Coluna mecânica online nº 76 - entendendo os diversos tipos de direção veicular
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fotos: divulgação
é meu amigo, dirigir carro não é mais como antigamente onde apenas pinhão e cremalheira e o esforço do seu braço direcionavam o veículo. o melhor é que temos boas notícias! é cada vez mais comum encontrarmos novas opções de sistemas de direção que oferecem mais facilidades na condução e principalmente, eficiência no consumo da energia produzida pelo motor.
o sistema mais tradicional, denominado direção com acionamento mecânico, é resultado da combinação entre pinhão e cremalheira. por meio de um mecanismo bastante simples, um conjunto de engrenagens de pinhão e cremalheira é encerrado em um tubo metálico, com cada extremidade da cremalheira saindo do tubo. uma haste, chamada barra de direção, se conecta a cada extremidade da cremalheira. o pinhão é fixado à árvore de direção. quando você vira o volante, o pinhão gira e movimenta a cremalheira.
a barra de direção em cada extremidade da cremalheira se conecta ao braço de direção na manga de eixo. o conjunto de engrenagens de pinhão e cremalheira faz duas coisas: converte o movimento de rotação do volante de direção no movimento linear necessário para girar as rodas; proporciona uma redução por engrenagens, o que facilita virar as rodas. na maioria dos carros, são necessárias três ou quatro voltas completas do volante para fazer com que as rodas se movam de batente a batente (de totalmente à esquerda para totalmente à direita).
a evolução do automóvel também passa pelo sistema de direção. e no passar dos anos foram surgindo novas e importantes alternativas que você encontra nos automóveis atuais:
hidráulica - é o sistema mais popular, há mais tempo nos carros que circulam no brasil. a direção fica mais leve graças a uma bomba que faz circular o óleo dentro da caixa de direção. essa lubrificação auxilia o motorista na hora das manobras. a bomba que impulsiona o óleo é movida pela força do motor. ou seja, só funciona com o carro ligado. o sistema precisa de manutenção periódica, conforme recomenda o manual do proprietário de cada carro. em média, o óleo é trocado a cada 50 mil quilômetros. o motorista precisa ficar atento a vazamentos e cuidar o nível do reservatório. se o óleo estiver acima ou abaixo do nível, a direção ficará pesada.
eletro hidráulica - o sistema, que muita gente chama de direção elétrica, tem o funcionamento semelhante ao da direção hidráulica. ou seja, a direção fica mais leve graça ao óleo impulsionado por uma bomba. a diferença é que essa bomba é acionada por um motor elétrico e não pelo motor do carro. isso evita a perda de potência do carro. o sistema também precisa de manutenção periódica, acompanhamento do nível de óleo e troca do fluído nos prazos recomendados pela montadora.
eletromecânica - com volante confortavelmente fácil de girar com o veículo parado ou manobrando e, em altas velocidades, é esportivamente firme e tem comportamento extremamente preciso. diferentemente de outros sistemas de direção hidráulica, o motor elétrico com controle eletrônico consome energia exclusivamente quando o volante é realmente acionado. sensores detectam o torque necessário para mudança de direção e a velocidade na qual o condutor está girando o volante, e então, transfere essas informações para a unidade de controle de direção sob a forma de um sinal elétrico. essa unidade de controle usa esses dados para calcular quanto auxílio de direção é necessário e aciona com exatidão o servomotor. isso permite economia de combustível da ordem de 0,1 a 0,2 litro/100 km, em relação a sistemas convencionais de direção hidráulica.
elétrica - não há óleo no sistema de direção. junto à caixa de direção está fixado um motor elétrico que auxilia os braços da direção a ficarem mais leves. ele é muito mais prático, pois elimina o óleo, mangueiras, correias e polias. o único problema que pode ocorrer é pane no sistema elétrico. se isso acontecer, porém, a direção ficará pesada, mas não irá travar. o motorista seguirá com o controle do carro. a grande vantagem é que além do excelente conforto, traz como principal vantagem em relação aos sistemas de assistência hidráulica o fato de só demandar energia quando necessário.
o que temos de melhor na direção elétrica é a precisão nas manobras e menor esforço. dessa forma observamos o menor consumo de energia do motor, ausência de fluido (o que reduz a manutenção e é benéfico ao meio ambiente) e a facilidade ao fabricante de ampliar a assistência quando desejado, como no sistema dual drive, oferecido no fiat bravo, que por meio de um botão no console aciona a função city, que torna a direção 50% mais leve.
a direção elétrica proporciona mais leveza nas manobras com o carro parado e mais segurança em velocidades mais altas. esse tipo de direção é um sistema totalmente elétrico, independente do motor. apresenta melhor eficiência na utilização do espaço do compartimento do motor, operação menos danosa ao meio ambiente, maior flexibilidade de projeto e maior economia de combustível, graças à redução das perdas de energia do motor.
este projeto elimina bombas e mangueiras e reduz o tempo de trabalho manual na montagem. a direção elétrica possui uma regulagem mais fina. na assistência hidráulica, utilizada na maioria dos veículos, a força é feita por uma pressão hidráulica. esta, está sujeita a vazamentos de fluido hidráulico, o que não acontece na elétrica. a direção elétrica possui sensores que informam a velocidade do veículo e a rotação aplicada pelo motorista ao volante a uma central de controle (uce). com estas informações, a central determina a direção e a intensidade da assistência e controla um motor elétrico que atua na coluna de direção.
este motor elétrico possui um torque que varia de acordo com a necessidade da assistência calculada pela central. existem diferentes opções de dirigibilidade aumentando (ex.: manobras com o veículo parado), ou diminuindo (ex.: estradas), o grau de atuação do motor elétrico; a uce possui autodiagnóstico que checa todas suas funções, monitorando qualquer problema. em alguns países, a direção elétrica já pode ser instalada em um veículo que não possua este dispositivo instalado em sua fabricação.
num futuro próximo o controle da direção estará integrado com os sistemas de suspensão e frenagem, proporcionando aos motoristas maior segurança e estabilidade.
entenda um pouco mais sobre a direção com assistência elétrica:
· a direção elétrica é um sistema independente do motor, totalmente elétrico;
· sua função é auxiliar o motorista, reduzindo seu esforço e proporcionando maior conforto e mais precisão nas manobras;
· dispensa a tradicional bomba hidráulica e fluido utilizados nos antigos sistemas de direção hidráulica. por isso é considerada ecologicamente correta;
· a direção elétrica possibilita uma economia de combustível de até 5%, por não consumir potência direta do motor e não estar ligada diretamente a ele por nenhum tipo de correia. proporciona também redução de ruídos e do peso do veículo.
tarcisio dias - profissional e técnico em mecânica, além de engenheiro mecânica com habilitação em mecatrônica e radialista, é gerente de conteúdo do portal mecânica online® (www.mecanicaonline.com.br) e desenvolve a coleção automecânica.
e-mail: rb.moc.enilnoacinacemnull@oacadercoluna mecânica online® – menção honrosa (segundo colocado) na categoria internet do 7º prêmio sae brasil de jornalismo 2013, promovido pela sociedade de engenheiros da mobilidade.