Estabilidad

Estabilidad es la capacidad del automóvil de mantener el equilibrio dinámico con respecto al suelo circulando en todas las condiciones de marcha; recta, curva, liso, bacheado, seco mojado, etc. La estabilidad depende de muchos aspectos técnicos y se valora mediante diferentes consideraciones, unas objetivas al ser posible reproducirlas en las mismas condiciones y otras más subjetivas a criterio del conductor. La capacidad de mantener la trayectoria es un factor determinante de la estabilidad del automóvil y es de lo que vamos a tratar en esta ocasión.

Concepto de trayectoria

Se denomina trayectoria la ruta o rumbo que sigue el automóvil según el dictado del conductor mediante el volante de dirección.

Trayectoria en recta

En la animación se ve el concepto de trayectoria circulando en recta con el volante en posición centrada:

  • En la imagen superior el automóvil sigue la trayectoria correcta
  • En la imagen inferior se pierde o se sale de la trayectoria. Las causas pueden ser muy diversas; viento lateral, “aquaplaning”, baches, etc.

Trayectoria en curva

El conductor marca con el volante la trayectoria de la curva que quiere seguir. En caso de superar el límite de adherencia; exceso de velocidad, presión de neumáticos inadecuada, excesivo desgaste de la banda de rodamiento, amortiguadores defectuosos, estado del piso o cualquier otra causa, se produce un deslizamiento o pérdida de adherencia neumático – suelo con la consecuencia de perder la trayectoria. Hay tres posibilidades genéricas de pérdida de trayectoria en curva y se ven en la siguiente animación:

  • Sobreviraje; al límite de adherencia son las ruedas traseras las que deslizan. El automóvil gira más de lo previsto, sobrevira, “se va de atrás”. Para corregir el sobreviraje se ha de decelerar y girar el volante en sentido contrario lo justo para compensar la desviación, cuando se recupere la trayectoria se vuelve a acelerar y así sucesivamente. Estas actuaciones requieren destreza y coordinación para ser eficientes. Una solución más sencilla y menos eficaz es pisar el embrague y decelerar. El sobreviraje es el comportamiento genérico al límite de automóviles con propulsión (tracción trasera). Se produce el sobreviraje en cualquier automóvil al frenar en curva
  • Subviraje; son las ruedas delanteras las que deslizan no siguiendo la dirección indicada por el volante, es decir el automóvil gira menos de lo debido, subvira, “sigue recto”. Para corregir se ha de decelerar, lo que aumenta el peso sobre las ruedas delanteras, proporcional a la adherencia. Según sea la velocidad y grado de subviraje así será de eficiente esta corrección. No se debe girar más el volante pues potencia el subviraje. Este comportamiento al límite en curva es genérico de automóviles con tracción (delantera)
  • Neutro; en esta caso son las cuatro ruedas las que deslizan simultáneamente al llegar al límite de adherencia en curva. En sí mismo no se puede corregir, lo mejor es inducir un sobreviraje para poder intervenir tal como se ha explicado. En competición si se prevé este comportamiento el piloto balancea el automóvil antes de la curva para provocar el sobreviraje y corregir al salir de la curva. El balanceo se induce girando el volante ligeramente en sentido contrario a la curva y seguidamente en sentido de la curva, el coche balancea y contra balancea provocando un brusco cambio en el reparto dinámico de pesos que lleva al sobreviraje comentado. El comportamiento neutro es genérico de la transmisión integral, 4×4

Estos comportamientos en función de las ruedas motrices son, como se ha dicho genéricos. Estas tendencias se puede modificar con el reparto de pesos, la geometría y el tarado de la suspensión. Con 4×4 la forma de reparto de la fuerza motriz (par) entre los ejes es otra variable adicional.

Relación entre comportamiento en curva e implantación

Como se ha expuesto el reparto de pesos es otro factor para modificar el comportamiento genérico en curva además de cuales sean las ruedas motrices.

En la imagen siguiente se ven algunas posibilidades, analizadas según el eje motriz y reparto de pesos, que pueden variar con la geometría y tarado de suspensiones, como se ha comentado. Se supone en el siguiente análisis que se entra en la curva acelerando ligeramente, pues acelerando más o frenando se distorsiona elcomportamiento:

