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RADIO DE RODADURA - Definición - Significado

En las ruedas directrices de un vehículo, se define como radio de rodadura o de pivotamiento la distancia medida sobre el terreno entre la recta que pasa por el centro de la huella del neumático, y dirigida según la rueda, y la intersección del eje del pivote de la rueda con el piso. En el centro de la huella son aplicadas, o se consideran aplicadas, todas las fuerzas que actúan sobre la rueda: - resistencia de rodadura (pequeña y dirigida hacia atrás);

- fuerza de propulsión (grande y dirigida hacia delante);

- fuerza de frenado (variable y dirigida hacia atrás), y

- fuerza de adherencia en las curvas (variable y dirigida lateralmente).

El eje de pivote de la rueda es la recta en torno a la cual gira aquélla durante el viraje. Por tanto, las fuerzas que actúan sobre la superficie de la huella multiplicadas por el radio de rodadura dan lugar a un par, que se transmitirá al volante, resultando más o menos fácil la conducción. En la práctica, puesto que las ruedas directrices son 2, los pares resultan iguales y contrarios y se anulan recíprocamente sin repercutir sobre el volante, durante la marcha en línea recta. En las curvas, el volante detectará la diferencia de pares que actúan sobre cada pivote; de hecho, las fuerzas no siempre actúan sobre el centro de la huella por efecto del cámber y de la deriva, y no siempre en la misma dirección. Por tanto, el radio de rodadura de una rueda podrá aumentar o disminuir durante el viraje.

Además, en las curvas se presenta otro fenómeno, determinado por la distinta (mayor) carga que actúa sobre la rueda externa, a la que corresponde una adherencia mayor y, por consiguiente, un par más grande respecto al que actúa sobre la rueda interna. La diferencia entre los pares provoca el retorno de la dirección.

Si el radio de rodadura fuese siempre nulo en todas las condiciones, los esfuerzos sobre la dirección serían inconsistentes tanto con el vehículo parado como a alta velocidad. Al construir los primeros vehículos a finales del siglo pasado, los proyectistas ya tenían en cuenta tal particularidad, pero por razones de construcción los pivotes no podían estar alojados dentro de las llantas de madera y, por consiguiente, existía siempre un radio de rodadura de valor elevado. Esto ocasionaba inconvenientes graves: cuando una de las ruedas delanteras chocaba contra la aspereza de la calzada, como una piedra o un bache, cosa muy frecuente en el pasado, los pares actuantes sobre cada mangueta no eran iguales y contrarios, como sucede en la marcha rectilínea, sino que el generado por el choque resultaba superior y hacía virar el vehículo de aquella parte. Los continuos golpes al volante hacían difícil y fatigosa la conducción.

Convencidos de los inconvenientes y dificultades que presentaba el radio de rodadura, los constructores aumentaron el valor del cámber para reducir el brazo. A principios de siglo hizo su aparición el eje delantero con los pivotes ensanchados en su parte inferior, con el fin de dar mayor inclinación hacia el exterior a la mangueta. Todo ello contribuyó a reducir el radio de rodadura.

Con la construcción de las llantas de estampación, los pivotes podían ser alojados en la parte interna embutida de la llanta y, por consiguiente, el radio de rodadura pudo ser teóricamente eliminado, sin tener que recurrir a valores del cámber (inclinación de las ruedas) demasiado elevados. Sin embargo, se había demostrado ya que era necesario dejar siempre un pequeño valor de radio de rodadura de modo que, girando la dirección con el coche parado, el neumático no fuese obligado a girar deslizándose sobre la superficie de contacto. Si el centro de rotación cae fuera de la huella, el neumático gira requiriendo un menor esfuerzo de la dirección.

Finalmente, existe otra razón por la que se justifica que el radio de pivotamiento o de rodadura tenga un valor moderadamente elevado: el retorno de la dirección a baja velocidad. Puesto que la mangueta está inclinada (y sólo por este motivo), virando la rueda, la huella del neumático deberá describir un cono y el punto P bajar a P. En la práctica, la huella debe permanecer en el suelo y, por tanto, habrá que elevar la mangueta, levantando la parte delantera del vehículo. De ahí que a cada viraje, ya sea hacia la derecha o hacia la izquierda, el esfuerzo sobre el volante debe permitir también una pequeña elevación del vehículo. Puesto que con las ruedas rectas se tiene la posición de altura mínima, durante el viraje el peso del vehículo tiende a encontrar esta posición dando un retorno de la dirección independiente de la velocidad.

Durante el viraje el centro de la huella de la llanta tiende a moverse a lo largo de una circunferencia de la base de un cono. Por tanto, es evidente que el pivote y, por esto, el buje y la parte delantera del vehículo deberán elevarse durante el viraje. Ello determina el retorno de la dirección con el vehículo parado.

La entidad de la elevación depende de la inclinación del pivote y del valor del radio de rodadura. Si éste es nulo, y la inclinación notable, la huella gira sobre sí misma y no se produce elevación.

Al proyectar los órganos de la dirección, el radio de rodadura no es establecido a priori conjuntamente con los valores de los ángulos característicos de las ruedas, sino que resulta, después de numerosas pruebas, como un compromiso entre la posibilidad de virar con el coche parado sin un esfuerzo excesivo, un retorno aceptable a baja velocidad (para alta velocidad interviene también el retorno dado para el avance, y la preocupación de reducir los golpes al volante transmitidos por las irregularidades del terreno.

Por lo que respecta a la tracción delantera, sólo puede medirse con el vehículo en movimiento y viene dado por la circunferencia de rodadura (distancia que el neumático hinchado y cargado recorre al dar una vuelta completa) dividida por 2jt. Es inferior (aproximadamente en un 4 %) al geométrico y mayor (aproximadamente en un 4,5 %) que el radio bajo carga estática. El hecho de que difiera del radio bajo carga estática debe atribuirse a la acción de la fuerza centrífuga que actúa sobre el neumático. Como la fuerza centrífuga aumenta con la velocidad, el radio de rodadura del neumático varía con esta última, por lo cual suele medirse a una velocidad preestablecida (100 km/h para los automóviles de turismo); sin embargo, en algunos casos (por ejemplo, neumáticos radiales), a causa de la estructura del neumático, su valor permanece prácticamente constante al variar la velocidad.

Es preciso destacar que las fuerzas que actúan sobre las ruedas son sobre todo de tracción y, en relación a las otras fuerzas, tienen un valor mucho más elevado y están dirigidas hacia delante. Con ello tienden a cerrar las ruedas delanteras, contrariamente a lo que sucede en el caso de propulsión trasera. Por consiguiente, en las aceleraciones, con un pequeño radio de rodadura, se obtiene siempre un efecto enderezador de la dirección muy elevado. Esto puede ser perjudicial en las curvas, puesto que las ruedas delanteras tenderían a ampliar la trayectoria. En la práctica, todos los coches de tracción delantera tienen radios de rodadura muy pequeños o casi nulos.

A veces, en algunos vehículos de tracción delantera muy pesados o potentes, como en el Tornado Oldsmobile y el Audi 80, se da un valor negativo al radio de rodadura para facilitar el viraje en las fases de aceleración: esto significa que después de haber trazado las curvas, pisando el acelerador, el volante no se pone recto, pero ayuda a girar mejor.

Con un radio de rodadura negativo, las irregularidades del terreno se manifiestan sobre la dirección provocando un viraje de la parte opuesta. Esto puede ser aprovechado en casos de frenado desequilibrado para corregir automáticamente la tendencia a derrapar del lado que ofrece mayor adherencia.

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