A direção elétrica é um sistema independente do motor, totalmente elétrico, que tem por função auxiliar o motorista, reduzindo o esforço e proporcionando maior conforto para os motoristas e mais precisão nas manobras.
Ela é considerada ecologicamente correta, pois dispensa a tradicional bomba hidráulica e o fluido utilizados nos antigos sistemas de direção hidráulica.
Um carro com direção elétrica pode ter uma economia de combustível de até 5%, isso por que ela não consume potência direta do motor e não está ligada diretamente a ele por correia.
Os veículos mais modernos, de forma geral, já são equipados com a direção elétrica, que possui sensores que informam a velocidade do veículo e a rotação aplicada pelo motorista ao volante a uma central de controle (UCE).
A direção elétrica foi lançada em 99 e nos primeiros anos o sistema de assistência elétrica já representava 4% das vendas, contra 30% em 2011. A projeção é que os carros com esse tipo de direção superem os 50% em 2015, muito por conta das legislações de redução de emissões de gases de efeito estufa em todo o mundo. Coube à Itália a primazia de principiar na prática o uso do novo sistema, isto em 2001, inovação que desembarcou ao Brasil em 2003 com o Fiat Stilo.
Pelos cálculos da Nexteer, aproximadamente de 5 bilhões de litros de combustível foram economizados por carros equipados com este tipo de direção. Com isso, ela passou a equipar até veículos maiores, como a picape Ford F-150 nos Estados Unidos.
Como funciona a direção elétrica
O funcionamento da direção elétrica independe do motor e dispensa todas as correias que fazem a bomba de óleo funcionar, comum nos carros com direção hidráulica.
O condutor aplica um torque ao volante no sentido de girá-lo e um sensor óptico especial armazena a finalidade do condutor em realizar uma curva, a velocidade angular de giro do volante o ângulo, o sentido de giro e comunica-se com a central eletrônica do sistema.
O sistema busca internamente sua temperatura de operação, pois o torque de apoio vai variar com sua temperatura. O sistema trabalhará com eficiência de 100% enquanto a temperatura de trabalho for inferior a 60ºC, com 75% a 80ºC. A temperatura máxima de funcionamento da central é de 85ºC.
Toda a atuação do motor elétrico é controlada pelo módulo de comando denominado MC que, por não estar acoplado ao motor, possui uma independência funcional e opera em vários modos distintos selecionados automaticamente pelo módulo.
Quando o veículo está se movimento em linha reta, o sistema opera em “stand by” ou modo repouso. O módulo de comando identifica que não é necessária uma assistência hidráulica e o motor elétrico trabalha com uma rotação nominal de 2333 rotações por minuto, o que reduz o consumo de energia.
Com o movimento contínuo do volante, o sistema eletrônico registra uma determinada resistência ao esterçamento e envia prontamente um sinal para o motor elétrico elevando os níveis de rotação de 2333 para cerca de 3300 por minuto. Neste momento, o equipamento comanda o modo de assistência máxima, fazendo com que exista pressão e fluxo hidráulicos necessários para o funcionamento equilibrado do sistema, prestando um auxílio mais preciso e imediato ao condutor.
Caso sejam atingidos os níveis máximos de temperatura e corrente, o MC ativa o modo sobrevivência e reduz, de forma contínua, a assistência hidráulica disponível ao motorista até o limite do modo “stand by”.
Se ele atingir 130ºC de temperatura ou uma tensão de bateria maior que 16 volts ou a corrente elétrica atinja 75 àmperes por mais de um segundo, o módulo começa a operar manualmente, parando por completo a assistência hidráulica, tudo isso para proteger o sistema elétrico.
Se a tensão da bateria reduza a 9 volts ou o sinal do alternador caia por mais de 0,1 segundos, o MC também para por completo a assistência do sistema hidráulico de uma forma de rampa decrescente de aproximadamente 26 segundos.
A inoperância desse sistema não compromete a dirigibilidade do veículo, mas o condutor vai ter que aplicar uma maior força sobre o volante para prosseguir viagem.
