Durante a condução, o carro precisa mudar sua direção frequentemente de acordo com a vontade do motorista, o que é conhecido como direção do carro. No caso de veículos com rodas, a direção do veículo é realizada pelo motorista, que faz com que as rodas (volantes) no eixo direcional (geralmente o eixo dianteiro) do veículo se desviem em um determinado ângulo em relação ao eixo longitudinal do veículo por meio de um conjunto de mecanismos especialmente projetados. Quando o carro está dirigindo em linha reta, o volante é frequentemente afetado pela força de interferência lateral da superfície da estrada e se desvia automaticamente para mudar a direção do veículo. Nesse momento, o motorista também pode usar esse mecanismo para desviar o volante na direção oposta, de modo a restaurar a direção original do carro. Esse conjunto de mecanismos especiais usado para mudar ou restaurar a direção do carro é chamado de sistema de direção do carro (comumente conhecido como sistema de direção do carro). Portanto, a função do sistema de direção do carro é garantir que o carro possa ser dirigido e conduzido de acordo com a vontade do motorista. [1]
Princípio de construção, edição e transmissão
Os sistemas de direção automotiva são divididos em duas categorias: sistemas de direção mecânica e sistemas de direção hidráulica.
Sistema de direção mecânica
O sistema de direção mecânica utiliza a força física do condutor como energia de direção, sendo que todas as partes que transmitem essa força são mecânicas. O sistema de direção mecânica é composto por três partes: mecanismo de controle da direção, caixa de direção e mecanismo de transmissão da direção.
A Figura 1 mostra um diagrama esquemático da composição e disposição do sistema de direção mecânica. Quando o veículo faz uma curva, o condutor aplica um torque de direção ao volante 1. Esse torque é transmitido à caixa de direção 5 através do eixo de direção 2, da junta universal de direção 3 e do eixo de transmissão de direção 4. O torque amplificado pela caixa de direção e o movimento após a desaceleração são transmitidos ao braço oscilante de direção 6 e, em seguida, ao braço da manga de eixo de direção 8, fixado na manga de eixo de direção esquerda 9, através da barra de direção 7, de modo que a manga de eixo de direção esquerda e o volante de direção que ela suporta sejam defletidos. Para defletir a manga de eixo de direção direita 13 e o volante de direção direito que ela suporta em ângulos correspondentes, também é previsto um trapézio de direção. O trapézio de direção é composto por braços trapezoidais 10 e 12 fixados nas mangas de eixo de direção esquerda e direita, respectivamente, e uma barra de direção 11 cujas extremidades são conectadas aos braços trapezoidais por juntas esféricas.
Figura 1. Diagrama esquemático da composição e disposição do sistema de direção mecânica.
Figura 1. Diagrama esquemático da composição e disposição do sistema de direção mecânica.
O conjunto de componentes e peças que vai do volante ao eixo de transmissão da direção pertence ao mecanismo de controle da direção. O conjunto de componentes e peças (excluindo as juntas de direção) que vai do braço oscilante da direção ao trapézio da direção pertence ao mecanismo de transmissão da direção.
sistema de direção hidráulica
O sistema de direção assistida é um sistema de direção que utiliza tanto a força física do motorista quanto a potência do motor como energia para direcionar o veículo. Em circunstâncias normais, apenas uma pequena parte da energia necessária para a direção do carro é fornecida pelo motorista, sendo a maior parte fornecida pelo motor através do dispositivo de direção assistida. No entanto, quando o dispositivo de direção assistida falha, o motorista geralmente precisa ser capaz de assumir a tarefa de dirigir o veículo de forma independente. Portanto, o sistema de direção assistida é formado pela adição de um conjunto de dispositivos de direção assistida ao sistema de direção mecânica.
Em veículos pesados com massa total máxima superior a 50 toneladas, caso o sistema de direção hidráulica apresente falha, a força aplicada pelo condutor à junta de direção através da transmissão mecânica será insuficiente para defletir o volante e permitir a manobra. Portanto, o sistema de direção hidráulica desses veículos deve ser particularmente confiável.
Figura 2. Diagrama esquemático da composição do sistema de direção hidráulica.
Figura 2. Diagrama esquemático da composição do sistema de direção hidráulica.
A FIG. 2 é um diagrama esquemático que mostra a composição de um sistema de direção hidráulica e o arranjo da tubulação do dispositivo de direção hidráulica. Os componentes que compõem o dispositivo de direção hidráulica são: um reservatório de óleo de direção 9, uma bomba de óleo de direção 10, uma válvula de controle de direção 5 e um cilindro hidráulico de direção 12. Quando o motorista gira o volante 1 no sentido anti-horário (direção para a esquerda), o braço oscilante de direção 7 aciona a barra de direção 6, que se move para a frente. A força de tração da barra de direção atua sobre o braço da junta de direção 4 e é transmitida, por sua vez, ao braço trapezoidal 3 e à barra de direção 11, fazendo com que ela se mova para a direita. Ao mesmo tempo, a barra de direção também aciona a válvula deslizante na válvula de controle de direção 5, de modo que a câmara direita do cilindro hidráulico de direção 12 se conecte ao reservatório de óleo de direção com pressão superficial do líquido igual a zero. O óleo de alta pressão da bomba de óleo 10 entra na cavidade esquerda do cilindro hidráulico da direção, de modo que a força hidráulica para a direita no pistão do cilindro hidráulico da direção é exercida na barra de direção 11 através da haste de acionamento, o que também a faz mover para a direita. Dessa forma, um pequeno torque de direção aplicado pelo motorista ao volante pode superar o torque de resistência da direção que atua sobre o volante devido ao solo.
