ALINEACIÓN DE VEHÍCULOS

Integrantes: Astudillo Genaro López Carlos Peñafiel Milton

ALINEACIÓN DE VEHÍCULOS.

 A pesar que el término alineación suena

sencillo, su trabajo envuelve medir complejos ángulos de suspensión, al igual que ajustar algunos de sus componentes.  La alineación es un ajuste importante del sistema de suspensión e influye significativamente en la operación del vehículo.

CARACTERISTICAS:  Mejorar las condiciones de conducción.  Evitar arrastres.  Evitar los desgastes anormales de los

neumáticos.  Para mejorar la estabilidad.  Para obtener un esfuerzo suave y progresivo en la dirección.  Facilitar el retorno de la dirección después de una curva.

ALINEACIÓN: Parte Delantera, Ángulo de Empuje (Thrust Angle) y Cuatro Ruedas.

 Actualmente se ofrecen diferentes tipos de alineación:  parte delantera  ángulo de empuje (thrust angle)  cuatro ruedas.

 Durante una alineación parte delantera, solo los

ángulos del eje frontal son medidos y ajustados. Este tipo de alineación trabaja perfectamente en vehículos con ejes traseros rígidos, pero es importante también confirmar que las ruedas delanteras estén colocadas directamente al frente de las traseras.

 Esto, requiere de una alineación de ángulo

de empuje (thrust angle) que permite al técnico confirmar que las cuatro ruedas cuadran entre si. La alineación ángulo de empuje (thrust angle) también identifica autos descuadrados (la parte trasera del auto esta desalineada con la parte frontal).

 La alineación apropiada para vehículos con

suspensiones independientes en las cuatro ruedas y vehículos con tracción frontal con suspensiones ajustables en la parte trasera, es la alineación cuatro ruedas. Este proceso cuadra el vehículo como la alineación de empuje (thrust angle) y además mide y ajusta los ángulos del eje trasero y delantero.

 Si el vehículo es utilizado en autocross o

competencias de circuito, algunos pilotos se sientan en el auto durante el proceso de alineación, con la idea de incluir sus pesos en los ángulos de suspensión.

 Los ángulos primarios de la suspensión que

necesitan ser medidos y ajustados son: ángulo cáster (ángulo de inclinación del eje), ángulo camber (comba, inclinación de las ruedas), convergencia/divergencia (toe) y ángulo de empuje (thrust angle).  A continuación una definición de cada ángulo y su influencia en el vehículo y las ruedas.

Ángulo camber (comba).

 Es el ángulo que los neumáticos forman con

respecto a la vertical al ver el vehículo por el frente o por detrás. La medición es expresada en grados, y es negativa cuando la parte superior de la rueda se inclina hacia dentro y positiva cuando se inclina hacia fuera.

 Diferentes

estilos de manejo pueden influenciar el ángulo camber (comba), por ejemplo, un conductor entusiasta que toma curvas rápidamente recibe más agarre y el neumático dura más, utilizando un ángulo camber (comba) negativo; si se compara a un conductor más reservado, el cual al tomar curvas más despacio causará que los bordes internos del neumático se gasten más rápidamente que los externos.

 Los F1 utilizan las mejores suspensiones

hoy fabricadas, les permiten un ángulo camber (comba) negativo considerable, en las ruedas delanteras. Esto es un ejemplo claro de cuando, el desgaste del neumático pasa a segundo plano, mientras el agarre en las curvas adquiere mayor importancia, en este tipo de autos sofisticados de competencia.

Ángulo Cáster

 El ángulo cáster, identifica la inclinación hacia delante o atrás de una línea vertical que pasa por la parte de arriba hacia abajo del pivote de dirección al ver el vehículo de costado.

 El ángulo cáster es positivo cuando la parte

arriba de la línea se inclina hacia la parte trasera del vehículo y negativo cuando se inclina hacia al frente.  Ajustar el ángulo cáster permite a los fabricantes de vehículos balancear el esfuerzo de la dirección, la estabilidad a velocidad elevada y la efectividad al tomar curvas. 