Sensor de torque
Este sensor é um dispositivo óptico de inicio de funcionamento bastante simplificado. Basicamente é um LED que emite um sinal de luz que será captado pelo detector, entre os dois discos de referência com uma série de orifícios padronizados.
O primeiro disco gira solidário ao eixo de entrada derivado do volante de direção e o segundo gira solidário ao eixo de saída.
O movimento dos discos cria uma série de pulsos pela suspensão ou não da luz expedida ao detector. Estes pulsos de luz são alterados pelo detector em uma série de pulsos elétricos. A quantidade de pulsos é diretamente proporcional ao ângulo de giro e a frequência dos pulsos à velocidade angular do eixo.
Um segundo conjunto emissor-receptor é inserido no sistema com o objetivo de identificar o sentido de giro do volante e checar a plausibilidade do sinal do sensor anterior - ângulo e velocidade.
O esforço de esterçamento e a intenção do condutor em fazer uma manobra são criados da deflexão angular da barra de torção que conecta o eixo de entrada (volante) ao eixo de saída (coluna de direção).
A referência de “zero” é definida em programação via equipamento de diagnóstico específico (scanner).
Direção hidráulica
O principal objetivo dessa direção é facilitar a condução do veículo, permitindo ao motorista uma redução na força aplicada sobre o volante, que passa a comandar a parte mecânica com maior facilidade, pois o maior trabalho é feito hidraulicamente.
Essa redução faz o motorista economizar cerca de 80% da energia que empregaria para movimentar a direção do carro. Dessa forma, conduzir o carro se torna algo mais seguro em situações críticas, como estouro de pneus, desníveis acentuados na pista e desvio de obstáculos, além de possibilitar manobras mais precisas.
Os principais problemas que o sistema de direção hidráulica pode apresentar são:
- Vazamento
- Vedação danificada
- Chiado agudo constante
- Ruído na bomba
- Nível do fluído abaixo do especificado
- Retorno do volante com dificuldade
- Itens do barramento desgastados ou soltos
- Mecanismo de direção solto
- Coluna de direção sem lubrificação
- Rodas desalinhadas
- Direção Pesada
- Terminais e pivôs da suspensão desgastados ou danificados Interferência da coluna de direção
- Correia do sistema frouxa
- Obstrução hidráulica das mangueiras
- Vazamento interno Ar no sistema hidráulico
- Válvula rotativa direcional danificada ou com restrição
- Ruído hidráulico
- Mangueira de pressão fora do especificado
- Nível de fluido
- Tubos de ligação encostados
- Válvula de alívio da bomba ou mecanismo de direção com defeito
Trocar do óleo hidráulico
O fluido utilizado na direção hidráulica é um tipo de lubrificante cuja característica é não ser consumível, sendo assim não deve baixar o seu nível indicado no reservatório que vai junto ao motor.
Se isso acontecer é porque alguma coisa está errada com a direção do seu carro. Então a melhor coisa a se fazer é levá-lo para uma oficina para fazer uma averiguação.
O mais recomendável é fazer uma inspeção anual e trocá-lo assim que completar mais de 50 mil quilômetros rodados. Caso não utilize muito o seu carro, o óleo pode ser trocado a cada 2 anos.
Para conferir se o óleo está em níveis normais no reservatório, basta dar uma olhada mais atenta próximo ao motor do carro. Normalmente, o reservatório conta com uma marcação externa de indicação do nível.
A função do óleo hidráulico/fluido hidráulico é a transmissão de força. Ele também é essencial para lubrificar as peças internas do sistema, evitando desgaste prematuro.
Para adquirir um bom óleo, é necessário ficar atento a alguns requisitos, tais como resistência a contaminação por água, resistência à oxidação, boa performance contra desgaste, bom comportamento anti-espumante, índice de Viscosidade IV: mínimo 100, não pode atacar vedações do sistema hidráulico e ter boa aditivação anticorrosivo.
São possíveis encontrar óleos no tipo mineral, mineral tratado e sintético. O primeiro é o mais comum, pois a grande maioria dos óleos hidráulicos são fabricados a base de óleos minerais.
