alineamiento de direcc

TECSUP - PFR Sistemas de Direccin, Frenos y Suspensin

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UNIDAD V

ALINEAMIENTO DE DIRECCIN

1. INTRODUCCIN

Este curso ha sido desarrollado para presentar de manera simple los conceptos fundamentales de alineacin de rueda. Con el objetivo de proveer las bases necesarias para diagnosticar y corregir los problemas relacionados con la misma.

Al estudiar el sistema de suspensin y el sistema de direccin de un automvil, se observar que ambos estn relacionados, y en la mayora de los casos depende el uno del otro. El sistema de direccin permite al conductor dirigir el vehculo hacia el lugar deseado. El sistema de suspensin mantiene las ruedas en posicin, estableciendo la relacin de las mismas con el vehculo y la va de conduccin. Si se presenta algn defecto tanto en la suspensin como en el mecanismo de direccin el resultado puede ser la causa de muertes. Al considerar la calidad y el estado fsico de los componentes de la suspensin y el sistema de direccin, la seguridad debe ser siempre un factor determinante.

Fig. 1

Sistemas de Direccin, Frenos y Suspensin TECSUP - PFR

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2. FUNDAMENTALES DE ALINEACIN

2.1 PROPSITO DE LA ALINEACIN DE RUEDAS

Una correcta alineacin consiste en balancear todas las fuerzas por friccin, gravedad, fuerza centrfuga e impulso mientras el vehculo se desplaza. Todos los componentes de la suspensin y del sistema de direccin deben de conformar y ser ajustados de acuerdo a especificaciones prescritas. La combinacin de todas estas especificaciones en un vehculo se conoce como alineacin. Una alineacin apropiada lograr que el vehculo al desplazarse lo haga suavemente, las ruedas mantengan agarre apropiado al pavimento y en lnea recta o curva mantenga buena estabilidad. Tambin eliminar friccin innecesaria con el pavimento, lo cual causa desgaste anormal en las llantas.

Es necesario entender los principios bsicos de la geometra de un vehculo automotriz para comprender los procedimientos empleados durante el proceso de alineacin. La alineacin de las ruedas se realizar despus y slo entonces de haber llevado a cabo una minuciosa verificacin de los componentes del vehculo poniendo en prctica las reparaciones que hayan aparecido como necesarias. El estado de los componentes de la suspensin y la alineacin de las ruedas tienen una total dependencia entre s, ya que:

a. Los componentes de la parte anterior no funcionarn correctamente y

no tendrn la duracin normal, a menos que estn alineados con precisin.

b. La precisin lograda en una buena alineacin desaparecer en el

momento que se utilice el vehculo, si los componentes de la suspensin y el mecanismo de la direccin estn demasiado flojos para mantener la alineacin dentro de las especificaciones exigidas por el fabricante.

En resumen, el buen funcionamiento de los componentes de la suspensin y el mecanismo de la direccin dependen de una buena alineacin, y una buena alineacin depende de componentes en buen estado.

3. NGULOS FUNDAMENTALES DE ALINEACIN

Los ngulos fundamentales de alineacin, estn incluidos en el diseo del vehculo con el objeto de distribuir convenientemente el peso sobre las ruedas, facilitar la direccin, y obtener la condicin ptima de desplazamiento. Los ngulos fundamentales de alineacin y las lneas a que estos estn referenciados son los siguientes:

- CASTER (ngulo de avance del pivote)


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- CAMBER (ngulo de cada) - TOE (ngulo de convergencia o divergencia) - SAI / KPI (Inclinacin del eje de direccin) - NGULO INCLUIDO (SAI Camber) - NGULOS DE RADIO DE GIRO (Divergencia en virajes) - SET BACK (Diferencia coaxial de ejes) - SCUB RADIUS (Radio de pivoteo) - NGULO DIRECCIONAL (ngulo direccional de eje trasero) - LNEA CENTRAL DEL VEHCULO - LNEA GEOMTRICA CENTRAL - LNEA DIRECCIONAL DEL EJE TRASERO - CRADLE ADJUSTMENT - VERTICAL (La vertical natural) - PARALELISMO TOTAL

3.2 CASTER

Caster es la inclinacin, con respecto a la vertical natural, del eje de giro hacia delante (-) o hacia atrs (+) medida en grados. El caster es computado por la relacin de cambio de camber en un giro pre-establecido de las ruedas delanteras, mayor precisin se obtiene cuando el giro es simtrico en relacin a la lnea direccional del eje trasero.

