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