Para que el funcionamiento de la de dirección resulte adecuado, es preciso que los elementos que lo forman cumplan unas determinadas condiciones, llamados ángulos de dirección o geometría de dirección, mediante los cuales, se logra que las ruedas obedezcan fácilmente al volante de la dirección y no se altere su orientación por las irregularidades del terreno o al efectuar una frenada, resultando así la dirección segura y de suave manejo. También debe retornar a la linea recta y mantenerse en ella al soltar el volante después de realizar una curva.
Los ángulos que determinan la geometría del sistema de dirección son:
Ángulo de salida
Ángulo de caída
Ángulo de avance
Ángulos conjugados
Convergencia de las ruedas
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Ángulo de Avance
El ángulo de avance (caster) es el ángulo formado por el eje del pivote sobre el que gira la
rueda para orientarse con el eje vertical que pasa por el centro de la rueda, visto el vehículo
de lado en el sentido de la marcha.
El objeto de ángulo de avance:
Crear la estabilidad direccional del vehículo.
Favorecer el retorno de las ruedas a la posición de línea recta después de un giro.
Un ejemplo del efecto del ángulo de avance lo tenemos en el carro de la compra, al empujar
el carro todas las ruedas se orientan en el sentido de la marcha.
Otro ejemplo del ángulo de avance lo tenemos en la rueda delantera de la bicicleta, el ciclista
puede circular en línea recta sin poner las manos en el manillar.
Este mismo resultado se obtiene en un vehículo, siendo la estabilidad más importante,
conforme la velocidad es mayor.
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Ángulo de salida
Ángulo de salida
El ángulo de salida (King ping Inclination) es el ángulo que forma el eje del pivote sobre el
que gira la rueda para orientarse, respecto al plano vertical, visto el vehículo de frente.
que gira la rueda para orientarse, respecto al plano vertical, visto el vehículo de frente.
Las funciones del ángulo de salida son
fundamentalmente dos:
fundamentalmente dos:
- Reducir el esfuerzo que el conductor realizar sobre el volante para orientar las ruedas.
- Facilitar el retorno de la dirección a su posición central, después de realizar un giro.
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Ángulo de Caída
El ángulo de caída (camber), o la inclinación de la rueda, es el que forma el eje de simetría de
la rueda respecto a la vertical, visto el vehículo de frente.
La caída puede ser:
Positiva: La parte superior de la rueda está inclinada hacia el extremo del vehículo, de modo
que las ruedas están más distantes entre sí en la parte superior que en la inferior.
Negativa: La parte superior de la rueda está inclinada hacia el interior del vehículo, de modo
que las ruedas están más próximas entre sí en la parte superior que en la inferior.
Cero: La rueda está vertical.
En los automóviles actuales, lo habitual es encontrar una ligera caída negativa en el delantero
y una caída un poco más acentuada, también negativa, en el eje trasero. Esto proporciona
una mejora de la estabilidad lateral en las curvas.
la rueda respecto a la vertical, visto el vehículo de frente.
La caída puede ser:
Positiva: La parte superior de la rueda está inclinada hacia el extremo del vehículo, de modo
que las ruedas están más distantes entre sí en la parte superior que en la inferior.
Negativa: La parte superior de la rueda está inclinada hacia el interior del vehículo, de modo
que las ruedas están más próximas entre sí en la parte superior que en la inferior.
Cero: La rueda está vertical.
En los automóviles actuales, lo habitual es encontrar una ligera caída negativa en el delantero
y una caída un poco más acentuada, también negativa, en el eje trasero. Esto proporciona
una mejora de la estabilidad lateral en las curvas.
La finalidad del ángulo de caída
La finalidad del ángulo de caída es reducir un desgaste anormal de los neumáticos,
procurando un mejor asentamiento de los mismos.
Contribuye a mantener la tendencia del vehículo a ir en línea recta; los neumáticos son
un elemento elástico, lo cual hace que se deformen por el peso del vehículo. Si a la rueda se
le dota de un cierto ángulo de caída, en el radio de giro de la misma en su parte interior es
menor que el de la parte exterior, por lo que la rueda tiende a girar como si fuera una peonza
describiendo un camino circular.
