Perdí la cabeza tratando de definir una buena sensación de dirección

Jul 15, 2023

Nuestros expertos en automóviles eligen cada producto que presentamos. Podemos ganar dinero con los enlaces de esta página.

¿Alguna vez has caído tan bajo en la madriguera de un conejo que no puedes ver la salida? ¿Alguna vez has hecho esto todos los días durante semanas? Tengo.

Muchas de las historias de ingeniería que escribo comienzan como preguntas para las que no tengo buenas respuestas. En este caso fueron dos: ¿Qué es una buena sensación de dirección? ¿Y cómo lo logras? Después de entrevistas con varios expertos en el tema y de pasar mucho tiempo leyendo sobre los innumerables factores que afectan la sensación de la dirección, la inmensidad del tema me dejó paralizado y este artículo permaneció en mi archivo de borradores durante meses. Nunca antes había pasado por tantos arranques y paradas, y me tomó mucho tiempo darme cuenta de que eso mismo es parte de la historia.

Pongámonos abstractos por un momento, aunque sólo sea por mantener la cordura. Antes de profundizar en todos los aspectos que afectan la sensación de la dirección, hablemos simplemente sobre la buena sensación de la dirección.

Hablando con Gordon Murray, el cerebro detrás del McLaren F1, que sigue siendo la marca más alta para los autos deportivos décadas después de que sacudiera al mundo en su debut, tengo un buen ejemplo: "Estás en una parte de la carretera con mucho agarre, y luego "Solo llegas a una zona ligeramente grasosa. Pierdes un poquito de peso en la dirección, lo que te indica inmediatamente que retrocedas, porque estás a punto de empezar a ir hacia los lados más rápido de lo que te gustaría".

"Creo que la mejor manera en que Lotus lo ha resumido, y dedicamos mucho tiempo a esto, es que entrada es igual a salida", dijo el gerente de atributos de producto de Lotus, Gavan Kershaw, a Road & Track en una entrevista a principios de este año. "Así que haces algo, ya sea el movimiento más pequeño o más grande, obtienes exactamente lo que esperas. Te acercas a una curva o a una curva en un circuito e intuitivamente sabes: 'Necesito poner 45 grados en esto y sientes esta conexión con la carretera, en el momento en que comienzas a girar.'"

Probablemente deberíamos agregar una definición de "sensación de dirección" en sí. Parafraseando al escritor de Autocar, Andrew Frankel, el término se puede interpretar literalmente, es decir, cómo se siente la dirección de un automóvil en las manos, aunque la sensación de dirección también describe algo más específico. "En un nivel menos literal pero más importante", escribe en una columna de 2020, "la sensación de la dirección es la capacidad de un automóvil para comunicar con precisión y claridad a través del aparato de dirección información sobre cómo se gestiona la carretera y sus condiciones a medida que el automóvil fluye". sobre su superficie."

Es obvio por qué los entusiastas hablan tanto de la sensación de dirección: es una de las principales formas en que interactuamos con nuestros autos. "Si lo piensas bien", dice Murray, "no importa cuán sofisticado o poco sofisticado, o cuán rápido o lento sea cualquier vehículo, ya sea un auto de Fórmula 1 o un hot hatch, en última instancia, el auto sólo te dice lo que está haciendo". y lo que está a punto de hacer... a través del costado de tu cuerpo, tu trasero, tu cadera y, básicamente, las yemas de tus dedos".

Una vez eliminadas estas definiciones de “sensación”, ¿qué define físicamente estas características? ¿Cómo funciona la dirección?

El primer punto de contacto son las manos en el volante. La propia rueda afecta la sensación. El ancho del volante afecta su apalancamiento: un camión viejo con dirección manual tiene un volante gigante porque es más fácil de girar. Cambiar el tamaño del volante hace que la dirección sea más ligera o más pesada. Cambiar el acolchado del volante también amortigua la respuesta de los dedos.

Desde allí bajas por la columna de dirección. Aquí es donde se define la relación de dirección, y si tienes dirección manual sin asistencia, dirección asistida hidráulica, dirección asistida eléctrica, o si tienes un sistema de dirección por cable, sin conexión directa entre la columna de dirección y las ruedas. , como se ofrece en el Infiniti Q50 desde hace algunos años.

Lo siguiente es la propia suspensión, con sus puntos clave de geometría.

Camber: Este es el ángulo de las ruedas del automóvil cuando se ven de adelante hacia atrás. Más inclinación significa que la parte superior de la rueda está en ángulo hacia adentro y la parte inferior de la rueda en ángulo hacia afuera. En términos más simples, cuanto más inclinación tenga, más ansioso estará un automóvil por girar en una curva, a expensas del desgaste del neumático.

Toe: Este es el ángulo de las ruedas del automóvil cuando se ven desde arriba. La convergencia positiva significa que la parte delantera de la rueda está en ángulo hacia adentro y la parte trasera de la rueda en ángulo hacia afuera. En términos más simples, cuanto más convergencia tenga, más estable será el automóvil en línea recta y más se resistirá a girar en una curva, a favor de la estabilidad.

