02. Implantaciones técnicas - Parte II » Tecnología del Automóvil

Tabla de contenidos

Implantaciones técnicas en automóviles

Los coches de estas imágenes que se ven a continuación tienen tracción a las cuatro ruedas, transmisión integral o 4×4

Las diferentes tecnologías 4×4 se explican en el capítulo 22, por lo que de momento se considera conceptualmente que cada una de las cuatro ruedas recibe la cuarta parte de la fuerza motriz (con dos ruedas motrices reciben la mitad).

Como anticipo al tema 4×4 se hace una breve presentación; se busca mejorar la adherencia entre neumáticos y suelo con diferentes aplicaciones 4×4; circular por zonas agrestes fuera de carretera, todoterreno.

Poder transitar por pistas deslizantes y zonas con algunos baches, todocamino o SUV (Sport Utility Vehicle).

Capacidad de avanzar por pistas y carreteras deslizantes, turismo 4×4.

Aprovechar el reparto de la fuerza motriz entre las cuatro ruedas para mejorar ciertas prestaciones en piso liso asfaltado, deportivo 4×4.

La función del diferencial del eje es permitir que las ruedas de cada lado adapten su velocidad en curvas, más rápida la exterior que la interior, también se ha de hacer algo similar con el reparto de velocidad entre ejes en curvas, como se anticipó en el capítulo anterior y se indicó que se explica en el capítulo 22 de 4×4.

Imagen 2.14. Motor longitudinal delantero y 4×4

A continuación del motor está el embrague, la caja de cambios, el distribuidor 4×4 y dos árboles de transmisión, trasero y delantero hasta los diferenciales de sus respectivos ejes, y desde los diferenciales los palieres mueven las ruedas motrices traseras y delanteras.
Es un todoterreno.
Las ruedas traseras son motrices y las delanteras combinan ser motrices con ser también directrices.
El reparto de pesos tiende a ser equilibrado entre ejes en vacío, algo más delante que detrás, a lo que se añade el reparto de fuerza entre cuatro ruedas mejorando sensiblemente la capacidad motriz.
El árbol de transmisión trasero resta espacio a los pasajeros de atrás.
En curva el límite de adherencia es más alto que con un eje motriz, pues la fuerza motriz en cada rueda es la mitad que con dos ruedas motrices.
Si se supera la tendencia genérica es de subviraje, deslizan las ruedas delanteras (si hay más peso delante) o que deslicen las cuatro ruedas, neutro (con reparto simétrico de pesos entre ejes), se explica en el capítulo siguiente.

Imagen 2.15. Motor transversal delantero a la derecha y 4×4

A continuación del motor está el embrague y la caja de cambios agrupada con el diferencial, que conecta con las ruedas motrices delanteras mediante los palieres.
Desde el diferencial delantero sale el árbol de transmisión que va al diferencial trasero, y desde este por los palieres a las ruedas motrices del eje.
Es un SUV.
El eje delantero hace las dos funciones de dirigir y ser motriz.
El peso es mayor delante que detrás, con el conductor solo, y al ser 4×4 la motricidad es mejor que con un eje motriz.
El árbol de transmisión resta espacio al habitáculo.
En curva, la suma de fuerzas motrices y laterales en las cuatro ruedas y el mayor peso delante inducen al límite de adherencia, que es más alto que con un eje motriz, subviraje, deslizamiento de las ruedas delanteras.

Imagen 2.16. Motor longitudinal central trasero y 4×4

Está el motor tras los asientos, le sigue el embrague y caja de cambios con el diferencial trasero (en su interior o a un lado), desde este o desde el distribuidor 4×4 sale un árbol de transmisión al diferencial delantero.
Desde los diferenciales de caja eje los palieres llevan el movimiento a las ruedas motrices de sus ejes.
Es un automóvil deportivo 4×4.
El eje delantero dirige y es motriz, el trasero es también motriz.
El peso es algo mayor detrás que delante, lo que unido al 4×4 da buena capacidad motriz.
El paso del árbol de transmisión por el habitáculo, al tener dos plazas, no afecta apreciablemente al espacio disponible.
La velocidad de paso por curva es elevada, si se supera el limite de adherencia y en función del reparto de pesos tienden a deslizar antes las ruedas traseras, sobreviraje, o las cuatro a la vez, neutro.

