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Servodireccin electromecnica
Diseo y funcionamiento
Programa autodidctico 225
Service.
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El Programa autodidctico informa sobre y
diseos y modos de funcionamiento de nuevos
desarrollos.
Los contenidos no se someten a actualizaciones.
Las instrucciones de comprobacin, ajuste y reparacin se
consultarn en la documentacin del Servicio Postventa
prevista para esos efectos.
La servodireccin electromecnica apoya losmovimientos de mando del conductor con ayuda
de un motor elctrico, encargado de impulsar unengranaje de sin fin. El sistema trabaja enfuncin de la velocidad y transmite al conductoruna sensacin de direccin directa, sin lasinfluencias entorpecedoras causadas por elpavimento.
Con este Programa autodidcticos puedeobtener una nocin de esta nueva tecnologa y
conocer las diferencias con respecto a laprobada direccin asistida hidrulica.
La servodireccin electromecnica se montaactualmente en el Lupo 3L TDI.
Elsecreto de la
servodireccinelectromecnica
NUEVO Atencin
Nota
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Referencia rpida
Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Parte mecnica de la direccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Estructura del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Parte electrnica de la direccin . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Descripcin del funcionamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Esquema de funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Pruebe sus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
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Componentes de la columna de
direccin
Los componentes principales de la nuevadireccin asistida son:
- mando combinado en la columna dedireccin,
- tubo envolvente,- engranaje de sin fin con
transmisor de posicin de la direccin ytransmisor del par de direccin
- motor paraservodireccin electromecnica,
- unidad de control para la electrnica de lacolumna de direccin y
- eje de crucetas hacia la caja de direccinmecnica.
Introduccin
Mando combinado en la
columna de direccin
Tubo envolvente
Engranaje de sin fin
Unidad de control
para electrnica de la
columna de direccin
Motor para
servodireccin
electromecnica
Eje de crucetas
hacia la caja de direccin
mecnica 225_002
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Lo que conviene saber sobre el
funcionamiento de la servodireccin
electromecnica:
1. El sistema ofrece al conductor unaservoasistencia de direccin independientede las condiciones del pavimento.
2. Los movimientos al volante del conductor setransmiten a travs del eje de direccin y un
husillo intermedio hacia el engranaje de sinfin y la caja de direccin.
3. El retrogiro de la direccin a la posicin rectaes apoyado por la servodireccinelectromecnica.
4. El sistema transmite al conductor el tactocorrespondiente a las condiciones delpavimento.
5. El sistema vigila sus seales de entrada ysalida, as como el funcionamiento de loscomponentes que participan.
6. La columna de direccin de seguridad esregulable en altura y corresponde alprobado concepto anti-colisin del Lupo.
7. Ofrece caractersticas de proteccinantirrobo mediante una cerradura enel eje de direccin.
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Introduccin
Mando combinado ycerradura del volante
Tubo envolvente conreglaje en altura
Unidad de control con sensores,motor elctrico y
engranaje de sin fin
Eje de crucetas
Cuadro general
Caja de la direccin
El sistema de la servodireccin electromecnicaest agrupado en una unidad compacta. Todoslos componentes, tales como la unidad decontrol, el motor elctrico y los sensoresnecesarios para la gestin, forman parte de estaunidad. De esa forma se elimina un cableadocomplejo.
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Hidrulica Electromecnica
Peso 16,3 kg 11,3 kg
Potencia absorbidaen ciudad
en autopista
400 W 25 W
800 - 1.000 W 10 W
Mayor consumo encomparacin con la caja dedireccin mecnica,en ltr./100 km
0,1l * 0,01 **
* referido al motor SDI de 44 kW ** referido al Lupo 3L conmotor 1,2 ltr. TDI
Servodireccin electromecnica
En el caso de la direccin asistida hidrulica, loscomponentes del sistema intervienen en laoperacin de direccionamiento detrs del eje decrucetas, estableciendo la servoasistencia pormedio de presin de aceite.
En el caso de la servodireccin electromecnica,la servoasistencia se establece antes del eje decrucetas. El par de la servoasistencia essuministrado en este sistema por parte de unmotor elctrico.
Comparativa:Los datos tcnicos ponen en relieve las diferencias.
Servodireccin hidrulica
El funcionamiento de la servodireccin electromecnica es bsicamente diferente al de los sistemashidrulicos.
