El pivote central (también king-pin , king pin y k pin ) [1] [2] es el pivote principal en el mecanismo de dirección de un automóvil u otro vehículo .
El término también se utiliza para referirse a parte de un aparato de acoplamiento de quinta rueda para un semirremolque y su remolque u otra carga.
Originalmente, la dirección de "plataforma giratoria" de los carros tirados por caballos consistía en un único pasador sobre el que pivotaba el eje móvil debajo del bastidor del carro. Esto ubicaba el eje de un lado a otro, pero el peso del carro recaía sobre una plataforma giratoria circular de madera que lo rodeaba. Las máquinas de tracción a vapor utilizaban una dirección de pivote central similar , en la que el pivote central se montaba en el "soporte de percha" debajo de la caldera. Algunos de los primeros automóviles también utilizaban la dirección de pivote central, aunque se hizo evidente que no era adecuada para sus velocidades cada vez mayores.
La dirección Ackermann separa el movimiento de dirección en dos pivotes, uno cerca del cubo de cada rueda delantera. El eje de viga entre ellos permanece fijo en relación con el chasis, unido por la suspensión. La dirección Ackermann tiene las dos ventajas de que reduce el roce de los neumáticos, la necesidad de arrastrar los neumáticos lateralmente a través de su banda de rodadura al girar la dirección, y también reduce el golpe de dirección , la suspensión y los baches de la carretera que tienden a alterar la dirección. Los pivotes de dirección ahora estaban fijados a los extremos del eje y los soportes del cubo pivotaban sobre ellos. Lo más común era que el centro del pivote de dirección estuviera fijado en el eje y el soporte del cubo estuviera bifurcado para encajar sobre este, pero algunos vehículos, incluido el Ford Modelo T ilustrado, usaban un eje bifurcado y un pivote de dirección fijado en un soporte de una sola pieza. Los pivotes de dirección siempre se sujetaban en el centro y los cojinetes giratorios en los extremos, para aumentar el brazo de palanca y así reducir la carga del cojinete.
La suspensión delantera independiente se desarrolló durante la década de 1930, al menos para los automóviles de alto rendimiento, a menudo utilizando una suspensión de doble horquilla . Este rendimiento también fomentó la reducción del peso no suspendido . En lugar de utilizar pivotes separados tanto para el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la suspensión como para el giro de la dirección, el uso de una rótula esférica que podía moverse en dos grados de libertad permitió que la misma articulación llevara a cabo ambas funciones. El soporte del cubo se extendía verticalmente para abarcar los extremos de ambos brazos oscilantes, con una rótula en cada extremo. En las décadas de 1950 y 1960, esta suspensión independiente se volvió común en los automóviles ligeros de todos los rangos de precios. Aunque el pivote central ya no era un componente físico identificable, la geometría de la suspensión todavía se diseñaba en términos de un pivote central virtual a lo largo de una línea entre los centros de la rótula.
Aunque en gran medida están obsoletas, las suspensiones de pivote central tienen la ventaja de poder soportar pesos mucho más pesados, [ dudoso – discutir ] razón por la cual todavía se incluyen en algunos camiones pesados. Dana produjo la versión de pivote central del eje D60 hasta 1991. (Sin embargo, la unión funcionalmente análoga, de aspecto similar y muy robusta entre el chasis y la pluma de una retroexcavadora se conoce como poste central ).
El niple ubicado en la parte delantera de un semirremolque para conectar a un acoplamiento de quinta rueda en una unidad tractora también se conoce como pivote, cuyo uso es análogo al uso original de la dirección del motor de tracción y del carro tirado por caballos. [1]
Aunque ninguna suspensión delantera de automóvil actual incorpora un pivote central físico, el eje definido por los puntos de pivote de la articulación de la dirección actúa como un "pinzón central virtual" alrededor del cual gira la rueda. Este pivote central virtual está inclinado hacia la línea central del vehículo en un ángulo llamado ángulo del pivote central. Virtual o físico, el ángulo del pivote central también puede denominarse por sus siglas KPA , inclinación del pivote central ( KPI ) o inclinación del eje de dirección ( SAI ), y sigue siendo un parámetro fundamental del diseño del vehículo. En la mayoría de los diseños modernos, el ángulo del pivote central se establece en relación con la vertical, visto desde la parte delantera o trasera del vehículo, y no es ajustable, cambiando solo si el eje de la rueda o las articulaciones de la dirección están doblados. [ cita requerida ]
El ángulo del pivote central tiene un efecto importante en la dirección , ya que hace que tienda a volver a la posición recta o central, porque la posición recta es donde la carrocería suspendida del vehículo está en su punto más bajo. Por lo tanto, el peso del vehículo tiende a hacer girar la rueda alrededor del pivote central de nuevo a esta posición. La inclinación del pivote central también contribuye al radio de fricción de la rueda de dirección, la distancia entre el centro de la zona de contacto del neumático y donde el eje del pivote central se cruza con el suelo. Si estos puntos coinciden, el radio de fricción es cero.
El zoólogo Nicholas Humphrey presentó su artículo de 1976 "Las funciones sociales del intelecto" con la siguiente anécdota:
Se dice que Henry Ford encargó una investigación en los desguaces de automóviles de Estados Unidos para averiguar si había piezas del Modelo T de Ford que nunca fallaran. Sus inspectores volvieron con informes de casi todo tipo de averías: ejes, frenos, pistones... todo era susceptible de fallar. Pero llamaron la atención sobre una notable excepción: los pivotes de dirección de los coches desguazados invariablemente tenían años de vida útil. Con una lógica implacable, Ford concluyó que los pivotes de dirección del Modelo T eran demasiado buenos para su función y ordenó que en el futuro se fabricaran con especificaciones inferiores. [3]
Humphrey utilizó la metáfora para introducir la idea de la eficiencia de la asignación de recursos por selección natural ("La naturaleza es seguramente un economista al menos tan cuidadoso como Henry Ford"). La metáfora ha sido citada por varios escritores científicos destacados, entre ellos Richard Dawkins , [4] John Barrow , [5] y Jared Diamond . [6] Los biólogos Robert A. Laird y Thomas N. Sherratt han cuestionado tanto la verdad de la historia como la utilidad de la metáfora, señalando que la evolución de sistemas multicomponentes no tiene por qué dar como resultado tasas de fallo de componentes idénticas. [7]
pivote central : aquello que mantiene unido cualquier sistema o disposición compleja. 1958 Engineering 28 Feb. 265/3 Otra característica destacable del diseño es una suspensión delantera que utiliza amortiguadores telescópicos como pivotes de dirección y pivotes de dirección.