Los todoterreno actuales (I)

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Los todoterreno (TT) tuvieron su origen para uso militar, después derivaron para ser utilizados en zonas rurales por sus capacidades para circular por zonas difíciles y soportar cargas y esfuerzos exigentes.

Estas cualidades con el tiempo se valoraron para otros usos, de ocio y deportivos principalmente, al poder llegar a sitios donde no puede un automóvil “normal”, incluso con la impedimenta necesaria.

Así se fueron visualizando más los automóviles todoterreno, hasta llegar a ser considerados adecuados para todo uso, como un turismo normal que circula sobre asfalto y en pocas ocasiones fuera de carretera.

Tanto es así, que empezaron a valorarse sus cualidades de seguridad, derivadas de su imagen, lo que no es verdad; el mayor peso y altura aumenta las inercias reduciendo sensiblemente la estabilidad (menos seguridad activa o primaria), además de aumentar el consumo en ciudad, la estructura de carrocería, más robusta para soportar los esfuerzos inherentes al uso todoterreno, protege menos en caso de colisión (peor seguridad pasiva  secundaria), y la aerodinámica con menor eficiencia aumenta más el consumo exponencialmente a velocidades de carretera y autopista.

Por todo esto, y para mantener el interés comercial, los TT fueron derivando a otro tipo de automóvil con líneas similares, pero con tecnología de coche de calle.

De esta forma sus cualidades para carretera se acercaban bastante a un turismo, eso sí, perdiendo capacidades para uso fuera de carretera, sobre todo en zonas difíciles, estos son los SUV (Sport Utility Vehicle).

Con el paso del tiempo, en este tipo de automóviles SUV cada vez se incluyen más modelos, bastante alejados del concepto original de derivados de todoterreno, incluso muchos de estos tienen solo dos ruedas motrices, y las capacidades todoterreno, en la mayoría de estos automóviles son escasas, tal vez para circular por pistas algo bacheadas, y eso contando con neumáticos adecuados.

Por estas razones, los TT “puros” o al menos con buenas cualidades para uso extremo fuera de carretera se han ido reduciendo y actualmente quedan pocos, los vamos a comentar terminando con el todoterreno que ha inducido este artículo, de muy reciente presentación.

Como veremos, esta marca que solo ofrece automóviles todoterreno y dispone de todas las características más valoradas para uso extremo, conjugando lo que tienen, o han tenido, los otros todoterreno “de verdad” para poder desplazarse por las zonas más difíciles con la mayor eficacia posible de forma habitual, con ciertas cualidades para circular por carretera o autopista, donde tiene sus limitaciones.

Se ha de tener en cuenta que el consumo en automóviles 4×4 es mayor que con un eje motriz, por lo que se ha de valorar si se necesita o es útil tener cuatro ruedas motrices.

En este artículo no incluimos a los modelos pickup 4×4, pues su tamaño no les hace muy adecuados para transitar por las zonas más agrestes, además de que sus objetivos prioritarios de diseño son para actividades profesionales que precisan capacidad de carga más que plazas disponibles, aunque han derivado en muchos casos a usos de ocio y deportivos.

Como curiosidad, un vehículo de este tipo es el más vendido en Estados Unidos desde hace bastantes años, es el Ford F 150 (1980 y 2021).

De los TT de la época en que su difusión era importante como coches para todo uso, los siguientes son los más representativos, que no se incluyen en este artículo ya que se han dejado de fabricar con la tecnología representada y no son actuales; Mitsubishi Montero (Pajero), Nissan Patrol (GR), Nissan Terrano (Ford Maverick), Lada Niva, Jeep Cherokee, Opel Frontera, Range Rover, Suzuki Vitara, …

Se van en citar diferentes aspectos técnicos relacionados con la tecnología de los todoterreno y sus particularidades técnicas, sin explicarlos con detalle para no alargar en exceso el artículo, si te interesa tener más información la encontrarás en este  artículo publicado en dos capítulos; 4×4 parte 1 y parte 2.

Particularidades de automóviles para todoterreno extremo

Vamos a resaltar los aspectos técnicos más importantes para circular fuera de carretera por zonas de todoterreno extremo habitualmente, y son principalmente tres; transmisión incluido el 4×4 con reductora, estructura de carrocería y suspensión.

