Geometría de Dirección en Vehículos: Ángulos y Ajustes Clave

Geometría de la Dirección: Conceptos Fundamentales

La geometría de la dirección determina la posición de las ruedas en movimiento, tanto en línea recta como en curva. Todos los órganos que afectan a la dirección, suspensión y ruedas deben cumplir unas condiciones geométricas específicas. Dos parámetros fundamentales son la posición de la rueda respecto al pavimento y los movimientos longitudinales de la rueda.

Geometría de Giro

Al tomar una curva, cada rueda recorre una trayectoria diferente porque tienen distinto radio de curvatura. Por eso, cada una se orienta de manera diferente. La geometría correcta se consigue dando a los brazos de acoplamiento una inclinación determinada, de forma que la prolongación de sus ejes coincida con el centro del eje trasero.

Geometría de Ruedas

Para obtener una dirección segura y fácil de manejar, las ruedas tienen que obedecer al volante y su orientación no debe alterarse con las irregularidades del pavimento. Para ello, es necesario que las ruedas cumplan una serie de condiciones geométricas denominadas cotas de dirección.

Cotas de Dirección: Ángulos y su Influencia

Ángulo de Caída

El ángulo de caída es el ángulo comprendido entre la vertical y el plano medio de la rueda (o el eje de la mangueta en el plano transversal del vehículo). También se llama inclinación de la rueda. Puede ser caída positiva (cuando la parte superior de la rueda se inclina hacia afuera) o caída negativa (cuando se inclina hacia adentro). Generalmente, la caída positiva está entre 0º y 2º.

Funciones:

• Compensa la deformación por flexión del tren delantero.
• Desplaza el peso del vehículo sobre el eje.
• Evita el desgaste excesivo de neumáticos y rodamientos.
• Reduce el esfuerzo de giro del volante.

Mal estado del ángulo de caída:

• Desgaste anormal y rápido de los neumáticos.
• Un exceso de caída negativa provoca desgaste en la parte interior de la banda de rodadura.
• Un exceso de caída positiva provoca desgaste en la parte exterior de la banda de rodadura.

Ángulo de Salida

El ángulo de salida está formado por la prolongación del eje del pivote (sobre el cual gira la rueda para orientarse) y la vertical que pasa por el centro de apoyo de la rueda. Se busca hacer coincidir el centro de la superficie del neumático en contacto con el suelo con la prolongación del eje de pivote.

Objetivos:

• Reducir el esfuerzo de giro.
• Disminuir el ángulo de caída para mejorar el desgaste del neumático.
• Favorecer la reversibilidad de la dirección (retorno a la posición recta).

Síntomas del ángulo de salida en mal estado:

• Desgaste anormal del neumático.
• Exceso de salida: dirección dura y retorno brusco a la línea recta.
• Escasa salida: reacciones en la dirección ante esfuerzos laterales, dirección más suave y poca reversibilidad.

Ángulo de Avance

El ángulo de avance es el ángulo formado por la prolongación del eje del pivote y la vertical que pasa por el centro de la rueda, visto en el sentido de avance del vehículo. En vehículos de propulsión trasera, el empuje produce un arrastre del eje delantero, generando inestabilidad. Se corrige inclinando el pivote para que su eje corte la línea de desplazamiento un poco por delante del punto de apoyo de la rueda (entre 5º y 10º). En vehículos de tracción delantera, el avance es menor (entre 0º y 3º).

Funciones:

• Dirección estable.
• Evita vibraciones.

Avance en mal estado: Provoca problemas de reversibilidad, dirección poco estable y dura en los virajes.

Convergencia y Divergencia

La convergencia determina el paralelismo entre las ruedas de un mismo eje. Su función es permitir que las ruedas giren paralelas entre sí, con el vehículo en marcha, y evitar que derrapen, reduciendo el desgaste de los neumáticos.

• Convergencia positiva: Las ruedas están cerradas hacia adelante (la prolongación de sus ejes se cortaría por delante del vehículo).
• Convergencia negativa (divergencia): Las ruedas están abiertas hacia adelante (la prolongación de sus ejes se cortaría por detrás del vehículo).