Dinámica del Neumático y Principios del ABS: Análisis Detallado

Dinámica del Neumático y Principios del ABS

Relación de las gráficas con el ABS: Las gráficas reflejan el comportamiento del deslizamiento de las ruedas, un factor crucial en el funcionamiento del sistema antibloqueo de ruedas (ABS). El objetivo del ABS es mantener el deslizamiento dentro de un rango óptimo, generalmente entre el 10% y el 30%. Esto asegura que el vehículo mantenga una combinación adecuada de fuerzas longitudinales y transversales durante la conducción. Cuando una rueda se acerca al bloqueo (deslizamiento cercano al 100%), el ABS actúa liberando presión en la pinza de freno de la rueda afectada, restableciendo así el equilibrio entre las fuerzas.

Parámetros Clave del Neumático

a) Rigidez de Deriva

La rigidez de deriva se define como la derivada de la fuerza transversal con respecto al ángulo de deriva. Matemáticamente, se expresa como -Ka = dFy/da. Este parámetro es fundamental para predecir el comportamiento transversal del neumático, especialmente cuando el ángulo de deriva (α) es igual a 0.

b) Avance de Neumático

El avance de neumático (da) es la distancia entre el punto donde actúa la fuerza transversal ‘Fya’ y el eje “y” de la rueda.

c) Momento Autoalineante

El momento autoalineante (Mza) es el resultado del producto del avance del neumático por la fuerza ‘Fya’. Este par tiende a alinear el plano de la rueda con la dirección del movimiento, estabilizando el vehículo y ayudando a los neumáticos a volver a su posición de línea recta al finalizar una curva.

d) Centro y Eje de Balanceo

El centro de balanceo es el punto en el plano vertical transversal al vehículo que pasa por los centros de las ruedas. En este punto, se pueden aplicar fuerzas laterales a la masa suspendida (carrocería) sin que se produzca balanceo. Representa el Centro Instantáneo de Rotación (CIR).

El eje de balanceo es la unión de dos centros de balanceo, uno en cada eje del vehículo. Cuando un vehículo se inclina en una curva, lo hace alrededor de este eje, que puede estar por encima o por debajo del suelo, aunque normalmente se encuentra por encima.

Flujo y Presión en la Capa Límite

La presión sobre la capa límite está determinada por el flujo no viscoso que circula fuera de ella. Aplicando el principio de Bernoulli para dos puntos de la línea de corriente:

P + (1/2) * ρ * v² = P_{estancamiento}

Los puntos de estancamiento son aquellos donde la velocidad es igual a 0 y la presión es máxima.

Efecto del Viento Lateral en un Vehículo Subvirador

Cuando un viento lateral afecta a un vehículo subvirador que circula en línea recta, se generan ángulos de deriva en los neumáticos. Estos ángulos son mayores en las ruedas delanteras debido a la naturaleza subviradora del vehículo. Como resultado, la trayectoria del vehículo se desvía. Para corregir esta desviación, es necesario girar la dirección hacia el sentido en el que el viento impacta sobre el vehículo.