¿Cambia la amortiguación la transferencia de carga?

¡Hola a todos!
Así, de repente, una pregunta: ¿has estado ajustando la configuración de tus amortiguadores?

Cambiar la fuerza de amortiguación de los amortiguadores puede transformar por completo las sensaciones al volante.

Aumentar o reducir la fuerza de amortiguación cambia de forma apreciable la velocidad de los movimientos de la carrocería, como el cabeceo al frenar y el balanceo en las curvas.
Pero encontrar el nivel ideal de amortiguación no es fácil. El ajuste adecuado depende del circuito en el que estés conduciendo y también de las preferencias personales del piloto.
Otra cosa que suele generar confusión es cómo afecta un cambio en la fuerza de amortiguación al agarre de los neumáticos. El mecanismo que hay detrás es sorprendentemente complicado, así que es fácil interpretarlo mal.

El otro día estaba viendo YouTube. Y no, no era lo que estás pensando: estaba viendo un vídeo relacionado con el automovilismo.

En él había un tipo con una pinta bastante intimidante que hablaba con mucho entusiasmo sobre el ajuste de los amortiguadores. Y dijo algo que me llamó la atención.

«¿Cómo saber si es mejor una amortiguación más dura o más blanda? Por ejemplo, si la parte trasera del coche se vuelve inestable al frenar fuerte al entrar en una curva, aumentas la fuerza de amortiguación trasera. Al aumentar la fuerza de amortiguación trasera, la parte trasera pierde carga con menos facilidad durante la frenada, haciendo que el coche sea más estable.

He usado la palabra “carga” porque es más fácil de entender para los pilotos, pero desde el punto de vista de un mecánico, no es exactamente lo que está ocurriendo.»

Entonces, ¿qué quiere decir con eso?

La transferencia de carga es simplemente la variación de la carga que soporta cada neumático. La magnitud de esa transferencia de carga viene determinada por cuatro factores:

  • El peso del vehículo
  • La altura del centro de gravedad
  • La aceleración que experimenta el vehículo
  • La batalla (o el ancho de vía, dependiendo de la dirección de la transferencia de carga)

Por ejemplo, imaginemos que aumentamos la fuerza de amortiguación hasta el infinito, de modo que los amortiguadores se convierten, en la práctica, en barras rígidas que no pueden comprimirse ni extenderse en absoluto. Incluso así, al frenar se sigue produciendo una transferencia de carga de los neumáticos traseros a los delanteros, y al acelerar se produce una transferencia de carga de los delanteros a los traseros.

Mientras esos cuatro factores permanezcan iguales, la magnitud de la transferencia de carga seguirá siendo, en esencia, la misma. (Estrictamente hablando, existen pequeños efectos provocados por la energía que almacenan y liberan los muelles, la fricción y demás, pero aquí son despreciables.)

Como cambiar la rigidez de los muelles o la fuerza de amortiguación modifica cuánto se mueve la suspensión y con qué rapidez lo hace, es fácil pensar que, si la suspensión se mueve más lentamente, la transferencia de carga también debería producirse más lentamente.

Sin embargo, no es así.

La transferencia de carga que resulta de la interacción entre los neumáticos, la superficie de la carretera y el centro de gravedad del vehículo es un fenómeno físico independiente. El movimiento de la suspensión es el resultado de las fuerzas internas que actúan dentro del vehículo, por lo que no modifica directamente la transferencia de carga en sí. (De nuevo, estamos ignorando efectos secundarios muy pequeños, como ligeros cambios en la altura del centro de gravedad o en la batalla provocados por el recorrido de la suspensión.)

Piénsalo de esta manera.

Si aumentar la fuerza de amortiguación realmente ralentizara la propia transferencia de carga, entonces hacer que la amortiguación fuera infinitamente rígida significaría que la transferencia de carga también se volvería infinitamente lenta. Podrías pisar el freno a fondo y, aun así, la transferencia de carga nunca llegaría realmente a completarse. En otras palabras, prácticamente no se produciría transferencia de carga.