 Aumentar los grados del ángulo cáster positivo,

aumentará el esfuerzo de dirección y continuar en línea recta, a la vez que mejora la estabilidad al conducir a velocidades elevadas y la efectividad al doblar curvas. El ángulo cáster positivo también aumenta la inclinación del neumático en las curvas (casi como tener más camber -comba- negativa), ya que el ángulo de dirección aumenta.

Diferencia de Ángulo Camber (comba) y Ángulo Cáster de lado a lado.  La alineación de la mayoría de los autos de

carretera tienen un ángulo camber (comba) y cáster en el lado derecho ligeramente diferente al lado izquierdo, esta diferencia es conocida como diferencia de ángulo camber (comba) y diferencia de ángulo cáster.

 Para vehículos que son conducidos en el lado derecho de la carretera, su alineación posee un poco de camber (comba) negativo (más o

menos 1/4 de grado) y cáster positivo (más o menos 1/4 de grado), para ayudar a resistir la influencia de la inclinación de la carretera hacia el lado derecho. Sin embargo, si el vehículo se conduce en una carretera con inclinación a la izquierda o completamente plana, el mismo se desviará hacia la izquierda.

 Para autos de competencia de circuitos la

diferencia de ángulo camber (comba) y ángulo cáster de lado a lado no es necesario.

Convergencia/divergencia (toe)

 El ángulo convergente/divergente (toe) identifica la dirección exacta hacia la cual las ruedas apuntan

 Los

ajustes del ángulo convergente/divergente (toe) usualmente se usan para ayudar a compensar los bujes (bushings) de la suspensión y mejorar el desgaste del neumático, a la vez de mejorar la dirección y maniobrabilidad.

 La convergencia hacia adentro o hacia afuera, también se utiliza para compensar las fuerzas dinámicas y las tolerancias

normales en piezas de la dirección y de la suspensión.

 La lectura para cada rueda es convergencia

individual. Cuando la convergencia individual para cada rueda se suma, conseguimos una lectura llamada convergencia total. Cada rueda debe ser paralela entre sí y a su vez paralelas a la línea del empuje del vehículo cuando está rodando en el camino.

 Autos con tracción trasera empujan las

ruedas del eje frontal. La resistencia al rodamiento causa un poco de arrastre que resulta en movimientos de los brazos de la suspensión trasera contra sus bujes (bushings), debido a esto la mayoría de autos con tracción trasera compensan esta situación con un ángulo convergente (toe in), el cual permite, que las ruedas rueden paralelas unas de las otras a velocidad.

 El caso contrario resulta con autos con

tracción delantera, el vehículo es ¨halado¨ hacia el eje frontal, resultando en movimientos de los brazos frontales contra sus bujes (bushings). Por lo tanto, autos con tracción delantera utilizan ángulos divergentes (toe out) para compensar estos movimientos y permitir que las ruedas rueden paralelas unas de las otras a velocidad.

Ángulo de Empuje (Thrust Angle)  El ángulo de empuje (thrust angle) es una

línea imaginaria perpendicular al centro del eje trasero. Compara la dirección a la cual el eje trasero apunta con la línea central del vehículo. Además confirma si el eje trasero esta paralelo al eje delantero y que la distancia entre las ruedas traseras y delanteras sea la misma en ambos lados.

Angulo de salida (S.A.I) “King Pin Inclination”  Se llama Angulo de salida que forma la

prolongación del eje del pivote, sobre el que gira para orientarse, con la prolongación del eje vertical que pasa por el centro de apoyo de la rueda y cuyo vértice coincide en A  Este ángulo suele estar comprendido entre 5 y 10°, siendo en la mayoría de vehículos entre 6 a 7°.

Angulo de avance  Se llama ángulo de avance al ángulo que forma la prolongación del eje del pivote con el eje vertical que pasa por el centro de la

rueda y en el sentido de avance de la misma  Cuando el empuje del vehículo se realiza desde las ruedas traseras (propulsión), el eje delantero es arrastrado desde atrás, lo que supone una inestabilidad de la dirección.