Fig. 2


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- FUNCION Proporcionar estabilidad direccional y facilitar la direccin.

El caster positivo, al proyectar hacia adelante el eje geomtrico de giro y establecer el punto de carga adelante del punto de contacto de la rueda sobre el pavimento, imparte a las ruedas la tendencia a mantenerse orientadas con la fuerza direccional del vehculo, aproximadamente hacia adelante. El fenmeno conocido como Caster Dinmico se produce cuando el vehculo est equipado con llantas con flexin lateral de magnitud considerable o los neumticos a baja presin. El caster, a pesar de que es un ngulo crtico para el control, no es un ngulo de desgaste de llantas. Los efectos de un caster incorrecto son los siguientes:

INSUFICIENTE Reduce la estabilidad direccional a alta velocidad. Reduce el esfuerzo direccional requerido a baja velocidad. EXCESIVO Aumenta la estabilidad direccional a alta velocidad. Aumenta el esfuerzo direccional requerido a baja velocidad. Puede causar vibraciones a alta velocidad. DESIGUAL Puede crear una marcha errtica del vehculo, tirantez hacia un lado

y ocasionar un defecto de traccin bajo condiciones rigurosas de frenado. La mxima diferencia permisible es de lado a lado.

3.2 RADIO DE GIRO MXIMO

La distancia entre pivotes (a) que recibe el nombre de va y la longitud e inclinacin de los brazos de acoplamiento en funcin de la batalla (b) del vehculo, que corresponde a la distancia entre ejes, determinan una de las caractersticas de la direccin, como es su radio de giro mximo. Este radio viene determinado de forma que las ruedas puedan girar describiendo un circulo de dimetro cuatro veces mayor que la batalla del vehculo. El ngulo de viraje (Avi ) para un determinado radio de giro (R), segn los tringulos rectngulos 0AB y 0CD de la figura inferior, se obtiene por la funcin trigonomtrica de los ngulos que forman las ruedas en funcin de la batalla (b) del vehculo y del ancho de va (a).


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Teniendo en cuenta que el radio de giro mnimo en los vehculos suele ser aproximadamente el doble de la batalla o distancia entre ejes: R = 2 b. El ngulo de viraje mximo entre las ruedas es:

Tg =2aR

b

La desviacin angular ( ) entre ruedas es:

= = ngulo de viraje de la

rueda interior = ngulo de viraje de la

rueda exterior = ngulo de desviacin

angular

Fig. 3

3.3 CADA (CAMBER)

Mirando el coche de frente sera el ngulo que forman las ruedas con la vertical. Al modificar este ngulo se puede conseguir cada positiva o negativa. Con la cada negativa se reducir la deriva del neumtico, lo que ayudar a que la banda de rodadura del neumtico tenga una mayor superficie en contacto con el asfalto y con ello mayor adherencia.

2aR

bTg

=


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Fig. 4 Fig. 5 Con una cada negativa se consigue un mayor agarre y estabilidad en curvas pero las ruedas se desgastarn ms por el interior. Haciendo negativa la cada en las ruedas delanteras se lograr reducir el subviraje. Para modificar la cada de las ruedas delanteras podremos usar lo siguiente (dependiendo del tipo de suspensin de cada coche):

Fig. 6

Y para modificar la cada de las ruedas traseras esto otro (tambin depender del tipo de suspensin de cada coche):

Fig. 7


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4. CONVERGENCIA (TOE)

Es el ngulo definido entre cada una de las ruedas y el eje longitudinal del vehculo. Al modificar este ngulo se puede conseguir convergencia positiva o negativa. Con la convergencia negativa se aumentar la estabilidad en lnea recta pero se reducir en curva ligeramente. Modificando la convergencia trasera tambin podremos hacer ms o menos sobrevirados el coche aunque habitualmente no se suelen utilizar grandes ngulos. Para modificar la convergencia de las ruedas delanteras podremos usar la regulacin que disponen la mayora de vehculos en las bieletas de direccin.

Fig. 8

Fig. 9


102

Fig. 10 Fig. 11

Tabla 1

Tabla 2

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