BUSQUEDA DE INFORMACION
en primer lugar, como es mi costumbre, consegui varios libros que hablan del tema y por supuesto lei cuidadosamente. pueden encontrarlos en el item 'bibliografia' con alguna apreciacion personal. hice un listado de puntos importantes y vi como estaban resueltos en autos ya existentes. en muchos NO estaban resueltos.
aqui algunos de ellos:
ackermann: don ackerman describio como los ejes de giro de las ruedas delanteras convergen en algun punto del eje trasero que seria el centro del viraje. sin embargo me encontre que es una apreciacion que sirve solo para vehiculos a muy baja velocidad. en realidad un auto moderno de calle y mas aun uno de carrera desarrolla las curvas generando angulos de deriva en sus neumaticos, por lo cual el centro de giro va a estar muy desplazado respecto al lugar teorico mencionado. no tiene mucho sentido responder a esta geometria ya que cuando se toma una curva muy cerrada como podria ser en una chicana, la rueda interna, que tiene menor carga cuanto mas rapido doblamos y hay mayor transferencia de pesos, pierde adherencia y se arrastra casi lateralmente. es mas adecuado usar brazos paralelos o incluso en algunos autos de formula se emplea un ackerman negativo. esta mejor disposicion tiene sin embargo el costo de un mas dificil transito por boxes a baja velocidad sobre todo cuando de empujar se trata.
desmultiplicacion: logicamente es muy importante la relacion entre el giro del volante y el radio que describe el vehiculo. es claro que cuanto menor es esta relacion, menos hay que girar el volante para tomar una misma curva, pero habra que hacer mas fuerza para moverlo. tambien hay que tener en cuenta la comodidad del piloto. no se puede pensar en una direccion que tenga que dar tres vueltas de volante ni en una tan sensible que le cueste ir derecho en las rectas. como casi siempre hay que buscar una solucion de compromiso en la que en curvas cerradas no se gire mas de unos 100 o 110 grados hacia un lado o hacia el otro, siempre que se desee poder conducir sin ir desplazando las manos por el volante sino tenerlas fijas en un lugar.
autorretorno: es deseable que la geometria de la direccion contemple un cierto valor de regreso a su punto medio cuando se va aliviando la fuerza que se hizo para doblar. no solo por la apariencia de comodidad para volver a lo derecho, sino que lo importante es que al estar haciendo fuerza para doblar y el neumatico va llegando a su limite de adherencia, esa fuerza deja de tener oposicion y la direccion se siente livianita. es un gran aviso que no hay que pasarse de ahi. los mecanismos que nos permiten regular estas cualidades son el angulo de avance y el de salida.
DISEÑO
bien. por lo visto en los items anteriores ya tengo una idea de como debe cumplir su funcion la direccion del auto. pero ahora llego la parte de concretar. el problema es que hay tantas soluciones, empecemos a descartar y de a poco vamos llegando al diseño.
relacion con otros componentes: empiezo a ver ahora los limites que me imponen piezas que ya existen, por ejemplo:
a) por reglamento el volante debe girar 4/5 de vuelta de tope a tope. bien, eso equivale a 288º o sea 144º para cada lado. le podemos dar un margen de seguridad, no sea cosa de rebotar la tecnica y estariamos en unos 150 a 160º hacia cada lado.
b) por una cuestion constructiva que se vera en otro apartado, el brazo de direccion, para lograr brazos paralelos, debe ir bien metido en la llanta, pero tambien esta el disco de freno en ella, asi que la longitud que podra tener este brazo para no entorpecerse con otro componente de la rueda estara cerca de los 8 o 9 cm. segun la altura a la que pueda ponerlo.
c) que es mejor, poner el caliper adelante y el brazo de direccion atras o al reves?. depende del largo de los tensores o bieletas en relacion al largo de las parrillas. porque si aquellos son mas cortos al trabajar la suspension 'se acortan mas', si los tenemos delante esto provoca una ligera convergencia, si los tenemos detras provoca divergencia, esta ultima no es deseable. pero me toca el turno de no poder elegir. lamentablemente por la construccion de la trompa del auto no los puedo poner adelante, tendran que ir atras, y los caliper adelante. igualmente, teniendo presente que voy a usar barras antirrolido, la divergencia que se puede generar es realmente despreciable.
d) y el volante como lo diseño?. en lo que respecta a este punto lo importante es que no entorpezca la vision del instrumental, asi que achatado es la opcion.
cual sistema?: teniendo en cuenta que el componente principal de la direccion sera la caja que contenga el mecanismo de desmultiplicacion tendremos que elegir cual es el sistema mas apropiado. estuve considerando 1)tornillo sin fin y engranaje tipo fiat 600, 2)par de engranajes, 3)piñon y cremallera. el primer caso lo descarte en seguida porque es muy voluminoso y requiera mucho espacio para movimiento. pero los otros...
o sino...
veamos: considerando una curva cerrada y para poder movilizarse en boxes, etc. las ruedas deberian tomar un angulo maximo de unos 35º.
la caja con engranajes tendria un brazo que puede ser igual al brazo en el portamaza, unos 8 o 9 cm por lo cual estaria bien una relacion piñon corona de 4 a 1. con eso no hay problema pero hay que hacer molde en aluminio, etc etc. pero las cremalleras comerciales no tienen el avance que necesito. tengo vistas de gacel y de fiat 128 y tienen alrededor de 4 o 4,5 cm por vuelta de piñon, pero yo necesito 7 u 8. segun el espacio fisico va mejor la cremallera.
no queda otra. sera piñon cremallera. probemos de tornear una. hacemos todos los calculos en modulo 2, compramos los engranajes y probamos de hacer la cremallera en aluminio para ver que tal y despues hacerla en acero.
complicadisimo. no me queda bien, la solucion: tornero de cabecera.
comodidad del piloto: parece tonto decirlo, pero uno de los problemas que vi es que los pilotos estan tan comprimidos dentro del habitaculo que al girar el volante o se chocan los codos con los laterales o las manos con las piernas. asi que tomo esa expericiencia y hacemos el habitaculo comodo.
CONSTRUCCION
llego la parte mas complicada, la de poner manos a la obra. primero pasamos en limpio la cremallera para el tornero
mientras el trabaja en eso yo voy preparando los caños que van a servir de caja y voy calculando las tapas. no nos olvidemos: las tapas tienen que tener algun tipo de regulacion para poder acercar el piñon y la cremallera lo mas posible para que no tengan juego. por otro lado la cremallera debe tener un respaldo ajustable para evitar que flexione. Ademas debe tener dos topes que impidan al piñon pasar el ultimo diente de la cremallera de cada lado ya que logicamente podria romperse.
ahi va el diseño de la 'caja' con las tapas:
hacemos los calculos para la fresadora:
fresamos tapas y bujes en aluminio y bronce porque son facile de trabajar. porque no ambas en aluminio? nose, me parece mejor usar metales diferentes y creo que el eje del piñon va a 'resbalar' mejor sobre el bronce:
armamos la 'caja':
vamos bien, ahora fresamos el volate, chapa de aluminio de 6mm:
ahora instalamos todo en el auto:
no olvidar una union universal doble y extensible para que absorba movimientos y ajustes. la que ven es de un auto japones que estaba colgada en un tugurio, perdon, negocio de la zona de warnes.
y ahora verificamos:
que no moleste los pies...
lugar para los codos...
y no tapar el instrumental, o lo menos posible.
vieron que facil! lo aprendi en utilisima!!