 Esto se corrige dando al pivote cierto un cierto ángulo de avance, de forma que su eje corte a loa línea de desplazamiento un poco por delante del punto A del apoyo de la rueda.

 Con ello aparece una acción de remolque en la propia rueda que da fijeza a la dirección, haciendo que el punto A tienda siempre a estar en línea recta y por detrás de B punto de impulsión 

 De esta forma se consigue dar a la dirección

fijeza y estabilidad ya que las desviaciones que puede tomar la rueda por las desigualdades del terreno, forman este par de fuerzas que lo hacen volver a su posición de línea recta  El avance debe ser tal, que cumpla la misión encomendada sin perturbar otras condiciones direccionales. Si este ángulo es grande, el par creado también es haciendo que las ruedas se orienten violentamente. Si el ángulo es pequeño el par también lo será.

Ángulos conjugados.  Cuando el SAI se mide y se utiliza con el ángulo de la caída (comba) se convierte en una

herramienta de diagnóstico muy importante. El ángulo que es formado incluyendo el ángulo de la caída (comba) lógicamente se llama el ÁNGULO INCLUIDO. Para incluir el ángulo de la caída (comba), debemos AGREGAR el ángulo de la caída (comba) si es positivo o RESTAMOS el ángulo de la caída (comba) si es negativo. Por ejemplo, si el SAI es 13.0 grados, y la caída (comba) son +0.5 grados, el ángulo incluido son 13.5 grados.

 Cuando se compara la proyección de esta

línea en el nivel del suelo, la distancia entre la línea de SAI y la línea central de la rueda se llama RADIO de BARRIDO. Cuando el radio de barrido está hacia el interior de la huella de la rueda, el vehículo tiene un radio de barrido POSITIVO. Cuando el radio de barrido está hacia el exterior de la huella de la rueda, el vehículo tiene un RADIO DE BARRIDO NEGATIVO.

 Alterando el ángulo de SAI, que cambia el radio de barrido, El Manejo del vehículo se puede modificar para satisfacer las necesidades del conductor. Los ingenieros del vehículo utilizan estos ángulos para diseñar la "SENSACIÓN de conducción del vehículo".  Pueden

compensar para los vehículos compactos, vehículos de pesados de lujo, vehículos del alto rendimiento o para cumplir con cualquier otra característica deseable.

Diferencia de convergencia en curvas (toe out on turns)  Mientras que el vehículo esta recorriendo una curva, las ruedas de un lado del vehículo deben

pasar a través de un diverso círculo de un tamaño diferente a las ruedas del otro lado. El vehículo debe girar con respecto a un centro común.  Esto da lugar a que las ruedas se abran una con respecto a la otra o que disminuya la convergencia. Esta diferencia en ángulo de dirección durante una curva se llama radio de giro o diferencia de convergencia en curvas (divergencia en curvas).

Escala de Alineación  Los fabricantes de automóviles generalmente identifican una medida preferida de ángulo

cáster (ángulo de inclinación del eje), ángulo camber (comba) y convergencia/divergencia (toe) con un ángulo preferido de empuje (thrust angle) de cero. Los fabricantes también, ofrecen medidas mínimas y máximas para ángulos en cada especificación. El ángulo mínimo o máximo de ángulo camber (comba) y ángulo cáster (ángulo de inclinación del eje) se encuentran usualmente en una escala de, más o menos un grado del ángulo preferido.

Precauciones para antes de alinear  Observe el desgaste de los neumáticos.  Compruebe la presión de inflado.  Revisar si hay juego en los rodamientos de masas.  Revisar si hay juego en las rótulas de suspensión.  Revisar el estado de los bujes en general.  Revisar la estructura del vehículo por si hay partes quebradas.  Revisar si hay diferencia de altura entre ambos lados.

