Técnica

Técnica: Suspensiones – Centro de balanceo

El centro de balanceo es el punto sobre el que pivota un vehículo cuando está sometido a fuerzas laterales.

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Para determinar el centro de balanceo, antes será necesario encontrar los centros instantáneos. El centro instantáneo es el punto alrededor del cual rotan los brazos de suspensión. Calcular dichos puntos tan sencillo como trazar líneas que pasen por las rótulas de los brazos de suspensión y buscar su intersección (A y B en la imagen).

Una vez conseguido el centro instantáneo, debemos trazar una línea que una éste con el centro de la superficie de contacto del neumático. La intersección de la línea correspondiente a cada uno de los lados, determinará el centro de balanceo.

La diferencia entre la posición del centro de gravedad y el centro de balanceo origina un brazo de palanca. Este brazo es sobre quien que actúa la fuerza centrífuga para hacer inclinarse al coche en torno al centro de balanceo. Cuanto mayor sea la distancia entre el centro de gravedad y el centro de balanceo, mayor será la tendencia del coche a inclinarse, haciendo que tenga una respuesta más lenta a los movimientos del volante. La transferencia de masas resultante cuando esta distancia es grande implicará una mayor transferencia de masas.

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Contrariamente a lo que resultaría intuitivo, un amplio balanceo no implica una amplia transferencia de masas, dado que la distancia lateral que se desplaza el centro de gravedad en una situación de mucho balanceo es muy pequeña, como se puede apreciar en la imagen anterior.

La desventaja que habitualmente no se tiene en consideración cuando se baraja reducir la altura del centro de gravedad, es que el centro de balanceo suele descender de forma más radical.

Aunque bajar el centro de gravedad e incrementar la anchura de vías son las dos formas más efectivas de reducir la transferencia de masas, un exceso de reducción de altura (y por consiguiente del centro de balanceo) puede incrementar la distancia entre el centro de gravedad y el centro de balanceo y como consecuencia la transferencia de masas. Esto puede contrarrestar cualquier ventaja conseguida bajando el centro de gravedad.

Si el centro de balanceo está excesivamente alto las ruedas tenderán a elevarse y ganar caída positiva. En la mayoría de vehículos la posición ideal del centro de balanceo es entre 5 y 10cm sobre el suelo para el eje delantero y entre 10 y 25cm para el eje trasero, siempre siendo el trasero más alto. De este modo el coche trasferirá más masa a la parte frontal debido al incremento del anti-balanceo geométrico proporcionando una tendencia predecible de subviraje.

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Los centros de masas y de balanceo se pueden utilizar para predecir el comportamiento natural de un vehículo. Uniendo los centros de balanceo del eje delantero y trasero conseguimos el eje de balanceo, eje alrededor del cual el coche rotará cuando esté sometido a fuerzas laterales. El eje de masas se calculará de forma aproximada uniendo los centros de masas del eje delantero y trasero.

Si la distancia entre ambos ejes es menor en la parte delantera, el coche será subvirador debido a una alta transferencia de masas a la rueda exterior en el eje frontal provocado por un alto antibalanceo geométrico. Si la distancia entre los ejes es más alta en la parte delantera el coche tendrá mayor tendencia al sobreviraje por una alta transferencia de masas a la rueda exterior en el eje trasero provocado por un alto antibalanceo geométrico.

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