Eje de crucetas
Eje de crucetas
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Columna de direccin y sus componentes
Los componentes esenciales de la servodireccinelectromecnica son:
- Eje de direccin- Tubo envolvente con reglaje en altura- Husillo intermedio- Barra de torsin- Carcasa de sensores con
transmisor del par de direccin ytransmisor de posicin de la direccin
- Motor elctricoy acoplamiento
- Accionamiento por sin fin yrueda dentada
- Carcasa de engranajes- Unidad de control para electrnica de la
columna de direccin- Eje de crucetas
Parte mecnica de la direccin
Accionamiento por
sin fin y rueda
dentada
Motor elctrico
Carcasa de sensores con
transmisor del par de direccin y
transmisor de posicin de ladireccin
Barra de torsin
Husillo intermedio
Eje de crucetas Unidad de control para electrnica
de la columna de direccin
Eje de direccin
Tubo envolvente con reglaje en altura
Acoplamiento
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Barra de torsin
El componente central de la servodireccinelectromecnica es la barra de torsin.Las caractersticas de su material permiten unadeformacin elstica definida en torno a su ejegeomtrico longitudinal. La barra de torsinestablece la comunicacin mecnica entre elhusillo intermedio y el eje del accionamiento desin fin.
Funcionamiento
A travs de esta unin, el husillo intermedio y eleje del accionamiento de sin fin puedendecalarse mutuamente en una pequea
magnitud. Este pequeo ngulo resultasuficiente para que el sistema pueda detectar elcomienzo de un movimiento de direccin.
Barra de torsin
Eje del accionamientopor sin fin con
rueda dentada
Husillo
intermedio
Unidadensamblada
Unin mecnica
Retorcedura de la barra de torsin alcomienzo de un movimiento de direccin
Rodamiento de bolas
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Engranaje de sin fin
El engranaje de sin fin se aloja en una carcasade aluminio, a la cual tambin va fijado el motorelctrico.
Un sin fin en el eje del motor trabaja contra larueda dentada que se encuentra en el eje dedireccin. Tiene una relacin de transmisin de22:1. El cuerpo de la rueda dentada y el sin finson de metal. La corona dentada es de plstico.De esa forma se reduce la posible sonoridadmecnica.
Parte mecnica de la direccin
Motor elctrico
Acoplamiento de goma
Carcasa
Eje del engranaje de sin fin
con rueda dentadaSin fin
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Reglaje en altura
El mecanismo para el reglaje de la altura vaunido fijamente al tubo envolvente. La carreraregulable es de 39 mm.
Eje de crucetas
Ambas crucetas estn comunicadas por mediode un brazo telescpico corto. Sirve paracompensar las longitudes del reglaje en altura ypara la proteccin de los ocupantes en caso deuna colisin frontal.
Al desplazar el volante hacia arriba se contraeel brazo telescpico. De esa forma se reduce ladistancia entre el volante y la caja de direccin.
Al colocar el volante en una posicin bajaaumenta esta distancia y se estira el brazotelescpico.
Brazo telescpico
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Estructura del sistema
Sensores Actuadores
Transmisor de posicin de ladireccinG268 ytransmisor del par de direccinG269
Motor paraservodireccinelectromecnicaV187
Unidad de control para laelectrnica de la columna dedireccin
J527
Testigo luminoso paraservodireccinelectromecnicaK161
en la unidad de control conunidad indicadora en elcuadro de instrumentos
J285
Alternador, D+/Borne 61
Seal de velocidad de marchaprocedente de la unidad decontrol con unidad indicadoraen el cuadro de instrumentos
J285
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Carcasa de sensores
El transmisor de posicin de la direccin G268 yel transmisor del par de direccin G269 vanalojados en una carcasa compartida. Se instalasobre el eje del engranaje de sin fin, por encimade la rueda dentada. La conexin a la unidadde control se establece a travs de un conectorde seis polos.
Parte electrnica de la direccin
Eje del
engranaje de sin fin
Carcasa de
sensores
Barra de torsin
Transmisor de posicin de la direccin G268
El transmisor est comunicado con el eje del
engranaje de sin fin. Registra los movimientosdel volante y la posicin actual de la direccin.
Transmisor del par de direccin G269
El transmisor est comunicado con la barra detorsin. Detecta el ngulo de decalaje de labarra de torsin con respecto al husillointermedio. La unidad de control calcula de ahun par de giro. Si este par de giro calculadosobrepasa un valor de 0,01 Nm, la unidad decontrol se entera de que se necesita un ciclo deservoasistencia para la direccin.
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Parte electrnica de la direccin
Estructura de los sensores
Ambos sensores son potencimetros de cursor.
