Geometría de dirección Ackermann
La 'geometría de dirección de Ackermann'+ es una disposición geométrica de vínculos en la dirección de un automóvil u otro vehículo diseñada para resolver el problema de las ruedas en el interior y el exterior de un giro que necesita trazar círculos de diferentes radios.
Fue inventado por el constructor de carruajes alemán Georg Lankensperger en Múnich en 1816, luego patentado por su agente en Inglaterra, Rudolph Ackermann (1764–1834) en 1818 para carruajes tirados por caballos. Erasmus Darwin puede tener un reclamo previo como inventor que data de 1758. Él ideó su sistema de dirección porque resultó herido cuando un carruaje se volcó.
Ventajas
La intención de la geometría de Ackermann es evitar la necesidad de que los neumáticos se deslicen hacia los lados al seguir el camino alrededor de una curva. La solución geométrica a esto es que todas las ruedas tengan sus ejes dispuestos como radios de círculos con un punto central común. Como las ruedas traseras son fijas, este punto central debe estar en una línea que se extiende desde el eje trasero. La intersección de los ejes de las ruedas delanteras en esta línea también requiere que la rueda delantera interior se gire, al girar, en un ángulo mayor que la rueda exterior.
En lugar del anterior "plato giratorio" dirección, donde ambas ruedas delanteras giraban alrededor de un pivote común, cada rueda ganaba su propio pivote, cerca de su propio cubo. Si bien es más compleja, esta disposición mejora la capacidad de control al evitar que se apliquen grandes entradas de variaciones en la superficie de la carretera al extremo de un brazo de palanca largo, además de reducir en gran medida el recorrido hacia adelante y hacia atrás de las ruedas direccionales. Un enlace entre estos cubos hace pivotar las dos ruedas juntas y, mediante una disposición cuidadosa de las dimensiones del enlace, se podría aproximar la geometría de Ackermann. Esto se logró haciendo que el varillaje no sea un simple paralelogramo, sino haciendo que la longitud de la barra de dirección (el enlace móvil entre los cubos) sea más corta que la del eje, de modo que los brazos de dirección del los cubos parecían "toe out". A medida que se movía la dirección, las ruedas giraban según Ackermann, con la rueda interior girando aún más. Si la barra de dirección se coloca por delante del eje, en cambio, debería ser más larga en comparación, conservando así la misma "convergencia hacia afuera".
Diseño y elección de geometría
Se puede generar una aproximación simple a la geometría perfecta de la dirección de Ackermann moviendo los puntos de pivote de la dirección (¿brazos de dirección?) hacia adentro para que queden en una línea trazada entre los pernos de dirección (que es el punto de pivote) y el centro de la dirección. eje posterior. Los puntos de pivote de la dirección (¿brazos de dirección?) están unidos por una barra rígida llamada tirante, que también puede formar parte del mecanismo de dirección, en forma de piñón y cremallera, por ejemplo. Con Ackermann perfecto, en cualquier ángulo de dirección, el punto central de todos los círculos trazados por todas las ruedas estará en un punto común. Tenga en cuenta que esto puede ser difícil de organizar en la práctica con enlaces simples, y se recomienda a los diseñadores que dibujen o analicen sus sistemas de dirección en toda la gama de ángulos de dirección.
Los automóviles modernos no utilizan la dirección Ackermann pura, en parte porque ignora importantes efectos dinámicos y de conformidad, pero el principio es sólido para maniobras a baja velocidad. Algunos autos de carreras usan geometría Ackermann inversa para compensar la gran diferencia en el ángulo de deslizamiento entre los neumáticos delanteros internos y externos al tomar curvas a alta velocidad. El uso de dicha geometría ayuda a reducir la temperatura de los neumáticos durante las curvas a alta velocidad, pero compromete el rendimiento en maniobras a baja velocidad.
Condición de Ackermann extendida
La condición de Ackermann del tren de vehículos se cumple cuando tanto la rueda del vehículo como los ejes de las ruedas del remolque apuntan al centro de giro teórico (momentan centrum). En alemán: A diferencia de los vehículos individuales, que tienen los volantes girados, las combinaciones de vehículos deben recorrer una cierta distancia para que se forme esta condición.
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