Diravi

Sistema de dirección asistida patentado por Citroën

DIRAVI es el nombre que Citroën da a su sistema de dirección asistida patentado , visto por primera vez en 1970.

DIRAVI es un acrónimo de " Dirección de retorno asistida ", que literalmente significa "dirección con retorno controlado" y que en inglés se describe con más precisión como "dirección asistida con retorno asistido". ^[1] En el Reino Unido, se comercializó como VariPower y en los EE. UU. como SpeedFeel.

Esta fue la primera disposición de dirección asistida variable disponible comercialmente , que permitía al conductor recibir asistencia eléctrica al estacionar, pero reconociendo que se necesitaba menos asistencia de dirección a alta velocidad. ^[2] Esta característica ahora se está extendiendo a los vehículos convencionales, utilizando motores eléctricos en lugar de accionamiento hidráulico. ^[3]

El ingeniero de Citroën Paul Magès inventó el sistema como parte de su esfuerzo por diseñar un automóvil práctico, de alta potencia y tracción delantera : un nuevo tipo de vehículo en ese momento. ^[4]

Este sistema DIRAVI se suma al sistema de suspensión y frenos hidroneumáticos integrado de Citroën . Todos ellos se alimentan de una bomba accionada por el motor y un acumulador hidráulico .

Este exclusivo sistema de dirección autocentrante accionado por potencia de Citroën está instalado en Citroën SM , Citroën CX (la mayoría), Citroën XM (la mayoría de los PRV V6 y solo con volante a la izquierda), Maserati Quattroporte II y Maserati Khamsin .

Cómo funciona

El volante está conectado a la unidad de control hidráulico, que contiene una válvula de corredera, los engranajes de control y el varillaje, y el pistón y la leva de centrado. El piñón de la cremallera de dirección está conectado a la unidad de control hidráulico a través de un ajustador, para permitir el ajuste del punto central de la dirección. Esto luego impulsa uno de los engranajes de control, mientras que el otro es impulsado por el volante. El varillaje de control consta de dos engranajes acoplados con varillas a través de rótulas. Cuando los engranajes giran uno con respecto al otro, las varillas mueven la válvula de corredera, lo que permite que el fluido entre o salga de la cremallera. Esto mueve la cremallera, que a su vez mueve su piñón, haciendo que los engranajes de control vuelvan a su posición central. Compárese esto con un sistema de dirección asistida convencional, que se basa en la flexión de un resorte fuerte para controlar la válvula.

La cremallera de dirección es casi convencional. Al igual que en una dirección asistida normal, hay una cremallera y un ariete hidráulico escalonado con una placa divisoria (el pistón) en el medio. En un lado de la placa, el área del pistón es la mitad del área del otro, lo que da el doble de área para que actúe el fluido. Por lo tanto, con la presión total del sistema en el lado de área pequeña del ariete y la mitad de la presión del sistema en el lado de área grande, el ariete permanece perfectamente equilibrado y centrado. Esto se debe a que la presión más baja está actuando en un área de superficie más grande. El lado más pequeño del pistón está a presión hidráulica constante, el otro lado solo varía en presión. NOTA: El autor parece estar describiendo el pistón y la varilla de la dirección asistida DS, en la que el pistón está en el medio de la varilla. El cilindro de dirección del SM tiene el pistón en el extremo de la varilla, cuya sección transversal es la mitad del área del otro lado del pistón. La presión hidráulica total se admite en el lado del vástago en todo momento, mientras que la presión en el otro lado del pistón (su "cabeza") está regulada. ^[5]

La dirección tenía la misma "asistencia" a todas las velocidades: la dirección se bloqueaba hidráulicamente contra el movimiento de las ruedas desde la carretera ("retroalimentación") hasta la capacidad de la unidad. La reducción de la "asistencia" se lograba mediante un pistón/rodillo que empujaba una leva en forma de corazón engranada al eje de dirección (de ahí la vuelta para el bloqueo completo), que se alimentaba con presión del sistema de modo que, a medida que su presión aumentaba con el aumento de la velocidad en carretera, la asistencia de la dirección aparentemente se reducía y el esfuerzo de centrado de la dirección aumentaba. Sin embargo, el volante podía girar completamente a todas las velocidades, aunque se necesitaba una fuerza considerable para girarlo a alta velocidad en carretera. Se admitía suficiente presión en la unidad de centrado para devolver las ruedas a la posición recta cuando el automóvil no se movía. La presión de centrado estaba regulada por un regulador centrífugo de contrapeso impulsado por el eje de piñón (secundario) de la caja de cambios manual y por una válvula dosificadora conectada a la presión del fluido en la caja de cambios automática , cuya presión era proporcional a la velocidad del eje de salida. La presión aumentó hasta 120 mph (190 km/h), y una función subsidiaria de esta alimentación fue apagar los ventiladores del aire acondicionado por encima de 50 km/h (31 mph).