Os óleos minerais tratados são óleos minerais fabricados através de um processo especial de hidro-craqueamento. A diferença deste com o citado anteriormente é a alta resistência à oxidação e a envelhecimento.
Os sintéticos por sua vez, em geral, não tóxicos e podem ser usados em sistemas hidráulicos que solicitam baixa fluidez e alto ponto de fulgor. A vida útil destes lubrificantes reduz o consumo e o custo de manutenção.
Sistema EHPS
O sistema de direção eletro-hidráulica (EHPS – Eletric Hidraulic Power Steering) é um novo e avançado projeto, que vem suprir o sistema de direção hidráulica convencional com o objetivo de tornar mínimo o consumo de energia do veículo e ajustá-lo a uma melhor condução.
Essa inovação vai trazer algumas vantagens em relação ao sistema de direção hidráulica convencional, podendo se destacar que a alta eficiência elétrica e mecânica traz como consequência um baixo consumo de potência do motor.
Além disso, ela tem vários modos de operação, com o modo repouso, que possibilitam a diminuição do consumo de energia; e todo sistema de direção eletro-hidráulica é fornecido por uma única empresa, o que torna o sistema mais otimizado com alto grau de confiabilidade.
Também ser reduz a duração de remoção e instalação do componente, uma vez que são poucos componentes interligados e o grau de dificuldade de se realizar essa operação é mínimo. Como última vantagem está a gerência eletrônica completa, a qual permite utilizar estratégias de proteção contra temperaturas elevadas, sobre pressão, picos de tensão e corrente.
As vantagens da direção elétrica
Precisão nas manobras e redução do esforço físico, estas são as principais vantagens que o motorista pode ter com a utilização da direção com assistência elétrica. Entre as vantagens está a diminuição na manutenção do carro e a facilidade de ampliação da assistência ao fabricante quando desejado, como pode ser visto no sistema Dual Drive existente no modelo Stilo da Fiat. Neste modelo, um botão no console ativa a função City e torna a direção 50% mais leve.
Esse tipo de direção oferece, com o carro parado, maior leveza nas manobras, além de mais segurança quando o automóvel atingir velocidades mais altas.
A direção elétrica apresenta melhor eficiência na utilização do espaço do compartimento do motor, oferece menos danos ao meio ambiente, maior flexibilidade de projeto e maior economia de combustível, tudo isso por conta da diminuição das perdas de energia do motor.
Este projeto elimina bombas e mangueiras e reduz o tempo de trabalho manual na montagem. Através dessas informações, a central determina a direção e a intensidade da assistência e controla um motor elétrico que atua na coluna de direção.
Este motor possui um torque que muda conforme a necessidade da assistência calculada pela central. As centrais de controle, conhecida também como UCE, possuem autodiagnósticos que confirmam todas as funções, monitorando qualquer problema.
Direção normal, hidráulica ou elétrica?
Nos tempos modernos, os compradores de veículos procuram itens que oferecem um maior conforto ao dirigir, além de buscar aqueles que se adaptam melhor as suas necessidades. Para fazer uma boa escolha, especialistas dão algumas dicas:
- Para condutores iniciantes, a direção mais indicada é a normal, pois com ela há controle tanto em manobras rápidas quanto em balizas;
- Quando comparada a hidráulica, a direção elétrica reduz significativamente o consumo de energia do veículo;
- Algumas das direções chamadas de elétricas podem ficar mais ou menos "leve" de acordo com a velocidade que se encontra o carro. Essa característica é chamada de progressiva.
- Se o preço for um diferencial a ser considerado, normalmente, a ordem do sistema mais barato para o menos em conta é: a normal; a hidráulica e a elétrica.
- A direção hidráulica é a ideal para fazer manobras de baliza, por conta de sua resposta rápida ao ligar do veículo.
Independente do tipo: normal, hidráulica ou elétrica, o sistema de direção já deixou a muito tempo o hall dos itens de luxo. Agora ele é visto como um componente de segurança, então fique de olho na manutenção para evitar acidentes e dores de cabeças.