O sistema de direção hidráulica de um veículo é considerado universal no aspecto funcional, apesar do desing ser diferente de um veículo para outro, o sistema hidráulico de um veículo possui o objetivo de proporcionar ao condutor segurança e estabilidade durante a sua utilização. Os componentes que compõem o sistema de direção hidráulico variam conforme o projeto desenvolvido pela montadora.
Considerando a existência de vários modelos de sistemas de direção hidráulica, citaremos apenas um modelo, dessa forma será dissertado o sistema de direção bipartido que possui tubo cilíndrico, cárter, carcaça de válvula, pinhão de válvula, cremalheira com um pistão fixado na região cilíndrica, tubos de alimentação curto e longo, rótulas axiais, coifas e terminais.
O sistema hidráulico entra em operação após o condutor ligar o motor e fazer a movimentação angular do volante para a esquerda ou direita. Ao iniciar a movimentação do volante, o cartucho de válvula entra em operação direcionando o fluxo de óleo sob pressão para uma das câmaras na região cilíndrica da direção.
A potência hidráulica enviada pela bomba é transmitida ao anel pistão da cremalheira, ao efetuar manobras com o veículo parado, oferece conforto ao condutor sem a necessidade de um esforço exagerado para girar o volante.
MECANISMO DE DIREÇÃO
Esse componente possui a função de movimentar as rodas do veículo para a esquerda ou direita sempre que solicitado pelo condutor. A válvula direciona o fluido hidráulico a uma das câmaras do cilindro conforme o giro do volante realizado pelo condutor. Esse fluido hidráulico é direcionado pelo tubo de alimentação até a câmara de pressão do cilindro, agindo em conjunto com o pistão da cremalheira proporciona leveza no volante quando solicitado pelo condutor.
FUNCIONAMENTO DO MECANISMO DE DIREÇÃO
O mecanismo de direção hidráulica funciona somente com o veículo ligado. Em uma condição estática sem que o condutor movimente o volante, o sistema hidráulico possui um comportamento estático com as válvulas abertas.
Ao efetuar o giro do volante para a Esquerda/Direita, o fluido hidráulico é direcionado a umas das câmaras do cilindro, o fluido hidráulico com pressão enviado pela bomba hidráulica atua em conjunto com o pistão da cremalheira proporcionando leveza ao condutor quando efetua o giro do volante.
Quando o condutor faz o giro do volante para a esquerda, o fluido hidráulico sob pressão está sendo direcionado para a câmara esquerda, o fluido hidráulico que estava na câmara direita retorna para o reservatório de óleo, onde se inicia o ciclo novamente.
CONHECENDO OS COMPONENTES
Os componentes que envolvem a montagem do mecanismo de direção.
Conjunto Válvula - O conjunto válvula é responsável pela recepção do fluido hidráulico sob pressão enviado pela bomba. As câmaras direita e esquerda entram em operação após o giro do volante realizado pelo condutor.
Conjunto Carter-tubo - É responsável por manter a fixação da válvula e outros componentes responsáveis pelo desempenho funcional do conjunto e manter o fluido hidráulico sob pressão em suas câmaras.
A câmara do tubo cilíndrico é formada pela vedação em suas extremidades. No lado direito à vedação é formada pela bucha da cremalheira que tem em seu conjunto um o’ring, que é responsável pela vedação da região interna do tubo, e um retentor, que é responsável pela vedação externa da cremalheira.
No lado esquerdo o retentor interno é responsável pela vedação entre a cremalheira e tubo cilíndrico formando dessa forma vedação da câmara esquerda.
Os dois conjuntos, bucha da cremalheira do lado direito e retentor interno do lado esquerdo, formam a câmara de pressão onde atua o pistão hidráulico da cremalheira.
Conjunto bujão de ajuste - O conjunto bujão de ajuste é responsável por manter uma folga especificada em projeto entre os dentes da cremalheira e o pinhão da válvula.
Esse ajuste de folga deve seguir rigorosamente o especificado em desenho. O conjunto yoke é responsável pelo ajuste de folga entre o pinhão da válvula e a cremalheira. Os ruídos indesejados que podem ser percebidos quando passa com o veículo em ruas de paralelepípedos, podem ser solucionados fazendo o ajuste do bujão, porém é importante salientar que ajustes inadequados feitos de forma incorreta podem deixar a direção pesada podendo causar acidentes.
Normalmente, os ajustes são feitos após avaliação realizada por um especialista e com conhecimentos técnicos em sistemas de direção. Todo projeto de sistema de direção quando é desenvolvido pelo fabricante em conjunto com a montadora, tem um valor de folga especificado.
1. Sendo a folga ajustada abaixo do mínimo especificado em projeto, podem ocorrer ruídos perceptíveis ao cliente e falta de retornabilidade do volante. Outro problema identificado nesse processo é o ruído é identificado pela colagem, ou seja, quanto o cliente inicia o giro do volante o torque exigido para fazer essa operação desloca o mancal na haste da cremalheira ocorrendo ruído (quebra do torque). A falta retornabilidade pode provocar acidentes, pois quando o condutor gira o volante, o mesmo não retorna ao seu ponto de origem.
2. A folga do yoke ajustada acima do especificado provoca ruído. Esse ruído é originado pela batida dos dentes da cremalheira com pinhão da válvula. Portanto todos os mecanismos de direção devem ser ajustados conforme especificado em projeto.
Conjunto tubos de alimentação - É responsável por direcionar o fluxo de óleo para as câmaras de pressão. O trabalho executado pela tubulação é extremamente importante no mecanismo de direção, os mesmos asseguram o direcionamento correto do fluido. A vedação dessa tubulação é feita por o’ring nas suas extremidades ou pode ser por esmagamento, nessa segunda condição não é necessário à presença de o’ring, pois a vedação é feita pela própria extremidade de alumínio do tubo em conjunto com o alojamento do conector na carcaça.
Os problemas identificados nesses tubos estão relacionados com o processo de formação do tubo ou com o processo de montagem. Ocorrendo vazamento nessa tubulação, ocorre perda de pressão e endurecimento da direção hidráulica.