La carcasa posee una corona interior, que vaencajada con un anillo de grapas en el eje delengranaje de sin fin y que se puede girar conrespecto a la carcasa.
Detectando el decalaje de la corona interior conrespecto al elemento inferior de la carcasa, eltransmisor de posicin de la direccin detectaasimismo el ngulo del volante de direccin,mientras que el transmisor del par de direccindetecta una retorcedura de la barra de
direccin.Dos parejas de escobillas de potencimetroexploran la pista interior sobre la pletina en lacarcasa. Esta parte es la correspondiente altransmisor de posicin de la direccin.Las dems pistas sirven para transmitir lasseales del transmisor del par de direccin.
Anillo de grapas
Corona interior
Escobillas de potencimetro
Elemento inferior de carcasa
Pistas de potencimetro
Conexin elctrica
Ambos sensores estn conectados con la unidadde control a travs de tres cables propios decada uno.
Efectos en caso de avera
Si se avera el transmisor del par de direccin sedesactiva el sistema. Si se avera el transmisor deposicin de la direccin se desactiva la posicinde Retrogiro activo. En ambos casos se iluminael testigo de avera.
G268 G269
J527
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El transmisor del par de direccin va situado enla corona interior. Es un anillo de plstico dotado
de dos parejas de escobillas de potencimetro.Las escobillas exploran cuatro pistas deconduccin elctrica en la corona interior.El anillo transmisor est comunicado con la tapade la carcasa. A su vez se adapta con exactituden la cabeza de la barra de torsin.Al retorcerse la barra, la tapa tambinexperimenta un decalaje con respecto a lacorona interior. Este movimiento es detectadopor las escobillas del potencimetro ytransmitidas a la unidad de control en forma deseales a travs de las pistas de conduccinelctrica en el fondo de la carcasa.
Tapa de carcasa
Anillo transmisor
Escobillas depotencimetro
Corona interior
abierta
Pistas de conduccin
elctrica
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Parte electrnica de la direccin
Unidad de control para
electrnica de la columna de direccin J527
Va alojada en un armazn atornillado a lacarcasa del engranaje de sin fin.
En la regleta de conexin de la unidad decontrol se encastran cinco conectores, diseadosde modo que no puedan ser confundidos entres.
Previo anlisis de los datos procedentes de lossensores, la unidad de control calcula la
magnitud de servoasistencia necesaria para ladireccin, en consideracin de la velocidad demarcha del vehculo.
Efectos en caso de avera
Si se avera la unidad de control se enciende eltestigo de avera.
Empleo Color dibujado
Conexin hacia los transmisores G268 y G269
Cables de gestin del motor
Motor elctrico, cables de fase
Alimentacin de tensin batera borne 30 y masa borne 31
Conexin hacia la unidad de control para unidad indicadora en el cuadro deinstrumentos
Borne 15, borne 61, testigo de avera,cable K, seal de velocidad de marcha
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Motor para servodireccin
electromecnica V187
Va atornillado a la carcasa del engranaje de sinfin, teniendo intercalado un tope elstico degoma, para evitar la transmisin de oscilacionesentre el motor y la columna de direccin. El ejedel motor est comunicado con el eje del sin fina travs de un acoplamiento elstico de goma,de modo que la iniciacin del funcionamientodel motor sea transmitida de una forma muysuave hacia el engranaje de sin fin. El propiomotor tiene una absorcin de potencia mximade 720 W y desarrolla un par de 2 Nm. Secaracteriza por un comportamiento de respuestaextremadamente breve, para poder apoyarincluso los ms rpidos movimientos dedireccin.
Conexin elctrica
El motor elctrico obtiene su tensin dealimentacin a travs de la unidad de controlparaelectrnica de la columna de direccin J527.
Testigo luminoso para
servodireccin electromecnica K161Va alojado en el cuadro de instrumentos.
Si la unidad de control comprueba la existenciade una avera en el sistema de la servodireccin,se encarga de activar el testigo luminoso en launidad indicadora del cuadro de instrumentos.
J527
V187
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Movimiento de direccin
Descripcin del funcionamiento
Elemento
inferior
Transm. par de
direccin
Transm. pos. de
direccin
Elemento
superior
Barra de torsin
Unidad de control
La barra de torsin sesomete a retorcimientopor parte del volante.
Para simplificar la explicacin se muestra en lafigura una columna de direccin con el elementosuperior separado del inferior. En la partesuperior se monta el transmisor del par dedireccin; en la parte inferior se monta eltransmisor deposicin de la direccin.
El conductor empieza a mover la direccin.