  • Cuatro ruedas motrices 4×4; imprescindible en piso deslizante o zonas que exigen grandes recorridos de las suspensiones, para mantener lo más posible el peso suficiente en los contactos rueda – suelo (huella).
  • Hay dos sistemas genéricos para las cuatro ruedas motrices en los todoterreno:
    • Eje trasero motriz permanente y el delantero conectable por el conductor:
      • En piso adherente solo son motrices las ruedas traseras, y al circular por piso deslizante se ha de conectar el eje delantero, 4×4
      • No se debe circular en 4×4 por piso adherente para evitar desgastes y fatigas en transmisión y neumáticos
    • Diferencial central bloqueable, las cuatro ruedas son motrices permanentemente:
      • Para circular sobre piso deslizante el conductor ha de bloquear el diferencial central
      • No se debe bloquear el diferencial central circulando sobre piso adherente para evitar desgastes y fatigas en transmisión y neumáticos
  • Reductora:
    • Situada a continuación de la caja de cambios multiplica más el par motor que llega a las ruedas
    • Actúa sobre todas las relaciones de cambio, que son más “cortas”, menos km/h a las mismas RPM
    • Permite principalmente tres cosas; subir fuertes pendientes (más par en las ruedas), bajar pendientes muy inclinadas lentamente (más capacidad de retención motor) y poder circular muy despacio por zonas muy agrestes, sin tener que hacer patinar al embrague (caja manual)
    • En la caja de cambios automática con convertidor de par, este asume las torsiones de transmisión entre motor y caja de cambios sin problemas, pues es inherente a su funcionamiento
  • Estructura de carrocería; hay dos genéricas posibles
    • Bastidor independiente:
      • Un conjunto de largueros y travesaños conforma una estructura en la parte inferior del vehículo, el bastidor, sobre el que asientan los demás componentes, incluido el resto de la carrocería
      • El bastidor independiente es muy robusto para soportar los esfuerzos y deformaciones en uso extremo todoterreno, sin alterarse permanentemente por las torsiones y flexiones
      • Pesa bastante y no tiene casi deformaciones en caso de colisión, por lo que protege menos a los ocupantes al no absorber, o absorber muy poca energía
      • La robustez de esta carrocería permite ofrecer diferentes versiones sin detrimento de la capacidad todoterreno y fiabilidad en uso extremo habitual; grúa, pickup, chasis – cabina, versiones específicas, …  
    • Monocasco autoportante:
      • Es un conjunto conformado por un entramado de elementos acoplados, generalmente soldados, que es el esqueleto del vehículo (monocasco)
      • Sobre este van acoplados los demás componentes (autoportante)
      • Su peso es menor que el bastidor independiente y mejor su deformación progresiva, en determinadas zonas, que actúan en caso de colisión, por lo que las inercias se reducen (mejor estabilidad que se incluye en la seguridad activa o primaria), consume menos combustible y ofrece buena protección en caso de accidente (más seguridad pasiva secundaria)
  • Suspensiones:
    • Hay dos sistemas genéricos con diferentes masas no suspendidas, eje rígido o independiente, que pueden tener variaciones entre algunos de sus componentes y elementos elásticos de suspensión; ballestas, muelles, barras de torsión, conjuntos neumáticos …
    • Eje rígido:
      • Las dos ruedas comparten el eje que se sustenta en la carrocería, mediante muelles en la imagen
      • Es un sistema muy robusto y pesado (más masa no suspendida) que mantiene la altura mínima con relación al suelo, el diferencial del eje, lo que aporta buenas aptitudes todoterreno
      • Su mayor peso hace que en carreteras que no tengan buen asfalto se produzcan rebotes que merman la estabilidad y el confort de marcha
    • Independiente:
      • Cada rueda se apoya en la carrocería por elementos de unión independientes, en la imagen son brazos transversales y muelles como elementos elásticos
      • Los movimientos de una rueda por la suspensión no afectan a la otra, más confort y estabilidad, además la masa no suspendida es inferior, pero en usos extremos todoterreno es menos robusto el conjunto y la altura sobre el suelo varía con más riesgos de tocar con los bajos

Disponer de 4×4 es una opción muy eficiente en piso deslizante, incluso para automóviles que no sean todoterreno, pero es importante, tanto o más, que los neumáticos sean los adecuados, se da información en un enlace anteriormente propuesto.

Jeep Wrangler (2020 – 2022)

Este automóvil todoterreno es probablemente el más conocido.

Es habitual identificar con el nombre de “Jeep” a cualquier todoterreno como indicación de su capacidad para transitar fuera de carretera, pero es en realidad una marca.

