Tipos de tracción

[sat]

Hola, publiqué este mensaje el otro dia como respuesta a Angardisaab para darle respuesta sobre algun punto de su mensaje (en mi mensaje de PRUEBA DEL 9.3 SS 1.8 BY KM77.COM).
ALVAR9000 comenta que es interesante este tema y que habra un mensaje nuevo sobre él. Así que copio y pego.
Espero que interese, sin ser pedante y que vosotros podais aportar vuestros conocimientos para que todos conozcamos un poco más.

El S3, Golf 4motion,León4 no son un tracción total, son tracción delantera con diferencial HALDEX que manda par a las ruedas traseras cuando las delanteras pierden adherencia.
A todos estos modelos anteriores se los pasa por la piedra un Seat León Cupra de 210 y con tracción delantera ¿por que? porque ese sistema de tracción tipo patata supone un sobrepeso de casi 200 kg sobre el tracción delantera.

Me juego una cena, a que el Alfa 147 GTA (tracción delantera) le supera en casi todo al Vw Golf R32(4motion Haldex), sobre todo en precio de compra (objetivo) y diseño (subjetivo).

¿Los A4 Quattro,passat 4motion, Octavia 4x4 si son 4x4 porque llevan diferencial TORSEN y se reparte homogeneamente el par entre ambos ejes.
Los modelos X de Bmw reparten el par en un 40% eje delantero y 60%eje trasero para que no se pierda la "esencia" BMW de la tracción trasera.

[Ruben]

Hola "sat", me gusta mucho el tema que has propuesto...es interesantísimo, además me has pillado en un renuncio porque afirmas que el Skoda octavia lleva torsen central y hasta ahora estaba seguro de que empleaba el sistema haldex ya que su motor va transversal como en los golf, A3, audi TT...que emplean el susodicho haldex.

Debemos distinguir como muy bien has hecho tú entre vehículos con tracción integral permenente y vehículos con tracción integral acoplable, pero además hay qu eseñalar los vehículos con tracción total pero no integral.

Mucha gente piensa que los todo terreno son de tracción integral y no es así. La mayoría de ls todo terreno no tienen diferencial central, por lo que en carretera en condiciones normales (lluvia o seca) no podemos conectar la tracción total, sólo podremos hacerlo en casos de escasísima adherencia (nieve, hielo, barro, tierra...)

Vamos a sentar unos cimientos:

Los automóviles tienen un dispositivo (que puede ser de varios tipos) que se llama diferencial y va en el eje que transmite la fuerza del motor. El diferencial es un artilugio cuya misión es "absorver" la diferencia de velocidad de giro entra las dos ruedas del mismo eje, ya que cuando tomamos una curva la rueda que va por el interior de la curva recorre una distancia menor que la exterior, por lo que ha de girar más despacio, si las dos ruedas fuesen solidarias girarían a la misma velocidad, por lo que la del lado interior patinaría, o si la adherencia es alta...frenaría a la exterior.

En los coches con tracción total también hay una diferencia de giro entre el eje delantero y el trasero, por el mismo motivo que entre las dos ruedas del mismo eje. Para ello se hace necesario montar un diferencial central que absorva las diferencias de velocidades entre el eje delantero y el trasero. Pues bien, la mayoría de los todo terreno no tienen ese diferencial central de modo que salvo en condiciones de escasa adherencia (la diferencia de velocidad en esos casos la absorve la superficie resbaladiza al permitir que la rueda que recorre menos distancia patine) sólo podremos llevar "conectado" la tracción al eje trasero.

Para que un coche sea de tracción integral y podamos así circular por asfalto con todos los ejes conectados es necesario que tengan pues un diferencial central. El tipo de diferencial central ya nos va a generar diferencias claras en el tipo de transmisión.

Tenemos los coches que son básicamente un tracción trasera o un delantera con el otro eje acoplable en caso de pérdida de tracción.
Ejemplo, un audi TT quattro, es un tracción delantera que si patinan las ruedas delanteras manda parte de la fuerza al aje trasero. Es unsistema bastante barato, pero también poco eficaz, ya que por ejemplo en retención no funciona, es decir, cuando usamos el freno motor es muy recomendable que sean las 4 ruedas las que "retengan" el coche, en este tipo de transmisiones sólo mandan fuerza cuando traccionamos, pero no cuando retenemos.
Hay varos tipos de transmisión de este tipo, de acoplamiento viscoso, electromagnéticos...ese sería otro tema.

Luego tenemos coches que son verdaderos tracción integral permanente, en ellos el coche tiene una distribución de la fuerza del motor entre ambos ejes determinada, de modo que en condiciones normales un 50% dela fuerza vaya al eje delantero y otro 50% al trasero (por poner un ejemplo), si el delantero patina se reduce el procentaje del delantero y se aumenta el del trasero y al revés. En ellos al reducir también son las 4 ruedas las que transmiten el giro al motor.

Creo que es importante leer el tema qu ehabía puesto en su día en yahoo sobre como se compportan los neumáticos y la adherencia de lo mismo para entender lo importante que es poder distribuír lso esfuerzos entre las 4 ruedas. Voy a pegar un trozo en el siguiente mensaje.

