Análisis Técnico – Tracción

La tracción se define en los diccionarios como fricción adhesiva. Otro nombre empleado para definir este concepto es fricción estática (fricción antideslizante). Básicamente, la tracción se refiere al máximo roce posible que se puede producir entre la superficie de dos cuerpos sin resbalarse.

El término tracción se encuentra en contextos donde la fricción estática se utiliza para provocar o evitar el movimiento independiente de algún sistema contra el suelo, tal como «estas botas me dan una gran tracción al escalar rocas» ó «mi coche es incapaz de avanzar en esta pendiente porque no tengo ninguna tracción». Cabe añadir que no hay que confundir entre agarre y tracción. Esto es, la tracción es la capacidad que tienen las ruedas de un coche de transmitir el par motor al asfalto sin que las ruedas patinen y el agarre es la capacidad que tiene un coche de trazar una curva a la maxima velocidad posible sin derrapar.

A la hora del diseño de un coche, es más deseable una tracción alta entre las ruedas y el suelo más que una baja tracción, ya que permite una mejor aceleración, toma de curvas y frenada sin derrapar, lo que da al piloto un mayor control sobre el coche. Una excepción en competición para la tracción es el ‘drifting’, en las que la tracción de las ruedas traseras se pierde a propósito durante las curvas de alta velocidad. Una mejor tracción también permite rodar en un terreno escarpado sin el deslizamiento de las ruedas, esté el coche en movimiento o no.

En resumidas cuentas, la tracción es la máxima cantidad de fuerza de torsión (velocidad máxima) que una rueda puede aplicar contra el suelo – o al revés, ya que es el mismo efecto visto desde la física. Siendo los siguientes factores los que afectan a la tracción:

• El peso que actúa sobre el neumático: a mayor peso sobre la rueda, mayor tracción. El peso siempre varía el comportamiento de un coche. Es decir, cuando coche está girando en una curva, el peso se desplaza hacia las ruedas exteriores. O cuando un coche acelera, el peso se dirige hacia las ruedas traseras.
• El coeficiente de fricción: este factor se relaciona con la cantidad de fuerza de fricción que existe entre dos superficies y la fuerza que sujeta los dos objetos entre sí. En nuestro caso, relaciona la cantidad de tracción entre las ruedas y la carretera con el peso que descansa sobre cada neumático.
  Este coeficiente cambia en mayor medida dependiendo del compuesto del neumático y el tipo de superficie sobre la cual el monoplaza se desplaza. Un compuesto más duro tendrá un menor desgaste, pero menos tracción; por tanto, un compuesto más blando tendrá una menor duración, pero dotará al monoplaza de mayor tracción. Los neumáticos de un coche de competición tiene un coeficiente de tracción enorme, de forma que puedan tomar las curvas a una velocidad mucho mayor en pista seca. Por ello, este coeficiente de este neumático en barro sería casi nulo. De esta forma, los neumáticos que usan los coches todoterreno tienen un gran coeficiente de fricción en el barro, pero no tanto en una pista de carreras.
• Deslizamiento de la rueda: hay dos tipos de contacto que un neumático realiza con el asfalto: estático y dinámico:
  • Contacto estático: la rueda y el suelo no se deslizan entre sí, de forma que la fricción estática es mayor que el contacto dinámico, dotando al coche de mayor tracción.
  • Contacto dinámico: el neumático se desliza en referencia a la pista. De este modo, el coeficiente de fricción es menor, y por consecuencia, se tiene menos tracción.

De toda esta explicación se puede deducir que el deslizamiento de una rueda se produce cuando la fuerza de torsión supera a la tracción que tiene un neumático. Esta fuerza se origina de dos maneras:

• Longitudal: la fuerza longitudinal proviene del par aplicado a la rueda por el motor o los frenos y tiende a acelerar o decelerar el coche.
• Lateral: la fuerza lateral se forma cuando el coche gira en una curva. Hace falta una fuerza para hacer cambiar de dirección a un coche – en última instancia, las ruedas y el suelo proveen de una fuerza lateral.

