Resumen y repaso

Reparto de pesos y adherencia en las ruedas motrices al acelerar … las respuestas en unos instantes

Implantaciones; imagen superior motor longitudinal delantero y propulsión, imagen inferior motor transversal trasero inclinado y propulsión.

¿Cuál de estos coches iniciaría la marcha mejor al acelerar sobre piso mojado? …

En los dos automóviles va solamente el conductor sin equipaje:

  • Se representa la alteración dinámica del centro de gravedad por el efecto de la aceleración, hacia atrás en ambos coches
  • Inicia mejor la marcha el que tiene más peso sobre las ruedas motrices, imagen inferior, pues el conjunto motor, caja de cambios y diferencial están sobre las ruedas traseras motrices

Y en esta situación, ¿cuál iniciaría la marcha mejor al acelerar? …

En el coche de la imagen inferior va solamente el conductor sin equipaje, y en el de la superior van cinco ocupantes con su equipaje:

  • El que tiene más peso sobre las ruedas motrices, en estas circunstancias es el coche de la imagen superior, se ve el desplazamiento del centro de gravedad

En ambos automóviles se ve que en el eje motriz al moverse verticalmente las ruedas con respecto a la carrocería sus centros con coinciden con el del diferencial, por lo que las suspensiones en ambos son independientes en el eje motriz.

Con el control de tracción en aceleración (CTA), se reduce la tendencia al deslizamiento por aceleración de las ruedas motrices.

Transferencia del reparto de pesos al frenar según la implantación … las respuestas en unos instantes

Implantaciones con el conductor a bordo; imagen superior motor longitudinal trasero por detrás del eje y propulsión, imagen inferior motor longitudinal delantero por delante del eje y tracción.

¿Cuál de estos coches podría frenar mejor en recta? …

  • Se representa la alteración dinámica del centro de gravedad por el efecto de la frenada, hacia delante
  • Frena mejor en recta el que reparte de forma más equilibrada el peso dinámico entre ejes
  • Es el coche de la imagen superior, pues con el peso del motor detrás del eje trasero se equilibra el efecto de la inercia que recarga las ruedas delanteras
  • En el coche de la imagen inferior se sobrecargan más las ruedas delanteras dejando las traseras con muy poco peso, lo que reduce su adherencia con riesgo de bloqueo, que se evita con el regulador mecánico o electrónico (integrado en el ABS) de frenada trasera

En los dos automóviles se observa que en el eje motriz al moverse verticalmente las ruedas con respecto a la carrocería sus centros no coinciden con el del diferencial, por lo que las suspensiones en ambos son independientes en el eje motriz.

Con el sistema antibloqueo de ruedas por frenada (ABS) se reduce la tendencia al deslizamiento por frenada de las ruedas (máximo 20%), manteniendo capacidad direccional y reduciendo la distancia de parada, sobre todo en piso deslizante.

Relación entre el reparto de pesos y ruedas motrices al iniciar la marcha en subida … las respuestas en unos instantes

Implantaciones; imagen izquierda motor transversal delantero y tracción, imagen derecha motor longitudinal delantero y propulsión.

¿Cuál de estos coches iniciaría mejor la marcha en subida sobre piso mojado? …

En cada coche va el conductor sin equipaje:

  • Se representa la alteración dinámica del centro de gravedad por la inclinación, hacia atrás
  • Arranca mejor en subida el coche de la izquierda al tener más peso sobre las ruedas motrices

¿Y en esta situación, ¿cuál podría iniciar mejor la marcha? …

En cada coche van cinco personas y sus respectivos equipajes:

  • Al tener más peso sobre las ruedas motrices traseras arranca mejor el coche de la derecha (imagen inferior), se ven las posiciones de sus centros de gravedad

El control de tracción en aceleración (CTA) reduce la tendencia al deslizamiento de las ruedas motrices al acelerar; decelerando el motor y frenando las ruedas motrices que deslizan para mantener capacidad de tracción.

Reparto de pesos, ruedas motrices y adherencia al acelerar en seco y mojado … respuestas en unos instantes

Ambos coches son coupé de 2 plazas y va solamente el conductor.

Implantaciones; imagen superior motor longitudinal delantero y propulsión con implantación transaxle.

Imagen inferior motor longitudinal delantero y 4×4 con implantación transaxle.

¿Cuál de estos coches podría transmitir mejor la fuerza motriz sobre piso adherente al acelerar? …

  • Se representa la alteración dinámica del centro de gravedad por la inercia de la aceleración
  • El que pueda transmitir el par (fuerza motriz) al suelo sin que patinen las ruedas será el que mejor pueda iniciar el movimiento, pues si patinan avanza menos o nada el automóvil
  • Si ambos coches disponen de similares valores de par y potencia, acelerando a fondo será el 4×4 el que esté en mejores condiciones de que no deslicen sus ruedas al acelerar, ya que al repartir el par entre cuatro ruedas en lugar de dos, cada rueda recibe menos par y necesita menor adherencia para avanzar

¿… y si el piso está mojado? …

  • El automóvil inferior con 4×4 transmite mejor las fuerzas motrices, pues al tener menos par en cada rueda (fuerza motriz) aprovecha mejor la adherencia disponible
  • Se aprecia como el exceso de par para la adherencia tiende a hacer patinar a las ruedas traseras motrices en el automóvil de la imagen superior con propulsión

El control de tracción en aceleración (CTA) reduce la tendencia de las ruedas motrices a deslizar al acelerar, decelera el motor y frena las ruedas motrices que patinen.

En automóviles 4×4 de carretera; turismo, todocamino (SUV) o prestacional (como estos dos coches), lo más habitual es que el reparto de par entre ejes sea variable y automático, cuya actuación permite reducir la tendencia al deslizamiento de las ruedas al acelerar, si a pesar de su intervención siguen deslizando entra en acción el control de tracción en aceleración CTA.

