Barra estabilizadora

Una barra estabilizadora ( también conocida como barra antivuelco , barra antibalanceo o barra estabilizadora ) es un componente de la suspensión de un automóvil que ayuda a reducir el balanceo de la carrocería durante las curvas a alta velocidad o al pasar por irregularidades en la carretera. Conecta las ruedas delanteras o traseras opuestas a un muelle de torsión mediante brazos de palanca cortos que sirven de anclaje. Esto aumenta la rigidez antibalanceo de la suspensión , es decir, su resistencia al balanceo en las curvas.

La primera patente de barra estabilizadora fue otorgada al inventor canadiense Stephen Coleman de Fredericton, Nuevo Brunswick , el 22 de abril de 1919. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Las barras estabilizadoras eran poco comunes en los automóviles anteriores a la Segunda Guerra Mundial debido a la suspensión generalmente mucho más rígida y a la mayor tolerancia al balanceo de la carrocería. Sin embargo, a partir de la década de 1950, los automóviles de producción comenzaron a equiparse con barras estabilizadoras con mayor frecuencia, especialmente aquellos vehículos con suspensión de muelles helicoidales más blanda.

Una barra estabilizadora está diseñada para reducir la inclinación lateral del vehículo en curvas, giros bruscos o baches grandes. Si bien existen muchas variantes de diseño, su objetivo es mantener la carrocería lo más nivelada posible, forzando el amortiguador , el muelle o la barra de suspensión de la rueda opuesta en la misma dirección que la que recibe el impacto.

En una curva, el vehículo comprime la suspensión de la rueda exterior. La barra estabilizadora obliga a la suspensión de la rueda opuesta (interior) a comprimirse también, manteniendo así la carrocería más nivelada lateralmente. Esto tiene la ventaja adicional de bajar su centro de gravedad durante la curva, aumentando su estabilidad.

Cuando se instalan barras estabilizadoras tanto delanteras como traseras, su efecto combinado puede ayudar a mantener la tendencia del vehículo a inclinarse hacia la pendiente general del terreno.

Una barra estabilizadora suele ser un resorte de torsión anclado para resistir el balanceo de la carrocería. Generalmente está construida con una barra cilíndrica de acero en forma de "U", que se conecta a la carrocería en dos puntos a lo largo de su sección central más larga y en cada extremo. Cuando las ruedas izquierda y derecha se mueven juntas, la barra simplemente gira sobre sus puntos de anclaje centrales. Cuando las ruedas se mueven una con respecto a la otra, las fuerzas de torsión provocan que la barra se retuerza.

Cada extremo de la barra está conectado a un eslabón mediante una articulación flexible. Este eslabón, a su vez, está conectado a un punto cercano a una rueda o eje, transfiriendo las fuerzas del lado de la suspensión que soporta mayor carga al lado opuesto.

Por lo tanto, se transfieren fuerzas:

1. desde el lado de la suspensión que soporta mayor carga
2. al enlace final conectado mediante un buje
3. a la barra antivuelco (de torsión) mediante una junta flexible
4. al enlace final conectado en el lado opuesto del vehículo
5. al lado opuesto de la suspensión.

La barra resiste la torsión gracias a su rigidez. La rigidez de una barra estabilizadora es proporcional a la rigidez del material, a la cuarta potencia de su radio y al inverso de la longitud de los brazos de palanca (es decir, cuanto más corto sea el brazo de palanca, más rígida será la barra). La rigidez también está relacionada con la geometría de los puntos de montaje y la rigidez de estos. Cuanto más rígida sea la barra, mayor será la fuerza necesaria para mover las ruedas izquierda y derecha entre sí. Esto aumenta la fuerza necesaria para que la carrocería se incline.

En un giro, la masa suspendida de la carrocería del vehículo produce una fuerza lateral en el centro de gravedad (CG), proporcional a la aceleración lateral. Dado que el CG generalmente no se encuentra en el eje de balanceo, la fuerza lateral crea un momento alrededor del eje de balanceo que tiende a balancear la carrocería. (El eje de balanceo es la línea que une los centros de balanceo delantero y trasero ^{[ 4 ]} ). Este momento se denomina par de balanceo .

El balanceo se contrarresta mediante la rigidez de la suspensión, que depende de la rigidez de los muelles del vehículo y de las barras estabilizadoras, si las hubiera. El uso de barras estabilizadoras permite a los diseñadores reducir el balanceo sin aumentar la rigidez de los muelles de la suspensión en el plano vertical, lo que mejora el control de la carrocería sin comprometer demasiado la comodidad de la marcha .

Un efecto de la inclinación de la carrocería, en la geometría típica de la suspensión monocasco, es la caída positiva de las ruedas en el exterior de la curva y negativa en el interior, lo que reduce su agarre en las curvas (especialmente con neumáticos de capa cruzada).

Barras ajustables

Algunas barras estabilizadoras, especialmente las diseñadas para la competición automovilística , se ajustan externamente mientras el coche está en boxes, mientras que otros sistemas, como en la Super GT , permiten al piloto ajustarlas en tiempo real desde el interior del vehículo. Esto posibilita modificar la rigidez, por ejemplo, aumentando o reduciendo la longitud de los brazos de palanca en algunos sistemas, o girando un brazo plano desde una posición rígida de canto a una posición más flexible de lado en otros. De esta forma, el mecánico puede ajustar la rigidez antivuelco para diferentes situaciones sin necesidad de sustituir la barra completa.

Se han propuesto varios métodos para desacoplar la barra estabilizadora. El primer automóvil de producción en utilizar una barra estabilizadora semiactiva fue el Mitsubishi Mirage Cyborg de 1988. La "Suspensión de Modo Dual" del modelo turbo de 16 válvulas tiene un actuador hidráulico accionado desde el tablero integrado en el enlace de la barra estabilizadora delantera, lo que le permite alternar entre los modos deportivo y de turismo. ^{[ 5 ]} El Jeep Wrangler (JK, JL) y el Jeep Gladiator (JT) también tienen un desacoplador conmutable en los modelos Rubicon, para aumentar la articulación de las ruedas para la conducción todoterreno.

El primer sistema activo de barra estabilizadora fue el SC.CAR (Systeme Citroën de Contrôle Actif du Roulis) de Citroën , que debutó en su Xantia Activa de 1994 , una berlina europea de tamaño medio. ^{[ 6 ]} La barra estabilizadora podía endurecerse mediante la ECU de la suspensión durante las curvas cerradas, minimizando el balanceo de la carrocería a 2 grados.

El sistema Active Body Control del Mercedes-Benz Clase S elimina la barra estabilizadora y, en su lugar, utiliza sensores para detectar la carga lateral, la fuerza lateral y la diferencia de altura en el amortiguador, que luego elevan o bajan hidráulicamente el muelle para contrarrestar el balanceo.

Toyota también utiliza un sistema mecánico llamado Sistema de Suspensión Dinámica Cinética (KDSS, por sus siglas en inglés) que, en esencia, desactiva las barras estabilizadoras cuando se circula fuera de la carretera, lo que permite una mayor articulación del vehículo y una mejor calidad de marcha.

• barra Panhard
• Suspensión de barra de torsión