Cuando no hay presión disponible para operar el ariete, el volante moverá mecánicamente la cremallera directamente pero con un juego significativo a través de un eje dividido. ^[6] Un lado del volante acciona un pasador que se acopla con una ranura en el eje de salida conectado a la cremallera. El juego libre en este sistema mecánico de emergencia es necesario para que el sistema Diravi operado por presión sin juego normal opere su circuito de control de retroalimentación. En la práctica, este carácter pesado e impreciso de dirección manual de Diravi solo se requiere cuando el sistema hidráulico ha fallado, por lo que la priorización del sistema de emergencia sacrifica en primer lugar el sistema de dirección. NOTA añadida: El esfuerzo mecánico de la dirección sin potencia es muy pesado. Conducir el automóvil sin potencia en la dirección debe usarse solo para guiar el automóvil a un lugar seguro para detenerse. Intentar girar el volante sin potencia cuando el automóvil no se está moviendo puede romper el volante. ^[7]

Como el sistema DIRAVI es mucho más sensible que los sistemas convencionales, es necesario hacer algo para evitar que el conductor controle demasiado el volante a altas velocidades. Esta es la función de la leva de centrado en forma de corazón que se encuentra dentro de la unidad. Un pistón cargado a presión con un rodillo en el extremo corre contra el borde de esta leva. Esta presión proviene de una válvula dosificadora centrífuga accionada desde la caja de cambios (en las cajas de cambios manuales; en las cajas de cambios automáticas, la presión del regulador interno de la caja de cambios controla la presión de centrado). A bajas velocidades, la presión del pistón de centrado es de 290 psig, para proporcionar un ligero grado de autocentrado al aparcar, etc. Proporcionalmente, la presión de autocentrado aumenta hasta un máximo de aproximadamente 800 psig a 80 km/h, en el que las fuerzas de autocentrado alcanzan un máximo, endureciendo la dirección, pero no excesivamente.

Características

• Totalmente hidráulico (no hay conexión mecánica directa entre el eje del volante y el piñón de dirección durante el funcionamiento normal). En concreto, es hidrostático y el ángulo de las ruedas de dirección/ruedas de dirección se bloquea hidrostáticamente de forma sólida mediante el ángulo elegido en el volante, al igual que el cilindro hidrostático de una excavadora: ninguna perturbación/fuerza de la carretera puede alterarlo.
• De accionamiento eléctrico, a diferencia de los sistemas de dirección asistida convencionales.
• Centrado automático rápido a la posición recta: siempre que el motor esté en marcha, el volante volverá al centro, incluso cuando esté estacionado.
• Sensación artificial incorporada: la fuerza de centrado varía en proporción a la velocidad del vehículo y/o la desviación del volante.
• La energía suministrada al sistema proviene de una bomba hidráulica de alta presión regulada que también opera los frenos y el sistema de suspensión.
• La dirección funciona mediante un sistema de piñón y cremallera que normalmente sólo funciona como un circuito de retroalimentación.
• La cremallera tiene la forma de un cilindro hidráulico de doble efecto, pero es capaz de asumir la función de dirección completa en caso de una falla hidráulica. Durante el funcionamiento normal, la cremallera y el piñón simplemente proporcionan una indicación de posición a la válvula de control de dirección a través del eje del piñón. La cremallera y el piñón realizan la dirección real solo en ausencia de presión hidráulica del sistema.
• Una válvula de priorización de seguridad de energía hidráulica establece la disponibilidad de fluido hidráulico para cada circuito del sistema Citroën.
• En caso de falla del sistema hidráulico, el orden de pérdida es primero la dirección, luego la suspensión y luego los frenos.

Ventajas

• Sin retroceso de la dirección : reventones, baches, surcos, etc. no pueden afectar al volante ni a la dirección de las ruedas direccionales, que solo se pueden mover mediante la entrada del volante, ya que la retroalimentación aparente es completamente artificial y no guarda relación con las fuerzas reales sobre las ruedas delanteras debido a la inercia del vehículo y la carretera.
• Requiere un esfuerzo físico mínimo: en el SM, el volante se puede girar de un tope a otro con un dedo cuando el automóvil está parado.
• Muy rápido (pequeños movimientos de dirección provocan grandes movimientos de las ruedas delanteras): 2,0 vueltas de tope a tope en la configuración SM, 2,5 en la CX
• Se puede configurar para permitir que el vehículo se desplace en línea recta sin la intervención del conductor en una carretera con inclinación constante en condiciones tranquilas.
• La Diravi transforma la experiencia de conducir un vehículo largo y pesado en la parte delantera en un juego de niños, permitiendo que incluso una persona pequeña pueda conducir un gran SM con precisión, capaz de reaccionar instantáneamente a sorpresas repentinas.

