Ackerman:
Para evitar el arrastre de las ruedas al tomar una curva, se debe de cumplir el principio de Ackerman. Ackerman dice que la trayectoria de todas las ruedas de un vehículo al tomar una curva deben ser trayectorias concéntricas, es decir, tienen un centro en común, llamado centro instantáneo de giro.
Para que eso se cumpla, cuando el vehículo está en línea recta la orientación de los brazos de acoplamiento debe ser tal que, su prolongación coincidan en el centro del eje trasero.
Ángulo de caída (Camber) à Geometría de ruedas:
Es el ángulo formado entre la vertical y el plano medio de la rueda.
Se da positivo cuando este alejado por la parte de arriba (hacia al exterior) y negativo cuando esta hacia el interior de la parte de arriba. Sera 0 cuando el plano medio de la rueda coincide con la vertical.
Salida (KIN-PIN):
Es el ángulo formado entre el eje de pivote con respecto a la vertical, que pasa por el centro de la rueda.
Ángulo de Avance (Caster):
Es el ángulo formado entre el eje de pivote con respecto a la vertical que pasa por el centro de la rueda visto por un lateral y en el sentido de avance de la misma.
Convergencia (TOE IN) (TOE OUT)
6 Ángulo de caída: comportamiento dinámico
Función ángulo de caída
El ángulo de caída tiene una gran influencia en:
- la estabilidad en las curvas
- el desgaste de los neumáticos
Además el ángulo de caída tiene influencia en la estabilidad en la circulación recta; sin embargo esta influencia es pequeña.
El ángulo de caída positivo a veces se aplica a vehículos que habitualmente circulan con carga. Entonces las ruedas se encuentran verticales respecto a la carretera. Por eso el desgaste de los neumáticos es más uniforme y el comportamiento en la curva es mejor.
Actualmente el ángulo de caída negativo se aplica tanto en las ruedas delanteras como en las traseras. Durante la circulación en una curva, la rueda exterior está vertical respecto a la carretera, de esta forma se dispone de un mayor manejo del vehículo
Atención: La posición de las ruedas puede verse gravemente alterada por una colisión o bien al disminuir la altura del coche.
Fuerzas
Las fuerzas laterales se concentran en el punto de contacto entre el neumático y la carretera. Esta fuerza que absorbe las fuerzas laterales se denomina como la fuerza centrípeta. Cuando un coche entra en una curva, se originan estas fuerzas centrípetas.
Dando a las ruedas un ángulo de caída negativo, las que están en el exterior, al pasar por una curva pueden transmitir una fuerza centrípeta superior.
Cuando las ruedas tienen un ángulo de caída positivo, las que están en el exterior, al pasar por una curva transmitirán una fuerza centrípeta inferior.
8 Ángulo de salida dinámico
Ángulo incluido
El ángulo entre la línea del pivote y la línea perpendicular observada de la vista frontal del vehículo se denomina el ángulo de salida. El ángulo entre el eje de de simetría de la rueda y la línea perpendicular observada de la vista frontal del vehículo se denomina el ángulo de caída. El ángulo de salida más el ángulo de caída se denomina el ángulo incluido.
Radio de pivoteo
El radio de pivoteo es la distancia entre los puntos de intersección con la carretera del eje del pivote y el eje de simetría de la rueda.
El radio de pivoteo:
- es negativo cuando se encuentra en el lado exterior de la línea perpendicular.
- es positivo cuando se encuentra en el lado interior de la línea perpendicular.
- es cero cuando no hay radio de pivoteo. Esto significa que la línea del pivote y el eje de simetría de la rueda coinciden en la carretera. A esto también se le denomina dirección con punto central.
Cuando el frenado del vehículo es desigual o la resistencia de rodadura por rueda sea diferente se produce una fuerza sobre el vehículo. En este momento el radio de pivoteo puede dificultar o ampliar este momento.
Por ejemplo, si la rueda delantera izquierda frena más o tiene una resistencia de rodadura superior, el vehículo querrá girar sobre esta rueda.
- Cuando el radio de pivoteo es positivo, las ruedas tienen la tendencia a separarse al lado frontal durante el frenado. La posición de la rueda, originada en la rueda que frena más, favorece el sobre viraje o sub viraje.
- Cuando el radio de pivoteo es negativo las ruedas tienen la tendencia a acercarse al lado frontal durante el frenado. La posición de la rueda, originada en la rueda que frena más, dificulta el sobre viraje o sub viraje.
Fuerzas que se originan
Durante la circulación las ruedas están sometidas a fuerzas de la propulsión, frenado, conducción e irregularidades en la carretera. Estas fuerzas tienen que ejercer una influencia mínima en la conducción.
Las fuerzas se agarran en el punto donde el eje de simetría de la rueda se corta con la carretera. Estas fuerzas están trasladadas a la dirección. Cuanto más grande es el radio de pivoteo más dura es la conducción. Para que la conducción sea lo más suave posible tienes que hacer el radio de pivoteo lo más pequeño posible.
En una dirección con punto central no hay radio de pivoteo. Sin embargo es más cómodo para el conductor utilizar alguna fuerza y sentir el proceso de conducción. Otra desventaja de la dirección con punto central es que, sí hay una pequeña tolerancia en el sistema de dirección, las ruedas empiezan a vibrar antes en la línea de pivote. Esto se denomina oscilación o bailoteo de las ruedas.