Pongamos un ejemplo para entenderlo (no realizar este caso). Digamos que se tiene un eje trasero del coche bastante potente en cuanto a tracción y el coche circula en una carretera mojada. Los neumáticos tienen mucha tracción para aplicar toda la fuerza lateral que se quiera para mantener el coche dentro de la carretera. Se atraviesa una curva y justo en la mitad, se pisa el acelerador a fondo, de forma que el motor proporciona un mayor par a las ruedas, provocando una mayor fuerza longitudinal. Si se añade fuerza longitudinal (por el motor) y lateral (por la curva) y la suma excede la tracción circular, se termina trompeando.

Por lo normal, la mayoría de personas no se acercan a exceder la máxima tracción posible en pavimento seco, o incluso en mojado.

Los sistemas todoterreno o tracción a las 4 ruedas son más útiles en situaciones de baja tracción, como ambientes nevados o en colinas resbaladizas. La ganancia de este mecanismo es fácil de entender: si aplicas par motor a las 4 ruedas en lugar de a 2, tienes el doble de potencia longitudinal que ruedas distribuyen al suelo.

Los siguientes ejemplos pueden ayudar a entender este sistema mucho mejor, por ejemplo:

• Nieve: se necesita mucha fuerza para empujar un coche a través de la nieve. La cantidad de fuerza está limitada por la tracción disponible por las ruedas. La mayoría de coches con tracción en uno de los ejes son capaces de moverse por estas superficies apenas unos metros a causa de la nieve, que proporciona una menor tracción. Un vehículo dotado de tracción a las 4 ruedas utiliza esta limitación distribuyéndola en todos los neumáticos.
• Off-road (fuera de carretera): en condiciones off-road es bastante común montar uno de los ejes tenga baja tracción, como al cruzar un arroyo o en un barrizal. Con un 4×4 todas las gomas tienen tracción, de forma que puedan impulsar al coche con más fuerza.
• Colinas escarpadas: esta tarea requiere de mayor tracción. Un todoterreno puede emplear su tracción a las 4 ruedas para empujar al coche a través de la cuesta. Pero hay situaciones en las que un coche con tracción completa no tiene ventaja sobre los coches de tracción sobre un solo eje. En particular, los sistemas 4×4 no ayudan a detener un coche en superficies resbaladizas. Todo depende de los frenos y el sistema de frenos antibloqueo (ABS).

Diferencial y tracción

El diferencial libre siempre ejecuta la misma cantidad de par motor a cada rueda.

Hay dos factores que determinar cuánta cantidad de torque se puede aplicar a cada rueda: el diferencial y la tracción. En condiciones de seco, cuando hay una mayor capacidad de tracción, el par está limitado por el motor y los engranajes del diferencial; a baja tracción, como pista mojada o helada, el par lo limita la tracción y el propio conductor de forma que no termine patinando.

De esta forma, aunque el coche produzca mayor par, necesita también la suficiente tracción para que se transmita fuerza al suelo y permita avanzar. Por consecuencia, cuanto más pises el pedal del acelerador en condiciones inestables, mayor probabilidad de trompear. Aquí entra en juego la habilidad del piloto con el pedal del acelerador.

Par motor, tracción y patinaje de las ruedas

El par es la fuerza de torsión que produce el propulsor, es lo que produce que el coche se mueva. Los diferentes engranajes en la transmisión y el diferencial multiplican el par y organizan la entrega de potencia a las ruedas. Se envía mayor par en primera velocidad que en quinta marcha ya que el engranaje de la primera marcha tiene un mayor radio que se multiplica por el par.

Lo interesante del par es que en situaciones de baja tracción, la máxima cantidad de torque que se produce está determinado por la tracción, no por el motor. Incluso en posesión de un motor de competición, si las ruedas no están pegadas al suelo no hay forma de aprovechar esa potencia de forma óptima.

fuente: formula1-dictionary