Transmisión de masas en el vehículo

  • Transmisión de masas en aceleración

 

Cuando un vehículo acelera, se produce un aligeramiento de las ruedas delanteras y un incremento de la carga sobre las traseras, beneficiándose el tren trasero de una mejor adherencia. ¿ Por qué se produce esto?

Si arrastras tu zapato por el suelo hacia delante y hacia atrás, entre ambos se produce un rozamiento, un índice de adherencia. Si oprimes el zapato contra el suelo con más fuerza o si cargas el peso, la adherencia aumenta, más cuanto más peso cargues.

De esta circunstancia deriva la superioridad de la propulsión trasera sobre la tracción delantera cuando se trata de transmitir potencias importantes, puesto que cuanto más acelera, más peso se carga sobre las ruedas posteriores y más correctamente se transmite la potencia, por supuesto, hasta cierto límite.

 

 

  • Transmisión de masas en frenadas

Durante la frenada, la transmisión de masas se efectúa sobre las ruedas delanteras, beneficiándose éstas de una mejor adherencia que las traseras.

Es por este motivo que se suele dotar con frenos de mayores dimensiones a las ruedas delanteras que a las traseras. Esto se explica porque, en el caso de una frenada brusca, las ruedas traseras tienden a bloquearse antes, al quedar descargadas de peso. Si la distribución de la frenada estuviese equilibrada entre el tren trasero y el delantero (al 50%), las ruedas delanteras no frenarían nunca lo suficiente, mientras que las traseras (aligeradas) experimentarían bloqueos constantes.

 

Como afecta la motricidad del vehículo a la hora de tomar una curva

Sistema de transmisión

En el post  COMPORTAMIENTO DEL VEHÍCULO EN CURVAS: SOBREVIRAJE Y SUBVIRAJE, describimos a grandes rasgos como puede ser el comportamiento de un vehículo al tomar una curva. Además enumeramos algunas características que podían hacer variar  dicho comportamiento, hoy analizaremos la segunda de ellas: motricidad del vehículo.

Existe una fuerza que aplica, en cierto modo, el conductor y que modifica notoriamente el comportamiento del vehículo que conduce, la fuerza motriz.

Cuando el eje motriz es el delantero, al vehículo se le denomina de tracción, mientras que cuando es el eje trasero se le llama de propulsión. En el caso de que sean motrices tanto el delantero como el trasero, se clasifica como doble eje motriz o cuatro ruedas motrices. (4WD).

Podemos decir que, cuando se aplica la fuerza motriz en el eje delantero, la dirección de esta fuerza viene determinada por la orientación de las ruedas directrices, mientras que en el caso de los vehículos de propulsión, la dirección de la fuerza motriz sólo coincidirá con las ruedas directrices, teóricamente, en tramo recto.

Esta circunstancia, es la que nos lleva a la conclusión de que existen dos técnicas de conducción, una para los vehículos de tracción y otra destinada a los vehículos de propulsión, al ser su comportamiento, sobre todo en curva, claramente distinto al aplicar la fuerza motriz, o resistencia al avance, si se retiene con el freno motor.

Como norma general podemos afirmar que al aplicar una fuerza motriz en un vehículo de tracción, su comportamiento en curva será tanto más subvirador, cuanto más se acelere Por el contrario, será más sobrevirador, cuanto más se retenga con el freno motor.

En el caso de los vehículos de propulsión, su comportamiento en curva será tanto más sobrevirador cuánto más se acelere y más subvirador cuanto más se retenga con el motor.

Las afirmaciones anteriores se basan en una normal adherencia de los neumáticos y, por supuesto, en un normal comportamiento mecánico del vehículo.

En el caso de doble eje motriz, la técnica de conducción a aplicar también varia con respecto a los anteriores, al ser su comportamiento más neutro; es decir, no es tan subvirador o sobrevirador, no precisando el conductor girar tanto la dirección como en el caso del vehículo subvirador, ni tan poco como en el supuesto de sobrevirador.

El caso más notorio es el del vehículo con motor delantero y de propulsión, pues su comportamiento, cuando no se acelera, es subvirador, por su mayor masa en el eje delantero y fuerza resistente en el trasero, y sobrevirador cuando se acelera. Estos vehículos tienen la ventaja de poder hacer con ellos cambios de trayectorias muy pronunciadas y rápidas, pero también supone para un conductor inexperto un problema enorme el dominio de algo que se mueve para todos los lados, dependiendo de su actuación sobre los mandos. Si frena en curva, tiende a salirse de frente (como todos los de tracción), mientras que si acelera tiende a cruzarse.

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Influencia del centro de gravedad en la toma de curvas

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En el post anterior COMPORTAMIENTO DEL VEHÍCULO EN CURVAS: SOBREVIRAJE Y SUBVIRAJE, describimos a grandes rasgos como puede ser el comportamiento de un vehículo al tomar una curva. Además enumeramos algunas características que podían hacer variar  dicho comportamiento, hoy analizaremos la primera de ellas: el centro de gravedad.

El centro de gravedad o punto de equilibrio estático, puede resultar determinante en cómo se comporte un vehículo al tomar una curva. Si éste se encuentra adelantado, como ocurre en los vehículos con motor delantero; tienen la aplicación de la fuerza inercial muy próxima al eje delantero, siguiendo en éste caso una trayectoria subvirante, al contrario de los que tienen situado el motor en la parte trasera, qué se comportan corno sobreviradores.