El Wrangler es la evolución de un modelo que ha mantenido sus capacidades TT durante el paso de los años, y también su forma siendo perfectamente reconocible, vamos a describirlo:

  • Dispone de cuatro ruedas motrices 4×4, luego vemos con qué sistema
  • Estructura de carrocería por bastidor independiente:
    • Acoplado a los demás elementos de carrocería, monocasco, y a los otros componentes
    • Esta estructura aporta buenas cualidades TT con más peso que reduce su estabilidad en carretera
  • Dirección de recirculación de bolas:
    • Vamos a utilizar esta identificación para diferentes tipos de dirección que, como se comenta al final del vídeo, consisten en dos engranajes de distinto tamaño para desmultiplicar la actuación de la dirección, menos esfuerzo sobre el volante y más vueltas
    • Entre los engranajes se pueden intercalar bolas en baño de aceite para reducir el rozamiento, por esta razón las identificaremos genéricamente como de recirculación de bolas y así diferenciarlas de la dirección de cremallera que veremos en otros TT
  • Suspensión por dos ejes rígidos con muelles y amortiguadores:
    • La altura desde el diferencial al suelo se mantiene, mejor para uso todoterreno, pero los efectos de interacción entre las ruedas y el mayor peso del eje reducen la estabilidad en carretera
  • Caja de cambios es manual o automática con convertidor de par
  • La caja de trasferencia tiene reductora y se maneja con una palanca específica, siendo estas las posibles posiciones:
    • 2H son motrices solamente las ruedas traseras con relaciones “largas” (Higth)
    • 4H las cuatro ruedas son motrices, 4×4 con relaciones “largas”
    • N punto muerto, las ruedas motrices no reciben par motor, están desconectadas de la transmisión. En modelos de hace años esta posición permitía utilizar la fuerza del motor para mover algún elemento exterior, se ve más adelante
    • 4L cuatro ruedas motrices 4×4 con reductora (Low). Esta es como una segunda caja de cambios con dos relaciones largas que no modifican las de la caja de cambios para uso normal, y cortas o reductora que aumentan el par motor que llega a las ruedas para bajar o subir pendientes o circular muy lentamente por zonas difíciles
  • Se puede disponer de diferencial específico en el eje trasero para evitar que si una rueda patina se pierda tracción, autoblocante o de deslizamiento limitado, lo que mejora la capacidad de avance en piso muy deslizante o irregular  
  • La implantación del motor es longitudinal delantero y puede ser de cuatro cilindros en línea o 6 en V (hasta 2020)
  • Actualmente, por la necesidad de reducir el CO2 se ofrecen versiones híbridas con motor eléctrico y baterías de propulsión complementando al térmico de gasolina con 4 cilindros en línea, por eso hemos indicado en el título 2020 – 2022, este último año ya es híbrido el modelo.

Este Jeep ha tenido diversas versiones, corta, larga (Ultimate con cuatro puertas laterales), con techo de lona, duro desmontable, cerrado … actualmente la oferta es limitada principalmente por los cambios que se exigen a los automóviles con motor térmico por la contaminación.

Jeep Wrangler (modelos anteriores)  

El Jeep Wrangler que acabamos de ver recuerda mucho al Willys, lo que es lógico pues es una evolución desde ese modelo.

El Jeep Willys se diseñó con la máxima urgencia para actividades militares, y en su desarrollo intervinieron al menos tres empresas del automóvil de entonces (década de 1940), puedes consultar su historia si te interesa:

  • Su diseño original es para fines exclusivamente militares; ejes rígidos con ballestas y amortiguadores, bastidor independiente, caja de cambios con 4×4 conectable y reductora, lo más adecuado para uso todoterreno extremo y duradero
  • Se aprecia en la imagen un eje de transmisión desde la caja de transferencia a la parte trasera, cuando lleguemos al Land Rover Defender original se explica para que sirve
  • Por su utilidad para circular por zonas difíciles fuera de carretera se derivaron versiones para uso civil, son los modelos CJ (Civil Jeep)
  • Las siguientes evoluciones trataban de hacerle más adaptado para otros usos menos especializados y aumentar su difusión, hemos seleccionado como modelo representativo el Comando

La tecnología que se ha explicado del Jeep Willys es prácticamente la misma, en lo relacionado con uso 4×4 extremo, de los demás automóviles TT posteriores, al menos en sus orígenes, lo vamos a ir viendo en los modelos anteriores a los actuales que al evolucionar ha ido adoptado otras soluciones.

