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| La atención se ha concentrado en el DAS ('Dual Axis Steering') (1), pero el secreto podría estar relacionado con un invento que data de 2019 y que cambia la caída de las ruedas también en las curvas. |
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| El descubrimiento del Ackermann data del siglo XIX pero nunca fué "variable"...como ahora en el Mercedes de F1. |
La historia es la siguiente....El DAS fue descubierto en los test invernales gracias a las cámaras de TV de la F1 en Barcelona. Así, se vio a Lewis Hamilton y Valtteri Bottas mover hacia delante y hacia detrás su volante en plena recta.
Desde es momento, el sistema de dirección doble ha sido tema de discusión en todos los boxes de la F1, e incluso Red Bull y Ferrari hicieron saber sus dudas sobre la legalidad del invento que modifica en marcha la convergencia de las ruedas delanteras y que pretende mejorar el desgaste de los neumáticos y disminuir la resistencia de la rodadura permitiendo más velocidad en rectas.
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| Ahora parece haberse descubierto que los ingenieros dirigidos por James Allison parecen haber además utilizado una doble cremallera que convierte en independientes a las ruedas delanteras y la variación del ángulo de Ackermann parece ser posible gracias a la presencia de un balancín. Los balancines, de hecho, deben garantizar la progresividad del ángulo de giro de acuerdo con la dirección utilizada. |
Si el final de temporada pasada estuvo marcado por la polémica sobre el motor Ferrari; en los inicios de éste, antes de que el coronavirus y sus estragos monopolizas toda la atención, compartió protagonismo con el sistema DAS de Mercedes, la 'Dual Axis Steering', que puede dar a las flechas de plata una ventaja importante y sobre la que todos los equipos protestan porque no pueden copiarlo a tiempo, ya que las futuras reglas nuevas –esas que debían entrar en vigor en 2021, pero que se han retrasado– lo prohíben. Pero entre tanto Mercedes puede tener una ventaja importante.Se piensa que el DAS no es más que un refinamiento añadido al verdadero secreto del Mercedes, que ya se pudo usar el año pasado, y que en el fondo el DAS es sólo una distracción para que los rivales no descubran el secreto creal: la doble cremallera y los dos balancines son los elementos que permiten variar el 'ángulo de Ackermann'.
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| Fue inventado por el constructor de transporte alemán "Lankensperger" en 1817, luego de ser patentado por su agente en Inglaterra Rudolph Ackermann (1764-1834) en 1818 para hacer doblar mejor los coches de caballos. |
En esencia, el principio dice que cuando un vehículo traza una curva, los ejes de todas las ruedas –las prolongaciones imaginarias, claro–, deben concurrir en un punto que es el centro instantáneo de rotación. Para que esto suceda, la rueda interior debe girar con un ángulo mayor que la exterior, es decir una cierta divergencia entre los ángulos girados por cada rueda.
La idea es compensar la diferencia de radio de giro de las ruedas interior y exterior, que les hace recorrer distintas trayectorias en curva, para conseguir un centro de rotación único del vehículo. Para ello, la prolongación de las bieletas de dirección convergirían en el centro del eje trasero. Esto permite que el coche tenga un centro de rotación concreto, mayor estabilidad y un desgaste menor de las ruedas.
En los carruajes esto se cumplía de forma clara, pero en los automóviles hay que contar con la deformación de los neumáticos, que es muy importante en los F1 debido a su altos perfiles y a que en el fondo actúan como complemento de la suspensión y esta deformación es proporcional al esfuerzo que actúa sobre el neumático y también actúa la transferencia de masas, aunque en las suspensiones modernas este efecto es asimismo controlado.
Para conseguir mejorar este efecto el equipo del Ing. James Allison, diseñó el sistema de doble cremallera. El sistema permitiría conseguir un ángulo de Ackermann variable a través de dos balancines, de forma que el ángulo variaría en función del giro del volante para adecuarse a las circunstancias.
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| El DAS elimina la convergencia en rectas mejorando la velocidad y disminuyendo el desgaste de los neumáticos. (Dual Axis Steering) |
Así, el tema del Ackermann Variable actuaría en las curvas, mejorando el paso por éstas y el DAS actuaría sólo en las rectas. Sumados darían una importante mejora en el tiempo por vuelta.
Como dijimos la idea de la geometría de Ackermann es evitar el deslizamiento de los neumáticos delanteros en curva. Para ello, lo ideal es conseguir que los centros de rotación de cada rueda coincidan en un punto y lo mejor es que ese punto sea el centro de curvatura de la trayectoria. Como las ruedas traseras son fijas, comparten este centro. En los primeros carruajes eso se conseguía pivotando el eje delantero –rígido– alrededor de un punto central. Pero en un automóvil, para las delanteras, por cómo giran, está claro que deben girar en ángulos diferentes para conseguir esta coincidencia: la rueda delantera interior debe girar con un ángulo mayor que la exterior.
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| De un momento a otro en Mercedes le encontraron "la vuelta" al desgaste prematuro de neumáticos... |
Esto se logró haciendo que las varillas de dirección sean más cortas que los brazos de suspensión, para que actúen así a través de un reenvío, pero entran en juego factores diferentes como el estado de la carretera, la deriva de los neumáticos, etc. Así que en los automóviles reales no se usa el sistema de Ackermann perfecto o puro porque es muy difícil conseguir que esto se cumpla en cualquier tipo de curva. Hay que tener en cuenta que mientras una carreta o carroza mantiene una velocidad constante o con pocas variaciones, un automóvil abarca un importante abanico de velocidades.
Y en competición se usa muchas veces un Ackermann inverso para compensar la gran diferencia de deriva entre la rueda delantera interior y exterior debida al 'trasvase de masas' en curva –es algo que en un coche de serie notamos, ya que se inclina hacia el exterior de la curva y ayuda a reducir el incremento de temperatura de las gomas a alta velocidad, aunque perjudica en las curvas lentas–.
De alguna forma, con su doble cremallera, Mercedes habría conseguido aproximarse al Ackermann ideal teniendo en cuenta la deriva de los neumáticos o los radios diferentes de giro de la trayectoria y velocidades.
Si el sistema de dirección doble puede activarse solo en recta, el de Ackermann funciona en todas las curvas del circuito, por lo que tiene una eficacia notablemente mayor. Así sorprende, por lo tanto, que el DAS se haya puesto en duda, pero no el sistema paralelo que parece tener muchísima más influencia en el rendimiento...
(The system in question relates to the use of Ackerman angle - the difference in steering angle between the inner and outer wheels. Being able to alter that would allow either wheel to follow a different path to optimise slip angle.)
fuentes: SoyMotor.com, motorsport.com, Diseño, teoría y puesta a punto de las suspensiones para autos de competición/Orlando Rios, Manual de automóviles/Arias Paz,
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