Soybal Sport: Cursos de Formación. El Autoblocante 2ª Parte. El autoblocante. Comportamiento dinámico inducido por la actuación del autoblocante

Transcripción

1 El autoblocante Comportamiento dinámico inducido por la actuación del autoblocante En este dibujo están representadas las elipses de adherencia de cada uno de los neumáticos, en función del peso que se está ejerciendo en esas circunstancias. Como sabemos, la transferencia constante de pesos de unas ruedas a otras, hace que la adherencia disponible de los neumáticos, vaya cambiando en cada momento; en valor absoluto, la magnitud de la fuerza disponible, está representada por ese círculo (elipse) de rozamiento del neumático. Como ya sabemos, las componentes de las fuerzas que actúan sobre cada neumático, pueden ser múltiples pero su resultante no puede sobrepasar en valor absoluto el límite que le marca esta elipse. Cuando situado en medio de la curva pisamos el acelerador, el par motor generado en el motor, multiplicado por la caja de cambios, se transforma al dividirlo por el radio de la rueda, en fuerza de tracción en los neumáticos. Si por ser insuficiente la adherencia con la que cuenta en ese momento, tiende a hacer perder adherencia a una de las ruedas motrices; los satélites del diferencial comienzan a girar sobre sí mismos y el autoblocante cumpliendo su misión, bloca este giro para eliminar el efecto y solidarizar así la rueda interior y la exterior. En ese momento, al producirse la acción del autoblocante, la rueda interior que giraba más lenta debido a que recorría menos espacio (longitud menor del arco de círculo) que la exterior (longitud mayor del arco de círculo) es la que recibe mayor par de tracción en ese instante, o lo que es lo mismo fuerza longitudinal de tracción mientras que la del lado contrario, no recibe más que el que ya actúa sobre él.

2 Esta fuerza de tracción, produce un par respecto al centro de masas representado en la figura ( sentido a derechas del dibujo ) que, tiende a abrir la trayectoria del coche oponiéndose a que tome la curva es decir, produciendo subviraje (Understeer ), que es el efecto dinámico indeseado que induce en estas circunstancias. Refiriéndonos al tipo de discos más utilizado en competición pura, en el caso de que la actuación del autoblocante se haga más suavemente porque le hayamos reglado con rampas de mayor ángulo (80º por ejemplo), su efecto llega más tarde ( el valor del par puede ser superior antes de que actúe decididamente) paliando en parte ese subviraje. Si ocurre una vez pasado el momento crítico del inicio de curva, puede convertirse en un sobreviraje aceptable y controlable aunando la buena tracción y el equilibrio dinámico deseado.

3 Reglaje del autoblocante. El efecto del autoblocante, dentro de ser muy necesario para que el coche no pierda tracción, hay que regularlo de tal forma que su efecto se produzca progresivamente retardándole en la medida que queramos conseguir un comportamiento menos subvirador que nos haría el coche más lento. dos ruedas se muevan al unísono. En esquema, podemos ver en la figura adjunta, como las cajas portaplanetarios tienen practicadas unas rampas en las que gira el eje de satélites; por efecto de la diferencia de velocidad angular entre las ruedas (planetarios), al perder adherencia una de ellas, comienzan a girar los satélites expandiendo las cajas (sentido de desplazamiento en la figura) presionando los discos, que como si se tratara de un embrague, frenan el giro relativo de los planetarios produciendo el que las En el caso del tipo de discos Hewland o Ricardo muy utilizado, para conseguir mayor o menor rozamiento entre los discos, se dispone de 3 de ellos de material sinterizado, que se alternan con otros dos pulidos; cuantas mas caras de rozamiento de los sinterizados estén en contacto con los otros, mayor será el efecto del autoblocante, al presentar más rozamiento

4 . Antes hemos hablado de las rampas de 80º; como se aprecia en la fig...estas pueden tener varios valores ( 30º, 45º, 60º, 80º). Cuanto menor ángulo presenten, con más eficacia producen las cajas de satélites su expansión contra los discos y por lo tanto más drástico será su efecto. Hablando siempre en aceleración (zona de tracción en el esquema) podemos llegar a utilizar rampas de 45º ó 30º siempre que el asfalto sea muy rugoso o motores elásticos. 30º Para frenada y reducciones de marchas, si utilizamos rampas de ángulo bajo corremos el riesgo salvo casos especiales, de blocar constantemente los neumáticos descolocando el coche, a pesar de efectuar el punta tacón que hace menos bruscos estos momentos; es aconsejable por lo tanto utilizar 45º ó 60º para que el autoblocante actúe menos bruscamente.