Si las ruedas dotadas de caída girasen libremente tenderían a seguir caminos diferentes,
divergentes o convergentes, pero al estar unidas al vehículo, se ven obligadas seguir
caminos paralelos al eje del vehículo, lo cual contribuye a mantener la tendencia del
vehículo a ir en línea recta.
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Ángulo de Convergencia
La convergencia ( toe in ) o paralelismo de las ruedas delanteras es la posición que ocupan
las ruedas con respecto al eje longitudinal del vehículo.
las ruedas con respecto al eje longitudinal del vehículo.
Se dice que la dirección es convergente cuando las ruedas están más próximas entre
sí por la parte delantera que por la parte posterior y divergente cuando ocurre lo contrario.
sí por la parte delantera que por la parte posterior y divergente cuando ocurre lo contrario.
En los vehículos con propulsión trasera, la resistencia a la rodadura de las ruedas
delanteras crea un par que tiende a abrir ambas ruedas, para compensar este efecto, se
contrarresta con un ángulo de convergencia positivo.
delanteras crea un par que tiende a abrir ambas ruedas, para compensar este efecto, se
contrarresta con un ángulo de convergencia positivo.
En el caso de vehículos con tracción delantera, el problemas es distinto, el esfuerzo de
tracción de las ruedas produce un par que actúa en sentido contrario que en el caso
anterior, es decir tendiendo a cerrar las ruedas en vez de abrirlas, por consiguiente para
compensar esta tendencia será necesario dar a las ruedas un ángulo de
convergencia negativo (divergencia).
tracción de las ruedas produce un par que actúa en sentido contrario que en el caso
anterior, es decir tendiendo a cerrar las ruedas en vez de abrirlas, por consiguiente para
compensar esta tendencia será necesario dar a las ruedas un ángulo de
convergencia negativo (divergencia).
Una excesiva convergencia respecto a la que nos da el fabricante, provoca un desgaste
lateral en la zona exterior de los neumáticos. Una convergencia insuficiente provoca un
desgaste lateral en el interior de los neumáticos.
lateral en la zona exterior de los neumáticos. Una convergencia insuficiente provoca un
desgaste lateral en el interior de los neumáticos.
Objeto del Ángulo de Convergencia
La principal misión del ángulo de convergencia es evitar desgastes anormales en las ruedas,
haciendo que las ruedas se mantengan paralelas al eje del vehículo.
haciendo que las ruedas se mantengan paralelas al eje del vehículo.
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Ángulos Conjugados
Los ángulos de salida y caída hacen que el avance corte a la linea de desplazamiento por
delante y hacia la derecha de punto (A). De ello resulta que, para vehículos de
propulsión trasera, el empuje que se transmite el eje delantero pasa de éste a la rueda
por el pivote, teniendo su punto de tiro en la rueda sobre el punto (B). Como la
resistencia de rodadura actúa sobre su punto de apoyo (A), resulta un par de fuerzas que
tiende a abrir la rueda por delante, debiendo dar una convergencia a la rueda para corregir
esta tendencia.
delante y hacia la derecha de punto (A). De ello resulta que, para vehículos de
propulsión trasera, el empuje que se transmite el eje delantero pasa de éste a la rueda
por el pivote, teniendo su punto de tiro en la rueda sobre el punto (B). Como la
resistencia de rodadura actúa sobre su punto de apoyo (A), resulta un par de fuerzas que
tiende a abrir la rueda por delante, debiendo dar una convergencia a la rueda para corregir
esta tendencia.
La convergencia será tanto mayor cuanto mas adelantado y hacia la derecha se encuentre
el punto (B). Esta posición viene determinada por los ángulos de caída, salida y avance, lo
que quiere decir que la convergencia depende directamente de estos tres ángulos.
el punto (B). Esta posición viene determinada por los ángulos de caída, salida y avance, lo
que quiere decir que la convergencia depende directamente de estos tres ángulos.
En vehículos con tracción delantera, la fuerza de empuje está aplicada al mismo punto de
apoyo de la rueda, siendo las ruedas traseras remolcadas sin ejercer efecto alguno sobre la
dirección. No obstante, se les da un pequeño avance para mantener estable la dirección
resultando, junto a los ángulos de salida y caída, una convergencia que pueda ser positiva o
negativa.
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