Durante esa operacin se produce un decalajeen la barra de torsin. El transmisor del par dedireccin, que gira solidariamente con la barrade torsin, suministra a la unidad de control lasseales acerca de la magnitud y el sentido degiro del par aplicado al volante.Con ayuda de estas seales, la unidad decontrol calcula el par de servoasistencianecesario y excita correspondientemente elmotor elctrico. La suma del par aplicado alvolante y el par de servoasistencia viene a dar
por resultado el par efectivo que acta en lacaja de direccin.
Par de giro aplicado al volante
Par de servoasistencia
Par efectivo que acta
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Motor elctrico
La barra de torsin semantiene retorcida,porque el conductorprosigue el giro de ladireccin.
La torcedura de labarra se reduce.
Si el conductor aumenta el par aplicado alvolante, se intensifica el par de servoasistenciasuministrado por el motor. Esto permite un girosuave para el mando de la caja de direccin.
Si el conductor reduce el par aplicado al volante
se reduce a su vez la torcedura de la barra. Eltransmisor del par de direccin suministra porello una seal menos intensa a la unidad decontrol. Corrigiendo la excitacin del motorelctrico, la unidad de control reduce el par deservoasistencia.
Debido a la geometra de los ejes, las ruedas yla direccin retrogiran a la posicin de marcharecta.
Si el par de retrogiro que surge a este respecto atravs de la caja de direccin resulta superior ala suma del par aplicado al volante ms el parde servoasistencia, el sistema de laservodireccin electromecnica inicia el retrogirode la direccin hacia la posicin de marcharectilnea.
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Descripcin del funcionamiento
Motor elctricoRetrogiro activo
Si el conductor suelta el volante en una curva, labarra de torsin se distensa. La electrnica seencarga de desexcitar al mismo el motorelctrico, con lo cual se interrumpe el par deservoasistencia.
Si el vehculo todava no se encuentra en unatrayectoria rectilnea, se detecta estaparticularidad a travs del transmisor deposicin de la direccin. Ahora se excita el motorelctrico de modo que la direccin sea girada deforma activa a la posicin de marcha rectilnea.
Par aplicado al volante
Par de servoasistencia
Par efectivo que acta 225_088
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C Alternador
G268 Transmisor de posicin de la direccin
G269 Transmisor del par de direccin
J258 Unidad de control para unidadindicadora en el cuadro de instrumentos
J527 Unidad de control para electrnica de lacolumna de direccin
K2 Testigo luminoso para alternador
K161 Testigo luminoso para servodireccin
electromecnica
S Fusible
V187 Motor para servodireccinelectromecnica
K Conector para diagnsticos
Esquema de funciones
G268 G269
J285K161
S
V187
J527
S
C
K
K2
D+
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Seal de entradaSeal de salidaPositivoMasa
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Autodiagnstico
Se inicia con el cdigo de direccin 44Direccin asistida. En el autodiagnstico, launidad de control para servodireccinelectromecnica posibilita las siguientesfunciones, que se pueden consultar con elsistema de diagnstico, medicin e informacinde vehculos VAS 5051:
Funcin Cdigo
de
direcci
n
Consultar versin de la unidadde control
01
Consultar la memoria de averas 02
Borrar la memoria de averas 05
Leer bloque de valores de
medicin
08
Iniciar ajuste bsico 04
Finalizar la emisin 06
Servicio
Reparacin de la direccin
En la servodireccin electromecnicaslo est permitida actualmente la sustitucinindividual de:
q el mando combinado en la columna dedirecciny
q el bombn de la cerradura.
Obsrvense a este respecto las instrucciones proporcionadas en el Manual de Reparaciones.
El engranaje con el tubo envolvente, la unidadde control y el motor elctrico se sustituyensiempre completos y no se deben desensamblarpor ningn motivo.
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1. Qu transmisor es necesario para el funcionamiento de la servodireccin electromecnica?
a.nicamente el transmisor de posicin de la direccin
b.nicamente el transmisor del par de direccin
c.El transmisor de posicin de la direccin y el transmisor del par de direccin
2. Cul es la relacin de transmisin en el engranaje de sin fin?
a.21:1
b.22:1
c.23:1
3. Denomine los componentes
Pruebe sus conocimientos
Soluciones:
1.c2.b3.Componentesverpgina18
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Slo para uso interno VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg
Reservados todos los derechos. Sujeto a modificaciones tcnicas.
040.2810.44.60 Estado tcnico: 1/00
Y Este papel ha sido elaborado con
celulosa blanqueada sin cloro.
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