1. Centros y eje de balanceo
2. Generación de balanceo
3. Efecto de los muelles y estabilizadora
4. Efecto de la altura de los centros de balanceo

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Efecto del balanceo y del eje de balanceo en la adherencia 21-04-2007
  Adso de Terralba

Cuando un coche toma una curva, la fuerza centrífuga «tira» del centro de gravedad de la carrocería hacia el exterior, haciéndola rotar alrededor del eje de balanceo. Esto ocurre porque, al encontrarse este centro de gravedad a una cierta distancia de este eje, esa fuerza genera un momento proporcional a esta distancia.

Con el balanceo, se comprimen los muelles del lado exterior de la curva y se extienden los del otro; la barra estabilizadora o el eje torsional, si los hay, se retuercen.

Al mismo tiempo, la fuerza vertical (flechas azules en las figuras) que soportan las ruedas exteriores se incrementa mientras la de las interiores se reduce. El equilibrio se alcanzará cuando la asimetría de cargas existente entre las ruedas exteriores y las interiores, que en virtud de esa asimetría suponen un momento o par de fuerzas, compense el momento de rotación asociado a la fuerza centrífuga que actúa sobre el centro de gravedad.

Cuanto mayor sea esta fuerza centrífuga (o lo que es lo mismo, cuanto mayor sea la aceleración lateral a la que se le someta), y cuanto menos rígidos sean estos elementos, mayor será el ángulo de balanceo en el que se alcanzará este equilibrio.

La Tercera Ley de Newton viene a decir que a toda fuerza aplicada por un cuerpo en otro le corresponde una de la misma intensidad y de sentido contrario. En realidad, lo que acaba de ocurrir es una sucesión de ejemplos de esta ley. Desde el centro de gravedad de la carrocería hasta la huella de los neumáticos, distintos elementos del chasis se han comprimido (los muelles), retorcido (las estabilizadoras), cambiado de forma (los neumáticos) o tensionado (el resto de los elementos de la suspensión), para contraponer a la fuerza centrífuga, de un extremo, la fuerza lateral de los neumáticos, del otro, un apoyo en el único punto donde esto posible: el suelo.

En curva, hay una disminución de carga en las ruedas interiores y un aumento en las exteriores. Parte de esta diferencia de carga afecta a muelles y estabilizadoras y provoca el balanceo. Otra parte se debe a la conexión con el bastidor de los elementos de suspensión y no afecta al balanceo. En un kart, que no tiene suspensión, toda la diferencia de carga entre las ruedas exteriores e interior es de este segundo tipo, sin balanceo.

Cuanto más cerca esté el eje de balanceo del centro de gravedad, menor será la diferencia de carga que afecta a los elementos elásticos, porque también será menor el brazo de palanca de la fuerza centrífuga alrededor del eje de balanceo. En consecuencia, el balanceo disminuirá, aunque la diferencia de carga será aproximadamente la misma.

En un caso extremo, si elevamos el eje de balanceo hasta hacerlo coincidir con el centro de gravedad, el momento generado por la fuerza centrífuga será nulo, pues está siendo aplicada en el mismo único eje alrededor del que la carrocería puede rotar. En ese caso no habrá momento de giro alrededor del eje de balanceo. En ese caso (o en un kart) todas las variaciones de carga en las ruedas se deben a fuerzas que se transmiten a través del bastidor. Puesto que en este caso el momento que muelles y estabilizadoras deberán transmitir será nulo, no existe ninguna fuerza que los pueda comprimir o retorcer, y la carrocería no balanceará nada por muy blandos que estos elementos sean.

Y llevando las cosas aún más allá, podemos localizar el eje de balanceo por encima del centro de gravedad, en cuyo caso la carrocería tendería a balancear en sentido contrario, hacia el interior de la curva. En este caso, y dependiendo de la geometría empleada, podría darse el caso de que fueran los muelles de las ruedas interiores los que se comprimieran, y los de las exteriores los que se extendieran (como ocurre en algunos vagones de tren).

En ese caso, la diferencia de carga sería la misma: habría un incremento de carga en las exteriores y una disminución en las interiores. La fuerza centrífuga sigue tirando de la carrocería hacia el exterior de la curva, su compensación requiere que se siga incrementando la carga de las ruedas exteriores, a costa de las interiores.

No debe perderse de vista que la transferencia total de carga es proporcional a la masa suspendida, la aceleración a que se le somete y la altura del centro de gravedad al suelo. Todo lo que ocurra con los centros y eje de balanceo únicamente determinará como se repartirán muelles y estabilizadoras, por un lado, y brazos de suspensión, por el otro, el esfuerzo de transmitir estas cargas.

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