  • En la columna de la izquierda se representa el sobreviraje, con propulsión; los automóviles están colocados en orden proporcional al sobreviraje genérico que presentan, de menos (–) arriba a más (+) abajo.
    • Maserati Bora; con motor longitudinal central y propulsión es el menos sobrevirador por reparto de pesos
    • BMW serie 3; con motor delantero y propulsión hay menos peso detrás con más tendencia al sobreviraje que el anterior. Se va compensando con la ocupación
    • Volkswagen Beetle (original); el peso del motor longitudinal trasero por detrás del eje “colgado” supone la mayor tendencia al sobreviraje
  • En la columna central se ven implantaciones proclives al subviraje, con tracción:
    • Lancia Prisma; la posición transversal del motor y caja de cambios, más o menos centrados sobre el eje delantero, presenta un nivel teórico de subviraje medio/bajo, pues el peso el conjunto motor – cambio  está sobre el eje de las ruedas motrices delanteras
    • Citroën DS19; con el motor central longitudinal y tracción hay menos peso sobre las ruedas delanteras, con más subviraje que el anterior
    • Audi 60; la posición longitudinal del motor por delante del eje “colgado” supone un peso polar que induce mayor tendencia al subviraje que los anteriores
  • En la columna de la derecha se representan automóviles 4×4 con tendencia genérica al comportamiento neutro. Las posibilidades de actuación del 4×4; desde reparto de fuerza (par) entre ejes del 50/50% a asimétrica, además de la posibilidad de variación dinámica del reparto da tal cantidad de variaciones que este análisis del comportamiento es más teórico que en los dos apartados anteriores:
    • Audi R8; la posición longitudinal central del motor es la que presenta la mayor tendencia genérica neutra con 4×4
    • Toyota Land Cruiser; con motor delantero longitudinal se reduce la tendencia neutra al límite de adherencia con relación al anterior
    • Porsche 911 Carrera 4; con el motor longitudinal trasero por detrás del eje “colgado” está entre neutro y sobrevirador

Estabilidad

En el capítulo de “Ruedas” se explicarán los motivos de la tendencia genérica a sobrevirar o subvirar con propulsión o tracción, con la base del “circulo de adherencia” de los neumáticos en el piso. En el capítulo de “Transmisión integral” se compararán las capacidades motrices de la tracción, propulsión y 4×4 además de sus respectivas tendencias genéricas en curva.

Influencia del viento lateral en la trayectoria

Circulando en recta hay algunas situaciones que comprometen la seguridad activa al alterar la trayectoria, una de estas es el viento lateral, tanto continuo como racheado. Su influencia en la trayectoria es determinante y tenido muy en cuenta por los fabricantes de automóviles. La aerodinámica lateral y la presión de los neumáticos, además del reparto de pesos estático y dinámico del automóvil son los aspectos más relevantes. En otros capítulos relacionados se retomará el tema, de momento explico los dos posibles comportamientos del automóvil ante viento lateral intenso.

En la animación siguiente se ven dos automóviles sometidos a fuerte viento lateral que les hace salirse de sus trayectorias, pero de diferente forma:

  • En la imagen superior deriva, se desplaza, más el tren trasero y en la inferior el delantero
    • Imagen superior; el conductor para corregir gira el volante hacia la derecha, enderezando la trayectoria, pero no se recupera  la original sino otra paralela y fuera del carril
    • Imagen inferior; el conductor gira el volante hacia la izquierda, lo que permite enderezar el automóvil y volver a la trayectoria original dentro del carril

Esta situación se complica con viento racheado que obliga a continuas correcciones con el volante.

Un aspecto que influye mucho en el comportamiento con viento lateral es la presión de los neumáticos, tanto es así que se suelen dar presiones según la carga que lleve el automóvil para mantener el comportamiento más seguro, imagen inferior con deriva de las ruedas delanteras, al alterar el reparto de pesos.

 

Sobreviraje y subviraje

 

Sobreviraje

http://es.wikipedia.org/wiki/Sobreviraje

 

 

Subviraje

http://es.wikipedia.org/wiki/Subviraje

 

 

Contrabalanceo en 4×4

 

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2 comentarios

  1. Hola buenos días , tengo un jeep suzuki grand vitara automático 4×4 del año 1999 motor 2.0, el asunto es que anda con poca fuerza cuando comienzo andar y en momentos de semáforo o intersecciones donde me debo detener y luego avanzar el jeep se queda frenado con las ruedas traseras, en este momento el jeep solo retrocede, luego de hacer algunas maniobras el jeep vuelve a avanzar, cual es el problema ? por favor

    • Lo principal en un coche con caja de cambios automática y convertidor de par, como es el caso de este Vitara, es sustituir cada 60.000 a 80.000 km el aceite de la caja de cambios, preferentemente con enjuague para vaciar lo más posible el convertidor. De no hacerlo la suciedad se va acumulando (a pesar del filtro que lleva la caja en su interior) en el distribuidor hidráulico, alterando el comportamiento de funcionamiento de la caja de cambios, tirones, resbalamientos, actuaciones que no coinciden con la posición de la palanca entre otras, …. Por lo que comentas tu coche puede tener este incidente, pero hay que asegurarse consultando a un taller experto en este tipo de cajas automáticas. Si se confirma que es este el fallo se puede intentar solucionar sustituyendo el aceite de la caja con enjuague, pero es posible que no se logre la total limpieza y se mantenga el incidente o aparezcan otros al variar las obstrucciones de las electro válvulas en el interior del distribuidor hidráulico. Si no se soluciona el incidente se podría cambiar el distribuidor hidráulico, pero al haber restos de suciedad en el interior de la caja es posible que vuelvan a aparecer anomalías de comportamiento. La opción de sustituir la caja completa por otra reparada supongo se será bastante costosa.
      Hay un artículo en el blog que trata de este tema, y este es el enlace;
      http://autastec.com/blog/actualidad/mantenimiento-caja-cambios-automatica/

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