ASENTAMIENTO - Definición - Significado

Un vocablo muy usado, pero poco definido • El asentamiento del vehículo y el asentamiento de las ruedas • Las variaciones experimentadas por el cámber en el transcurso de los años • La influencia del asentamiento de las ruedas en las curvas • El agarre en carretera

El asentamiento es la posición angular del cuerpo del vehículo y de las ruedas respecto al terreno. En el transcurso de los años el asentamiento ha sufrido una evolución con el mejoramiento de los neumáticos, las variaciones del pavimento y el aumento de la velocidad.

El caballo arrastraba la veloz carroza sobre una carretera terrosa, construida, como todos los caminos antiguos, de piso bombeado, para facilitar el drenaje de la lluvia. El cochero estaba obligado a circular por el centro de la calzada, ya que, a causa de los surcos de la carretera, la carroza tendía continuamente a desviarse hacia el exterior y resultaba difícil andar recto. Pero he aquí que de repente la carroza se ladeaba y volcaba a consecuencia de haberse desmontado el perno de la rueda. El inconveniente era muy frecuente y fácilmente explicable: las ruedas, perfectamente verticales, rodaban sobre una superficie inclinada, tendiendo a deslizarse hacia el exterior.

El cochero pensó entonces en modificar la carroza y construyó un eje con los pernos inclinados hacia abajo de modo que las ruedas resultaran separadas en lo alto, asegurando así un empuje constante hacia el centro del eje.

Probó la solución, y el desmontaje de las ruedas no se produjo más; entonces no sólo se podía viajar, sino incluso rodar sobre un surco de la calzada sin que la carroza ándase en zigzag. Impensadamente se había afrontado y resuelto el primer problema del asentamiento del vehículo: el de la inclinación de las ruedas.

¿Qué es el asentamiento?

Este vocablo se utiliza para indicar la posición del vehículo respecto a la dirección del movimiento, por lo cual se habla de asentamiento empinado, asentamiento inclinado, asentamiento virado, etc.

En el argot automovilístico se emplea impropiamente para indicar la «altura del vehículo» o la «posición del baricentro», y a veces se habla de «fijar el asentamiento» en el sentido de modificar la suspensión; en este último caso el término es usado de una manera bastante exacta. En realidad, el asentamiento es la posición angular del vehículo respecto al terreno, en las distintas condiciones de marcha: en línea recta, en las curvas, sobre obstáculos, en las frenadas y en las aceleraciones.

Puesto que las posiciones que adopta el cuerpo del vehículo pueden ser distintas de las que toman las ruedas, se distingue entre asentamiento del vehículo y asentamiento de las ruedas. El primero es importante sobre todo para los fines de comodidad durante la marcha y está ligado en mayor medida a la rigidez de las suspensiones, mientras el segundo es fundamental para un mayor agarre a la carretera y depende también de la geometría de las suspensiones (forma y posiciones de los brazos).

Asentamiento del cuerpo del vehículo

Si el vehículo fuese rígido, o sea falto de suspensión, mantendría en cada condición el asentamiento inicial, pero resultaría muy poco confortable y un tanto inestable. La introducción de las suspensiones, o sea un medio elástico entre la carrocería y el terreno, permite a la carrocería el adoptar posiciones diversas respecto al terreno en función de las fuerzas que actúan y de su dirección. Examinemos las variaciones más importantes de asentamiento en el cuerpo del vehículo.

Con el vehículo parado el asentamiento es el que viene establecido por el fabricante, pero el modo de cargar el vehículo puede modificarlo: una repartición incorrecta del peso puede sobrecargar el tren delantero o el trasero obligando al vehículo a un comportamiento sobrevirador o subvirador.

VARIACIONES DEL ASENTAMIENTO DEL VEHÍCULO: CABECEO

La posición del baricentro, necesariamente sobre el terreno, provoca un par que en las aceleraciones tiende a aligerar el tren delantero y a cargar las ruedas traseras. El cabeceo que se provoca puede ser limitado mediante un diseño de las suspensiones del tipo antisquat.

Una distribución no uniforme de la carga provoca un asentamiento erróneo del vehículo y un reparto de las cargas sobre las ruedas incompatible con la estabilidad definida por el constructor. Un vehículo que tenga, por ejemplo, un compor tamiento neutro en las curvas puede resultar sobrevirador.

La forma de las carrocerías modernas provoca a altas velocidades una sustentación que normalmente tiende al levantamiento de la parte delantera del vehículo ocasionando también un aligeramiento de la dirección. Este efecto puede ser contrarrestado por medio de una sencilla variación del perfil.

El baricentro alto y una excesiva elasticidud de las suspensio nes son la causa del "dive", o sea el descenso de la parte delantera durante el frenado. Puede ser limitado con una geometría de la suspensión antidive, para el tren delantero, y antilift, para el tren trasero.

