Introducción

Para que el sistema de dirección funcione correctamente, las ruedas directrices deben tener determinadas condiciones geométricas, llamadas normalmente cotas de la dirección. Las cotas de dirección son necesarias para compensar el efecto que producen determinadas fuerzas generadas durante el desplazamiento del vehículo, que tienden a modificar la alineación de las ruedas. Mediante las cotas de dirección se consigue que el neumático tenga mayor adherencia con respecto a la calzada, proporcionando mayor seguridad al vehículo. La geometría de la dirección define la posición de ruedas y de los ejes, teniendo en cuenta los siguientes aspectos:

• Posición de las ruedas con respecto al suelo.
• Posición de las ruedas de un mismo eje entre sí y con respecto al otro eje.
• Posición de las ruedas respecto al sentido de marcha.

Vía y Batalla

Cuanto mayor sea la vía, mayor seguridad en paso por curvas a altas velocidades. Los vehículos con batalla grande disponen de un mayor confort y menores vibraciones. Los vehículos con batalla pequeña tienen mayor maniobrabilidad.

Maniobrabilidad de un Vehículo

Está definida como el círculo menor que es capaz de realizar un vehículo con las ruedas totalmente giradas y a una velocidad muy baja. Viene definida por diferentes factores:

• Ángulo de viraje de las ruedas: Cuanto mayor sea el ángulo de viraje, mayor será la maniobrabilidad del vehículo.
• Distancia entre ejes (batalla): Cuanto menor sea la distancia entre ejes, mayor será la maniobrabilidad del vehículo.
• Voladizo de la carrocería: Cuando menor sea el voladizo de la carrocería, tanto a lo largo como a lo ancho, mayor será la maniobrabilidad.

Componentes Clave

Pivote

El pivote es el eje direccional de la rueda, a través de él se orienta la rueda al realizar cambios de dirección. En la mayoría de los casos, este eje es imaginario.

Mangueta

La mangueta tiene, entre otras funciones, la de sujetar la rueda con una inclinación respecto del suelo; esta inclinación viene predeterminada por el fabricante. Aunque todas las cotas están relacionadas entre sí, la posición de la mangueta incide directamente sobre la cota de caída y la convergencia de las ruedas.

Ángulos de Dirección

Ángulo de Caída (Camber)

Facilita la orientación de las ruedas, además provoca una disminución de peso sobre los rodamientos de buje.

• Suele ser muy pequeño, cercano a 0 grados.
• La caída positiva mejora la estabilidad en línea recta.
• La caída negativa mejora la estabilidad en curvas.
• Las ruedas de un mismo eje deben tener la misma caída.
• Las variaciones de caída pueden venir como consecuencia de los siguientes elementos:
  • Mangueta deformada.
  • Holguras en la tirantería de la dirección.
  • Holguras en el rodamiento de rueda.
  • Tirantes de la dirección deformados.

Ángulo de Salida (King Pin)

Consiste en dar una pequeña inclinación al pivote, de tal manera que, en lugar de estar perpendicular al suelo, forme un pequeño ángulo. Con esta cota se consigue disminuir el esfuerzo a realizar para orientar las ruedas y que el volante vuelva a su posición original en pequeños radios de giro.

Ángulo de Avance (Caster)

El ángulo de avance es el que garantiza el efecto autolineante del vehículo. El pivote se diseña con una cierta inclinación. Así se consigue que las ruedas retornen a la posición de línea recta después de realizar cambios de dirección. Durante la medición, un ángulo de avance erróneo indica normalmente algún elemento deformado.

Ángulo Incluido

Se define así a la suma del ángulo de caída con el ángulo de salida. Con ambos ángulos se consigue reducir el esfuerzo para orientar las ruedas, reducir el peso que recae sobre los rodamientos de buje y mantener una tendencia autolineante.

Geometría de Giro

Cuando un vehículo circula en línea recta, las ruedas delanteras deben estar situadas paralelas al eje longitudinal del vehículo; sin embargo, cuando se toma una curva no se debe conservar ese paralelismo, sino que la rueda exterior debe sufrir una inclinación menor que la interior, puesto que recorren distancias diferentes. Las ruedas deben tener un mismo centro de rotación (concéntricas). Ello se consigue dando al punto de giro de las bieletas de mando una inclinación cuya prolongación, cuando el vehículo se encuentra en línea recta, coincidirá con el centro del eje trasero; a esta disposición se la conoce por el cuadrilátero de Ackerman.

Convergencia (Wheel-Toe)

El ángulo de convergencia consiste en dotar a las ruedas con una cierta desviación con respecto al paralelismo entre las ruedas de un mismo eje, de tal forma que, en lugar de estar paralelas entre sí, tiendan a converger o divergir. Este ángulo se puede modificar en todos los vehículos y el reglaje suele realizarse sobre la bieleta de la dirección.