5 Otra posibilidad de reglaje del mecanismo, es el de proporcionar una precarga a los discos que produzca su acoplamiento en momentos en los que el par transmitido no es suficiente para que actúe; por ejemplo en arrancadas con el motor no muy alto de vueltas, o en las que el deslizamiento de la rueda en tracción no produce el par resistente suficiente para que se acople. Esta precarga, viene dada por el aprieto que tienen los discos entre sí que en unos sistemas se puede conseguir con arandelas de reglaje, y en otros por medio de una gran arandela cónica (Bellbille) que al montar el conjunto queda plana proporcionando esta presión inicial ( precarga). Se mide una vez ensamblado sujetando uno de los planetarios firmemente a un banco de trabajo, e intentando girar el otro con una llave dinamométrica. El valor al que ésta debe ser reglada, no debe exceder nunca de 3 m-kg si no queremos que la excesiva presión produzca el gripado de los discos, y efectos no deseados en su funcionamiento, habida cuenta de que no contribuye nada más que al ensamble inicial del mecanismo.

6 Diferentes tipos de autoblocante. Cada uno de ellos tiene sus ventajas e inconvenientes que resumimos a continuación: Tipo de autoblocante Utilización habitual Ventajas Inconvenientes Discos Competición circuito y rally Facilidad de reglaje Actuación inmediata a voluntad Precisión e invariabilidad del % de ajuste. Obligación de verificar constantemente desgastes de piezas y ajustes. Viscoso Turismos y vehículos en general 4x4 Sencillez mecánica Suavidad en su acoplamiento Poca velocidad de actuación Variabilidad en el tarado del % Peso Torsen Turismos, vehículos 4x4 refinados Intermedios entre trenes de coches Gr.N Ingenioso progresivo variable en su % de reglaje. Desgaste prematuro que obliga a complicado desmontaje. Precio Eléctrico Vehículos especiales 4x4 competición T/T Acoplamiento a voluntad. Posibilidad de automatismo pilotado electrónicamente. Lentitud en el acople. Volumen ocupado Precio Complejidad Complejidad Activo Mandado hidráulicamente Competición pura Activación inmediata pilotada electrónicamente Uso exclusivo competición pura Precio Requiere mantenimiento complejo

7 El diferencial autoblocante activo. Con la escalada de potencia en los motores modernos, y la necesidad de hacer mas efectivo el funcionamiento del coche en competición, también tiene que serlo el del autoblocante, que con el avance de la electrónica puede llevarse a cabo con la precisión y exactitud requeridas. Para que su actuación sea lo más rápido posible, se emplea un mecanismo hidráulico que describimos a continuación.

8 En el dibujo adjunto, se puede ver como actúa un diferencial Salisbury con actuadores hidráulicos, cuya presión de actuación está regulada mediante una bomba de alta presión que comanda un calculador electrónico que mediante un complicado software que se puede poner apunto dependiendo del circuito, tipo de rally o del gusto del piloto, y cuya información tiene en cuenta la velocidad relativa de las ruedas tractoras, o incluso en algunos casos muchas otras más. Efectivamente en casos más complicados como en F-1 y otras especialidades, se completa con giróscopos situados lo más próximos posible al centro de masas para llevar la más fehaciente información al calculador de la posición del coche, así como acelerómetros longitudinales e incluso transversales para regular su acción en frenadas, o teniendo en cuenta la aceleración centrípeta en curva; también se han empleado sensores de posición del volante, posición de acelerador etc. Dada la complicación y sofisticación a las que se puede llegar, la FIA considerando que el factor humano que constituye el piloto debe prevalecer, ha puesto veto en la F-1 y otras especialidades a esta escalada, reglamentando a partir de 2001 estos diferenciales activos, limitando su acción únicamente a la diferencia de velocidad entre las ruedas tractoras; el software del calculador, debe depositarse en el Departamento Técnico de la FIA para verificar las informaciones de las que se vale para su actuación.