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La dirección de par es la influencia involuntaria del par del 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. La dirección de torsión está directamente relacionada con las diferencias en las fuerzas en los parches de contacto de las ruedas motrices izquierda y derecha . El efecto se vuelve más evidente cuando se aplican pares altos a las ruedas motrices, ya sea debido a una alta relación de reducción general entre el motor y las ruedas, [1]alto par motor, o alguna combinación de los dos. La dirección de torsión es distinta del contragolpe de la dirección .

Causas

Las causas fundamentales de la dirección de torsión son: [2]

  • Diseño incorrecto de la capa de la pared lateral que permite la deformación de la pared lateral del neumático. [3]
  • Ángulos asimétricos del eje de transmisión debido a cualquier combinación de
    • Longitud o diámetro desigual del eje de transmisión
      Efecto de torsión de dirección simulado con MSC Adams .
    • Movimiento transitorio del motor
    • Tolerancias en soportes de motor
    • Rollo de cuerpo
    • Golpe de una sola rueda
  • Diferentes pares de torsión del eje de transmisión de izquierda a derecha (debido a problemas con el cojinete de la rueda o el diferencial)
  • Geometría de suspensión
  • Fuerzas de tracción desiguales debido a la superficie de la carretera ( μ- Split) en combinación con el desplazamiento del perno rey

Los problemas asociados con 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 conduciendo las ruedas delanteras; esta fue de hecho la solución adoptada en los primeros Citroens de tracción delantera. Los primeros modelos de 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 la actualidad en sus modelos medianos hacia arriba. La principal desventaja es el empaque; en el caso de Audi, que monta la unidad de potencia por delante de la línea del eje delantero, esto compromete el manejo al ir en contra de la distribución perfecta del peso 50:50. Sin embargo, esta configuración facilita la fácil incorporación de la tracción en todas las ruedas : Subaru también usa el motor longitudinal en voladizo por la misma razón, pero mitiga el problema del centro de gravedad desequilibrado mediante el uso de un motor bóxer de cuatro cilindros . Renault, por otro lado, colocó el motor detrás de la línea del eje delantero, pero esto compromete el embalaje interior, ya que obliga al motor a retroceder más hacia el cortafuegos.

Formas de reducir el efecto de la dirección de torsión

  • Emplee el uso de un neumático con un diseño de capa de pared lateral adecuado, mitigando la deformación de la pared lateral.
  • Cuando se utilizan ejes de transmisión de longitud desigual, su rigidez a la torsión debe igualarse. Esto se puede lograr haciendo que el eje más corto sea hueco y el eje más largo sea sólido. Esta solución se puede observar en los primeros modelos de tracción delantera 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 emplea un amortiguador de masa en el eje más largo para combatir los remolinos causados ​​por la resonancia .
  • Tenga ambos ejes de transmisión de la misma longitud utilizando un eje intermedio (o "eje de apoyo") en un lado de la transmisión. Esto ya está implementado en la mayoría de los automóviles modernos. [4] Cuando los ejes de transmisión tienen diferente longitud y se aplica un par excesivo, el semieje más largose 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 a un balanceo o golpe, mantenga los ángulos del eje de transmisión iguales. El componente principal de la dirección de par ocurre cuando los pares en el eje de transmisión y el cubo se suman vectorialmente, dando un vector de par resultante alrededor del eje del pivote de dirección ( pivote de dirección). Estos pares pueden ser sustanciales y, en el caso de ejes que formen ángulos iguales a 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 universal del eje de transmisión (junta homocinética) en relación con el eje de dirección; sin embargo, debido a otros requisitos, como lograr un radio de fregado pequeño o negativo , generalmente no es posible una solución óptima con configuraciones de suspensión simples como como MacPherson strut .
  • Equilibre mejor el par de torsión entre los ejes de transmisión mediante el uso de un diferencial de baja fricción . La diferencia de par es cero si el diferencial no tiene fricción, y los diferenciales de deslizamiento limitado , destinados a aumentar la transferencia de potencia, en realidad hacen que la dirección del par sea mucho peor. [ cita requerida ] Por esta razón, los diferenciales de deslizamiento limitado de los fabricantes de transmisiones de automóviles como Quaife , Torsen , TrueTrac , Gold Trac [ investigación original? ]no se han utilizado mucho hasta hace poco y requieren que se implementen otras medidas, como el posicionamiento cuidadoso de los puntos de pivote de la suspensión y las juntas homocinéticas del eje de transmisión, para mantener el torque resultante en la dirección en una cantidad manejable. [ dudoso - discutir ] Los diferenciales de deslizamiento limitado no mejoran las curvas ni la sensación de la dirección; sin embargo, mejorarán la transferencia de potencia en situaciones en las que una rueda experimenta una adherencia limitada y, por lo tanto, pueden mejorar el rendimiento general.
  • Reduzca la cantidad de torque del eje delantero pasando parte del torque al eje trasero. Esto se logra en vehículos de tracción total (AWD) con AWD permanente, por ejemplo, con diferencial de transmisión mecánico basado en cambios, por ejemplo, automóviles Audi AWD equipados con diferencial de transmisión Torsen .
  • La dirección asistida (instalada en la mayoría de los automóviles modernos) hace que el efecto de dirección del par sea menos perceptible para el conductor. Steer-by-wire [5] también oculta al conductor el efecto del par de dirección. EPAS se puede calibrar para suprimir directamente el efecto de par en el volante y el efecto de dirección en el vehículo.
  • Verifique los bujes del brazo de control . El conductor experimentará una torsión en la dirección al acelerar debido a los casquillos del brazo de control desgastados.

Los vehículos con tracción trasera aún se ven afectados por la dirección de torque en el sentido de que cualquiera de las situaciones anteriores aplicará un momento de dirección al automóvil (aunque desde las ruedas traseras en lugar de las delanteras). Sin embargo, el efecto de dirección de torque en las ruedas traseras no enviará ninguna respuesta de torque a través de la columna de dirección, por lo que el conductor no tendrá que pelear con el volante.

Ver también

  • Dirección diferencial

Referencias

  1. ^ JY Wong. "Teoría de los vehículos terrestres, 4ª edición" .
  2. ^ Jens Dornhege. "Influencias de la dirección de torsión en los ejes delanteros McPherson" (PDF) .
  3. ^ Tony Swan. "Coche y conductor 2005 Pontiac Grand Prix GXP" .
  4. ^ "¿Qué es Torque Steer?" . Revista MPH.
  5. ^ Paul Yih. "Estimación del estado del vehículo mediante el par de dirección" (PDF) . Universidad Stanford.

Enlaces externos

  • Explicación de Ford RevoKnuckle y GM HiPer Strut - Departamento de tecnología de automóviles y conductores