El kingpin (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, con la dirección de "plataforma giratoria" de los carros tirados por caballos , se trataba de un solo pasador sobre el cual giraba el eje móvil debajo del marco del carro. Esto ubicaba el eje de un lado a otro, pero el peso del carro se transportaba sobre una plataforma giratoria circular de madera que lo rodeaba. Los motores de tracción a vapor utilizaban una dirección de pivote central similar , con el pivote central montado en el "soporte de percha" debajo de la caldera. Algunos de los primeros coches también utilizaban 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 la dirección en dos pivotes, uno cerca del cubo de cada rueda delantera. El eje de la viga entre ellos permanece fijo con respecto al chasis, unido por la suspensión. La dirección Ackermann tiene las dos ventajas de que reduce el desgaste de los neumáticos, la necesidad de arrastrar los neumáticos hacia los lados a lo largo de su banda de rodadura al girar la dirección y también reduce los baches , la suspensión y los baches de la carretera que tienden a alterar la dirección de la dirección. Los kingpins ahora estaban fijados a los extremos del eje y los soportes del cubo giraban sobre ellos. Por lo general, el centro del pivote central se fijaba en el eje y el soporte del cubo se bifurcaba para encajar sobre este, pero algunos vehículos, incluido el Ford Modelo T ilustrado, usaban un eje bifurcado y un pivote central fijado en un soporte de una sola pieza. Los pivotes centrales siempre estaban sujetos en el centro y los cojinetes giratorios en los extremos, para aumentar el brazo de palanca y así reducir la carga del cojinete.
Suspensión delantera independiente desarrollada durante la década de 1930, al menos para automóviles de alto rendimiento, a menudo utilizando una suspensión de doble horquilla . Este comportamiento también impulsó la reducción del peso no suspendido . En lugar de utilizar pivotes separados para el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la suspensión y 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 portador del cubo se extendía verticalmente para abarcar los extremos de ambas horquillas, con una rótula en cada extremo. En las décadas de 1950 y 1960, esta suspensión independiente se convirtió en algo habitual en los coches 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 las rótulas.
Aunque son en gran medida obsoletas, las suspensiones kingpin tienen la ventaja de poder soportar pesos mucho más pesados, [ dudoso – discutir ] razón por la cual todavía aparecen en algunos camiones pesados. Dana produjo la versión kingpin 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 king post ).
La boquilla en la parte delantera de un semirremolque para conectarse a un acoplamiento de quinta rueda en una unidad tractora también se conoce como pivote central, cuyo uso es análogo al uso original de la dirección del motor de tracción y del carro tirado por caballos. [1]
Si bien ninguna suspensión delantera de automóvil de la era actual incorpora un pivote físico, el eje definido por los puntos de pivote del muñón de la dirección actúa como un "eje virtual" alrededor del cual gira la rueda. Este pivote virtual está inclinado hacia la línea central del vehículo en un ángulo llamado ángulo del pivote. Virtual o físico, el ángulo del pivote de dirección también puede denominarse por sus iniciales KPA , inclinación del pivote de dirección ( KPI ) o inclinación del eje de dirección ( SAI ), y sigue siendo un parámetro fundamental de 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, y solo cambia si el eje de la rueda o los muñones de la dirección están doblados. [ cita necesaria ]
El ángulo del kingpin tiene un efecto importante en la dirección , haciendo que ésta 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 de regreso a esta posición. La inclinación del pivote también contribuye al radio de rozamiento de la rueda direccional, la distancia entre el centro de la zona de contacto del neumático y el lugar donde el eje del pivote se cruza con el suelo. Si estos puntos coinciden, el radio de fregado 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 un estudio de los desguaces de automóviles de Estados Unidos para descubrir si había piezas del Ford Modelo T que nunca fallaban. Sus inspectores regresaron con informes de casi todo tipo de fallas: ejes, frenos, pistones... todos podían fallar. Pero llamaron la atención sobre una excepción notable: a los capos de los coches desguazados invariablemente les quedaban años de vida. Con una lógica despiadada, Ford concluyó que los pivotes centrales del Modelo T eran demasiado buenos para su trabajo 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 mediante la selección natural ("La naturaleza seguramente es un economista al menos tan cuidadoso como Henry Ford"). La metáfora ha sido citada por varios escritores científicos destacados, incluidos Richard Dawkins , [4] John Barrow , [5] y Jared Diamond . [6] Los biólogos Robert A. Laird y Thomas N. Sherratt han cuestionado tanto la veracidad 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 falla de componentes idénticos. [7]
king-pin : aquello que mantiene unido cualquier sistema o disposición complejo. 1958 Ingeniería 28 de febrero de 265/3 Otra característica notable del diseño es una suspensión delantera que utiliza amortiguadores telescópicos como pivotes centrales y pivotes de dirección.