En dinámica de vehículos , el ángulo de deslizamiento [1] o ángulo de deslizamiento lateral [2] es el ángulo entre la dirección en la que apunta una rueda y la dirección en la que realmente viaja (es decir, el ángulo entre el vector de velocidad de avance y la suma del vector de la velocidad de avance de la rueda y la velocidad lateral , como se define en la imagen de la derecha). [1] [3] Este ángulo de deslizamiento da como resultado una fuerza, la fuerza en las curvas , que está en el plano de la zona de contacto y perpendicular a la intersección de la zona de contacto y el plano medio de la rueda. [1] Esta fuerza en las curvas aumenta aproximadamente de forma lineal durante los primeros grados del ángulo de deslizamiento, luego aumenta de forma no lineal hasta un máximo antes de comenzar a disminuir. [1]
El ángulo de deslizamiento se define como
Un ángulo de deslizamiento distinto de cero surge debido a la deformación en la carcasa y la banda de rodadura del neumático . A medida que el neumático gira, la fricción entre la zona de contacto y la carretera da como resultado que los "elementos" individuales de la banda de rodadura (secciones finitas de la banda de rodadura) permanezcan estacionarios con respecto a la carretera. Si se introduce una velocidad de deslizamiento lateral u , la zona de contacto se deformará. Cuando un elemento de la banda de rodadura entra en la zona de contacto, la fricción entre la carretera y el neumático hace que el elemento de la banda de rodadura permanezca estacionario, pero el neumático continúa moviéndose lateralmente. De este modo, el elemento de la banda de rodadura se "desviará" lateralmente. Si bien es igualmente válido enmarcar esto como si el neumático/rueda se desviara del elemento estacionario de la banda de rodadura, la convención es que el sistema de coordenadas se fije alrededor del plano medio de la rueda.
Mientras el elemento de banda de rodadura se mueve a través de la zona de contacto, se desvía más del plano medio de la rueda. Esta deflexión da lugar al ángulo de deslizamiento y a la fuerza en las curvas . La velocidad a la que se acumula la fuerza en las curvas se describe mediante la longitud de relajación .
Las relaciones entre los ángulos de deslizamiento de los ejes delantero y trasero (una función de los ángulos de deslizamiento de los neumáticos delanteros y traseros respectivamente) determinarán el comportamiento del vehículo en un giro determinado. Si la relación entre los ángulos de deslizamiento delantero y trasero es superior a 1:1, el vehículo tenderá a subvirar , mientras que una relación inferior a 1:1 producirá sobreviraje . [2] Los ángulos de deslizamiento instantáneo reales dependen de muchos factores, incluido el estado de la superficie de la carretera, pero la suspensión de un vehículo puede diseñarse para promover características dinámicas específicas. Un medio principal para ajustar los ángulos de deslizamiento desarrollados es alterar el par de balanceo relativo (la velocidad a la que el peso se transfiere desde el interior a la rueda exterior en un giro) de adelante hacia atrás variando la cantidad relativa de transferencia de carga lateral delantera y trasera . Esto se puede lograr modificando la altura de los centros de balanceo o ajustando la rigidez del balanceo, ya sea mediante cambios en la suspensión o agregando una barra estabilizadora .
Debido a las asimetrías en el deslizamiento lateral a lo largo de la zona de contacto, la fuerza resultante de este deslizamiento lateral se produce lejos del centro geométrico de la zona de contacto, una distancia descrita como trayectoria neumática , y por lo tanto crea un par en la superficie de contacto. Neumático, el llamado par autoalineante .
Hay dos formas principales de medir el ángulo de deslizamiento de un neumático: en un vehículo mientras se mueve o en un dispositivo de prueba dedicado.
Hay varios dispositivos que se pueden utilizar para medir el ángulo de deslizamiento de un vehículo mientras se mueve; algunos usan métodos ópticos, otros usan métodos inerciales, algunos GPS y otros tanto GPS como inerciales.
Se han desarrollado varias máquinas de prueba para medir el ángulo de deslizamiento en un entorno controlado. En la Universidad de Padua hay una máquina de prueba de neumáticos para motocicletas . Para ello se utiliza un disco de 3 metros de diámetro que gira debajo de un neumático sostenido en un ángulo fijo de dirección y caída, de hasta 54 grados. Los sensores miden la fuerza y el momento generado y se realiza una corrección para tener en cuenta la curvatura de la vía. [2] Otros dispositivos utilizan la superficie interior o exterior de tambores giratorios, tablas deslizantes, cintas transportadoras o un remolque que presiona el neumático de prueba contra una superficie de carretera real. [1]