Caster: Esta es la relación de la suspensión del auto con relación a la rueda, y define cuánto quiere la rueda volver a estar recta. Si piensa en un carrito de compras, estas son ruedas con un avance extremo, un avance extremadamente negativo, y las ruedas se enderezan rápidamente a medida que el carrito avanza.

Cada uno de estos elementos afecta el peso de la dirección, la respuesta que obtienes a través de la rueda, por no hablar del diseño y peso de la suspensión en sí, o la altura del neumático, o el ancho del neumático, o el compuesto. del neumático, o el peso de las ruedas del automóvil, o un puñado de otros elementos de la geometría de la dirección más allá de lo que aparece en la hoja de alineación de su automóvil.

Los entusiastas hablan mucho sobre cómo un sistema de dirección asistida (o la ausencia del mismo) tiene un efecto en la sensación de la dirección. Los sistemas de asistencia son muy importantes, pero no son lo único que define la sensación de dirección. Gran parte tiene que ver con el neumático, el sistema de dirección en sí (es decir, bola de recirculación, piñón y cremallera, etc.) y la geometría de la suspensión. Más específicamente, Ackermann, inclinación del kingpin, desplazamiento del kingpin, avance neumático, así como los ángulos de inclinación y avance antes mencionados. Fue en este punto cuando esta historia empezó a torcerse.

Intentar explicar todas estas diferentes facetas de la geometría de la suspensión podría llevar toda una vida, y no sólo requiere un conocimiento profundo de los sistemas de suspensión de los automóviles, sino también de los neumáticos. Uno de los mejores libros sobre manejo automotriz es Race Car Vehicle Dynamics de William y Douglas Milliken. Tiene 68 páginas dedicadas únicamente a la dinámica de los neumáticos y otras 55 a la geometría de la suspensión. La idea de intentar resumir todo eso en una historia de aproximadamente 2000 palabras para este sitio web me provocó tanto dolor de cabeza que tuve que acostarme y tomar una siesta.

Cuanto más te adentras en la madriguera del conejo de carreras, más raras se vuelven las cosas también. El principio de Ackermann, que se remonta a principios del siglo XIX, es una geometría de dirección en la que el neumático interior se gira en un ángulo mayor que la rueda exterior en una curva, lo que se logra inclinando los brazos de dirección hacia adentro. Esto ayuda a evitar el roce excesivo de los neumáticos (la distancia entre el eje de dirección y la línea central de la zona de contacto) y garantiza una dirección más precisa. Después de todo, cuando su automóvil toma una curva, es la rueda exterior la que siempre recorre una distancia mayor que la interior.

Hace un tiempo, Gordon Murray me dijo que Ackermann tiene un efecto realmente grande en cómo se siente la dirección en las manos. Durante mi investigación descubrí el anti-Ackermamn, en el que el neumático exterior se gira en un ángulo mayor que el interior. Algunos equipos de carreras utilizan esta geometría para fomentar el desgaste de los neumáticos, lo que ayuda a aumentar el agarre en las curvas y, por tanto, la velocidad. ¿Pero qué carajo se siente anti-ackermann?

Haga una pausa en este vídeo de Sebastian Vettel conduciendo el Red Bull RB8 en el Gran Premio de Singapur de 2012 para ver la geometría anti-Ackermann en la práctica.

Mi suposición es que a cualquier piloto de carreras no profesional le resultará extraño, pero el trabajo de un auto de carreras es diferente al de un auto deportivo. El primer objetivo de un coche deportivo es ser divertido. El trabajo de un coche de carreras es ser rápido. El conductor de un coche deportivo es un aficionado que quiere, necesita y aprecia un coche que se comunique con él. El conductor de un auto de carreras es un profesional del que se puede esperar que descubra cómo hacerlo funcionar, tenga o no buenas sensaciones.

Aquí también es donde la dirección asistida vuelve a entrar en la ecuación. "La geometría de dirección pura para una dirección manual con un neumático delantero ancho y el disco de freno interfiriendo con la rótula de la horquilla inferior es una pesadilla de embalaje", me dijo Gordon Murray en una entrevista de 2020. "La mayoría de las personas, sólo para hacerles la vida más fácil, hacen concesiones en los elementos que afectan la sensación de la dirección... [S]i sabes que tienes dirección eléctrica o hidráulica, como diseñador, tenderás a hacer trampa en esos elementos , lo que significa que tienes una dirección corrupta, pero la asistencia eléctrica lo soluciona".

Incluso puedes ir un paso más allá. Los sistemas de dirección asistida, especialmente los sistemas eléctricos, permiten a los ingenieros utilizar todo tipo de geometrías extrañas y neumáticos delanteros extraordinariamente anchos, al mismo tiempo que brindan una dirección que la mayoría de los conductores sienten normal.

