Como funciona o Sistema de Direcção Assistida? – Melhor Explicação

Introdução

A dinâmica do veículo é uma parte integrante de um veículo automóvel tão importante como o trem de força de um veículo, como se precisássemos de um trem de força para operar um veículo, também precisamos de sistemas de dinâmica veicular para manter o veículo funcionando com estabilidade, como sabemos, o sistema de suspensão é a parte da dinâmica do veículo que proporciona contacto com a superfície juntamente com a estabilidade de viragem para o veículo, mas pensemos, virar a direcção do veículo enquanto este se move convida muitas forças a perturbar a estabilidade do veículo, o que dá origem a muitas questões como Como é feito?. Quais são os requisitos para dirigir o veículo na direção desejada? Para encontrar estas respostas, vamos apenas estudar mais.

Um sistema de direcção de um automóvel é parte integrante da dinâmica de um veículo em que uma série de componentes mecânicos com determinados ângulos importantes se junta para direccionar as rodas dianteiras do veículo de acordo com o input fornecido pelo passageiro através do volante.

E o sistema de direcção assistida é o sistema de direcção avançado em que o esforço necessário para dirigir as rodas dianteiras do veículo de um lado para o outro é reduzido utilizando dispositivos eléctricos ou hidráulicos intermédios que multiplicam a força aplicada pelo condutor através do volante, de modo a obter uma mudança de direcção suave e rápida do veículo.

Hoje em dia todos os 80% dos automóveis em estrada estão equipados com o sistema de direcção assistida que se tornou a necessidade básica do automóvel actual.

Após a introdução da direcção assistida em 1903, verifica-se que o número de acidentes na estrada é reduzido até ao limite apreciável o que, por sua vez, faz dela a necessidade numa tracção às 4 rodas.

Porque precisamos de direcção assistida?

Como já discutimos acima uma direcção assistida diminui os esforços de direcção que é a necessidade de um veículo de 4 rodas, por isso precisamos de uma direcção assistida devido às seguintes razões

• Resposta rápida- Como o número de veículos na estrada está a aumentar de dia para dia e hoje em dia quase 60% das famílias do mundo estão a ter um veículo de 4 rodas nas suas casas, Com este aumento do número de veículos, aumenta também o perigo de acidentes na estrada, pelo que, para evitar este perigo e fazer curvas rápidas exigidas pelas condições da estrada, é necessário um sistema de direcção de resposta rápida num veículo de 4 rodas.
• Esforços de direcção – Se conduzirmos carros antigos como o Maruti Suzuki 800 , verifica-se que o volante do carro se sente muito difícil de rodar quando o veículo vai abaixo dos 40 km/h (acima do qual a direcção se sente menos dura) o que se verifica causar fadiga ao condutor durante uma longa viagem. Portanto, um veículo deve estar equipado com um sistema de direcção assistida para que o esforço de direcção necessário para conduzir as rodas dianteiras possa ser reduzido.
• Bump steer- Como sabemos, os solavancos da estrada são reduzidos pelo sistema de suspensão, mas como o sistema de direcção está directamente ligado ao cubo da roda, alguma força de solavancos é também transferida para o sistema de direcção que, por sua vez, tenta conduzir o veículo contra a vontade do condutor, devido ao qual um veículo pode perder a sua estabilidade, embora o bump steer possa ser controlado mecanicamente, proporcionando um raio de lavagem óptimo (ângulo entre a linha central da roda e a inclinação do pino rei do nó), mas a direcção assistida controla-o de uma forma mais eficaz.
• Capacidade de retorno – depois de dar uma volta, verifica-se que a direcção regressa automaticamente à sua posição original que, por sua vez, endireita automaticamente o veículo em movimento. Um veículo equipado com um sistema de direcção assistida proporciona uma melhor capacidade de retorno para o sistema de direcção.

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Tipos de sistema de direcção assistida

Na base do método utilizado para multiplicar a força de direcção, existem 3 tipos de sistema de direcção assistida que são… Sistema de direcção assistida hidráulica – É o tipo de sistema de direcção assistida em que o sistema hidráulico com bomba hidráulica accionada pelo motor e cilindros hidráulicos, é utilizado para multiplicar a força de entrada no volante que, por sua vez, reduz os esforços necessários para dirigir as rodas dianteiras do veículo.

• É utilizado um fluido hidráulico altamente comprimido no interior do cilindro hidráulico que aplica pressão na caixa de direcção.

2. Electro – sistema de direcção assistida hidráulica – É a versão modificada do sistema hidráulico em que a bomba hidráulica rotativa que é accionada pelo motor no sistema de direcção assistida hidráulica é substituída pela bomba hidráulica que é accionada pelo motor eléctrico.

• É também chamada de sistema de direcção assistida híbrido devido ao uso de componentes hidráulicos e eléctricos.

3. Sistema de direcção assistida electrónica – É o último tipo de sistema de direcção assistida em que o sistema hidráulico da direcção assistida hidráulica é completamente substituído por motores eléctricos e sensores eléctricos, em vez de usar força hidráulica, o motor accionado pela bateria do veículo é usado para aplicar força na caixa de direcção e o binário fornecido pelo motor é controlado pelos sensores que detectam a posição da coluna de direcção.

