Geometría de la dirección.

Para determinar la posición de las ruedas en movimiento, tanto en línea recta como en curva, todos los órganos que afectan a la dirección, suspensión y ruedas tienen que cumplir unas condiciones geométricas, que están dterminadas por la geometría de giro y la geometría de ruedas.

Estas condiciones permiten la orientación de las ruedas delanteras con seguirdad y precisión para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor.

1.1 GEOMETRÍA DE GIRO.

Cuando el vehículo toma una curva, la trayectoria recorrida por cada una de las ruedas es diferente, porque tienen distinto radio de curvatura. Por tanto, la orientación que hay que dar a cada una de ellas es distinta. Mas concretamente, la rueda interior debe girar más grados que la rueda exterior.

La geometría de giro se consigue dando a los brazos de acoplamiento una inclinación determinada de forma que, cuando el vehículo circula en línea recta, la prolongación de los mismos debe coincidir con el centro del eje trasero.

Para evitar el arrastre de las ruedas a tomar la curva se recurre al principio de Ackerman: Las trayectorias descritas por las cuatro ruedas del vehículo al describir una curva han ser circunferencias concéntricas; es decir, debe haber un único centro de giro para las cuatro ruedas llamado centro instantáneo de giro (CIG).

1.2 GEOMTERÍA DE LAS RUEDAS.

Para obtener una dirección segura y fácil de manejar las ruedas tienen que obedecer las órdendes del conductor, mantener el vehículo estable y no padecer holguras con las irregularidades del terreno. Por tal motivo las ruedas deben cumplir una serie de condiciones geométricas denominadas cotas de dirección.

Éstas son las siguientes.

- Ángulo de caída (rueda).

-Ángulo de salida (mangueta).

-Ángulo de avance (mangueta).

-Ángulo includio (mangueta).

-Cotas conjugadas.

-Convergencia (rueda).

1.2.1 Ángulo de caída (camber).

Es el ángulo comprendido entre la horizontal y el eje de la mangueta en el plano tranversal del vehículo.

Es un ángulo pequeño y está comprendido entre 0º y 2º.

El ángulo de caída favorece:

-Compensa la deformación por flexión del tren delantero.

-Desplaza el peso del vehículo sobre el eje, que está apoyado en la parte interior de la mangueta, disminuyendo así el empuje lateral de los cojinetes sobre los que se apoya la rueda.

-Evita el desgaste de neumáticos y rodamientos.

-Reduce el esfuerzo de giro del volante de dirección.

Cuando el ángulo de caida se encuentra mal reglado:

-Cuando existe una caída fuera de tolerancia hace que el vehículo se desplace hacia el ángulo con mayor caída.

-Provoca un desgaste anormal y rápido del neumático. Por la cara interior si la caída es negativa y por la cara exterior si es positiva.

Un ángulo de caida es negativo cuando la parte superior de las ruedas queda volcada hacia el vehículo y positivo cuando queda volcada hacia la parte exterior del vehículo.

1.2.2 Ángulo de salida (inclinación del pivote / king ping).

También llamado ángulo de pivote está formado por el ángulo que forma la prolongación del eje del pivote sobre el cual la rueda gira para orientarse.

La misión de este ángulo consiste en:

-Reducir el esfuerzo para realizar la orientación de la rueda.

-Disminuir el ángulo de caída para mejorar el desgaste.

-Favorecer la reversibilidad de la dirección.

En caso de que este ángulo se encuentre fuera de sus cotas aparecerían uno o varios de los siguientes inconvenientes:

-Desgaste anoral y rápido del neumático en toda su superficie.

-La banda de rodadura del neumático está desgastada de forma creciente de un lado a otro.

-Un exceso de salida provoca una dureza en la dirección y un retorno muy brusco.

-Un defecto de salida provoca poca reversibilidad en la dirección.

1.2.3 Ángulo de avance (caster).

Es el ángulo formado por la prolongación del eje del pivote con el eje vertical que pasa por el centro de la rueda y en sentido de avance de la misma.

Este ángulo permite:

-Mantener la dirección estable y precisa, con un efecto direcconal o autocentrado del vehículo.

-Favorecer la reversibilidad para que las ruedas vuelvan a la línea recta después de tomar una curva.

-Evitar las vibraciones en las ruedas y la consiguiente reprecusión en la dirección.

-El efecto de avance aumenta en las ruedas directices y disminuye en las ruedas directrices motrices.

-En vehículos de tracción delantera el avance suele estar comprendido en unos 3º.

-Para vehículos de propulsión trasera este ángulo se comprende entre 5 y 10º.

En caso de que los ángulos sean desiguales o estén mal regulados provocaremos que el vehículo muestre poca reversibildiad o excesiva dureza (en defecto y en exceso de ángulo) y que el coche se desvíe hacia el lado que menor avance tenga.

En esta cota, el resultado es positivo cuando, en sentido de marcha, el ángulo sobre sale por la parte delantera, y negativo en caso contrario.

1.2.4 Cotas conjugadas y ángulo incluido.

El ángulo comprendido entre el eje del pivote y el eje de la mangueta. Las cotas conjugadas está formadas por el ángulo incluido y el ángulo de avance. Este ángulo tiene una gran importancia ya que permite reducir los efectos de reacción de las ruedas contra el suelo y diminuir el desgaste de las rótulas y los rodamientos de la mangueta.

1.2.5 Convergencia.

Es el más conocido y el que debe regularse en todos los vehículos.

La convergencia determina el paralelismo existente entre los ejes longitudinales de las ruedas visto el vehículo desde arriba y en sentido normal de la marcha.

Si desde esta vista ya citada, la parte delantera del neumático se sitúa más cercana hacia el vehículo estamos hablando de convergencia positiva. En cambio si la parte delantera sale hacia el exterior estamos hablando de convergencia negativa o divergencia.

La misión de este ángulo es permitir que las ruedas vallan paralelas en cada eje con la marcha.

Los efectos dinámicos de la convergencia son los siguientes:

-En ruedas motrices, el ángulo existente es divergente (-) ya que con la inercia de giro, las ruedas tienden a ponerse rectas.

-En ruedas no motrices, el ángulo es positivo ya que por la inercia tienden a ser divergentes.

-Un exceso de convergencia provocaría desgaste por la cara exterior del neumático.

-Un exceso de divergencia provocaría un desgaste por la cara interior del neumático.

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2 Respuestas a “Geometría de la dirección.

  1. Pingback:Geometría de la dirección. | PCPI MECANICA MENESIANOS ZAMORA

  2. Alex 25/03/2014 en 02:02

    Buena información sobre los ángulos de dirección gracias.

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