Cuando el conductor gira, aplica una fuerza en el volante que, por medio del mecanismo de la dirección, llega a las ruedas y éstas giran, imponiendo una nueva trayectoria al vehículo. A esta fuerza se llama fuerza centrípeta, por ir dirigida al centro de la curva. Como consecuencia de la aplicación de esta fuerza, aparece otra igual y de sentido contrario, llamada en este caso centrifuga, que es directamente proporcional a la masa y al cuadrado de la velocidad e inversamente proporcional al radio de la curva.

Cuando un vehículo circula en línea recta tiene una inercia y, mientras no se le aplique una fuerza que le haga variar su trayectoria, seguirá siempre la misma que traía. Al aplicar la fuerza centrípeta, se establece una oposición entre las fuerzas mencionadas, pudiendo seguir distintas trayectorias según las diferencias entre dichas fuerzas, mientras no se rompa el nexo de unión entre ellas, en cuyo caso cada una iría hacia un lado, es decir, las ruedas girarían, pero el vehículo seguiría la trayectoria que traía originalmente.

Como anteriormente se ha indicado, un vehículo será más o menos subvirador dependiendo de la distancia que exista entre el centro de gravedad y el eje directriz, y se ha puesto como ejemplo la situación del motor, pero no hay que olvidar el equipaje, que, lógicamente, se sitúa en el eje contrario, desplazando el centro de gravedad y modificando, por consiguiente, el comportamiento del vehículo.

Se sabe que la energía cinética de un vehículo varía con la masa, pero, para saber cómo se comporta en curva, debe estudiarse separadamente esta energía por ejes. El vehículo que tiene situado el centro de gravedad cercano al eje delantero (directriz), bien por tener el motor ubicado en ese eje o por otro motivo, tiene más masa en el eje delantero que en el trasero. Si el vehículo circula a una determinada velocidad, (la misma para los dos ejes), se obtiene una mayor energía cinética en el eje delantero que en el trasero, siendo, por lo tanto, mayor la resistencia que opone a seguir la trayectoria deseada por el conductor e impuesta por las ruedas directrices. Su comportamiento es, en consecuencia, subvirador.

Por el contrario, si, debido al exceso de equipaje, el centro de gravedad se encuentra cercano al eje trasero, será este eje el que tenga una mayor energía cinética y, mientras el delantero (directriz) sigue sin gran dificultad la trayectoria impuesta por las ruedas, el trasero intenta seguir la trayectoria inercial (la que traía antes de tomar la curva), oponiéndose con toda la fuerza (Inercial) que tiene. En consecuencia, se produce un momento del par de fuerzas aplicadas al vehículo que se traduce en un giro sobre su centro de gravedad, o rotación, durante su traslación, siendo en este caso un vehículo sobrevirador.

También se ha dicho anteriormente que, por la aplicación de la fuerza centrípeta, aparece la fuerza denominada centrífuga, en el centro de gravedad, por lo que el momento de este par de fuerzas origina la inclinación de los vehículos hacía el lado exterior de la curva, y ello supone una distinta presión de los neumáticos sobre el pavimento, lo que equivale a decir que no tienen la misma adherencia, y su trayectoria puede variar notablemente debido a este extremo. La transferencia de pesos será mayor cuanto más alto esté situado el centro de gravedad.

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COMPORTAMIENTO DEL VEHÍCULO EN CURVAS: SOBREVIRAJE Y SUBVIRAJE

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Al tomar las curvas, deben tenerse en cuenta algunas características del vehículo, con el fin de obtener el máximo rendimiento de él y circular con la seguridad de que va a obedecer cuando se le pida que siga una determinada trayectoria.

Como en el caso de los frenos, no se puede detener un vehículo instantáneamente simplemente por deseado; es necesario transformar la energía cinética en calor y ello requiere un tiempo: en la trayectoria a seguir tampoco se puede, con sólo la fuerza de la mente, lograr que el vehículo vaya por donde se quiera; debe cumplir con unas leyes físicas inexorables.

Todos los vehículos trazan una trayectoria distinta a la que deberían seguir de acuerdo con el ángulo de giro de las ruedas. Esta “trayectoria teórica” es la que sirve de matriz o referencia y, según que el vehículo se aleje más o menos y hacia un lado u otro de la curva, indicará su comportamiento en curvas. Se entiende por ángulo de deriva del vehículo el formado entre las líneas de trayectorias teórica y real.

Según su tendencia en las curvas, los vehículos se clasifican en subviradores y sobreviradores

  • Vehículo subvirador Se denomina así a aquél que sigue una trayectoria más abierta que la teórica viéndose el conductor obligado a girar más la dirección para que describa la trayectoria deseada.
  • Vehículo sobrevirador: Cuando, por el contrario, la trayectoria es más cerrada que la teórica por consiguiente, el conductor debe girar menos la dirección para que siga la trayectoria elegida.

Un vehículo largo, en principio, “culea” más que uno corto, o dicho de otro modo, es más sobrevirador que el corto, suponiendo el centro de gravedad en el centro geométrico. Como las masas no están uniformemente repartidas en el turismo, hay que tener presente un punto importante “el centro de gravedad”.

Este comportamiento va a depender de diversas características propias del vehículo que analizaremos en post posteriores, como son: el centro de gravedad, la motricidad del vehículo y klas transmisión de las masas.