Imagen 2.17. Motor longitudinal delantero transaxle y 4×4

A continuación del motor está el embrague, árbol de transmisión y caja de cambios con el diferencial o distribuidor 4×4.
Desde el diferencial trasero o distribuidor 4×4 sale el árbol de transmisión hasta el diferencial delantero, y desde los diferenciales los palieres a las cuatro ruedas motrices.
Hay dos árboles de transmisión, desde el embrague a la caja de cambios y desde esta al diferencial delantero.
Este automóvil cuenta con un potente motor, por lo que es un deportivo 4×4.
Las cuatro ruedas son motrices y las delanteras además son directrices.
Las plazas son 2 o 2+2 y los dos árboles de transmisión restan espacio en el habitáculo.
El peso entre ejes es muy equilibrado, lo que unido a la transmisión integral aporta muy buena capacidad motriz.
La velocidad de paso por curva es bastante alta, es un coche deportivo con excelente reparto de pesos entre ejes, al límite de adherencia el comportamiento genérico es neutro, deslizan las cuatro ruedas simultáneamente.

Imagen 2.18. Motor longitudinal trasero por detrás del eje y propulsión

Delante del motor está el embrague, caja de cambios con el diferencial en su interior o a un lado.
Desde el distribuidor 4×4 o diferencial trasero sale el árbol de transmisión hacia el diferencial delantero, y desde los dos diferenciales los palieres mueven las cuatro ruedas motrices.
Hay árbol de transmisión.
Este automóvil cuenta con motores potentes y es un deportivo 4×4.
Las ruedas delanteras son motrices y directrices y las traseras motrices.
Bastante más peso detrás que delante, buena capacidad motriz sobre todo en las ruedas traseras y en recta por el peso que soportan.
El árbol de transmisión pasa por el habitáculo restando espacio.

Implantaciones técnicas peculiares

Se ven en las imágenes automóviles con algunas implantaciones técnicas peculiares que se distinguen por determinados detalles, y se van a comentar como repaso.

Imagen 2.19

Motor delantero longitudinal y 4×4, es un todoterreno.
La peculiaridad es que el motor está por detrás del eje delantero, más o menos central, mejorando el reparto de pesos.

Imagen 2.20

Motor delantero transversal y tracción (delantera).
Lo peculiar es que la caja de cambios junto al diferencial está agrupada con el motor compartiendo lubricación.
Al estar la caja de cambios/diferencial bajo el motor, el conjunto está bastante centrado sobre el eje delantero.

Imagen 2.21

Motor transversal central trasero y 4×4.
Lo peculiar de esta implantación es que con esta disposición del motor, embrague y caja de cambios tenga 4×4.
Es deportivo 4×4 básicamente para competición.

Imagen 2.22

Motor longitudinal delantero y propulsión (tracción trasera).
Lo peculiar es que el motor, embrague y caja de cambios están desplazados hacia atrás para mejorar el reparto de pesos entre ejes.
Se comentó esta solución al explicar esta implantación técnica.

Imagen 2.23

Motor transversal central y propulsión (tracción trasera).
La peculiaridad es que la caja de cambios y diferencial están agrupados con el motor compartiendo la lubricación, el sistema utilizado es parecido al automóvil 2.20.

Imagen 2.24

Motor longitudinal delantero transaxle y propulsión (tracción trasera).
La peculiaridad es la posición del embrague, separado del motor y caja de cambios por dos árboles de transmisión.

Imagen 2,25

Motor longitudinal delantero transaxle y propulsión (tracción trasera).
La peculiaridad es que el embrague en vez de estar junto al motor está al lado de la caja de cambios, después del árbol de transmisión.

Dimensiones del automóvil

En las imágenes 2.26 se representan las diferentes mediciones dimensionales en el automóvil.

Las cotas y distancias se suelen dar en metros o milímetros y el volumen en litros.

Exteriores

Longitud exterior LE

Desde los extremos delantero y trasero de la carrocería.

Anchura exterior AE

Desde los extremos laterales de la carrocería.
Se suelen incluir los retrovisores exteriores abiertos.

Altura exterior HE

Desde la parte más alta de la carrocería hasta el suelo.
Si lleva barras o guías de serie para el acoplamiento de portaequipajes de techo se incluye en esta cota.

Distancia al suelo HS

Desde el punto más bajo de la carrocería al piso.
Es un dato importante en automóviles todocamino y especialmente en los todoterreno.

Interiores

Anchura delantera AD

Desde los laterales internos de las puertas delanteras a la altura de los hombros (generalmente).

Anchura trasera AT

Desde los laterales internos de las puertas o laterales traseros a la altura de los hombros (generalmente).

Altura delantera HD

Desde la banqueta de los asientos delanteros al techo.

Altura trasera HT

Desde la banqueta de los asientos delanteros al techo.
En algunos casos con tres plazas traseras la central puede tener menor altura que las dos laterales.

Cota de habitabilidad LH

Mide la distancia desde el pedal de embrague (pedal freno en coches sin pedal de embrague) hasta el respaldo del asiento trasero.
En vehículos con cuatro o cinco plazas informa del aprovechamiento longitudinal del habitáculo.

Longitud delantera LD

Distancia entre el pedal de embrague y respaldo del conductor, es variable por el reglaje longitudinal del asiento.

Longitud trasera LT

Distancia entre el respaldo delantero y el trasero, es variable por el reglaje longitudinal de los asientos delanteros.

Maletero VM

Se mide el volumen y las cotas de anchura, altura y profundidad, así como la regularidad de formas.
También se puede indicar la altura de la cota de carga HCM, hasta la que se ha de subir el equipaje para introducirlo en el maletero.

Técnicas

Batalla BT

Es la distancia entre el centro de las ruedas delanteras y traseras del mismo lado.
A mayor batalla mejor habitabilidad longitudinal.
Como anécdota, ha habido automóviles con diferente batalla en cada lado por particularidades de la suspensión.

Vía delantera ViD

Distancia entre los centros de huella de las ruedas delanteras en el suelo.
Cuanto mayor sea mejor estabilidad por diseño.

Vía trasera ViT

Distancia entre los centros de huella de las ruedas traseras en el suelo.
Lo mismo que la vía delantera en relación a la estabilidad.

Voladizo delantero VD

Distancia entre el centro de las ruedas delanteras y su extremo de carrocería.
Más voladizo empeora la maniobrabilidad y mejora la capacidad de deformación en caso de colisión frontal y a la inversa, seguridad pasiva secundaria (capitulo 04).

Voladizo trasero VT

Distancia entre el centro de las ruedas traseras y su extremo de carrocería.
Los mismos comentarios de maniobrabilidad y seguridad pasiva secundaria que en el voladizo delantero.
La anécdota de la batalla es aplicable en esta cota.

Pasos de rueda PR

Son las zonas interiores próximas a las ruedas que han de quedar libres para los desplazamientos de estas por la suspensión y dirección.
Hace años estas zonas están carenadas para mejorar la aerodinámica.

Implantaciones técnicas y reparto de pesos entre ejes

Los automóviles de las imágenes se representan con el conductor y resto de ocupantes, en los que los admitan.

El reparto de pesos entre ejes que indican las flechas es con el conductor solamente.

Con más plazas ocupadas aumenta el peso sobre todo detrás.

Los círculos G indican la posición longitudinal del centro de gravedad (punto geométrico de concentración del peso), verde con el conductor y azul con máxima ocupación.

Las fuerzas que llegan a los neumáticos en sus contactos con el piso determinan la estabilidad del automóvil.

Estas fuerzas son dinámicas y varían con las oscilaciones y giros, y en las ruedas motrices con la aceleración y deceleración.

El punto de partida a vehículo parado es el reparto de pesos estático según la implantación y ruedas motrices, estos son unos ejemplos con propulsión (tracción trasera).

Imagen 2.27. Motor longitudinal delantero y propulsión (tracción trasera) 5 plazas; menos peso en las ruedas motrices traseras que en las delanteras, con la ocupación va aumentando el peso detrás.
Imagen 2.28. Motor longitudinal delantero central y propulsión (tracción trasera) 2 plazas; la posición hacia atrás del motor, embrague y caja de cambios mejora el reparto de pesos entre ejes hasta el punto de que es el 50% para cada uno. Este reparto prácticamente no varia al ser un deportivo de 2 plazas.
Imagen 2.29. Motor longitudinal trasero por detrás del eje y propulsión (tracción trasera) 5 plazas; mucho peso detrás y poco delante, esta asimetría aumenta con la ocupación.
Imagen 2.30. Motor longitudinal central y propulsión (tracción trasera) 2 plazas; buen reparto de pesos, algo más atrás, que se mantiene al ser de 2 plazas.
Imagen 2.31. Motor delantero longitudinal transaxle y propulsión (tracción trasera) 2 plazas; muy buen reparto de pesos entre ejes, que es prácticamente invariable al ser un deportivo de 2 plazas.
Imagen 2.32. Motor transversal trasero sobre el eje y propulsión (tracción trasera) 4/5 plazas; más peso detrás localizado sobre el eje, esta diferencia de pesos delante detrás se incrementa con más ocupantes, similar al automóvil 2.29.
Imagen 2.33, Motor transversal central y propulsión (tracción trasera) 2 plazas; el buen reparto de pesos se mantiene al ser de 2 plazas, como el automóvil 2.30.

Se continúa viendo automóviles con tracción (delantera) y transmisión integral 4×4

Imagen 2.34. Motor longitudinal delantero por delante del eje y tracción (delantera) 5 plazas; más peso en las ruedas delanteras motrices, con más ocupantes se va equilibrando el reparto de pesos ente ejes.
Imagen 2.35. Motor delantero transversal y tracción (delantera) 4 plazas; más peso centrado sobre las ruedas delanteras, con la ocupación aumenta más el peso detrás equilibrándose entre ejes.
Imagen 2.36. Motor delantero longitudinal central y tracción (delantera) 8 plazas; algo más peso delante que detrás que se va igualando con más ocupantes.
Imagen 2.37. Motor longitudinal delantero y 4×4 9 plazas; algo más peso delante que detrás, con más ocupantes se va igualando, al ser de 9 plazas si van todos habrá más peso detrás.
Imagen 2.38. Motor delantero transversal y 4×4 5 plazas; más peso delante que detrás, aunque más equilibrado que con el eje delantero motriz exclusivamente. Con más ocupación se van igualando los pesos entre ejes.
Imagen 2.39. Motor longitudinal central y 4×4 2 plazas; reparto de pesos prácticamente equilibrado y se mantiene al ser un deportivo de 2 plazas.
Imagen 2.40. Motor longitudinal delantero transaxle y 4×4 2+2 plazas; excelente reparto de pesos entre ejes, con poca variación al ser un deportivo 2+2, las plazas traseras son pequeñas, adecuadas para niños.
Imagen 2.41. Motor longitudinal trasero por detrás del eje y 4×4 2+2 plazas; bastante más peso detrás que delante, al ser 2+2 el aumento de peso detrás con los ocupantes no será demasiado.

Se comprueba cómo hay diferentes implantaciones con resultados muy variables en cuanto al reparto de pesos.

Además, con 4/5 plazas el peso con el conductor solo varía mucho con relación al vehículo cargado, lo que supone alteraciones en el comportamiento dinámico, especialmente en curvas como se verá en el siguiente capítulo.

Resumen de implantaciones técnicas

En la imagen 2.42 se representan las implantaciones técnicas de diferentes automóviles, como resumen y repaso se van a identificar las coincidencias en detalles técnicos por grupos.

Motor longitudinal; 2, 3, 4, 5, 6, 7, 12, 14, 15 y 16.
Motor transversal; 8 (a la derecha), 9 (a la izquierda), 10, 11 y 13.
Motor delantero; 2, 3, 4, 7, 8, 9, 12, 13 y 14.
Motor trasero; 5, 11 y 16.
Motor central; 6 (central trasero), 7 (central delantero), 10 (central trasero) y 15 (central trasero).
Ruedas delanteras motrices exclusivamente; 3, 7, 8 y 9.
Ruedas motrices traseras exclusivamente; 2, 4, 5, 6, 10 y 11.
4×4; 1, 12, 13, 14, 15 y 16.
Transaxle; 4 (embrague con caja de cambios) y 14 (embrague con motor).
Motor longitudinal “colgado “por delante o por detrás de un eje motriz (tracción, propulsión o 4×4) ; 3, 5, 12, 14 y 16.
Buen reparto de pesos entre ejes; 4, 12, 13, 14 y 15.

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