel de asistencia es
máximo, puesto que los requerimientos también lo son. En cambio, a partir de
media velocidad al girarse el volante en menor cuantía, la asistencia va
disminuyendo.
Fig. 4 Dirección de cremallera de asistencia variable

7. Funcionamiento
Dispone de una derivación en el conducto de presión desde la bomba a la
válvula distribuidora, que lo comunica directamente con el retorno. El caudal
de este circuito en derivación es regulado por una válvula restrictora, de tal
forma que, cuando está abierta, la presión en el circuito baja, al pasar
directamente al depósito, parte del aceite bombeado.
3. Dirección de tornillo sin fin servoasistida
A un que menos existida, también se ha aplicado la servoasistencia hidráulica a
los mecanismos de tornillo sin fin. Para ello, se parte de un sistema de
recirculación de bolas, ya estudiado, cuyo interior se adapta para alojar las
cámaras de presión.
Así, como embolo se emplea el propio elemento de traslación o husillo el cual
dispone de un anillo tórico de teflón en su periferia, para garantizar la
estanqueidad entre las cámaras de presión. Para ello, al igual que ocurre con
las cremalleras servoasistidas de gato interior, se ha de mecanizar el interior de
la carcasa, para que sirva de cilindro-guía al embolo-husillo, en su
desplazamiento lateral.
En este caso, la válvula distribuidora es de émbolos, en vez de lumbreras, como
en los sistemas de cremallera. Cada embolo, individual mente, comunica el
retorno y la presión con cada cámara de presión, cuando son accionados.
Dispone de un embolo para cada sentido de accionamiento.
Fig. 5 Dirección de tornillo sin fin servoasistida

8. PROCEDIMIENTO
1.- Reconocimiento de una dirección hidráulica
Para realizar el reconocimiento de una dirección hidráulica utilizaremos cuatro maquetas
que existen en el laboratorio.
Maqueta número 1. “Sistema de dirección hidráulica integral”
Fig. 6 Sistema de dirección hidráulica integral
Este tipo de dirección está constituida de las siguientes partes, la columna de dirección ,
mangueras de alta presión, una bomba hidráulica de paletas , una correa, un manómetro
de presión y una caja de dirección de tornillo sin fin y bolas recirculantes como se puede
ver en la figura 7.
Fig. 7 Partes de la dirección hidráulica integral
Para la puesta en marcha de esta dirección tuvimos que revisar algunos elementos como
son:
 Que las mangueras de alta presión estén correctamente ajustadas.
 Que el nivel de fluido este en el nivel máximo o tolerable
 Que el motor eléctrico gire correctamente.
 Que este en correcto funcionamiento el manómetro de presión.
 Que gire libremente el volante de dirección sea a la derecha o a la izquierda

9. Ya revisado todo esto lo ponemos en marcha (véase el anexo 1), para poder expulsar el
aire que se ha generado en el sistema girando el volante hacia la derecha y luego hacia la
izquierda.
Algo muy importante que hay que recalcar es que posee una válvula repartidora 2-3 por el
tipo de funcionamiento que esta representa.
Por ultimo comprobamos la presión que está generando la bomba hidráulica cerrando la
llave de paso que se dirige a la válvula repartidora, como pudimos observar no se ha
generado ninguna presión por lo que revisamos la bomba y notamos que tiene un fallo.
Maqueta número 2. “Sistema de dirección hidráulica de tornillo sin fin y bolas
recirculantes”
Fig. 8 Sistema de dirección hidráulica de tornillo sin fin y bolas recirculantes
Para conocer cada una de las partes que conforman este tipo de dirección procedemos al
desarmando, herramientas a utilizar:
 Llaves mixtas 12, 13, 14, 16, 18 y 24.
 Dados del tipo hexagonal 18, 20, 22 y 24
 Destornilladores estrella y plano
 Un combo
 Una palanca de fuerza y una te
 Pinza de abrir
Ya desmontado cada una de las partes nos damos cuenta que cuenta con 10 bolas de 4
mm cada una y que giran alrededor de un eje sin fin, según el movimiento del volante de
dirección (véase la figura. 9)

