A direção hidráulica não é apenas uma engrenagem sofisticada de cremalheira e pinhão. Ele se baseia em um conjunto específico de componentes para traduzir os movimentos da mão em giro real da roda. No coração do sistema hidráulico está a bomba. Sem ele, você levanta todo o peso do carro com os pulsos.
A bomba de palhetas rotativas
A maioria dos sistemas hidráulicos usa uma bomba de palhetas rotativas. É uma mecânica simples. Uma câmara oval abriga um rotor com palhetas retráteis. O motor aciona esta bomba através de um sistema de correia e polia, mantendo-a girando.
À medida que essas palhetas giram, elas realizam um truque hidráulico básico. Eles sugam fluido da linha de retorno a baixa pressão. Em seguida, eles forçam o mesmo fluido a sair pela saída em alta pressão. Este fluido pressurizado faz o trabalho pesado quando você gira o volante.
A taxa de fluxo está diretamente ligada à velocidade do motor. A bomba deve ser dimensionada para fornecer assistência suficiente quando o motor estiver em marcha lenta. Isso cria um estranho problema de eficiência.
Quando você está viajando em velocidades de rodovia, o motor gira mais rápido. A bomba empurra muito mais fluido do que o sistema de direção realmente precisa. Ele está trabalhando demais.
Para evitar que o sistema exploda sob esse excesso de pressão, existe uma válvula de alívio de pressão dentro da bomba. Ele libera o excesso de fluido quando as velocidades ficam muito altas. Isso protege as vedações e as mangueiras contra surtos.
A mecânica da detecção de torque
A direção hidráulica deveria ser uma parceira, não um empurrador. Ele só precisa entrar em ação quando você está realmente lutando contra a estrada, como durante a fase inicial de uma curva. Dirija em linha reta? O sistema deve ficar fora disso. É aí que entra a válvula rotativa. É o sensor que descobre quando suas mãos estão exercendo força e quando estão apenas segurando a linha.
O coração deste mecanismo é uma barra de torção. É uma simples haste de metal. Afinar. Duro. Mas gire-o com torque e ele cederá. A parte superior se conecta ao volante. A parte inferior se conecta ao pinhão ou engrenagem helicoidal. Esta configuração garante que a torção da barra corresponda ao torque que você está aplicando. Vire com mais força. A barra gira mais. É uma ligação mecânica direta entre os músculos e a estrada.
Dentro da válvula rotativa, as coisas ficam precisas. O eixo de direção forma a parte interna de um conjunto de válvula de carretel. Está parafusado no topo da barra de torção. A parte inferior da barra se conecta ao revestimento externo da válvula de carretel. Enquanto isso, a própria barra aciona a saída da caixa de direção. Quer se trate de um pinhão ou de uma engrenagem helicoidal, a rotação física é transferida diretamente.
Quando você começa a girar, a barra de torção não apenas dobra. Ele gira o carretel interno em relação ao externo. O ângulo dessa rotação é o ponto de dados. Ele é dimensionado diretamente com o torque que você está aplicando.
Sem torque? Sem assistência. As linhas hidráulicas permanecem equilibradas. Pressão igual em ambos os lados. Mas gire o carretel interno apenas uma fração e as portas se abrem. O fluido de alta pressão corre para a linha correta. As rodas são empurradas. É elegante. É mecânico. Também é ineficiente.
Estamos desperdiçando energia mantendo a bomba funcionando constantemente apenas para sentir uma curva. A seguir, veremos como a indústria está corrigindo esse desperdício.
