Estudio de la dirección de un vehículo 4x4

Abstract

En este trabajo se ha estudiado el sistema de dirección de un vehículo 4x4, en concreto de un Suzuki Vitara. El trabajo realizado ha consistido en la medición de las distintas partes que componen dicho mecanismo y su implantación en un programa de diseño de tres dimensiones, tras la realización de una serie de cálculos orientados a comprobar si las suposiciones de partida eran correctas. El objetivo último ha sido el modelado del mecanismo a través del programa Catia, con el fin de que sea posible utilizarlo con fines académicos teniendo en cuenta el progresivo deterioro del mecanismo físico. El trabajo se ha desarrollado a través del siguiente procedimiento y herramientas: 1) hipótesis de partida; 2) breve trasfondo histórico del tipo de mecanismo; 3) estado material del mecanismo en cuestión; 4) toma de medidas del mecanismo a través de herramientas como el Pie de Rey y Goniómetro, 5) toma de medidas de ángulos girados por la rueda y el volante para comprobar si algunos supuestos de partida eran correctos; 6) empleo del programa matemático Matlab para realizar los cálculos pertinentes y representar gráficas para el estudio; 7) modelado en tres dimensiones de las distintas partes del mecanismo, en lo que constituye el núcleo fundamental del trabajo. Una de las principales dificultades afrontadas para la realización del trabajo ha sido la toma de medidas: debido a que el vehículo no se podía desmontar, tuvieron que realizar in situ, siendo algunas de ellas complicadas de tomar; de hecho, algunos cálculos han tenido que ser realizados a través de imágenes del mecanismo. Obviamente, el cierre de las instalaciones universitarias debido a la crisis sanitaria del coronavirus, agravó llegado el momento la dificultad de toma de medidas, que fue finalmente salvada gracias a la disponibilidad de los tutores de este trabajo y del maestro del taller. Entre los resultados de este estudio, hay que destacar el logro del ensamblaje final de todas las piezas del mecanismo de dirección analizado a través del citado programa de modelado, lo que permite llegar a una serie de conclusiones directamente relacionadas con esta herramienta de trabajo.

This work project is focused on the study of the steering system of a vehicle 4x4, a Suzuki Vitara model. The main axis of the work had been the measure of all the elements that take part of the mechanism and its modelling in a 3D computer program, after the proper calculations to check the starting premises. The final objective of this work has been the modelling of the steering system mechanism trough Catia program, with the aim of facilitating its study for academic purposes, taking into consideration the disrepair of the actual mechanism. The work has been developed in the framework of the following stages and with the help of the following tools: 1) starting hypothesis; 2) short historical background of this class of mechanism; 3) study of the material condition of the mechanism; 4) taking accurate measures with Caliber and other tools; 5) measurements on the relation between the turning of the wheels and the steering wheel, to check some starting premises; 6) to use Matlab calculation program for the calculations and graphics; 7) 3D modelling of the whole mechanism and its diverse elements, which is in fact the main core of this work. The most remarkable difficulty has been the measurement process itself: due to the fact that it was not possible to dismantle the vehicle, it was necessary to take the measures in situ, and some of them were complex to take; thus, some measures were taken thanks to images made with this objective. Besides that, the lock down of the University, due to coronavirus crisis, deepened the difficulty, which was finally solved thanks to the availability of the tutors of this work as well as the help of the laboratory manager. Within the results of this project, the assembly of all the parts of the steering system in the framework of the modelling programme must be underlined. This allows to reach a set of conclusions which are directly related with Catia as design tool.