Síntomas de problemas de alineación  Convergencia: Cuando el desgaste del

neumático está en el borde externo de la banda de rodadura es debido a una excesiva convergencia. Si la forma del desgaste es similar pero está en el borde interno del neumático es debido a una excesiva divergencia.

 Camber: Cuando el desgaste del neumático

está en el borde externo de la banda de rodadura es debido a un excesivo camber positivo. Si la forma del desgaste es similar pero está en el borde interno del neumático es debido a un excesivo camber negativo.

 Prueba de ruta: Superficie pareja, nivelada

y sin costuras de pavimento, para probar si el vehículo mantiene la trayectoria recta y sin cargarse hacia ningún lado. no estando correctos los ángulos de alineación, por lo tanto, para saber si el vehículo está bien alineado la mejor información la tiene el equipo de alineación.

Corrección de los ángulos  Convergencia y divergencia  Cuando se corrige la convergencia individual

delantera se mide en referencia a la línea central geométrica del vehículo o al ángulo del empuje. El referirse a la línea central del vehículo puede dar lugar a un volante descentrado si el eje trasero no esta perpendicular a la línea geométrica central del vehículo.

El ajuste de la convergencia se debe hacer siempre después de los ajustes de la caída (comba) y del cáster o avance La regulación de la convergencia se efectúa en las barras de dirección.

 Camber  En los vehículos que se regula el camber, se

ajusta con lainas, excéntricas o correderas generalmente en las bandejas o en las estructuras del amortiguador Mcpherson.

Sistema de ajuste de camber  Este sistema surgió de la necesidad de poder ajustar el camber fácil y rápidamente entre

pruebas en la competencia. Se compone de una rótula reglamentaria que se enrosca en el vástago de un tornillo que gira libremente dentro de un buje que hace parte de la tijera superior. Como se ve en el montaje de la figura, se utiliza una tuerca para fijar la rótula pero a su vez al desenroscarla garantiza un ajuste fácil del sistema de camber.

 Cáster

 La función principal del avance (cáster) es estabilidad direccional del manejo. Si el ángulo del avance (cáster) es positivo, cuando se dan vuelta las ruedas delanteras el eje de dirección interno de la vuelta se moverá en levemente hacia abajo. Al mismo tiempo el eje de dirección en el exterior de la vuelta se mueve levemente hacia arriba. Como la rueda está entre el eje de dirección y la superficie de la carretera, el eje de dirección no puede moverse hacia abajo.

 El incremento del avance (cáster) hacia

positivo aumentará estabilidad direccional y aumentará esfuerzo del manejo. La disminución del avance (cáster) reducirá estabilidad direccional y disminuirá esfuerzo del manejo. El avance (cáster) no es generalmente un ángulo que cause desgaste de la rueda.

 En los vehículos que se le regula el cáster, se ajusta con lainas, excéntricas o correderas en las bandejas o en los tirantes de dirección, comúnmente se les

aplica a la estructura un porta power.

Sistema de ajuste en la Barra  La barra pushrod o pullrod presenta la

particularidad de que se puede alargar o acortar al girarla sobre su eje de simetría. Esto es gracias a que presenta una rotula de rosca derecha en un extremo y una izquierda en el otro.

La ventaja de este mecanismo es la posibilidad de ajustar la altura del vehículo fácilmente entre pruebas en la competencia, tan solo con girar la barra.

 Si usted es un piloto que compite en circuitos o eventos en carreteras, las medidas más usadas son un ángulo negativo máximo camber

(comba), un ángulo positivo máximo caster y las medidas más agresivas de ángulo convergente/divergente (toe) existentes para su auto. Además debe seguirse el reglamento de competencia referente a estos ángulos. Si el reglamento de competencia permite utilizar discos camber (comba) y ajustes caster sería prudente invertir en ellos.

SETUP TC 2000

Suspensión  Espirales:  Los espirales soportan el peso del automóvil, por ello un espiral duro lograra un buen transito en curvas de mediana y alta velocidad pero será contraproducente a la hora de traccionar en horquillas. Un espiral blando ayudara a la hora de traccionar en las horquillas pero puede incrementar el rolido del

auto, aumentando el desgaste de los neumáticos y haciendo mas lento el transito en las curvas.

