Os motoristas mais velhos lembram-se bem de como era difícil girar as rodas dos carros antigos no estacionamento ou ao dirigir em baixa velocidade. A solução para o problema foi um booster hidráulico (GUR), que primeiro foi adicionado à direção dos caminhões e depois migrou para os automóveis. Sua tarefa é ajudar o motorista a superar a resistência dos mecanismos e a força de atrito dos pneus na superfície da estrada, facilitando assim a rotação do volante. Os motoristas que prestam muita atenção à manutenção de seu próprio “cavalo de ferro” farão bem em se familiarizar com o funcionamento da direção hidráulica e descobrir seus pontos fracos.
Design de movimento
A direção hidráulica consiste em vários elementos interligados por linhas de óleo:
- uma bomba cujo rotor é acionado por uma correia do virabrequim do motor;
- um distribuidor que direciona a força na direção certa;
- um cilindro hidráulico com pistão rigidamente conectado ao mecanismo de direção (cremalheira ou hastes);
- tanque de expansão com abastecimento de fluido hidráulico (óleo).
A bomba está localizada perto da polia do virabrequim e conectada a ela por uma correia de transmissão. Dependendo do projeto do carro, o mesmo acionamento pode girar o eixo do gerador e da bomba. A válvula de controle, também conhecida como distribuidor, está embutida no mecanismo do eixo de direção e reage ao giro do volante em uma direção ou outra graças a um dispositivo especial - uma barra de torção.
A localização do cilindro hidráulico depende do tipo de caixa de direção. Na maioria dos carros, ele está embutido no trilho e é um pistão que o empurra na direção desejada. Em máquinas com direção sem-fim (a chamada coluna de direção), o cilindro é uma unidade separada. Presas a ele estão as hastes responsáveis pelo giro das rodas dianteiras.
Os elementos listados são combinados em um sistema por tubos projetados para alta pressão, através dos quais circula o fluido de trabalho - óleo. Sua reserva está no tanque de expansão instalado no ponto mais alto do sistema.
O princípio de funcionamento do amplificador
A principal característica da direção hidráulica é que o sistema entra em operação imediatamente após a partida do motor do carro, uma vez que o eixo da bomba gira em sincronia com o virabrequim da unidade motriz. Enquanto o motorista não toca no volante, a pressão criada nas linhas de óleo é liberada no tanque de expansão. O princípio de funcionamento da direção hidráulica é converter a pressão do fluido criada pela bomba em trabalho mecânico realizado pelo pistão do cilindro hidráulico. A direção hidráulica opera de acordo com o seguinte algoritmo:
- O óleo é bombeado pelo sistema e o excesso de pressão é direcionado para um tanque de expansão até que o motorista comece a girar o volante.
- Ao girar o volante, a torção do distribuidor assume o sentido de rotação, acionando uma das duas válvulas, que abre o fluxo do fluido hidráulico para o pistão do cilindro.
- O óleo pressiona o pistão de um lado, forçando-o a empurrar a cremalheira ou haste na direção certa até que o motorista pare de girar o volante. Quando o volante para em qualquer posição, o distribuidor fecha a válvula e o pistão para de empurrar a cremalheira.
- Quando o volante gira na direção oposta, a primeira válvula fecha e a segunda funciona imediatamente. O fluido entra no pistão pelo outro lado, fazendo com que ele se mova e empurre a cremalheira na outra direção.
Se você girar o volante totalmente e ao mesmo tempo aumentar a rotação do motor pressionando o pedal do acelerador, a pressão no circuito da direção hidráulica aumentará ao máximo, o que pode causar vazamento de vedações e ruptura de mangueiras. Portanto, os fabricantes de automóveis com direção hidráulica não recomendam manter o volante na posição extrema por mais de 5 segundos.
Se, por vários motivos, o motor parar ou a direção hidráulica falhar, o motorista manterá o controle das rodas dianteiras. É verdade que você terá que fazer um esforço considerável para girar o volante.
Prós e contras da direção hidráulica
Depois de verificar na prática como funciona a direção hidráulica em um carro moderno, você poderá apreciar todas as vantagens de usar este mecanismo:
- Confiabilidade. O sistema de reforço hidráulico foi testado por muitos anos de prática em vários carros, portanto, atualmente está instalado em cerca de 60% dos carros fabricados.
- A direção hidráulica é capaz de desenvolver uma potência decente e superar a resistência significativa das rodas. Assim, torna-se possível utilizá-lo em automóveis de qualquer capacidade de carga e dimensões.
- O conforto para o motorista é a principal vantagem da direção hidráulica. Ele foi criado justamente para esse fim - para facilitar o controle da máquina por uma pessoa.
- Melhoria da capacidade de gerenciamento. Como o volante gira facilmente, o motorista é capaz de reagir mais rapidamente às mudanças nas condições do trânsito.
Além da direção hidráulica, são instalados amplificadores de nova geração nos carros que giram as rodas dianteiras com o auxílio de um motor elétrico (EUR). Mas tais sistemas ainda não podem ser comparados com a hidráulica em termos de custo e, portanto, menos máquinas novas são equipadas com EUR.
O uso de propulsores hidráulicos nas caixas de direção dá mais um bônus aos fabricantes de automóveis. Como realizam trabalho físico no lugar do motorista, caixas de direção com relação de transmissão mais baixa podem ser utilizadas no projeto. Para um motorista, isso significa que o número de voltas do volante de uma posição extrema para outra diminuirá, o que aumentará a nitidez do controle. É verdade que se a direção hidráulica falhar ou o carro estiver rebocado, será muito mais difícil para o motorista girar o volante.
Os boosters hidráulicos têm as seguintes desvantagens:
- Para não causar quebras, o volante não pode ser mantido em nenhuma posição extrema por muito tempo, especialmente em altas rotações do motor. Devido à pressão crítica, o óleo pode espremer as vedações e vazar.
- O dispositivo de acionamento da bomba é concebido de forma a funcionar ininterruptamente em conjunto com a unidade motriz. Por conta disso, a bomba se desgasta constantemente, exige manutenção periódica e tira parte da energia do motor, aumentando o consumo de combustível.
- Outros elementos do sistema também precisam de manutenção, além de monitorar o nível de fluido hidráulico no tanque.
- Em carros econômicos equipados com direção hidráulica, o volante torna-se pouco informativo, especialmente ao dirigir em alta velocidade.
Os carros mais caros possuem um dispositivo especial de bomba de direção hidráulica que permite reduzir a pressão do óleo no sistema com o aumento da velocidade. Ao mesmo tempo, o volante é “derramado” com um peso agradável e não há sensação de vazio ao dirigir em alta velocidade.
Serviço de reforço hidráulico
O proprietário de um carro equipado com direção hidráulica pode realizar de forma independente as seguintes operações:
- monitorar o nível e a condição do líquido no tanque de expansão;
- inspecionar periodicamente tubos e conexões quanto a rachaduras e vazamentos de óleo;
- troque o fluido hidráulico nos intervalos especificados no manual de instruções;
- monitorar o aparecimento de ruídos estranhos que ocorrem durante o desgaste crítico dos mancais da bomba;
- troque a correia de transmissão em tempo hábil para que ela não quebre em algum lugar ao longo da estrada.
O fluido derramado no sistema de reforço hidráulico serve não apenas como fluido de trabalho, mas também como lubrificante para a bomba. Portanto, ao completar ou substituir, é importante utilizar os óleos recomendados pelo fabricante, caso contrário a unidade pode falhar prematuramente.