La dirección de un coche va mucho más allá del propio volante. No es solo cuestión de hacer que las ruedas se muevan hacia la izquierda, hacia la derecha o al centro. Para que el sistema funcione y sea seguro, miles de ingenieros a lo largo de la historia han tenido que estrujarse la cabeza combinando sus conocimientos de física, mecánica y geometría.
A simple vista, puede parecer que las ruedas de un coche funcionan siempre de forma simétrica. Sin embargo, a medida que comprendemos cómo funciona un vehículo, nos vamos dando cuenta de que no es para nada así.
Cuando tomamos una curva a la izquierda, las ruedas situadas a la derecha van a tener que realizar más metros. Para evitarlo, existe el diferencial, que reparte el par que llega a cada rueda para que el coche no nos derrape. Algo similar ocurre también con la dirección. Y es que, aunque no lo parece, los radios de giro de los neumáticos delanteros de un vehículo tampoco son simétricos.
¿No lo has terminado de entender? No te preocupes. Sigue leyendo y en pocos minutos podrás comprender qué es esto del ángulo Ackermann, para qué sirve y cómo se puede modificar en función de la actividad que vayas a realizar con un coche.
¿Qué es el ángulo Ackermann?¿Para qué sirve el ángulo Ackermann? Principio básicoImplementación mecánica del ángulo de AckermannDistintas aplicaciones. Ángulo Ackermann vs. anti-Ackermann
¿Qué es el ángulo Ackermann?
Podríamos resumir este concepto en una frase de lo más sencilla. Cuando giras el volante de tu coche apuntando hacia una curva, la rueda interior va a girar más que la exterior.
Este principio no es para nada nuevo. Como muchos de los sistemas que utilizamos hoy día, el origen de este data del siglo XIX. Se diseñó originalmente para los coches de caballos. El nombre de esta geometría hace referencia a la persona que lo patentó en 1818: Rudolph Ackermann.
No obstante, el trabajo de ingeniería fue de Georg Lankensperger, un carretero alemán. Ackermann simplemente fue el intermediario que registró la patente en Inglaterra para facilitar su explotación comercial.
¿Para qué sirve el ángulo Ackermann? Principio básico
Este diagrama es clave para comprender cómo funciona esta geometría
La geometría Ackermann asegura que las ruedas delanteras apunten en las direcciones correctas para evitar deslizamientos laterales o desgaste innecesario de los neumáticos.
Para lograr esto, las líneas imaginarias trazadas a lo largo de los ejes de las ruedas deben converger en un punto común que esté en la prolongación del eje trasero del vehículo. Este punto es el centro de la curva que el vehículo está trazando. Si no entiendes la explicación, echa un ojo al dibujo, que es mucho más fácil de comprender.
Lo que tenemos que entender de todo esto es más simple aún. Para que las dos ruedas delanteras sigan sus respectivas trayectorias sin que se produzca deslizamiento, deben girar con ángulos ligeramente diferentes. Esto es así porque la rueda del interior de la curva necesita realizar un arco más cerrado que la situada en el exterior.
Implementación mecánica del ángulo de Ackermann
Entendiendo la teoría, vamos un poco a la práctica. Al girar el volante, queremos que las ruedas converjan en el mismo punto central de la curva. ¿Cómo diseñamos entonces el sistema?
Casi todo el peso de este sistema recae en las manguetas de dirección. Estos son unos componentes mecánicos que están unidos a las ruedas y permiten moverlas al ángulo adecuado a través de la barra de dirección.
Al diseñar una dirección teniendo en cuenta la geometría Ackermann, las manguetas no se alinean en paralelo con las ruedas, sino que se inclinan ligeramente hacia adentro. Esto hace que ambas ruedas giren con ángulos diferentes al tomar una curva.
Distintas aplicaciones. Ángulo Ackermann vs. anti-Ackermann
En competición es válido incluso hacer todo lo contrario al ángulo de Ackermann
En un coche de calle normal y corriente como el que tenemos nosotros, lo que nos interesa es que la dirección funcione bajo el principio que hemos explicado. Sin embargo, hay situaciones en las que, por raro que parezca, puede ser más beneficioso invertir el sistema.
El efecto contrario se conoce como anti-Ackermann o Ackermann inverso. Se usa principalmente en competiciones automovilísticas. No obstante, en competiciones serias como la Formula 1, los equipos acaban haciendo reglajes personalizados cada fin de semana, con el objetivo de afinar la dirección para cada circuito.
El sistema anti-Ackermann tiene otras ventajas, que son las siguientes:
En un circuito con curvas rápidas, las enormes fuerzas laterales pueden llegar a alterar la dinámica para la que está diseñado el Ackermann de toda la vida, haciendo que no sea tan eficaz.Cuando se optimiza un vehículo para que rinda mejor en curvas que en rectas, invertir el esquema puede ayudar en algunos casos a prevenir el subviraje. El coche entrará en las curvas de una forma más ágil.Cambiar esta convergencia también tiene sus beneficios en términos de agarre. Además, en algunos esquemas de suspensión concretos, usar este reglaje puede ayudar a balancear mucho más el vehículo. Un tanto de lo mismo ocurre en vehículos pensados para correr con una muy alta carga aerodinámica.
El ángulo Ackermann es solo una pequeña pieza en el conjunto de la dirección, que tiene mucha más complejidad y otros elementos que tienen también mucho peso en el manejo y el comportamiento del coche.
Nos despedimos, pero no sin antes dejarte un par de entradas recomendadas para que sigas leyendo con nosotros. La primera es una guía para que sepas cómo aparcar un coche rápidamente y de todas las formas posibles. La segunda es una pregunta un poco más disparatada. ¿Se puede conducir un kart eléctrico por la calle?
El artículo Qué es el ángulo Ackermann de tu coche y cómo puedes usarlo para conducir mejor fue publicado originalmente en Urban Tecno.
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