Técnica

Técnica: Suspensiones – Ángulo de caída y ángulo de salida

Cuando hablamos de alinear la dirección, nos referimos a ajustar los ángulos de caída, convergencia y avance. Estos dos últimos los comenté en un artículo anterior, hoy veremos qué es y para qué sirve el ángulo de caída.

La caída es el ángulo que forma el neumático con la vertical si lo miramos de frente.

caida

Tanto los neumáticos como los elementos de suspensión son flexibles. Este efecto es mucho mayor en el caso de los neumáticos, aunque tampoco se puede descartar las deformaciones que sufre la geometría de la suspensión por las tensiones a las que se somete a los silentblocks de los brazos de suspensión.

Debido a dichas deformaciones, mientras se describe una curva la superficie de contacto del neumático (la parte del neumático que toca el suelo) es muy diferente a cuando se circula en línea recta.

Imaginemos que tenemos una geometría de suspensiones que hace que los neumáticos estén completamente perpendiculares al suelo en línea recta, entonces, sometidos a cargas en el transcurso de una curva, se deformarán haciendo que la parte interior del neumático pierda contacto con el suelo, reduciendo el tamaño de la importantísima superficie de contacto (esto es todo lo que une al coche con el asfalto).

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Fuente: DSPORT

Para solucionar las pérdidas de adherencia generadas por este efecto, en la gran mayoría de coches modernos se utilizan ángulos de caída negativos. De este modo, aunque en línea recta la superficie de contacto no sea todo lo amplia que podría, las ruedas exteriores en una curva, a las que se trasmite la mayor carga, verán su superficie de contacto sensiblemente aumentada.

Aumentar el ángulo de caída también tiene efectos nocivos; al reducir la superficie de contacto en línea recta, la frenada se verá afectada negativamente y el desgaste de los neumáticos por su parte interior será mayor.

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En muchos coches de principios de siglo XX se puede apreciar que tienen una exagerada caída positiva en el eje delantero. Esto era así para facilitar el giro de la dirección, pues, debido al diseño de la suspensión delantera, el radio de desplazamiento de la rueda alrededor del eje de giro es enorme, y de este modo se consigue reducir este radio. Veamos si consigo hacer que se entienda más fácil con un dibujo.

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En el caso de que el eje central de la rueda y el eje alrededor del cual rota cuando se gira la dirección coincidiesen, la rueda rotaría sobre sí misma, apenas requiriendo esfuerzo.

En cambio, si no coinciden, la resistencia que ofrecerán las ruedas a realizar dicho desplazamiento en torno al eje de rotación será proporcional a la distancia a la que se encuentren (ya sabemos eso de Momento = fuerza * distancia). En coches sin dirección asistida esto era una situación crítica.

En suspensiones más modernas, este problema se soluciona con el ángulo de salida, que es el ángulo formado por el eje de pivote alrededor del cual rota la rueda para cambiar su orientación, y la vertical.

salida

Con esta disposición se reduce el esfuerzo necesario para guiar la dirección, porque como comentamos antes, depende directamente de la distancia (d). Como tambien comentamos antes, si la distancia es nula, el esfuerzo para guiar la dirección también lo será, teniendo que vencer únicamente la resistencia de rodadura.

En la práctica es necesario que la distancia sea superior a 0, mejorando la estabilidad de la dirección.

El ángulo de salida influye también en el autocentrado de las ruedas, ya que al encontrarse el eje de pivote en ángulo, cuando se gira la dirección la rueda tiende a hundirse en el suelo, y como no puede hacerlo, es la carrocería la que se levanta. Por ello en cuanto se deje de hacer fuerza en el volante, el peso de la carrocería hará volver a las rudas a su posición centrada.

Ahora podremos seguir con el artículo que aborda el ángulo de avance (aquí) y la geometría de dirección (aquí).

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