Suzuki Jimny (2022)

Podemos considerarlo como un Wrangler a escala, más pequeño, pues su tecnología para circular fuera de carretera con soltura es muy similar, como también la de los modelos de los que ha ido evolucionando en la marca:

  • Cuatro ruedas motrices, 4×4 conectable
  • Estructura de carrocería por bastidor independiente; ideal para todoterreno extremo
  • Dirección de recirculación de bolas
  • Suspensión por ejes rígidos con muelles y amortiguadores; eficaz en todoterreno con menos estabilidad y confort en carretera
  • Caja cambios, y de transferencia con reductora y estas posiciones:
    • 2H ruedas traseras motrices en relaciones largas
    • 4H las cuatro ruedas son motrices al conectar el eje delantero con relaciones largas
    • 4L cuatro ruedas motrices con reductora, relaciones “cortas”
  • El motor de 4 cilindros en línea es longitudinal delantero

Las reducidas dimensiones de este modelo le hacen muy adecuado para pasar por sitios angostos, donde otros TT no caben.

Además, su menor peso reduce su tendencia a hundimiento en barro o roderas, lo que le permite avanzar en mejores condiciones en estos casos.

Suzuki Jimny (modelos anteriores)

La evolución del Jimny sigue siendo similar al Wrangler desde el Willys, como vamos a ver:

  • Los modelos de los que deriva con formas muy parecidas son los SJ 410 (motor de 4 cilindros y 1.000 cc), 413 (4 cilindros y 1.300 cc) y Samurái
  • Se diseño para utilización rural en principio; ejes rígidos con ballestas y amortiguadores, bastidor independiente, caja de cambios y de transferencia con reductora
  • Las evoluciones hasta el Jimny, mantenían las ballestas de suspensión, con láminas más flexibles para incrementar algo el confort, pero los rebotes no consiguen mejorar mucho los resultados
  • Los acabados y equipamiento si ofrecen más posibilidades de mejora el confort en el habitáculo no relacionado con la suspensión

La corta batalla y altura superior a un turismo afectan a la estabilidad, siendo más apreciable al aumentar la velocidad en carretera.

La relación entre altura y anchura se ha de tener en cuenta al circular por pendientes laterales por el riesgo de vuelco.

Toyota Land Cruiser (2022)

Este modelo es uno de los primeros TT que trató de mantener cualidades para circular fuera de carretera por zonas difíciles, con el mejor comportamiento posible en carretera y sigue en activo.

El resultado es un compromiso entre ambas utilizaciones, lo vamos a ver:

  • Las cuatro ruedas son siempre motrices, 4×4 permanente; mejor aprovechamiento del 4×4 sobre todo en piso deslizante, pero mayor consumo cuando no es necesario
  • Estructura de carrocería por bastidor independiente acoplado al monocasco, buena resistencia en uso todoterreno y más peso con menos capacidad de deformación
  • Suspensión delantera independiente, con dos brazos transversales paralelos, muelles y amortiguadores. Más confort y estabilidad en carretera, pero la altura al suelo variable puede suponer riesgos técnicos en zonas agrestes
  • Suspensión trasera por eje rígido con muelles y amortiguadores; más peso y robustez, y sin variación de altura lo que implica buenas aptitudes todoterreno
  • Dirección de cremallera:
    • Es una buena solución con suspensión independiente
    • Muy precisa y con excelente guiado de ruedas
    • Se ve en un detalle la dirección de cremallera, una barra transversal dentada, cremallera, se desplaza lateralmente por la acción de un piñón en el eje o caña de dirección, en los extremos de la cremallera hay dos bieletas articuladas que hacen girar las ruedas delanteras
  • La caja de cambios puede ser manual o automática con convertidor de par
  • La caja de transferencia contiene el diferencial central bloqueable y la reductora. De la palanca de accionamiento de modelos anteriores se ha pasado a tres mandos, uno giratorio y dos botones, con estas posiciones:
    • H4 4×4 permanente con relaciones “largas”
    • L4 4×4 permanente con reductora, relaciones “cortas”
    • X bloqueo de los diferenciales representados en cada botón, central y trasero
  • El motor longitudinal delantero puede ser de 4 cilindros en línea (diésel) o 6 en V (gasolina)

La evolución de este modelo, en versiones corta (tres puertas) y larga (5 puertas) ha ido mejorando el confort y equipamiento manteniendo el resto de características.

Hay versiones que pueden montar en la suspensión trasera conjuntos neumáticos sustituyendo a los muelles, se comentan al analizar el Land Rover Defender y se incluye además un enlace con más información.

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