9 Ángulo de convergencia y divergencia
Introducción
Al ángulo que el eje de simetría de la vista superior del vehículo hace en relación con el eje de simetría de la rueda lo llamas ángulo de divergencia y convergencia.
El eje de simetría de la vista superior del vehículo va por el medio del vehículo a lo largo del eje longitudinal. El eje de simetría de la rueda desde la vista superior pasa por el medio de la rueda en la dirección de la trayectoria del coche. El ángulo de divergencia y convergencia se puede medir con un aparato de alineación.
Ángulo de convergencia y divergencia
Existe el ángulo de convergencia y divergencia. Se les puede llamar convergencia y divergencia positiva y negativa.
El ángulo de divergencia se utiliza en los ejes propulsados. Durante la conducción, las ruedas están en la posición vertical. El ángulo de divergencia, hoy en día, ya no suele ocurrir nunca, o en valores mínimos.
El ángulo de convergencia se utiliza en un eje sin populsión. Durante la conducción, las ruedas están en la posición vertical.
Los valores más comunes son 0- 2° de convergencia.
10 Ángulo de divergencia y convergencia: comportamiento dinámico
Ángulo de divergencia y convergencia
El ángulo de divergencia y convergencia se utiliza para poner la rueda en posición vertical en la vista superior del vehículo. (como aquí al lado) .
Que un eje tenga divergencia o convergencia, depende de la propulsión.
Un eje propulsado tiene divergencia. En el momento en que el coche va marcha hacia delante, a la altura de la superficie de contacto de la rueda se origina una fuerza en la dirección de la marcha del coche. Se origina, pues, un momento en el sistema de suspensión. La longitud del sistema de suspensión es el brazo de la fuerza. Las ruedas quieren rodar hacia delante con relación a la carrocería. Como consecuencia las ruedas giran hacia un ángulo de divergencia convergencia neutral durante la conducción.
Un eje sin propulsión tiene un ángulo de convergencia. El efecto es, en este caso, precisamente lo contrario al del eje con propulsión. A causa de esto se origina un momento opuesto. Los coches modernos no necesitan mucha o bien ningún ángulo de divergencia y convergencia, porque el sistema de suspensión es más rígido.
19 Ángulo de avance
Introducción
El pivote siempre gira en dos puntos. Cuando trazas por estos 2 puntos una línea, tienes la línea del pivote. La línea perpendicular a la carretera es una línea bajo un ángulo de 90 grados sobre la carretera. El ángulo entre la línea del pivote y el eje perpendicular vista del lado lateral del vehículo lo denominamos como ángulo de avance. El ángulo de avance puedes medirlo con una herramienta de alineación.
Comportamiento de conducción
El ángulo de avance tiene influencia en el comportamiento de conducción. Hay un ángulo de avance positivo y negativo. La mayoría de los coches tienen un ángulo de avance positivo. En un ángulo de avance positivo, la línea del pivote se inclina hacia atrás, vista del lado del vehículo (parecido a las horquillas de una motocicleta). La ventaja es una mayor estabilidad en una trayectoria recta. Las ruedas vuelven más fácilmente a la posición recta. En un ángulo de avance negativo la línea del pivote se inclina hacia delante vista del lado del vehículo. La ventaja es que la conducción del vehículo es más suave. Un valor corriente del ángulo de avance es 4° grados positivos.
Carga
Cuando el coche se inclina hacia atrás por carga o pasajeros, el ángulo de avance cambia. Cuando el coche está mal cargado o con demasiado carga, esto tiene un efecto negativo.
13 Inflado de neumáticos con nitrógeno y control TPMS
Inflado de neumáticos con nitrógeno
En lugar de aire, se inflan las ruedas con nitrógeno, y que el aire tiene mayor cantidad de humedad.
Ventajas:
- Menor perdida de la presión de inflado: mayor tamaño de las moléculas de nitrógeno.
- Reducción del consumo de combustible, al mantenerse la presión de inflado estable.
- Aumenta la vida útil de la banda de rodadura: disipa el calor más rápido. El aire contiene oxígeno y humedad y oxida la llanta, el nitrógeno no.
- Envejecimiento químico lento: El nitrógeno no ataca la goma, por lo que hay menos riesgos de roturas por envejecimiento
Inconvenientes:
- Son necesarias estaciones de nitrógeno (no todos los talleres tienen nitrógeno en su taller, claro está).
- El precio
Control de presión de neumáticos TPMS (Tyre Pressure Monitoring System)
El TPMS es un sistema incorporado para controlar la presión de los neumáticos en un motor. Indica automáticamente a través de un display cuando ocurre un problema de perdida de presión en los neumáticos. Es necesario resetear cuando se infla a la presión adecuada. Obligatorio en vehículos nuevos en EU a partir del 01&11/2012.
Existen dos tipos de TPMS: indirecto o directo.
- Indirecto: utiliza sensores ESP/ABS para determinar la falta de presión mediante el giro de los neumáticos cuando el vehículo circula con el volante recto. Sensores ABS activos, muy precisos.
- Directo: un sensor en cada rueda envía información por radio frecuencia de la presión de la rueda. Tienen una pila que se activa por movimientos (duración de 4 a 6 años).
El cambio de sensor conlleva:
- Inicialización a través de ordenador de abordo a través de la máquina de diagnosis.
- Auto iniciación al ponerse en marcha el vehículo durante 10 minutos.