El par de dirección es la influencia no deseada del par motor en la dirección , especialmente en vehículos con tracción delantera . Por ejemplo, durante una aceleración fuerte, la dirección puede tirar hacia un lado, lo que puede molestar al conductor. El efecto se manifiesta como una sensación de tirón en el volante o un desvío del vehículo de la trayectoria prevista. El par de dirección está directamente relacionado con las diferencias en las fuerzas en las zonas de contacto de las ruedas motrices izquierda y derecha . El efecto se hace más evidente cuando se aplican pares altos a las ruedas motrices debido a una alta relación de reducción general entre el motor y las ruedas, [1] un par motor alto o alguna combinación de los dos. El par de dirección es distinto del contragolpe de la dirección .
Causas
Las causas fundamentales del par motor en la dirección son: [2]
Diseño incorrecto de las capas laterales que permite la deformación de la pared lateral del neumático. [3]
Fuerzas de tracción desiguales debido a la superficie de la carretera ( μ -split) en combinación con el desplazamiento del pivote
Los problemas asociados con los ejes de transmisión de longitud desigual son endémicos del diseño transversal del motor combinado con una unidad de transmisión montada en el extremo; algunos fabricantes han mitigado esto por completo montando el motor longitudinalmente pero aún impulsando las ruedas delanteras; esta fue de hecho la solución adoptada en los primeros Citroën con tracción delantera. Los primeros modelos Renault con tracción delantera, como el R4 , R5 Phase I, R12 , R18 y ciertos modelos R21, también adoptaron este diseño, al igual que Audi hasta el día de hoy en sus modelos de tamaño mediano hacia arriba. La desventaja clave es el empaque; en el caso de Audi, que monta la unidad de potencia por delante de la línea del eje delantero, la maniobrabilidad se ve comprometida por la distribución del peso delantero. Sin embargo, esta configuración facilita la fácil incorporación de la tracción total ; Subaru también utiliza el motor longitudinal en voladizo por la misma razón, pero mitiga el problema de un centro de gravedad desequilibrado mediante el uso de un motor boxer de "cuatro cilindros planos" . Renault, por otro lado, ha situado el motor detrás de la línea del eje delantero, pero esto compromete el empaque interior ya que fuerza el motor hacia el cortafuegos.
Formas de reducir el efecto del par de dirección
Utilice un neumático con un diseño de lona lateral adecuado, mitigando la deformación de la pared lateral.
Cuando se utilizan ejes de transmisión de longitudes desiguales, su rigidez torsional debe ser igual. Esto se puede lograr haciendo que el eje más corto sea hueco y el eje más largo macizo. Esta solución se puede observar en los primeros modelos de tracción delantera de Autobianchi / Fiat , como el Fiat 128 y el Fiat 127 , y también se adoptó más tarde en el Ford Fiesta original . Por lo general, se utiliza un amortiguador de masa en el eje más largo para combatir el remolino causado por la resonancia .
Haga que ambos ejes de transmisión tengan la misma longitud utilizando un eje intermedio (o "eje intermedio") en un lado de la transmisión. Esto ya se implementa en la mayoría de los automóviles modernos. [4] Cuando los ejes de transmisión tienen diferentes longitudes y se aplica un torque excesivo, el semieje más largo se flexiona más que el más corto. Sin embargo, este es un efecto transitorio a corto plazo. Para evitar fallas por fatiga, la cantidad de deflexión torsional del eje de transmisión debe ser necesariamente pequeña. Los efectos debidos a que una rueda gira más lentamente que la otra suelen ser insignificantes. Las longitudes iguales de los ejes de transmisión, en el caso de que no haya deflexión asimétrica de la suspensión debido al balanceo o golpe, mantienen iguales los ángulos del eje de transmisión. El componente principal de la dirección de torque ocurre cuando los torques en el eje de transmisión y el cubo se suman vectorialmente, dando un vector de torque resultante alrededor del eje de pivote de la dirección ( pivote central ). Estos torques pueden ser sustanciales y, en el caso de ejes que forman ángulos iguales con los ejes del cubo, se opondrán entre sí en la cremallera de dirección y, por lo tanto, se cancelarán. Estos pares están fuertemente influenciados por la posición de la junta homocinética del eje de transmisión en relación con el eje de dirección. Sin embargo, debido a otros requisitos, como lograr un radio de fricción pequeño o negativo , generalmente no es posible encontrar una solución óptima con configuraciones de suspensión simples como la suspensión MacPherson .
Iguale mejor el par entre los ejes de transmisión utilizando un diferencial de baja fricción . La diferencia de par es cero si el diferencial no tiene fricción, y los diferenciales de deslizamiento limitado , diseñados para aumentar la transferencia de potencia, en realidad empeoran la dirección del par en suspensiones que no han sido diseñadas para acomodar el LSD. [5] Estas características de diseño incluyen la colocación cuidadosa de los puntos de pivote de la suspensión y las juntas homocinéticas del eje de transmisión (para mantener la dirección del par resultante en una cantidad manejable) y una baja flexibilidad de la fuerza longitudinal/de dirección.
Reducir la cantidad de par del eje delantero al pasar parte del par al eje trasero. Esto se logra en vehículos con tracción integral (AWD) con tracción integral permanente.
La dirección asistida (que se instala en la mayoría de los automóviles modernos) hace que el efecto de la dirección por par sea menos perceptible para el conductor. La dirección por cable [6] también oculta el efecto de la dirección por par al conductor. La dirección asistida por cable se puede calibrar para suprimir directamente el efecto del par en el volante y el efecto de la dirección en el vehículo.
Revise los bujes del brazo de control . El conductor experimentará un efecto de torsión en la dirección al acelerar debido al desgaste de los bujes del brazo de control.
Los vehículos con tracción trasera siguen viéndose afectados por el efecto torque steer en el sentido de que cualquiera de las situaciones anteriores seguirá aplicando un par de dirección al vehículo (aunque desde las ruedas traseras en lugar de las delanteras). Sin embargo, el efecto torque steer en las ruedas traseras no enviará ninguna respuesta de par a través de la columna de dirección, por lo que el conductor no tendrá que luchar con el volante.
^ JY Wong. "Teoría de vehículos terrestres, 4.ª edición". Archivado desde el original el 1 de junio de 2022. Consultado el 3 de noviembre de 2014 .
^ Jens Dornhege. "Influencias del par de dirección en los ejes delanteros McPherson" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 29 de septiembre de 2007. Consultado el 13 de enero de 2007 .
^ Tony Swan (20 de octubre de 2020). «Car and Driver 2005 Pontiac Grand Prix GXP». Archivado desde el original el 21 de octubre de 2007. Consultado el 21 de octubre de 2007 .
^ "¿Qué es el Torque Steer?". Revista MPH. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2007. Consultado el 13 de enero de 2007 .
^ https://saemobilus.sae.org/content/960717/%7C Archivado el 1 de junio de 2022 en Wayback Machine Documento SAE 960717
^ Paul Yih. "Estimación del estado del vehículo mediante el par de dirección" (PDF) . Universidad de Stanford. Archivado (PDF) desde el original el 26 de septiembre de 2007. Consultado el 30 de enero de 2007 .
Enlaces externos
Explicación de Ford RevoKnuckle y GM HiPer Strut - Departamento técnico de Car&Driver