 Alturas:  El efecto es similar a la de las barras, si se

reduce la parte delantera el auto mejora la tracción y empeora el frenaje, si el cambio es opuesto el efecto también lo es.

 Topes de Suspensión:

 Limitar el recorrido de la suspensión. En circuitos con piso irregulares es bueno utilizar poco tope para darle lugar a la su suspensión a que copie las imperfecciones le camino. Trabajan en conjunto con los espirales y hacen que estos pueden sentirse más o menos duros ya que precargan el recorrido de los mismos.

 Amortiguadores:  La parte más importante de la suspensión. Sus principales regulaciones son la expansión y la

compresión. La regulación de los amortiguadores limitara la transferencia de pesos a la hora de frenar o hacer un cambio de maniobra. Al ablandar, mejoramos la tracción pero aumentamos el rolido y al endurecer podemos perder algo de tracción pero aumentamos el deslizamiento del auto.

Gomas y alineación  Comba:  Es la inclinación vertical de la rueda si uno lo mira

de frente o de atrás. La comba es negativa cuando la parte inferior de la rueda esta más afuera que la parte superior. En el punto justo de comba se obtiene la mayor capacidad de tracción del neumático. Este valor esta muy relacionado con la divergencia. Un exceso de comba puede producir un exceso de temperatura en los neumáticos deteriorándolos prematuramente, a la vez de perder tracción.

 Divergencia:  Es la diferencia de apertura que tiene las

ruedas de un mismo eje entre si en su parte delantera con respecto a la trasera (de la misma rueda). Difícilmente un valor equivocado puede dañar los neumáticos.

 Presión de inflado de neumáticos:  Afectan fundamentalmente

a la distribución de temperatura en la banda de rodamiento. Si la presión es excesiva el neumático se calienta mucho en la parte central. Si es demasiada baja se concentra el calor en los bordes del neumático. Lo mejor es obtener unos 10º C de diferencia entre el borde interior y el exterior (mas caliente el interior).

Aerodinámica y Dinámica del vehículo  Angulo de Dirección:  Son los grados de amplitud que tienen las

ruedas para doblar, o mejor dicho, que radio de giro.  Distribución de Peso:  Dentro de cierto limites (40% -60%), en la medida que el peso de desplaza hacia adelante mejoran las características de tracción a las salidas de las curvas, pero empeora el ingreso a las mismas. Desplazar e l peso hacia atrás invierte la situación, mejorando los ingresos y empeorando las salidas.

 Barras:  Valores elevados hacen un chasis más rápido

de repuesta a los comandos del piloto, pero a la vez lo hace mas critico de controlar en condiciones limites. El equilibrio o relación entre las barras delantera y trasera, mejora la capacidad de traccionar con potencia (trasera mas dura que delantera) o mejora la capacidad de frenado del auto (delantera mas dura que trasera).

 Balance de frenos:  Demasiado freno atrás puede lograr un auto muy inestable en el frenaje y con poco poder de frenado, además de que deteriora demasiado el neumático si se llega el extremo

de que se bloquee el neumático. Demasiado freno adelante significa un auto estable y que incluso llegue a bloquear el neumático delantero (situación que la inutiliza inmediatamente e irremediablemente)

 Alerón trasero:  Mayor valor de grados (incidencia) significa

mayor carga aerodinámica en la cola (mayor estabilidad de cola en curvas rápidas y frenajes) pero menos carga en la parte en la parte delantera además puede incrementar considerablemente la resistencia al avance, reduciendo la velocidad máxima.

 Consejo útil:  Es bueno tener en cuenta que un auto de TC

2000 necesita traccionar bien ya que es muy potente (300 HP) y es bueno que vaya de cola para doblar en menos tiempo e ir la mayor parte de la vuelta con el volante derecho. Logrando esto usted puede estar satisfecho de que la puesta a punto de su TC 2000 es óptima.