PASO SOBRE UN OBSTÁCULO

Es evidente que si la batalla es corta, el ángulo de cabeceo será mayor, mientras que será menor si las suspensiones son muy blandas y si las ruedas (y órganos unidos a ellas) son ligeros en comparación con el resto del vehículo.

En condiciones dinámicas, o sea en marcha, intervienen numerosas fuerzas externas que modifican el asentamiento del vehículo, y para cada una de éstas se han estudiado dispositivos capaces de limitar su efecto. A alta velocidad la forma del vehículo desarrolla casi siempre una sustentación, o sea un empuje que tiende a levantar la parte delantera, aligerando la dirección: esta tendencia queda contrarrestada con la adopción de perfiles especiales en los vehículos de competición, mientras que, para los de serie, se prefiere cargar más la parte delantera.

En las curvas interviene la fuerza centrífuga, que inclina el vehículo hacia el exterior ocasionando el movimiento conocido por balanceo (figura 3). Entre las variaciones de asentamiento del cuerpo del vehículo el balanceo, bastante molesto para los pasajeros, es también muy importante para el agarre a la carretera. En este caso el tipo de suspensión (de puente rígido o de ruedas independientes) determina la posición del eje de balanceo, o sea el eje en torno al cual el vehículo gira en sus oscilaciones transversales. Para reducir el balanceo se recurre a bajar lo más posible el baricentro y aumentar la vía o distancia entre ruedas (es esta una tendencia generalmente seguida desde los inicios). En tiempos más recientes se ha ido extendiendo la adopción de las barras antibalanceo, estabilizadoras, que confieren una rigidez suplementaria a las oscilaciones en las curvas y transfieren parte de la carga de un eje al otro. A los efectos de una mayor adherencia al firme y de su manejabilidad, es muy importante conocer cuál de las suspensiones, la delantera o la trasera, contribuye a limitar el balanceo.

En las aceleraciones, ya sea con tracción delantera o con tracción trasera, las fuerzas de inercia cargan la parte posterior y aligeran la parte anterior: un paso muy largo o una suspensión con geometría *antisquat limitan las variaciones de asentamiento sobre el plano longitudinal conocidas con el nombre de "cabeceo. En cambio, en las frenadas se produce un descenso de la parte delantera, contrarrestable con una geometría *antidive, y una elevación de la trasera, limitable con geometría -antilift.

El asentamiento de las ruedas a través de los años

Durante casi medio siglo los automóviles han copiado de una manera totalmente pasiva los ángulos de las ruedas heredados de las carrozas, sin ninguna justificación. Los primeros automóviles aparecieron con una notable inclinación de las ruedas delanteras, bastante juntas por abajo y separadas por arriba (cámber positivo), cuyo motivo fundamental, como ya se ha'indicado, era el de evitar el desprendimiento de las ruedas, asegurando una presión constante hacia el gorrón o eje de la rueda.

En cambio, las ruedas traseras no podían estar inclinadas, puesto que el puente posterior rígido, usado en la gran mayoría, no admitía inclinaciones por razones constructivas (el diferencial debía tener los satélites y los planetarios a 90° entre sí).

Con el aumento de la velocidad y la introducción de los neumáticos surgió un nuevo problema: las ruedas inclinadas no iban rectas: tendían a seguir una trayectoria curva. Es el mismo fenómeno que se presenta en un aro que rueda solo; hasta que se mantiene vertical va recto, pero apenas se inclina ligeramente, empieza a seguir una trayectoria curva. En un vehículo este efecto se presenta sólo por encima de una cierta velocidad y tiende a hacer diverger las ruedas, pero como las mismas están unidas al eje que las sostiene, el neumático es obligado a deslizar y desgastarse en la parte interna. En los veloces carros de caballos, con ruedas recubiertas por llantas de hierro, el problema había sido ya advertido, puesto que generaba un desgaste anormal en los pernos de las ruedas. También en este caso la solución había sido experimentada sobre las carrozas: bastaba acercar ligeramente entre sí las ruedas delanteras, para anular la componente que tendía a separarlas y el desgaste de los bujes era completamente normal.

De aquí, pues, nacería la convergencia de las ruedas, dotadas de inclinación (las delanteras). Cuanto más notable es la inclinación, mayor debe ser la convergencia. Si las ruedas se desgastan ambas por el lado externo, la convergencia debe ser aumentada. Si el desgaste es irregular para una sola rueda, entonces es señal de que la inclinación de aquella rueda es distinta del valor prescrito, y esto generalmente ocasiona un rápido desgaste.

