FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE LOS VEHÍCULOS

ESTUDIO DE LA DINÁMICA DE MARCHA 

De cara a aprovechar mejor el carburante que consume el motor y obtener un transporte más eficiente, es necesario saber cómo se desplazan los vehículos por las vías. En este sentido, tiene importancia conocer las resistencias que intervienen en el movimiento de los vehículos. Dichas resistencias son: 

• Resistencia a la rodadura. 
• Resistencia aerodinámica. 
• Resistencia de pendiente.

RESISTENCIA A LA RODADURA

La resistencia a la rodadura se produce por el propio desplazamiento del vehículo. Se opone a la fuerza de empuje y su valor depende de la masa del vehículo, de la geometría de dirección, del tipo, perfil y presión de inflado de los neumáticos, de la velocidad de marcha, estado de la carretera y de la superficie de la misma. 

Se calcula multiplicando el peso que recae sobre cada rueda por el coeficiente de resistencia a la rodadura, que es un valor que depende del material del neumático y de los factores ambientales. 

La resistencia será mayor cuanto mayor sea el trabajo de flexión de los neumáticos, el rozamiento del aire en la rueda y la fricción en el rodamiento de rueda.

𝐹𝑅 = 𝑚 ∙ 𝑔 ∙ f

RESISTENCIA AERODINÁMICA

El aire se opone a que el vehículo pase a través suyo en función de su forma exterior. La fuerza de la resistencia del aire depende del tamaño y forma del vehículo, de la velocidad de marcha, de la densidad del aire y de la dirección y fuerza del viento. El coeficiente de resistencia aerodinámica Cx se determina en los ensayos realizados a escala en los túneles de viento.

Los factores que modifican este coeficiente son: 

• La forma exterior de la estructura tanto en la parte delantera y trasera, como en la superior e inferior. 
• La pendiente del parabrisas. 
• Tamaño y forma de los retrovisores exteriores. 
• La existencia de alerones, deflectores, etc. que, si existen, conforman la forma exterior del vehículo

La fuerza que el aire ejerce sobre el vehículo actúa en tres direcciones: 

• Resistencia al avance, en sentido longitudinal al vehículo. 
• Resistencia de sustentación, en sentido vertical. 
• Resistencia de deriva, en sentido transversal y puede variar la trayectoria que marca el conductor. 

En el caso de vehículos con caja de carga abierta puede producirse un incremento en el consumo de carburante de hasta el 30% en comparación con vehículos con la caja de carga cerrada, debido al peor coeficiente – la mayor potencia de resistencia aerodinámica debe compensarse con un mayor potencia del motor-.

RESISTENCIA DE PENDIENTE

La resistencia de una pendiente depende del perfil de la calzada y de la masa del vehículo. El vehículo precisa disponer de una mayor fuerza de propulsión para vencer la resistencia ofrecida por la pendiente. Es necesario contar, por lo tanto, con una mayor potencia del motor para evitar un descenso de la velocidad y compensar la potencia de pendiente. Esta resistencia puede minimizarse si: 

• se engrana oportunamente la relación de transmisión adecuada antes de comenzar la subida. 
• se cambia lo menos posible durante la subida.
• se circula con brío en el motor dentro de los límites fijados. 

La fuerza de resistencia de pendiente se calcula:

La pendiente es una forma de medir el grado de inclinación del terreno. Puede expresarse en grados o en % de inclinación. Es decir, una inclinación del 6% significa que en un tramo de 100 metros se incrementa la altura en 6 metros. El 6% equivale a un ángulo de la pendiente de, aproximadamente, 3,5º.

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