Subviraje y sobreviraje

Se pueden utilizar varias pruebas para determinar el gradiente de subviraje: radio constante (repetir las pruebas a diferentes velocidades), velocidad constante (repetir las pruebas con diferentes ángulos de dirección) o dirección constante (repetir las pruebas a diferentes velocidades). La ISO proporciona descripciones formales de estos tres tipos de pruebas. ^{[ 3 ]} Gillespie detalla dos de los métodos de medición. ^{[ 4 ]}

Los resultados dependen del tipo de prueba, por lo que simplemente dar un valor de grados/g no es suficiente; también es necesario indicar el tipo de procedimiento utilizado para medir el gradiente.

Los vehículos son sistemas inherentemente no lineales , y es normal que U varíe durante las pruebas. Un vehículo puede presentar subviraje en algunas condiciones y sobreviraje en otras. Por lo tanto, es necesario especificar la velocidad y la aceleración lateral al informar sobre las características de subviraje/sobreviraje.

Numerosas propiedades del vehículo afectan al gradiente de subviraje, incluyendo la rigidez de las ruedas en curvas, el empuje de la inclinación de las ruedas , la fuerza lateral de la dirección, el par de autoalineación , la transferencia de peso lateral y la flexibilidad del sistema de dirección. La distribución del peso afecta a la fuerza normal sobre cada neumático y, por lo tanto, a su agarre. Estas contribuciones individuales pueden identificarse analíticamente o mediante mediciones en un análisis de Bundorf .

Es fundamental evitar confundir el comportamiento de subviraje/sobreviraje con el comportamiento límite de un vehículo. La física es muy diferente. Tienen implicaciones y causas distintas en el manejo. El primero se refiere a los efectos de la deformación de los neumáticos debido al deslizamiento y los ángulos de caída a medida que aumentan los niveles de aceleración lateral. El segundo se refiere al caso de fricción límite en el que las ruedas delanteras o traseras se saturan primero. Es mejor utilizar los términos descriptivos de los pilotos de carreras, como "empujar (arar)" y "deslizar (girar)", para el comportamiento límite, de modo que estos conceptos no se confundan. ^{[ 5 ]}

Los neumáticos transmiten fuerzas laterales (de lado a lado) y longitudinales (de adelante hacia atrás) al suelo. La fuerza de tracción total (agarre) disponible para el neumático es la suma vectorial de las fuerzas laterales y longitudinales, que depende de la fuerza normal y del coeficiente de fricción. Si las fuerzas laterales y longitudinales que actúan sobre el neumático durante su funcionamiento superan la fuerza de tracción disponible, se dice que el neumático está saturado y perderá agarre al suelo, comenzando a resbalar.

El efecto de empuje (o arado) se refiere a una situación en la que, al tomar una curva, los neumáticos delanteros se saturan antes que los traseros y patinan primero. Dado que los neumáticos delanteros no pueden proporcionar ninguna fuerza lateral adicional, mientras que los traseros sí, la parte delantera del vehículo seguirá una trayectoria de mayor radio que la trasera. Si no se modifica el ángulo de giro (es decir, el volante permanece en la misma posición), la parte delantera del vehículo se deslizará hacia el exterior de la curva.

Si los neumáticos traseros se saturan antes que los delanteros, estos últimos mantendrán la parte delantera del vehículo en la trayectoria deseada, pero los traseros patinarán y seguirán una trayectoria con un radio mayor. La parte trasera se desviará y el vehículo girará hacia el interior de la curva. Si no se cambia el ángulo de dirección, las ruedas delanteras trazarán un círculo cada vez más pequeño, mientras que las traseras seguirán girando alrededor de la parte delantera del coche. Esto es lo que sucede cuando un coche "derrapa". Un coche propenso a derrapar se conoce a veces como "coche de cola", como cuando un perro mueve la cola de alegría, y un problema común es el derrape de cola .

En la conducción real, se producen cambios continuos en la velocidad, la aceleración (frenado o aceleración del vehículo), el ángulo de giro, etc. Estos cambios alteran constantemente la distribución de la carga del vehículo, lo que, junto con las variaciones en la temperatura de los neumáticos y las condiciones de la carretera, modifica continuamente la fuerza de tracción máxima disponible en cada neumático. Sin embargo, por lo general, son los cambios en el centro de masa los que provocan la saturación de los neumáticos y determinan las características de manejo límite.

Si el centro de masa se desplaza hacia adelante, la pendiente de subviraje tiende a aumentar debido a la sensibilidad de la carga de los neumáticos . Cuando el centro de masa se desplaza hacia atrás, la pendiente de subviraje tiende a disminuir. El desplazamiento del centro de masa es proporcional a la aceleración y se ve afectado por la altura del centro de masa. Al frenar, se transfiere más peso (carga) del vehículo a los neumáticos delanteros y menos a los traseros. Por el contrario, al acelerar, ocurre lo opuesto: el peso se desplaza hacia los neumáticos traseros. De manera similar, a medida que el centro de masa de la carga se desplaza de un lado a otro, la tracción de los neumáticos interiores o exteriores cambia. En casos extremos, los neumáticos interiores o delanteros pueden levantarse completamente del suelo, eliminando o reduciendo la entrada de dirección que se puede transmitir al suelo.

Si bien la distribución del peso y la geometría de la suspensión son los factores que más influyen en la pendiente de subviraje medida en una prueba en estado estacionario, la distribución de la potencia, el reparto de frenada y la transferencia de peso entre la parte delantera y trasera también afectarán a qué ruedas pierden tracción primero en muchos escenarios reales.