O que usualmente chamamos de direção hidráulica na verdade reúne os sistemas de direção mecânica com a assistência hidráulica. Contudo, existem sistemas totalmente hidráulicos, a maioria baseada em válvulas do tipo orbitrol, que são amplamente utilizados em guindastes e máquinas móveis de construção pesada.

Nesses sistemas totalmente hidráulicos, não há conexão mecânica entre a unidade de comando, a bomba e os cilindros de direção. No caso, a unidade de comando é composta por servo-válvula de controle direcional operada manualmente (normalmente, por meio de um volante), incluindo uma quantidade relativamente reduzida de componentes. A rotação dessa válvula executa todas as funções necessárias de direcionamento do fluido.

Grosso modo, as principais vantagens desse sistema incluem (1) minimização das articulações mecânicas do sistema de direção; (2) maior flexibilidade ao projeto; (3) aumento do conforto do operador, inclusive com a redução do tamanho do volante; (4) ação ilimitada de controle, com torque de entrada bastante baixo; e (5) uso de bombas de diferentes fabricantes e modelos.

PROJETO

Estruturalmente, utiliza-se na unidade de comando um conjunto integrado de válvulas, compreendendo válvulas de alívio, válvulas anticavitação, válvulas de retenção e outras. Essa solução permite um arranjo mais compacto, que facilita o projeto e pode ser inteiramente adequado a qualquer circuito.

O circuito, por sua vez, utiliza uma bomba hidráulica, de vazão constante ou variável. Muitas vezes, é utilizada uma bomba dupla, tornando o fluxo independente para o sistema de direção. Em sistemas de centro aberto (mais comuns em equipamentos menores), utiliza-se uma unidade de controle que alimenta a direção e as funções auxiliares, juntamente a uma bomba de vazão fixa. É o sistema mais simples.

Quando não se aciona a direção, toda a vazão da bomba é orientada para o circuito auxiliar. No entanto, quando se começa a girar o volante, parte desse fluxo é desviada para o sistema de direção. Como esse sistema é prioritário, se houver necessidade toda a vazão pode ser desviada, o que pode causar problemas na operação do sistema auxiliar. Por essa razão, esse sistema não é utilizado quando há necessidade de uso frequente da direção e das funções auxiliares em conjunto.

Já os sistemas de centro fechado – mais frequentes em equipamentos pesados e em operações que dividem a operação entre os circuitos de direção e auxiliar (com um reservatório comum) – utilizam uma bomba de deslocamento variável.

SENSIBILIDADE

Abertos ou fechados, ambos os sistemas de direção utilizam dispositivos de sensoriamento de carga para conferir maior sensibilidade ao acionamento. O uso de uma unidade de sensoriamento e uma válvula de prioridade trazem vantagens, dentre outras, como uma maior suavidade nas mudanças de direção (uma vez que as variações do circuito não afetam a resposta do eixo ou a velocidade de acionamento), capacidade de divisão do fluxo entre dois circuitos independentes (pois somente o fluxo necessário para acionar a direção é encaminhado para o sistema, com o restante sendo direcionado aos circuitos auxiliares) e maior confiabilidade e segurança (uma vez que o sistema de direção sempre tem prioridade de pressão e vazão).

Conceitualmente, os sensores podem ser dinâmicos ou estáticos. Os dinâmicos são usados em aplicações mais complexas, uma vez que asseguram resposta mais rápida, melhor desempenho em clima frio e na partida e maior flexibilidade na solução de problemas referentes ao desempenho e estabilidade do sistema. Para assegurar um funcionamento mais suave do sistema de direção, também são fornecidos sistemas de amortecimento dos cilindros, principalmente quando o equipamento trafega em terreno irregular, por exemplo.

Destaque-se que o fluido utilizado nos sistemas de direção hidráulica não é consumível, ou seja, seu nível não deve se alterar com o tempo. Caso isso ocorra, deve-se investigar a causa com rapidez. De modo geral, deve-se verificar periodicamente o nível e trocar o óleo a cada 50.000 km ou dois anos, o que ocorrer primeiro. O óleo deve apresentar características como resistência à oxidação e contaminação por água, propriedades antiespumantes, índice de viscosidade (IV) mínimo 100 e boa aditivação anticorrosiva. Quanto à origem, podem ser minerais, minerais tratados (com maior resistência à oxidação e ao envelhecimento) ou sintéticos.

ASSISTIDOS

Atualmente, os sistemas hidraulicamente assistidos são amplamente utilizados em veículos e máquinas mais leves. Tratam-se, na verdade, de sistemas de direção mecânica de cremalheira, cujo movimento é auxiliado hidraulicamente.

No sistema mecânico, a cremalheira é movida conforme o motorista gire o volante. Ao girar o volante, gira-se a barra de torção, que contém o pinhão, que por sua vez gira sobre a cremalheira, deslocando-a para o lado oposto ao do giro do volante. Alguns braços ligados à cremalheira deslocam as rodas no sentido adequado, com rapidez e eficiência.

Ao girar-se o volante de um sistema de direção assistida (também chamada de direção hidráulica), uma válvula situada na coluna de direção abre ou fecha, permitindo que o óleo sob pressão (gerada por uma bomba hidráulica de vazão constante com um sistema de alívio) atue sobre o pistão, empurrando a barra de direção para um lado ou para o outro.

O detalhe é que esse sistema consome mais combustível, uma vez que a bomba se mantém em funcionamento contínuo, trabalhando em circuito fechado quando não está sendo solicitada, de modo a assegurar uma resposta imediata quando se gira o volante. Por outro lado, à medida que a velocidade aumenta a direção fica mais leve, o que pode afetar a segurança.

Uma solução alternativa interessante foi a direção hidráulica progressiva, que torna o volante mais rígido de acordo com a velocidade. Nesse caso, sensores eletrônicos leem a velocidade necessária e ligam a válvula de comando do fluxo de óleo. A vazão resultante faz com que a direção fique mais leve ou mais pesada, enviando uma quantidade maior ou menor de fluido, conforme a rotação do motor. Na prática, busca-se manter o mesmo esforço de acionamento da direção em qualquer velocidade.

ELÉTRICA

Lançada em 1999, a direção elétrica (ou eletrohidráulica) é um sistema totalmente independente do motor, projetado para reduzir o esforço do motorista e proporcionar maior precisão nas manobras. Essa independência em relação ao motor pode assegurar uma economia de até 5% no consumo de combustível.

Sensores verificam a velocidade do veículo e o ângulo de rotação do volante, enviando essas informações a uma central de controle. Um sensor óptico especial armazena a finalidade da curva, a velocidade angular e o sentido de giro do volante, entrando igualmente em comunicação com a central de controle.

A atuação do motor elétrico é controlada pelo Módulo de Comando (MC). Quando o veículo trafega em linha reta, esse motor permanece em “stand by”, pois o módulo de comando identifica que não há necessidade de acionamento.

Com o movimento do volante, o sistema registra uma determinada resistência ao esterçamento e envia um sinal para o motor elétrico, que aumentará sua rotação e criará pressão hidráulica de forma precisa e imediata. A inoperância desse sistema não compromete a dirigibilidade do veículo, exigindo apenas um maior esforço do motorista para o acionamento.

GUIA DE DIAGNÓSTICO DE DEFEITOS