[Ruben]

EL COMPORTAMIENTO DE LOS AUTOMÓVILES

1.- La adherencia del neumático
1.1.- Cómo influye su sección
1.2.- Cómo influye su perfil
2.- Tendencias del vehículo:
2.1.- Tracción delantera
2.2.- Propulsión trasera
3.- El subviraje:
3.1.- Por qué se produce
3.2.- Cómo se evita
3.3.- Cómo se corrige
4.- El sobreviraje:
4.1.- Por qué se produce
4.2.- Cómo se evita
4.3.- Cómo se corrige
5.- El aquaplaning
6.- Frenado de emergencia:
6.1.- Con ABS
6.2.- Sin ABS

LA ADHERENCIA DEL NEUMÁTICO

Los neumáticos son un elemento fascinante del automóvil, probablemente si pensásemos más a menudo que cada neumático tienen una superficie de contacto aproximadamente como la de la palma de la mano de un adulto sentiríamos más respeto por él. Pensemos por un momento los esfuerzos tan elevados a los que debe estar sometido un elemento que con la superficie de 4 palmas de mano sujeta un peso de 1,5 toneladas (más o menos lo que pesan los SAAB en orden de marcha) mientras tomamos una curva a 100 km/h.
Cada neumático tiene (para entendernos de un modo gráfico) un 100 de adherencia en todo momento (repito es un modo gráfico para entendernos, evidentemente la adherencia varía muchísimo según el estado del neumático o de la carretera). Ese 100 tiene que repartirlo en todo momento. En una recta si no frenamos ni aceleramos, el neumático apenas tiene que repartir nada de ese 100 de adherencia, puede que un 3 o un 4 de 100, de manera que se guarda en la manga un 96 o 97 de esos 100. Si tenemos que pegar un frenazo a fondo, nos da esos 96 o 97 que se tenía guardados y los destina íntegramente a detener el coche. En una curva (dependiendo de lo cerrada que sea y la velocidad que llevemos) el neumático va a utilizar más de esos 100,si vamos despacio y la curva es abierta puede que utilice 20 de los 100 y se guarde 80 para posibles imprevistos, como un frenazo, un acelerón, o que la curva se cierre más. Si vamos más rápido necesitará utilizar a lo mejor 80 de los 100, con lo cual sólo podrá darnos 20 para cualquier imprevisto. Si vamos aún más rápido necesitará los 100 sólo para mantener el coche en la curva (cuando nos chillan las ruedas) la más leve necesidad de frenar, acelerar, o girar más la dirección satura al neumático y comienza a patinar. De igual modo podemos ir despacio y el frenazo o acelerón pedir más de esos 100 y el neumático no tener adherencia suficiente. Es decir, la suma de solicitaciones de adherencia al neumático no puede pasar de 100 si no queremos que patine.
Los neumáticos tienen muchísimas características importantísimas como son el índice de carga, la velocidad máxima que soportan etc. .. que merecen un capítulo a parte que pondré en semanas posteriores. Para el tema que nos ocupa hay dos características que nos van a influir muchísimo:
• la sección de la banda de rodadura (es el ancho del neumático expresado en mm en unas ruedas con nomenclatura 225/50 17 serían 225 mm de ancho)
• el perfil del neumático o balón, es la altura desde la banda de rodadura hasta la llanta y se mide en un porcentaje del ancho del neumático, así las 225/50 17 del ejemplo anterior tendrían una altura desde la banda de rodadura hasta la llanta igual al 50% de valor del ancho de la rueda, es decir 50% de 225mm = 112,5 mm.
Cómo influye el ancho del neumático:
Mientras que la superficie que toca la carretera no varía demasiado (en contra de lo que mucha gente piensa) por aumentar el ancho del neumático, sí lo hace la geometría de esa superficie. Un neumático estrecho se chafa más contra el asfalto (el peso del coche es el mismo, si el ancho del neumático es menor, el peso por unidad de superficie es mayor, por lo que se aplasta más contra la carretera) esto hace que la forma de su huella sea estrecha y alargada. Sin embrago en un neumático ancho la huella es más ancha pero más corta. La superficie real en contacto con el asfalto aumenta algo al aumentar la anchura del neumático, pero no tanto como pudiera parecer.
De hecho puede llegarse al límite en el cual con un neumático lo suficientemente ancho, el peso del coche no sea capaz de chafarlo contra el asfalto y no llegue a apoyar totalmente, quedando los bordes del neumático en el aire.
La variación de la geometría de la huella condiciona muchísimo el comportamiento del neumático. Una huella alargada y estrecha desaloja muchísimo mejor el agua, el frente de la huella es más estrecho y abarca menos agua al avanzar, como la huella es más larga tiene espacio suficiente para desalojarla, por eso en mojado el límite de adherencia de un neumático estrecho es muchísimo más alto que el de uno ancho. En carreteras bacheadas sucede lo mismo, una huella estrecha abarca menos baches, y al ser alargada, es más fácil que no entre completamente en el bache y haga una especie de puente entre los bordes del bache. Un neumático ancho es más fácil que quepa entero en un bache y los golpes sobre la amortiguación sean más bruscos. Un neumático ancho se comporta de modo mucho mejor con asfalto totalmente seco y en superficies en perfectas condiciones que uno estrecho. También proporciona mayor agarre en frenadas ( las transferencias de peso en un frenazo hace que se chafe más sobre el asfalto), y es más ágil en los cambios de dirección (como la huella es más corta, al girar el volante para trazar una curva arrastra menos que una huella alargada, ya que las huellas son rectas).
Tampoco hay que olvidar que un neumático ancho es un freno aerodinámico muy importante. Por ejemplo cuando se homologó al opel calibra como el modelo de serie más aerodinámico del mercado se hizo sobre su versión básica (tenía un cX de 0,26) cuya única diferencia con la versión más equipada (pasaba a un cX de 0,28) eran sus neumáticos (195 de sección para la básica y 205 para la superior) y una entrada de aire en el frontal ligerísimamente mayor.