Hemos visto como el cámber o inclinación de las ruedas ha permanecido positivo durante muchos decenios y siempre acompañado por una cierta convergencia de las ruedas. Pero a medida que el piso de la carretera abandonaba el característico bombeo para pasar a la superficie plana -cosa fácilmente posible sólo con la introducción de pavimentaciones capaces de absorver la lluvia-, la inclinación de las ruedas fue reduciéndose desde los 10-15° iniciales a 7-8°, disminuyendo entonces también la convergencia. La precaución de mantener una cierta inclinación para crear un empuje lateral, fue seguida por ciertos constructores más por tradición que por convicción; los materiales y los cojinetes empleados en los bujes estaban calculados de tal manera, que no podían justificar ningún temor; sin embargo, una pequeña inclinación positiva de las ruedas ayudaba a reducir la desviación tranversal del pivote (para evitar golpes a las ruedas) sin recurrir al aumento de la inclinación de los pernos. En los años cincuenta, aparecieron los primeros vehículos con suspensiones traseras independientes; con tales suspensiones era posible dar un cámber positivo también a las ruedas traseras y simultáneamente hacerlas convergentes: es el caso del Renault 4 CV, del Seat 600, del NSU Prinz, etc. Todavía los brazos de las suspensiones eran de tipo transversal, o sea realizados de tal manera que al aumentar la carga, o bien en las curvas, las ruedas externas se colocaban, al menos en teoría, verticales y disminuía simultáneamente la convergencia.

La inclinación de las ruedas y su adherencia

¿Cuál es la inclinación de las ruedas que proporciona una mayor adherencia? Durante más de medio siglo tal interrogante no tenia sentido. Con los neumáticos de tipo tradicional de bandas cruzadas y de llanta estrecha no existía apenas mucha diferencia, tanto más que, con el eje rígido, la inclinación de las ruedas no sufría variación en las curvas. Por tanto, una vez seleccionado un cierto ángulo de cám-ber, muchas veces sólo en virtud de tradiciones constructivas, no surgían sorpresas durante la marcha.

Con la introducción de las suspensiones independientes de brazos longitudinales -las primeras tentativas son anteriores a 1940, pero grandemente difundidas sólo en los años cincuenta (Volkswagen, Citroen, Renault, BLMC)-resulta evidente que la rueda externa asumía en las curvas una inclinación positiva mayor que la inicial y equivalente al ángulo de balanceo del vehículo, como se ilustra en la figura 6. Esto llevó posteriormente a una reducción de los ángulos iniciales de cámber para evitar desgastes irregulares del neumático.

Sólo más tarde, con los neumáticos de base ensanchada y sobre todo con los radiales, se ha comprobado que la adherencia depende también de la posición que adopta la rueda en la curva, por lo que el ángulo de inclinación adquirió gran importancia. La figura 8 muestra que la mayor adherencia se obtiene con pequeños valores negativos de cámber, o sea con las ruedas ligeramente abiertas en la base. El resultado de esta constatación ha sido inmediato: la inclinación de las ruedas se ha ido convirtiendo en nula o negativa, y se han difundido las suspensiones independientes que (sobre todo en los coches deportivos) permiten mantener las ruedas casi verticales, tanto en las rectas como en las curvas. Una notable contribución en esta fase ha sido aportada por los estudios de constructores británicos de monoplazas John Cooper y Colin Chapman. Las suspensiones en trapecio oscilante, con el brazo superior más corto que el inferior y convergentes entre sí hacia el centro del vehículo, ayudan a compensar el balanceo en las curvas, con ángulos de cámber casi nulos. En cambio, las suspensiones en paralelogramo deformable, con brazos de igual longitud, hacen adoptar a las ruedas inclinaciones positivas iguales a los ángulos de balanceo del vehículo. Por tanto, adoptando este tipo de suspensión y también en la de los brazos longitudinales es necesario atribuir elevados valores negativos de cámber, para mantener pequeños ángulos negativos en las curvas. Las mayores inclinaciones son obviamente características de los vehículos para rallies, que requieren mucha adherencia en las curvas, mientras que en los turismos, por razones de desgaste de la banda de rodadura en tramos rectos, se prefieren ángulos menores. A este respecto es preciso indicar que el cámber negativo provoca sobre las ruedas un efecto contrario al cámber positivo: las ruedas tienden a cerrarse y es preciso contrarrestar esta acción con una cierta divergencia inicial.

El asentamiento de los coches de competición es una consecuencia lógica del hecho de que la mejor adherencia y comportamiento en las curvas se obtiene cuando la superficie de la huella de la banda de rodadura liene el valor máximo. Contrariamente a los neumáticos de los turismos, los neumáticos para coches de competición sobre pista, muy anchos y planos, deben permanecer perfectamente verticales tanto sobre los obstáculos como en las curvas. El estudio de las suspensiones y de los centros de balanceo tiende a garantizar estas condiciones.

En la práctica, estas soluciones más avanzadas tampoco son perfectas, sino simplemente un compromiso entre múltiples factores, la suma de experiencias anteriores o, incluso, la moda del momento.