En este artículo de la serie "Los componentes de la suspensión del coche" hablamos sobre el fenómeno de Cámber. Lee y aprende más sobre el ángulo de inclinación de las ruedas.
El ángulo de inclinación de las ruedas respecto al suelo (en inglés camber), aparte de la convergencia es el tema más común que se plantea en los debates de los talleres de geometría. Y es la razón de que en gran medida sea responsable de la correcta posición de las ruedas en la carretera (cuanto sea mayor la superficie de contacto del neumático con el suelo, obtenemos más adherencia).
¿Cuál es el mejor ángulo de inclinación de las ruedas con respecto al suelo?
Imaginémonos que la rueda anda libremente, es obvio que cuando se encuentra perpendicular con respecto al suelo (este ángulo se denomina el ángulo cero), su área de contacto será mucho mayor. Viene siendo la única hipótesis en que la rueda ande libremente, sin torcer y además no es parte del coche, lo cual es transmitido mediante la parrilla de suspensión por el contrapeso de las ruedas.
Cámber: Diferentes ángulos de inclinación en las ruedas
Cuando el coche traza una curva, las fuerzas centrífugas que actúan sobre él están equilibradas por las fuerzas de agarre del neumático. La mayor influencia sobre la adherencia está en la presión: su disminución provoca una pérdida de agarre. Como resultado de la fuerza centrífuga, la presión del neumático en el suelo es mayor por su lado exterior y más pequeño por su lado interior. Entonces el contrapeso del neumático es de forma desigual, no requiere de todo su agarre. Por esa razón el neumático se deforma.
Cámber: La presión del neumático hacia el suelo cuando se conduce en línea recta y en una curva
Se puede evitar esta situación: se necesita inclinar las ruedas con respecto al suelo en un ángulo negativo (cámber negativo). Esto va aumentar la presión en el lado interior del neumático y la va a disminuir en el exterior. Al trazar la curva, en donde se encuentran también las fuerzas centrífugas, esta vez la presión en el lado interior no se reduce tanto como en el caso un neumático perpendicular al suelo.
Cámber: Cámber negativo. La presión del neumático sobre el suelo cuando se conduce en línea recta y en curvas.
¿Qué sucede cuando las ruedas del coche están inclinadas en un ángulo positivo con respecto al suelo?
Antes de que el coche entre en una curva, ya tiene incorporada la carga en los bordes exteriores de la superficie de contacto de las ruedas con el suelo. Sucede que al pasar por una curva aparecerá la fuerza centrífuga, una carga adicional en la parte exterior del neumático que puede provocar una sobrecarga (en la imagen de abajo se muestra en color rojo), como consecuencia de esto aparece un desgaste prematuro en el neumático. Además, el coche en vez de utilizar la adherencia de toda la superficie del neumático, aprovecha sólo parte de ello.
Cámber: Diversas fuerzas de presión en las ruedas al entrar en la curva según su ángulo de inclinación.
Ya conocemos por qué las ruedas deben estar en un ángulo negativo con respecto al suelo, pero ¿este ángulo puede ser cualquiera?
Claro que no. El efecto mencionado anteriormente, en que las fuerzas de presión en los fragmentos detallados del neumático con "promedios", también tiene un efecto negativo. El neumático que se encuentra bajo cualquier otro ángulo que no sea el ángulo cero (perpendicular) en una línea recta, se desgasta ya que presiona el suelo de manera desigual. Es por ello que los ingenieros cuando diseñan el chasis hacen lo posible para que el neumático se desgaste menos durante la conducción en línea recta y a su vez proporcione el agarre en curvas.
Se debe actuar con prudencia cuando se establece los ángulos negativos para aumentar la adherencia. Cabe mencionar también que hacemos todos los esfuerzos para conseguir una carga uniforme del neumático cuando aumentamos el ángulo en exceso, el borde exterior estará en un ángulo demasiado amplio con respecto al suelo, lo que dará lugar a la adherencia. Además, observamos un deterioro significativo de la banda de rodadura en su lado interior.
¿Si bajando el coche puede tener efectos negativos tales como valores erróneos de la posición del ángulo de las ruedas con respecto al suelo?
La valoración cámber, es decir, los ángulos de las ruedas con respecto al suelo, están directamente asociadas a la altura del coche y se ven afectados con la bajada del vehículo. En un coche pequeño de suspensión delantera tipo McPherson, su caída de 25 mm puede aumentar el ángulo de cámber de -0.3 ° a -0.6°. Es por ello que también, después de cada injerencia en la altura del coche hay que asegurarse de que la geometría no supere los valores permitidos. Existen casos de modificar los ángulos de cámber incuso de -1°, cuando ya hay caídas de unos 60 mm. No debemos ignorar estas situaciones, ya que en la mayoría de los coches más populares con suspensión tipo McPherson no se puede regular este parámetro. La única solución es montar una suspensión especial llamada “camber plate” que permita remover el vértice superior de la suspensión McPherson.
Cámber: El cambio del ángulo a causa de la bajada del coche.
Es totalmente diferente en el caso de una suspensión de multibrazos, en donde la longitud del brazo superior se puede ajustar a dicho ángulo.
¿Cómo es la situación en los coches deportivos?
Al observar los coches de pistas de carrera, a menudo se pueden ver adaptaciones con ángulos de inclinación muy agresivos. Esto es obvio porque las velocidades entrando en curvas son mucho más altas y requieren ángulos de inclinación superiores (por ejemplo en la F1, el ángulo de la suspensión delantera llega incluso a -3.5°). Los ángulos se eligen en base a la temperatura de varias zonas de la superficie del neumático, tratando para que se aproximen entre sí lo más posible (cuanto sea más la carga en una parte del neumático, mayor será su temperatura).
¿Cuáles son los efectos de la conducción con un ángulo de inclinación demasiado grande?
Lo primero sería aunque no sea el efecto más primordial, es el deterioro de la parte interior de la superficie de contacto del neumático con la carretera. Esto dará lugar a que pierda tarde o temprano el permiso de circulación del vehículo en caso de un control de la guardia civil por no tener la profundidad mínima de la banda de rodadura.
El comportamiento del coche relativamente en casos extremos será desconcertante, debido a que no es capaz de obtener una distribución óptima de la presión por el neumático. En pocas palabras, el conductor va a percibir una clara pérdida de adherencia.