En el sistema de suspensión de un automóvil, el radio de fricción es la distancia en la vista frontal entre el eje del pivote central y el centro de la zona de contacto de la rueda, donde ambos tocarían teóricamente la carretera. Puede ser positivo, negativo o cero.
El eje del pivote de dirección, también conocido como inclinación de la dirección, es la línea entre los puntos de pivote superior e inferior del muñón de dirección.
Si el punto de intersección del eje del pivote central está fuera del centro de la zona de contacto, es negativo; si está dentro de la zona de contacto, es positivo. El término radio de fricción se deriva del hecho de que, tanto en el modo positivo como en el negativo, el neumático no gira sobre su línea central (roza la carretera en una curva) y, debido al aumento de la fricción, se necesita más esfuerzo para girar la rueda.
Durante muchos años se han utilizado en los automóviles valores de radio de giro positivos grandes, de 100 mm aproximadamente. La ventaja de esto es que el neumático gira cuando se gira la rueda, lo que reduce el esfuerzo al aparcar, siempre que no se esté frenando.
La ventaja de un radio de giro pequeño es que la dirección se vuelve menos sensible a las frenadas. Un radio de giro más amplio aumenta la sensación de la carretera al empujar la rueda interior hacia el suelo.
Una ventaja de un radio de frenada negativo es que la geometría compensa naturalmente el frenado dividido en μ (mu) o la falla en uno de los circuitos de freno . También proporciona una dirección centrada en caso de desinflado de un neumático, lo que brinda mayor estabilidad y control de la dirección en esta emergencia.
La inclinación del eje de dirección (SAI) es el ángulo entre la línea central del eje de dirección y la línea vertical del área de contacto central del neumático (visto desde el frente).
El SAI impulsa las ruedas a una posición recta después de un giro. Al inclinar el eje de dirección hacia adentro (alejándose de la rueda), hace que el eje suba y baje a medida que las ruedas giran en una u otra dirección. Debido a que el neumático no puede ser forzado a hundirse en el suelo mientras el eje se desplaza en un arco, el conjunto neumático/rueda eleva la suspensión y, por lo tanto, hace que el conjunto neumático/rueda busque el punto de retorno bajo (centro) cuando se le permite regresar. Por lo tanto, dado que tiene una tendencia a mantener o buscar una posición recta, se necesita menos avance positivo para mantener la estabilidad direccional. El SAI agrega una inclinación positiva al girar para ambos neumáticos de dirección. Un vehículo proporciona un manejo estable sin ninguno de los inconvenientes del avance positivo alto gracias al SAI.
El radio de fregado es la distancia en la superficie de la carretera entre la línea central del neumático y la línea SAI extendida hacia abajo a través del eje de dirección.
La línea que pasa por el eje de dirección crea un punto de pivote alrededor del cual gira el neumático. Si estas líneas se cruzan en la superficie de la carretera, se presentará un radio de fricción cero. Cuando la intersección está por debajo de la superficie de la carretera, se trata de un radio de fricción positivo. Por el contrario, cuando las líneas se cruzan por encima de la carretera, se presenta un radio de fricción negativo. El punto donde la línea del eje de dirección entra en contacto con la carretera es el punto de pivote del fulcro sobre el cual gira el neumático. El radio de fricción cambia siempre que hay un cambio en el desplazamiento de las ruedas. Por ejemplo, cuando las ruedas se empujan hacia afuera de la carrocería del automóvil, el radio de fricción se vuelve más positivo. Los automóviles más antiguos tendían a tener un radio de fricción muy cercano a cero, pero a menudo del lado positivo, mientras que los automóviles más nuevos con ABS tienden a tener un radio de fricción negativo (esta es la razón por la que la mayoría de los automóviles más nuevos tienen ruedas desplazadas más hacia el interior). [1]
El movimiento de fricción se produce cuando el radio de fricción es cero. Cuando el punto de pivote está en el centro exacto de la huella del neumático, esto provoca una acción de fricción en direcciones opuestas cuando se giran las ruedas. El resultado es el desgaste del neumático y cierta inestabilidad en las curvas.
Los vehículos equipados con puntal MacPherson suelen tener un radio de giro negativo. Aunque el radio de giro en sí no se puede ajustar directamente, cambiará si se modifica el punto del eje de dirección superior o el ángulo del husillo al ajustar la inclinación. Este es el caso de un puntal MacPherson que tiene el ajuste de inclinación en el muñón de dirección. Debido a que la inclinación generalmente se mantiene dentro de 1/4° de lado a lado, la diferencia resultante en el radio de giro es insignificante.
El radio de giro negativo disminuye el par de giro y mejora la estabilidad en caso de falla de los frenos. Las suspensiones SLA suelen tener un radio de giro positivo. Con esta suspensión, el radio de giro no es ajustable. Cuanto mayor sea el radio de giro (positivo o negativo), mayor será el esfuerzo de dirección. Cuando el vehículo ha sido modificado con ruedas desplazadas, neumáticos más grandes, ajustes de altura y diferencias de inclinación lateral, el radio de giro cambiará y la maniobrabilidad y la estabilidad del vehículo se verán afectadas.