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8º CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERIA MECANICA
Cusco, 23 al 25 de Octubre de 2007


ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DIRECCIONAL DE UN VEHÍCULO EN FUNCIÓN DEL ÁNGULO DE CONVERGENCIA

V. Díaz*, D. García-Pozuelo, José A. Calvo, M.J.L. Boada

*Departamento de Ingeniería Mecánica.
Universidad Carlos III de Madrid.
Avenida de la Universidad nº 30.
28911 Leganés (Madrid), España
*e-mail:vdiaz@ing.uc3m.es, dgramos@ing.uc3m.es, jacalvo@ing.uc3m.es, mjboada@ing.uc3m.es


RESUMENI

Algunos sistemas, como la dirección, frenos o suspensión, afectan de manera crítica a la seguridad del vehículo. Es por esto que se hace imprescindible analizar dichos elementos con el fin de diseñarlos, fabricarlos y mantenerlos en óptimas condiciones de seguridad.
Este estudio forma parte de un proyecto másamplio en el que se analiza la influencia de los ángulos de dirección en el comportamiento dinámico del vehículo. Es bien sabido que existe una gran relación entre la geometría de dirección y las fuerzas en el contacto neumático calzada, así pues, el estudio de estas geometrías es importante para evaluar las condiciones dinámicas de un vehículo. Se han realizado análisis experimentales y mediantesimulación para obtener la influencia de dichos ángulos en el comportamiento direccional al formar parte de un sistema mecánico complejo sometido a condiciones reales de funcionamiento.
El principal objetivo es evaluar la influencia del ángulo de convergencia en la capacidad del neumático para transmitir esfuerzos y las implicaciones que esto tiene en el comportamiento direccional del vehículoanalizando el coeficiente de viraje. Para ello se han obtenido datos experimentales a través de placa dinamométrica y se han realizado simulaciones mediante CarSimTM.


PALABRAS CLAVE: Sistema de dirección, convergencia, coeficiente de viraje, seguridad, vehículos automóviles.


INTRODUCCIÓN
La creciente importancia que cobra la seguridad vial nos obliga a estudiar con detalle todos los parámetrosque afectan a la siniestralidad en el tráfico. Actualmente, uno de los puntos que se revisa en las Inspección Técnica de Vehículos (ITV) es el estado del sistema de dirección del automóvil. No obstante, a pesar de la importancia del dispositivo, en este momento dicha inspección no tiene un criterio claro para aceptar o rechazar un vehículo en función de sus características direccionales. Es por estoque en este estudio se aborda un análisis minucioso del sistema, y de las repercusiones que éste tiene sobre la seguridad, con el fin de caracterizarlo y poder plantear en el futuro posibles mejoras tanto en el sistema de inspección como en el propio sistema de dirección [1].
Para la realización de este estudio se ha utilizado una placa dinamométrica, que permite obtener el valor instantáneo delas tres fuerzas en el contacto neumático calzada. De este modo, no solo se obtendrá la desviación lateral a través de la fuerza transversal, como sucede en los actuales sistemas de inspección basados en “placa alineadora”, sino que además se medirán las fuerzas longitudinal y vertical en ese mismo instante. Del mismo modo se hará uso de la herramienta de simulación CarSimTM con el fin decaracterizar el sistema de dirección del vehículo en diversas situaciones dinámicas y complementar así la información obtenida experimentalmente [2].
El principal objetivo que plantea este estudio es el de evaluar cómo afecta el ángulo de convergencia a la seguridad de un vehículo automóvil. Así pues, se analizará tanto el modo en que se aprovecha la adherencia disponible en el contacto neumático-calzadapara diferentes ángulos de convergencia [3], como las implicaciones que esto tendrá sobre las características direccionales finales del vehículo. Del mismo modo, se comprobará si la realización de las pruebas a baja velocidad permite obtener información representativa del comportamiento del vehículo en condiciones de funcionamiento reales [4].
DESARROLLO DEL ESTUDIO EXPERIMENTAL
Los resultados...