Comparación entre todoterreno y todocamino o SUV 4×4 … las respuestas en unos instantes

¿Conoces las características de un todoterreno? …

Coche de la imagen superior con el conductor:

  • Suspensión flexible y de mucho recorrido
  • Segunda caja de cambios o “reductora” más par, fuerza motriz
  • Estructura de carrocería robusta
  • Centro de gravedad G alto lo que implica menos estabilidad
  • Motor, embrague y caja de cambios longitudinal delantero y 4×4, con el conductor
  • Detrás de la caja de cambios está la caja de transferencia que reparte el par entre los ejes mediante un diferencial central (en este automóvil todoterreno)
  • Se representa un gran bache que han de superar las ruedas para lo que la suspensión ha de ser flexible y de mucho recorrido
  • Segunda caja de cambios “reductora” más par, fuerza motriz en las ruedas
  • En este automóvil todoterreno, el diferencial central y la segunda caja de cambios con dos relaciones (reductora), están en la caja de transferencia de la que salen los dos árboles de transmisión
  • La estructura de carrocería en un todoterreno ha de soportar grandes esfuerzos, flexiones y torsiones, lo que reduce su capacidad de deformación progresiva en caso de colisión
  • En este todoterreno la estructura es de bastidor independiente con largueros y travesaños
  • Esta estructura permite diversificar el vehículo para diferentes usos, pickup o grúa son dos ejemplos

¿Y las características de un todocamino (SUV) 4×4? …

Coche de la imagen inferior con el conductor:

  • Reparto automático del par entre los ejes
  • Centro de gravedad G poco más alto que un turismo
  • Para pisos irregulares y deslizantes, no tiene reductora ni características adecuadas para uso todoterreno
  • Estructura de carrocería como un turismo más o menos reforzada
  • Se representa un monocasco portante con semichasis o subchasis
  • Para adaptar el uso a pickup o grúa se necesitaría reforzar bastante determinadas zonas de la estructura de la carrocería
  • En este coche la implantación es de motor, embrague y caja de cambios transversal delantero con el diferencial delantero dentro de la caja de cambios, desde este sale el árbol de transmisión para el diferencial trasero
  • En el árbol de transmisión hay un sistema de auto conexión del eje trasero, la tracción es permanente y la propulsión auto conectable
  • Se ve el automóvil circulando y el reparto automático de par entre los ejes, adaptando la fuerza motriz a la adherencia

Los sistemas electrónicos de seguridad activa o primaria, especialmente el antibloqueo de ruedas por frenada (ABS) y el control de tracción en aceleración (CTA), pueden tener efectos no deseados en uso todoterreno extremo, por lo que se pueden desconectar o tienen programas específicos para adaptarse a las condiciones de circulación.

Es posible disponer de sistemas para bloquear los diferenciales y así avanzar con más eficacia sobre pisos muy deslizantes y trialeras.

En el todoterreno de la imagen las suspensiones delantera y trasera son por eje rígido, al subir y bajar las ruedas coinciden sus centros con los de los diferenciales en cada eje.

En el todocamino 4×4 (SUV) las suspensiones son independientes, se aprecia como al subir y bajar las ruedas no coinciden sus centros con los de los diferenciales de sus ejes.

Implantaciones técnicas, número de cilindros y su disposición … las respuestas en unos instantes

Identifica en cada coche por orden numérico su implantación, número de cilindros y disposición …

Coche 1. Todoterreno con 5 plazas (1986 Lamborghini LM 002):

  • Motor longitudinal delantero y 4×4
  • 12 cilindros en V (12V)

Coche 2. Urbano monovolumen de 2 plazas (1998 Smart Fortwo):

  • Motor transversal trasero inclinado y propulsión)
  • 3 cilindros en línea (3L)

Coche 3. Turismo 4×4 de 5 plazas (1993 Alfa Romeo 164 Q4):

  • Motor transversal delantero y 4×4
  • 6 cilindros en V (6V)

Coche 4. Coupé deportivo o prestacional 4×4 con 4 plazas (2009 Bentley Continental GT):

  • Motor longitudinal delantero y 4×4
  • 12 cilindros en W (12W)

Coche 5. Tres volúmenes y 4/5 plazas (1965 NSU Prinz TT):

  • Motor transversal trasero y propulsión
  • 4 cilindros en línea (4L)

Coche 6. Coupé de 2 plazas (2013 Lamborghini Gallardo):

  • Motor longitudinal central y propulsión
  • 10 cilindros en V (10V)

Esto lo veremos más adelante, es un anticipo; tipos de energía para el desplazamiento del automóvil

¿Identificas que tecnología corresponde a cada coche?; térmico, híbrido paralelo (térmico + eléctrico y ambos pueden mover las ruedas), híbrido serie (térmico + eléctrico y solamente este mueve las ruedas), eléctrico con baterías y pila de combustible de hidrógeno … cada respuesta por orden tras cinco segundos…

Al final se ve un automóvil real con la tecnología representada didácticamente en las imágenes iniciales:

  1. Eléctrico con baterías … Nissan Leaf
  2. Híbrido paralelo enchufable “plug in”. Es más habitual que con esta tecnología no sean enchufables … Toyota Prius PHEV
  3. Térmico (gasolina, diésel, gas o de combustión de hidrógeno … BMW Hydrogen 7
  4. Pila de combustible de hidrógeno … Toyota Mirai
  5. Híbrido serie … Chevrolet Volt

Las tecnologías que no emiten contaminación en cualquier situación circulando son; eléctrica con baterías y pila de combustible de hidrógeno.

Si se puede contaminar para generar la electricidad necesaria para la generación, distribución y repostaje de estas energías.

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