Fuerzas que actúan sobre los vehículos.
Entender la dinámica de marcha del automóvil nos ayudará a realizar mejores maniobras.
De cara a aprovechar mejor el combustible que consume el motor y obtener un transporte más eficiente, es necesario saber cómo se desplazan los vehículos por las vías. En este sentido, tiene importancia conocer las resistencias que intervienen en el movimiento de los vehículos. Dichas resistencias son: a la rodadura, aerodinámica y de pendiente.
Resistencia a la rodadura
La resistencia a la rodadura se produce por el propio desplazamiento del vehículo. Se opone a la fuerza de empuje y su valor depende de la masa del vehículo, de la geometría de dirección, del tipo, perfil y presión de inflado de los neumáticos, de la velocidad de marcha, estado de la carretera y de la superficie de la misma.
La resistencia será mayor cuanto mayor sea el trabajo de flexión de los neumáticos, el rozamiento del aire en la rueda y la fricción en el rodamiento de rueda.
Resistencia aerodinámica
El aire se opone a que el vehículo pase a través suyo en función de su forma exterior. La fuerza de la resistencia del aire depende del tamaño y forma del vehículo, de la velocidad de marcha, de la densidad del aire y de la dirección y fuerza del viento. El coeficiente de resistencia aerodinámica se determina en los ensayos realizados a escala en los túneles de viento.
De esta expresión se puede deducir que la resistencia aerodinámica aumenta proporcionalmente con el cuadrado de la velocidad del vehículo.
En el diseño y construcción tiene especial importancia el coeficiente aerodinámico, que permitirá un menor esfuerzo del motor y mejorara la estabilidad. Por tanto, a menor coeficiente, menor resistencia al avance y menor esfuerzo demandado al motor, mayor estabilidad y mayor ahorro de carburante.
El coeficiente aerodinámico indica lo aerodinámica que es la forma de la carrocería. Mediante el coeficiente y la superficie de la parte delantera del vehículo es posible calcular la cantidad de energía necesaria para vencer la resistencia del aire en el sentido de avance a cualquier velocidad.
Los factores que modifican este coeficiente son:
- La forma exterior de la estructura tanto en la parte delantera y trasera, como en la superior e inferior.
- La pendiente del parabrisas.
- Tamaño y forma de los retrovisores exteriores.
- La existencia de alerones, deflectores, etc. que, si existen, conforman la forma exterior del vehículo.
La fuerza que el aire ejerce sobre el vehículo actúa en tres direcciones:
- Resistencia al avance, en sentido longitudinal al vehículo.
- Resistencia de sustentación, en sentido vertical.
- Resistencia de deriva, en sentido transversal y puede variar la trayectoria que marca el conductor.
Resistencia de pendiente
La resistencia de una pendiente depende del perfil de la calzada y de la masa del vehículo. El auto precisa disponer de una mayor fuerza de propulsión para vencer la resistencia ofrecida por la pendiente. Es necesario contar, por lo tanto, con una mayor potencia del motor para evitar un descenso de la velocidad y compensar la potencia de pendiente. Esta resistencia puede minimizarse si:
- se engrana oportunamente la relación de transmisión adecuada antes de comenzar la subida
- se cambia lo menos posible durante la subida
- se circula con brío en el motor dentro de los límites fijados
La pendiente es una forma de medir el grado de inclinación del terreno. Puede expresarse en grados o en % de inclinación. Es decir, una inclinación del 6% significa que en un tramo de 100 metros se incrementa la altura en 6 metros. El 6% equivale a un ángulo de la pendiente de, aproximadamente, 3,5 grados.
Fuente: Andrino, Juan Antonio. Mecánica y entretenimiento simple del automóvil. Ministerio del Interior y Dirección General de Tráfico. España, 2016.
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