Desventajas

• Ninguna retroalimentación para el conductor: la retroalimentación aparente es completamente artificial y no tiene relación con las fuerzas reales sobre las ruedas delanteras debido a la inercia del vehículo y la carretera.
• La retroalimentación y el contragolpe son fuerzas desestabilizadoras (baches, surcos, reventones, etc.) que se transmiten a través de los enlaces de dirección al conductor y el grado de retroalimentación y contragolpe es una cuestión de geometría de la dirección.
• La geometría de dirección perfectamente neutral no transmite ninguna retroalimentación ni retroceso al conductor, ya sea que la dirección sea no asistida, asistida o totalmente asistida/hidrostática (Diravi)
• DS/ID/GS/SM tienen todos geometría de dirección neutra: el eje de dirección está perfectamente alineado con el eje vertical del volante.
  • Cuando la dirección gira, la rueda/neumático gira exactamente sobre su eje vertical: también conocido como radio de fricción cero
  • Si bien este pivote exactamente sobre el eje vertical puede parecer obvio, es difícil de lograr en la práctica y rara vez ha aparecido en automóviles.
• Gracias a una geometría de dirección perfectamente neutral, SM/DS/ID/GS pueden maniobrar y frenar con normalidad después de un reventón de un neumático delantero.
• La dirección del DS/ID/GS no tiene una sensación inherente (cuando el vehículo está en movimiento, es decir, el ID y el GS sin asistencia obviamente son muy rígidos en parado). La rigidez/pesadez en parado no es una cuestión de retroalimentación o retroceso.
• Diravi añade una fuerza autocentrante (sensación artificial) a un sistema de dirección que, de todos modos, carece de sensación.
• Diravi también "bloquea" hidrostáticamente las ruedas de la carretera en el ángulo elegido; las fuerzas del volante sobre las ruedas no pueden influir en la dirección (ya sea que la geometría sea neutra o no).
• Diravi es una solución, basada en la dirección DS, que permite realizar maniobras de aparcamiento sin esfuerzo, pero garantiza precisión en todas las situaciones, permitiendo una reacción rápida del conductor a más de 200 km/h en un gran coche de tracción delantera con mucho peso en la parte delantera.
• Una dirección de geometría neutra, sin tacto, no dará ninguna indicación al conductor cuando se acerque al límite de agarre en carretera. Diravi, con su tacto artificial, no tiene ni ventaja ni desventaja en el límite de agarre en carretera con un sistema de dirección de este tipo.
• El diseño de la fuerza de autocentrado/sensación artificial de Diravi no tiene como objetivo tanto hacer que la dirección sea "suave" a baja velocidad y "dura" a alta velocidad, sino hacer que la dirección se sienta algo constante en un amplio rango de velocidades/condiciones.
• Cabe señalar también que el Cx no tiene una geometría totalmente neutra:
  • La inclinación de 12° del carro del supermercado se introdujo para mantener el automóvil más horizontal durante el frenado.
  • Este avance se sentiría mucho/se notaría en cualquier dirección no asistida, y algo en una dirección asistida.
  • Gracias a su acción de bloqueo hidrostático, Diravi elimina toda sensación causada por la rueda;
• Sin embargo, la geometría de la dirección Cx no es tan neutral cuando se revienta un neumático.
  • Pero Diravi también oculta esto: la cremallera de dirección está bloqueada hidrostáticamente en el ángulo elegido en el volante.
• La única sensación de dirección en Diravi la crea el propio Diravi: una fuerza autocentrante que varía con la velocidad del vehículo.
• El conductor debe prestar atención a las señales visuales para determinar la aproximación al límite de estabilidad en la carretera.
• Requiere familiarización: los principiantes consideran que DIRAVI es demasiado rápido y sensible.
• No se puede permitir que ambas manos abandonen el volante al tomar curvas, debido al rápido autocentrado.
• La ausencia de una conexión mecánica firme entre las ruedas y el volante significa que cualquier mal funcionamiento del sistema hidráulico podría generar una pérdida grave de precisión en el control del vehículo.
  • El enlace mecánico redundante entre el volante SM y la cremallera de dirección es efectivamente una conexión mecánica "suelta" (¡pero segura!) por razones de seguridad, y en caso de falla hidráulica, sigue siendo posible dirigir el vehículo (aunque bastante pesado) hasta detenerlo con total seguridad. Sin embargo, todos los sistemas comunes de dirección asistida hidráulica presentan holgura en el volante cuando falla el sistema hidráulico; Diravi es un poco más flojo.
• Es difícil lograr una geometría de dirección neutra cuando los frenos están montados "en el exterior" (dentro de la rueda de carretera).
  • Los DS/ID/GS tienen frenos internos, montados en la caja de cambios.
  • El SM tiene frenos internos, exactamente como el DS, pero también tiene Diravi.
  • El Cx tiene Diravi y frenos externos, pero la geometría de la dirección no es neutral.

Referencias

1. "Clásico de cohorte: Citroën CX Pallas D 1981: la última resistencia del modernismo". 22 de julio de 2014.
2. "Top 5: Las innovaciones del Citroën SM que vieron el futuro - Vídeo".
3. "ReMaTec - Hacia los sistemas eléctricos". Archivado desde el original el 25 de enero de 2015. Consultado el 25 de enero de 2015 .
4. "Citroën SM". 29 de mayo de 2007.
5. Manuales de reparación y repuestos de fábrica de Citroën
6. "Clásico de cohorte: Citroën CX Pallas D 1981: la última resistencia del modernismo". 22 de julio de 2014.
7. Experiencia personal!