Como influye su perfil:
Un neumático puede tener igual diámetro exterior con distintas medidas de llanta, podemos poner una llanta de 17 pulgadas de diámetro y jugar con el perfil del neumático hasta conseguir que el diámetro total de la rueda sea igual al de una llanta de 16 pulgadas de diámetro pero con un neumático de mayor perfil. Del mismo modo podemos jugar con los anchos y perfiles para tener en una misma llanta de 16 pulgadas un neumático con mayor anchura y un perfil más bajo o unas un poco más estrechas pero con un perfil mayor.
Un neumático de perfil alto tiene como principales ventajas:
• es mucho más confortable al absorber mejor los baches de la carretera
• protege la llanta de golpes y bordillos, sobre todo a las de aleación ligera ( por cierto, ¿alguien ha visto alguna vez un audi de la familia S o un TT con las llantas de diseño “avus” que no las tenga todas arañadas de los bordillos?)
• las reacciones del coche son más progresivas y predecibles. Un neumático de perfil alto tiene más deriva que uno de perfil bajo, el conductor siente como si el coche no fuese por donde él le indica con el volante, ya que el flanco del neumático se deforma, pero la banda de rodadura sí va por donde el conductor le indica (la llanta y la carrocería van a ir algunos mm más por el exterior de la curva que la banda de rodadura). Es decir, el conductor piensa que el coche está resbalando pero no es así en realidad, de este modo avisa de que se está acercando al límite de adherencia.
• Son más silenciosas
Los inconvenientes de un neumático de perfil alto son:
• Se calientan más al deformarse más al rodar, pero con las presiones correctas no pasa nada malo, ya están calculados para ello
• La trayectoria del vehículo en las curvas es ligeramente más imprecisa que con las de perfil bajo
• Se deforman más en las frenadas y las alargan ligerísimamente
Un neumático de perfil bajo tiene las siguientes ventajas:
• Se comportan mejor en frenadas al sufrir menos deformaciones que las de perfil alto
• Conservan mejor la trayectoria del vehículo en curvas
• Son más baratas a igualdad de sección
Como principales inconvenientes:
• Las reacciones del coche se hacen menos progresivas y predecibles, el tránsito de la zona de adherencia a la de patinaje es más brusco (le pasa lo contrario que al de perfil alto, cuando el conductor piensa que está patinando ya lo está haciendo y va a una velocidad más alta que el de perfil alto)
• Se pierde mucho confort
• El más mínimo bache repercute en la llanta y en la suspensión
• Más riesgo de cortarla en un bordillazo

Como vemos, las ventajas en una son inconvenientes en la otra, por lo que es muy complicado decantarse por una o por otra. En función de nuestra forma de conducir (y nuestra pericia en ello, que muchas veces no va parejo, puede gustarnos ir rápido pero no ser capaces de dominar la situación en un imprevisto a una velocidad elevada) puede adecuarse mejor un tipo de neumático u otro. Los diseñadores buscan siempre una solución de compromiso que en la mayoría de los casos es la mejor. Así puede que nos parezca que nuestro coche tienda más por el confort que por la eficacia, la cuestión es si nosotros estamos a la altura de ese nivel de eficacia que nos gusta, o tendríamos un coche eficaz pero peligroso en nuestras inexpertas manos.

[Carlos]

Hola Ruben:

Este post era la caña y sólo has publicado el primer capítulo.
Si tienes tiempo, te animo a que continúes. Expones claramente los conceptos y destrozas algunos mitos.
Me gusta!

[Alejandro GR]

.....total, sólo han pasado 8 años ......

[Latiguillo]

Muy interesante, sobre todo por que me hayo en la incertidumbre de si aprovecharme de un error tipgráfico en la documentación de mi coche y cambiar mis 205/50 R16 por unas 205/60 R16 para mejorar el confort y reducir el consumo al aúmentar el diámetro de las mimas, los Aero llevan 205/55 R16 pero para mi coche no están homologadas asi que las tengo descartadas.

Grácias por sacar el tema, me interesa bastante.