• A resposta da direcção deste sistema é rápida e muito eficaz e é por isso que é usado em quase todos os carros novos hoje.

Componentes importantes

As partes importantes de um sistema de direcção assistida são…

1. Mecanismo de direcção – Normalmente o mecanismo de direcção com cremalheira e pinhão é utilizado na direcção assistida em que o movimento de rotação do volante é convertido no movimento transversal das rodas através de um conjunto de engrenagens sem-fim de malha constante chamado cremalheira que proporciona um movimento transversal e um pinhão que proporciona um movimento de rotação.

2 Ligações – São as restrições mecânicas que proporcionam um movimento relativo entre 2 componentes, o tipo de ligações utilizadas na direcção assistida é a ligação entre a cremalheira e o nó da roda, a fim de transferir o movimento transversal da cremalheira para as rodas.

3. Dispositivo de potência – Como já discutimos acima, um dispositivo de multiplicação de força (hidráulico ou híbrido ou eléctrico) é utilizado para multiplicar a força do volante, a fim de reduzir os esforços de direcção. Este dispositivo é fixado com o pinhão do mecanismo de pinhão e cremalheira.

4. Volante – Um volante redondo é usado dentro de um cockpit (operado pelo motorista) que fornece a entrada de direção rotacional para os dispositivos de direção adicionais, a fim de dirigir o veículo.

Funcionamento do sistema de direcção assistida

O funcionamento do sistema de direcção assistida difere com a diferença nos dispositivos multiplicadores de força utilizados. por isso, para compreender o funcionamento da direcção assistida, todos os 3 métodos devem ser discutidos separadamente.

1. Sistema de direção hidráulica hidráulica

Fonte de imagem

Neste tipo de sistema de direção hidráulica como discutimos acima a força hidráulica é usada para multiplicar a força de entrada da direção a fim de suavizar a direção das rodas dianteiras, esta força hidráulica é gerada por uma série de componentes que inclui cilindro hidráulico, bomba hidráulica rotatória, linhas hidráulicas, fluido hidráulico altamente comprimido e um mecanismo de acoplamento que pode acoplar este sistema hidráulico com cremalheira do sistema de direção.

• Quando o condutor fornece a entrada girando o volante, a bomba hidráulica acionada pelo motor começa a bombear o fluido hidráulico altamente comprimido através de linhas.

• A pressão hidráulica produzida pela bomba entra no cilindro hidráulico que, por sua vez, aplica pressão sobre o pistão do cilindro.

• O pistão que está sob alta pressão começa a mover-se de uma extremidade para a outra que, por sua vez, empurra o fluído adicional através das linhas, com este movimento do pistão a força de entrada aplicada pelo condutor é multiplicada várias vezes.

• Este fluido de alta pressão enviado pelo cilindro hidráulico aplica então a pressão ao pinhão ligado através do mecanismo de acoplamento que, por sua vez, aplica uma força elevada à engrenagem da cremalheira e a acção da direcção nas rodas dianteiras tem lugar.

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2. sistema de direcção assistida híbrido ou semi hidráulico

Neste tipo de sistema de direcção assistida a bomba hidráulica accionada pelo motor do sistema de direcção assistida hidráulica é substituída por bomba eléctrica o que a torna mais fiável, esta é a única modificação feita em repouso o funcionamento deste sistema é o mesmo que o sistema de direcção assistida hidráulica acima mencionado.

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3. Sistema de direcção assistida eléctrica

Este sistema é o mais recente de todos os sistemas de direcção mencionados acima neste tipo de sistema de direcção, uma vez que já discutimos a multiplicação de força é a função do motor eléctrico em vez do fluido hidráulico e o funcionamento deste sistema é o seguinte.

Fonte de imagem

• Quando o condutor dá entrada através do volante, os sensores electrónicos ligados à coluna de direcção lêem a entrada e enviam-nos para a unidade de controlo eléctrico do veículo.

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• A ECU do veículo analisa estas entradas e envia o sinal de tensão para o motor eléctrico colocado no final da coluna de direcção, cuja engrenagem está em malha constante com a engrenagem de pinhão.

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• Devem a estes sinais de tensão enviados pela ECU o motor que é accionado pela bateria do veículo arranca e fornece o torque particular de acordo com o valor dos sinais de tensão recebidos

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• Após o motor arrancar a engrenagem que está em malha constante com a engrenagem de pinhão começa a transmitir o torque multiplicado à engrenagem de pinhão que, por sua vez, aplica este torque à cremalheira através da qual é fixada.
• Com este binário aplicado pelo pinhão sobre a cremalheira , a cremalheira move-se que por sua vez conduz as rodas dianteiras (com a ajuda dos tirantes acoplados) de acordo com a exigência.

Para melhor compreensão sobre os diferentes tipos de sistema de direcção assistida, veja o vídeo abaixo: