Pro #1 Performance

MANGUETAS DELANTERAS  PRO #1 PERFORMANCE PARA SEMOG (2004
Muchas gracias por haber adquirido estas piezas. Sin duda, con ello, Ud. que necesita disponer de lo mejor, ha optado por un producto de máxima calidad que le ofrecerá unas prestaciones muy superiores al material de origen, como podrá comprobar en este informe y, donde es más importante, en la pista. 

Para materializar estas manguetas han sido necesarias innumerables horas de trabajo de análisis de geometría de suspensión y dirección, transferencia de pesos, resistencia mecánica de materiales  y proceso de mecanizado a lo largo de una temporada completa. 

Esta extensa labor sería inabordable sin la ayuda del más moderno software (bajo licencia oficial para Pro #1 Performance) de simulación dinámica de suspensión y dirección Suspension Analyzer, diseño CAD, análisis tensional por elementos finitos CAE y mecanizado CAM que ha permitido afinar hasta el límite el comportamiento del vehículo y la relación peso/resistencia de las piezas. 

De ahora en adelante y como referencia, se tomará la pieza original como base de cálculo comparativo a fin de hacer más ilustrativas la mejoras obtenidas.


                                

Mangueta SEMOG original                                                                Mangueta Pro #1 Performance

                                    CARACTERÍSTICAS GENERALES 

Material de fabricación: Acero ferrítico.                                  Material de fabricación: Aluminio aeronáutico.  

Uniones: Soldadura eléctrica y semiautomática                   Uniones:  Una pieza. A partir de bloque radiografiado 

Peso (completa):  2027 grms / unidad                                   Peso (completa):  1595 grms / unidad

                                  Aumento de resistencias respecto al eje. (Ref. a pieza original) 

Eje X: 97%   Eje Y:  Eje de referencia. Torsión : 65%     Eje Z: 135% 

                                 Aumento de resistencias respecto al anclaje de dirección. (Ref. a pieza original) 

Eje X:  Eje de referencia. Torsión : 104%   Eje Y:  223%  Eje Z:  317%

1.1.- GEOMETRÍA DE SUSPENSIÓN Y DIRECCIÓN. 

La geometría de los elementos que componen del sistema de dirección (cremallera, brazos de dirección) y de suspensión (anclaje de amortiguadores, trapecios) determinan el comportamiento del vehículo bajo las circunstancias variables de la conducción. Son de sobra conocidos parámetros como caída, convergencia, avance, lanzamiento o antihundimiento pero raramente este conocimiento se traduce en un diseño óptimo de los componentes de suspensión o, en última instancia, de una correcta puesta a punto o aprovechamiento del material disponible.

Tras un estudio pormenorizado del comportamiento de las manguetas originales, no ha sido difícil identificar los problemas, pero dado que una premisa de diseño ha sido que las piezas nuevas  sustituyan directamente a las de origen, se descartó desde un primer momento cualquier modificación a nivel de chasis, trapecios, etc... Esto complicó enormemente el trabajo al reducir el número de variables sobre las que intervenir para lograr el comportamiento buscado. 

1.1- COMPORTAMIENTO FRENTE AL HUNDIMIENTO Y EXTENSIÓN.  




                                                 Extensión (arrancada y aceleración)


                                             Posición de reposo


                                          Compresión(frenada)

En la figura siguiente se muestra cómo varía la convergencia del tren delantero al cambiar la posición de la suspensión desde el reposo, tanto en extensión como en compresión, como se muestra en los esquemas anteriores.


Variación de convergencia en hundimiento según mangueta original (azul) y P#1P (verde).

Para hacer más explicativo y comparativo el gráfico anterior, se ha partido de la misma puesta a punto inicial. Como puede verse, la pieza original, llega a producir valores negativos entre 0.5 pulgadas (12.5mm) y 4.2 pulgadas (106.7mm)  de hundimiento, lo que ocasiona que en esta zona las ruedas tiendan a cerrarse (hasta casi MEDIO grado en total) para posteriormente abrir la dirección bruscamente hasta 2.2º.

La zona izquierda de la figura corresponde al comportamiento en extensión a partir de la posición de reposo. Se puede ver también como el comportamiento de la mangueta original es mucho más brusco e inestable con variaciones de geometría muy acusadas para pequeños desplazamientos de suspensión.

Para evitar, parcialmente, estos efectos no hay más remedio que recurrir a valores mayores de convergencia (abrir más la dirección) con la contrapartida de mayor resistencia al avance, en especial cuando más se necesita, bajo aceleración. Sin embargo, no es posible resolver la inestabilidad de geometría en las transiciones frenada-aceleración, o lo que es peor, comportamiento en situaciones donde una de las ruedas se comprime o extiende más que la otra (en un bache o badén que afecte a sólo un lado del coche).

Por otro lado la pieza P#1P mantiene más estable la geometría de dirección aunque se cambie bruscamente el hundimiento, sin por ello recurrir a una puesta a punto que obligue a valores altos de convergencia. La primera consecuencia es una mayor precisión y guiado del tren delantero durante la transferencia de peso (frenada-aceleración) y un aumento de la direccionalidad cuando el terreno es muy irregular entre ambas ruedas.

1.2.- COMPORTAMIENTO EN APOYO EN CURVA.

A continuación se muestran dos diagramas del efecto Ackermann de dirección para la mangueta original y P#1P.

             

Diagrama Ackermann para mangueta original          Diagrama Ackermann para mangueta P#1P

Sin entrar en profundidades técnicas, diremos para simplificar, que el efecto Ackermann determina cuánto más gira la rueda interior de la curva respecto a la exterior. Esto es necesario en todo vehículo dado que la rueda interior describe un arco de menor radio que la exterior.

En este caso, se ha elegido un efecto Ackermann más acusado que el original dado que el tipo de conducción de Car-Cross en curva, en contravolante, reposa todo el peso del tren delantero en apoyo sobre la rueda exterior que estará girada en sentido contrario al natural de la curva y por consiguiente se beneficia de una mayor capacidad de giro para recuperar más rápidamente la trayectoria de salida de curva.

Evidentemente no es posible separar durante el comportamiento dinámico del coche un efecto aislado y el resultado es siempre una combinación de todos los factores que intervienen de modo que las ventajas se complementan para lograr un resultado en la conducción superior a la suma de los efectos aislados.

2.- RESISTENCIA MECÁNICA DE LA PIEZA. 

Las prestaciones de una pieza mecánica deben complementarse con un resistencia adecuada bajo las condiciones de uso a la que se vea sometida.

Un estudio detallado de las causas que provocan el fallo de las manguetas originales así como las consecuencias sobre las piezas de cargas de impacto, flexión y torsión ha permitido afinar el diseño del producto final para  poder ofrecer una mayor capacidad de carga bajo cualquier circunstancia sin por ello, renunciar a un menor peso final.

      
Estado tensional de la mangueta original y P#1P bajo una carga de 300Kg de frenada sobre el eje.

           
Estado tensional de la mangueta original y P#1P bajo una carga de 300Kg sobre soporte de dirección.

         
Estado tensional de la mangueta original bajo una carga vertical hacia arriba de 300Kg en el eje.

Nótese cómo en la manqueta P#1P se muestra un eje cilíndrico de mayores dimensiones y diferente del final. Esto es debido a que el eje es desmontable y se ha utilizado uno según el diámetro interior de la pieza a efectos de cálculo. Esto no tiene influencia en el resultado, y en todo caso sería en el sentido de transmitir mayor carga debido a la menor energía de deformación absorbida.

En cuanto a los resultado obtenidos, se puede apreciar como el diseño P#1P distribuye de un modo más homogéneo la carga sobre la pieza lo cual redunda en tensiones locales menores y por consiguiente, mayor capacidad  antes de la deformación permanente. Esta capacidad es de hasta un 220% en los esfuerzos sobre el eje lo cual significa que puede soportar cargas de más del doble que las originales.


3.- OTRAS VENTAJAS. 

El esfuerzo que supone proyectar una pieza de estas características hace el momento idóneo para  mejorar aspectos menos evidentes pero igualmente prácticos. Las manguetas P#1P utilizan ejes de acero de la más alta calidad,  desmontables para, en caso de rotura, reducir el coste de sustitución.

Los soportes de pinza de freno también desmontables cumplen, además de una función económica en caso de rotura, otra mucho más práctica como en el caso de montar discos de mayor diámetro (se ajusta el soporte suplementando la base) o si se desea cambiar el tipo o modelo de pinza de freno (sólo se cambia el soporte).

4.- OBSERVACIONES. 

Estas piezas no necesitan mantenimiento. Revise periódicamente el apriete del eje sobre la base (10Kg.m ó 98N.m) y del soporte de la pinza de freno (2Kg.m ó 19.6N.m). Puede utilizar fijador de roscas de tipo medio en el eje. No se recomienda el uso de fijador en el soporte.

Las mayores ventajas sobre el comportamiento dinámico del vehículo se logran equipando manguetas P#1P en el tren trasero, no dude en contactar P#1P para cualquier información o resolver dudas.

5.- SUGERENCIAS.

Para la puesta a punto inicial recomendada se toma como base la geometría de dirección y suspensión del vehículo con las manguetas originales. Con esta referencia, se aconseja reducir entre 5 y 7mm la apertura de el eje delantero, medidos en el extremo delantero de las ruedas.

En cualquier caso, es recomendable, como punto de partida con estas manguetas, mantener unas cotas estáticas de apertura total (entre las dos ruedas) de 2.2-2.5º , 10mm aproximadamente.

En cuanto a las caídas, mantenga un valor estático aproximado de 0º como punto inicial.

No dude en realizar cualquier consulta.

 Ramón Rey. Ingeniero de D+D




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