En casos extremos, el sistema de dirección puede sobrecargarse, provocando la rotura del piñón y la cremallera. La sobrecarga suele deberse a que el conductor gira el volante bruscamente o a condiciones de conducción extremas (como alta velocidad, frenadas repentinas, giros bruscos, etc.).

El desgaste, la corrosión o la deformación de la superficie del engranaje aumentan la holgura de engrane, lo que impide que el engranaje de cremallera y piñón encaje con precisión. Este engrane deficiente puede provocar reacciones erráticas en el volante o incluso que se desvíe repentinamente del control del conductor, lo que provoca el fenómeno de "bamboleo mortal".

1. Radio del piñón (r): en metros. 2. Fuerza aplicada por el conductor (F): en Newtons. 3. Par (T) = F × r: es decir, la fuerza multiplicada por el radio de acción del piñón. Por ejemplo, si el conductor aplica una fuerza de 20 Newtons al volante y el radio efectivo del piñón es de 0,02 metros, el par generado es: T = 20 × 0,02 = 0,4 Newton metros.

¡Sí! Durante el uso prolongado de un automóvil o máquina, el sistema de piñón y cremallera manual puede fallar debido al movimiento frecuente y la carga elevada. Si bien estas fallas no son comunes, la probabilidad de que ocurran aumenta con la antigüedad del automóvil.

● Reducir la cantidad de dientes en el engranaje: si se reduce la cantidad de dientes en el engranaje y el paso de la cremallera permanece igual, cada rotación del engranaje hará que la cremallera se mueva una distancia mayor, reduciendo así la relación de dirección. ● Aumentar el paso de la cremallera: al aumentar el paso de los dientes de la cremallera, esta se puede mover más lejos cuando el engranaje gira en el mismo ángulo.

El desgaste del engranaje de cremallera suele deberse al uso prolongado y a la falta de lubricación adecuada. Especialmente en los sistemas de dirección asistida hidráulica, el desgaste del engranaje de cremallera afecta directamente la transmisión de presión del aceite hidráulico, provocando un giro brusco del volante.

El entorno alrededor del engranaje de cremallera es relativamente complejo, especialmente en condiciones de conducción difíciles. El lodo, la arena, el polvo y otros residuos externos pueden penetrar fácilmente en el sistema de dirección. Estos residuos pueden acumularse entre el engranaje de cremallera y el piñón, provocando un engrane deficiente.

Determinar los objetivos de diseño del sistema de cremallera según el tipo de vehículo, su propósito y los requisitos de rendimiento. Por ejemplo: ¿Cuánta fuerza de dirección se requiere? ¿Cuál es el ángulo de dirección máximo del volante? ¿Cuál es la vida útil esperada y el ciclo de mantenimiento?

Si el volante se siente muy pesado al girar o la dirección no es suave, es posible que el desgaste del piñón y cremallera haya aumentado la fricción. En este caso, el propietario debe revisar y reemplazar el conjunto de piñón y cremallera lo antes posible para evitar afectar la seguridad al volante.