Mi padre y yo compartimos un auto de pista E30 325i, sin asistencia eléctrica, y tiene la dirección más pesada de cualquier auto que haya conducido. Tiene neumáticos delanteros enormes (fue construido para funcionar con 225/45R15 o 245/40R15 en todas partes) y alrededor de 1,5 grados de inclinación negativa en la parte delantera. Especialmente con los 245 y cuando los neumáticos están bien calientes, la dirección requiere un gran esfuerzo. Una vez me devolvió la patada en un rincón y me dolió la muñeca durante el resto del día.

Compare esto con el nuevo C8 Z06. Obviamente, ese auto es mucho más liviano en el eje delantero (no olvide que el motor de seis cilindros del E30 es completamente de hierro), pero para nuestras pruebas PCOTY, llevaba neumáticos delanteros Michelin Pilot Sport Cup 2 R 275/30R20 del paquete Z07, aproximadamente Tan pegajosos como los neumáticos de carretera, pero estaban configurados con 1,8 grados de inclinación negativa. Obviamente, sientes la inmediatez al entrar en curva, asociada con neumáticos delanteros anchos y mucha inclinación negativa, pero la dirección no se siente extraña en absoluto.

Así que todo importa... hasta que deja de serlo.

Podría dar una explicación extremadamente larga y detallada sobre cómo se sentiría el Z06 sin los efectos compensadores de la asistencia eléctrica (más allá de, simplemente, muy pesado), pero ¿cuál es el punto? Creo que para cualquiera que no sea un verdadero ingeniero de dinámica de vehículos (o tal vez un periodista como yo), probablemente no valga la pena sumergirse en todos estos detalles. E incluso aquellos cuyo trabajo es quedarse atascados tienen dificultades con esto. Dave Coleman, gerente de dinámica de vehículos de Mazda Norteamérica, cuyo trabajo es garantizar que los Mazda tengan una excelente dirección, entre otras cosas, dice que no hay respuestas simples a "qué es una buena sensación de dirección" y "¿cómo se logra?".

"La razón por la que es tan complicado es porque la dirección es en gran medida un circuito de retroalimentación multivariable", le dice a Road & Track. "Está la respuesta de la dirección, que es, esencialmente, cómo responde el sistema de dirección a una determinada acción del conductor; el retraso en la respuesta de la dirección, que describe el retraso entre la entrada y la salida; y el esfuerzo de la dirección, que se explica por sí mismo, pero no es en sí mismo la sensación de la dirección... "La razón por la que es tan complicado y da vueltas en círculos es porque las acciones del propio conductor cambian dependiendo de cómo responde el auto".

Una línea de Coleman me ayudó a darme cuenta de que tenía razón al abordar este tema, a pesar de los muchos obstáculos. "Lo que intentas hacer cuando conduces un coche es en realidad, si lo piensas bien, algo bastante peliagudo", afirma. "Estás tratando de mantener esta cosa de 3000 libras entre líneas o vas a morir. Nos acostumbramos tanto que olvidamos lo estresante que es... Estás haciendo que el auto vaya a un lugar determinado. Y Estamos tomando toda esta retroalimentación del auto para descubrir exactamente qué necesitas hacer para que vaya a ese lugar y lograr que sea una entrada simple, fluida y natural que no tenga muchas correcciones ni retroalimentación. Es muy, muy complicado".

En última instancia, mi trabajo, tratar de hacer que temas complejos sean comprensibles para una audiencia bastante amplia, es complicado, pero no es de vida o muerte. Agradezca que el ingeniero de dinámica del vehículo sepa lo que está haciendo.

Chris Perkins, entusiasta de los automóviles desde la infancia, es un nerd de la ingeniería de Road & Track y apologista de Porsche. Se unió al personal en 2016 y desde entonces nadie ha encontrado una manera de despedirlo. Estaciona un Porsche Boxster en la calle en Brooklyn, Nueva York, para horror de todos los que ven el auto, incluido el propio autor. También insiste en que no es una persona convertible, a pesar de tener tres.

El ascenso y la caída del motor de cinco cilindros

El coche que dominó la era dorada de la IndyCar

El Ferrari 550 Maranello es el GT3 de los coches GT

Todo lo que sabe sobre los costos de reparación de vehículos eléctricos es incorrecto

Lamborghini Lanzador no es para clientes actuales

Gordon Murray dice que su auto deportivo barato está muerto

Rolls-Royce Droptail es un roadster biplaza V-12

El Mercedes-AMG GT 63 añade dos asientos y tracción total

El Mustang GTD es un superdeportivo de 800 CV y ​​300.000 dólares

El CTR3 Evo de 800 CV es el coche más potente de RUF hasta la fecha

El Zenvo Aurora tiene un V-12 Quad-Turbo de 1250 HP

Cómo Toyota hizo una mejor transmisión manual