10. Fig. 9 Partes de la dirección
Cuenta con dos tipos de rodamientos dos rodamientos de palillos y dos rodamientos de
bolas todos estos elementos ubicados en la parte superior del cajetín de dirección.
Este tipo de dirección cuenta con una bomba de alta presión de palillos y una sola válvula
de alivio que permite que cuando haya una sobrecarga de presión no se reviente las
mangueras.
Maqueta número 3. “Sistema de dirección hidráulica de cremallera de asistencia
variable”
Fig. 10 Sistema de dirección hidráulica de cremallera de asistencia variable
Para la puesta en marcha de esta dirección tuvimos que revisar algunos elementos como
son:
 Que las mangueras de alta presión estén correctamente ajustadas.
 Que el nivel de fluido este en el nivel máximo o tolerable
 Que el motor eléctrico gire correctamente.
 Que este en correcto funcionamiento el manómetro de presión.
 Que gire libremente el volante de dirección sea a la derecha o a la izquierda

11. Ya revisado todo esto lo ponemos en marcha (véase el anexo 2), para poder expulsar el
aire que se ha generado en el sistema girando el volante hacia la derecha y luego hacia la
izquierda.
Algo muy importante que hay que recalcar es que posee una válvula repartidora 4-3 por el
tipo de funcionamiento que esta representa.
Como no tenía ningún fallo empezamos a medir la presión del manómetro cerrando la
llave de paso de la válvula repartidora.
Como nos pudimos dar cuenta el manómetro marca una presión de 1200 PSI que lo según
establecido por el fabrícate este tipo de presión es la correcta para el respectivo
funcionamiento (véase la figura 11)
Fig. 11 Manómetro de presión
Cave recalcar que este tipo de dirección cuenta con un pistón que ayuda a la asistencia,
reduciendo el menor esfuerzo posible que deberá ejercer el conductor en el volante.
Maqueta número 4. “Sistema de dirección hidráulica de cremallera servoasistida”
Fig. 12 Sistema de dirección hidráulica de cremallera servoasistida
Para conocer mejor la dirección hidráulica de cremallera servoasistida empezaremos
desmontadora para conocer cada una de las partes que esta se conforma, para lo cual
necesitamos las siguientes herramientas:

12.  Llaves mixtas 14, 16, 18 y 24.
 Dados del tipo hexagonal 22 y 24
 Destornilladores estrella y plano
 Un combo
 Una palanca de fuerza y una T
Ya desarmada en su totalidad nos damos cuenta que un tornillo sin fin conecta a un
engrane, el mismo que está sujeto a un pistón que está situado al extremo derecho del
mismo. En la parte superior del tornillo sinfín se encuentra una válvula repartidora que
esta sellada por medio de unas fajas de fibra de poliéster que evitan el cruce de fluido.
El sistema está constituido por una válvula repartidora del tipo 4-3 cuatro entradas y tres
salidas como se puede apreciar en la figura.
Fig. 13 Válvulas repartidora
RESULTADOS
Análisis de presión según el tipo de dirección
Tipo de
dirección
hidráulica
Presión sin
movimiento
de volante
PSI
Presión con
movimiento de
volante a la
izquierda PSI
Presión con
movimiento de
volante a la
derecha PSI
Presión cerrando la
llave de paso a la
válvula de alivio PSI
Presión
de
retorno
PSI
De tornillo sin
fin y bolas
recirculates
0 0 0 0 0
De cremallera 15 15 15 1200 0

13. CONCLUCIONES
En el retorno no va a existir ninguna presión por que no hay ninguna válvula que le
impida regresar al depósito.
La presión de trabajo según el fabrícate debe ser de 1200 PSI
Las burbujas en el sistema hidráulico puede provocar desgastes en los elementos
internos de la bomba.
La válvula a la salida de la toma de presión de aceite de la bomba regula caudal y a
la vez alivia el exceso de presión en el sistema.
RECOMENDACIONES
Verificar el nivel de aceite antes de poner en marcha el sistema de dirección
Utilizar siempre equipo de protección personal para realizar cualquier practica
Eliminar del sistema las burbujas de aire que se genera por la completación del
aceite hidráulico.
BIBLIOGRAFIA
 Manual de la Toyota sistemas de dirección
 http://es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n_asistida
 http://www.ehowenespanol.com/componentes-del-sistema-direccion-hidraulica-lista_
363358/

14. ANEXOS
Maqueta número 1. “Sistema de dirección hidráulica integral”
Maqueta número 2. “Sistema de dirección hidráulica de tornillo sin fin y bolas
recirculantes”
Maqueta número 3. “Sistema de dirección hidráulica de cremallera de asistencia
variable”
Maqueta número 4. “Sistema de dirección hidráulica de cremallera servoasistida”