Geometría de la dirección, ángulos característicos y dirección autodireccional trasera

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Resumen

El documento describe los componentes del sistema de dirección, la función del trapecio de Ackerman y los ángulos que intervienen en la geometría de las ruedas, como caída, salida, avance, convergencia y divergencia. Explica también la orientación pasiva y activa de las ruedas traseras y el efecto autodireccional de los tacos de anclaje del eje delantero.

Puntos clave

  • El sistema de dirección está formado por volante, columna de dirección, caja del mecanismo y timonería de mando o brazos de acoplamiento.
  • El trapecio de Ackerman evita el arrastre de las ruedas al tomar una curva, haciendo que sus trayectorias sean circunferencias concéntricas.
  • Las cotas conjugadas son el conjunto formado por los ángulos de salida, caída y avance.
  • La convergencia es un ángulo positivo (ruedas cerradas) y la divergencia es un ángulo negativo (ruedas abiertas).
  • En ruedas no motrices se da convergencia inicial, y en ruedas motrices se da divergencia inicial, para compensar sus deformaciones durante el rodaje.
  • En la orientación pasiva de las ruedas traseras, el efecto se consigue mediante los elementos de suspensión, sin intervención directa del conductor.

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Componentes y Mecanismos del Sistema de Dirección

  1. Componentes del Sistema de Dirección

    Enumera los elementos que componen la dirección: Volante, columna de dirección, caja del mecanismo de dirección, timonería de mando o brazos de acoplamiento y mando.

  2. Tipos de Mecanismo de Tornillo sin Fin

    Tipos de sinfín y diferencia: Puede ser cilíndrico o globoide.

  3. Misión de la Columna de Dirección

    Misión de la columna de dirección: Unir el volante con el mecanismo de dirección.

Geometría de la Dirección y Ángulos Característicos

  1. Necesidad del Trapecio de Ackerman

    ¿Por qué es necesaria la existencia del trapecio de Ackerman en el guiado de las ruedas directrices? Para evitar el arrastre de las ruedas al tomar una curva. Debe cumplirse el principio de Ackerman, de tal forma que las trayectorias descritas por las cuatro ruedas del vehículo al describir una curva han de ser circunferencias concéntricas.

  2. Definición de Cotas Conjugadas

    Cotas conjugadas: Conjunto formado por los ángulos de salida y caída junto con el de avance.

  3. Ángulos que Intervienen en la Geometría de Ruedas

    Enumera los ángulos que intervienen en la geometría de ruedas: Ángulos de caída, salida, avance, incluido, cotas conjugadas y convergencia.

  4. Diferencia entre Convergencia y Divergencia

    • Convergencia: La prolongación de los ejes longitudinales de las ruedas se corta por delante (ruedas cerradas) y se expresa con ángulo positivo (+).

    • Divergencia: La prolongación de los ejes longitudinales se corta por detrás de la rueda (ruedas abiertas) y se expresa con signo negativo (-).

  5. Efectos Dinámicos de la Convergencia y Divergencia

    • Ruedas no motrices (anteriores y posteriores): Durante el rodaje se produce una apertura de las ruedas. Por lo tanto, se debe dar un cierre inicial o convergencia.

    • Ruedas motrices (anteriores y posteriores): Durante el rodaje se produce un cierre de las mismas. Por lo tanto, se debe dar una apertura inicial o divergencia.

Sistemas de Orientación de Ruedas Traseras (Autodireccional)

  1. Sistemas de Orientación de Ruedas: Pasivo o Activo

    • Pasivo: Las ruedas del eje trasero se orientan debido a las solicitaciones del pavimento, sin intervención directa del conductor.

    • Activo: Vehículos con dirección total en las 4 ruedas, donde el efecto director del tren trasero es una respuesta activa mediante elementos de la dirección.

  2. Mecanismo de Orientación Pasiva Trasera

    ¿Cómo se consigue orientar de forma pasiva las ruedas del eje trasero? Este efecto se consigue mediante los elementos de suspensión.

  3. Comportamiento Autodireccional Trasero a Gran Velocidad

    Cuando el vehículo toma una curva, la unión elástica se deforma de tal forma que todo el eje de suspensión gira un pequeño ángulo de 1 o 2 grados.

  4. Diferencia en los Tacos de Anclaje del Eje Autodireccional

    ¿Por qué son diferentes los tacos de anclaje del eje autodireccional? Los soportes elásticos del tren delantero son los que tienen el efecto autodireccional en curvas y absorben las vibraciones. La elasticidad de los soportes elásticos delanteros de fijación del eje varía según el sentido de la fuerza a la que se vean sometidos.

    Para conseguir este efecto, el soporte se compone de una interposición de láminas metálicas colocadas durante la embutición de la forma del taco elástico. Este taco se comporta de tal forma que es más rígido según se le aplique la fuerza de deformación en una dirección u otra.

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Preguntas frecuentes

¿Para qué sirve el trapecio de Ackerman?

Sirve para evitar el arrastre de las ruedas al tomar una curva. Debe cumplirse el principio de Ackerman, de forma que las trayectorias de las cuatro ruedas sean circunferencias concéntricas.

¿Cuál es la diferencia entre convergencia y divergencia?

En la convergencia, la prolongación de los ejes longitudinales de las ruedas se corta por delante (ruedas cerradas) y se expresa con signo positivo. En la divergencia, se corta por detrás (ruedas abiertas) y se expresa con signo negativo.

¿Cómo se orientan pasivamente las ruedas traseras?

Se consigue mediante los elementos de suspensión. Las ruedas del eje trasero se orientan por las solicitaciones del pavimento, sin intervención directa del conductor.

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Test

1. ¿Qué función cumple la columna de dirección?
2. ¿Qué evita el trapecio de Ackerman?
3. ¿Qué ángulo se expresa con signo positivo?
4. ¿Qué tipo de convergencia o divergencia inicial se da a las ruedas motrices?
5. ¿Qué forma se atribuye a las cotas conjugadas?
6. ¿Cuánto gira el eje de suspensión en una curva a gran velocidad en el comportamiento autodireccional trasero?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.