Pero obviamente eso no es lo que ocurre.

En el momento en que pisas el pedal de freno, se produce una transferencia de carga. Lo que cambia es la velocidad del cabeceo del coche.

La única forma de hacer que la propia transferencia de carga sea más lenta es hacer más gradual el cambio de aceleración; por ejemplo, pisando el freno o el acelerador de forma progresiva en lugar de hacerlo todo de golpe.

Y, aun así, cualquiera que haya ajustado los amortiguadores sabe que el comportamiento del coche cambia claramente.

Entonces, ¿qué es exactamente lo que está provocando ese cambio?

Explicarlo correctamente probablemente daría para escribir un libro entero, así que, en lugar de eso, simplemente voy a mencionar algunos de los factores que intervienen.

– Contacto de los neumáticos

Si la amortiguación es demasiado dura o demasiado blanda, la suspensión no puede adaptarse correctamente a los baches y a las irregularidades del asfalto, lo que reduce el contacto de los neumáticos con la carretera.

Un mal contacto de los neumáticos delanteros tiende a aumentar el subviraje, mientras que un mal contacto de los traseros tiende a aumentar el sobreviraje.

– Velocidad de cambio del eje de balanceo

Cambiar la fuerza de amortiguación modifica la velocidad del cabeceo del coche. En las curvas en las que el cabeceo tiene una influencia apreciable, esto también cambia el eje de balanceo dinámico, es decir, la posición y el ángulo del eje de balanceo en los distintos puntos de la curva.

Dado que el ángulo del eje de balanceo afecta a cómo se distribuye la transferencia de carga entre el eje delantero y el trasero, y que la fuerza lateral de los neumáticos no aumenta de forma lineal con la carga, un eje de balanceo más inclinado hacia delante tiende a desplazar el equilibrio hacia el sobreviraje, mientras que una menor inclinación hacia delante tiende a desplazarlo hacia el subviraje.

Por ahora, dejaré de lado los efectos de la posición del eje de balanceo.

– Velocidad de cambio del ancho de vía

Cambiar la fuerza de amortiguación también modifica la velocidad del cabeceo y del balanceo, lo que significa que también cambia el ancho de vía dinámico, es decir, el ancho de vía efectivo en los distintos puntos del circuito.

El comportamiento exacto depende del diseño de la suspensión, pero, en términos generales, si el ancho de vía delantero aumenta más que el trasero, el equilibrio tiende hacia el sobreviraje. Si aumenta más el trasero, tiende hacia el subviraje.

(Dicho esto, mientras el ancho de vía está cambiando, los neumáticos están generando fuerza lateral al empujar contra la superficie de la carretera, así que, dependiendo de la situación, la tendencia al subviraje o al sobreviraje puede incluso invertirse.)

– Velocidad de cambio de la alineación

Como cambiar la fuerza de amortiguación modifica la velocidad del cabeceo y del balanceo, también cambia la alineación dinámica, es decir, los ángulos de convergencia y caída en los distintos puntos del circuito.

De nuevo, el comportamiento exacto depende del vehículo, pero si esos cambios de alineación aumentan la fuerza lateral de los neumáticos delanteros, el equilibrio tiende hacia el sobreviraje. Si aumentan la fuerza lateral de los neumáticos traseros, tiende hacia el subviraje.

Antes he dejado de lado los efectos de la posición del eje de balanceo, pero las cosas se vuelven todavía más complicadas cuando se consideran por separado la compresión y la extensión, ya que también afectan a la altura del centro de gravedad y a la posición del eje de balanceo, incluida su posición lateral.

Para ser sincero, tampoco he estudiado esta parte con suficiente detalle, así que no la comprendo por completo.

Así que, simplificando muchísimo, cuando el coche cabecea hacia delante, tiende al sobreviraje, y cuando cabecea hacia atrás, tiende al subviraje.

Por supuesto, es una simplificación enorme.

Y también hay situaciones en las que esto no se cumple.

En el vídeo, decía que si la parte trasera se vuelve inestable al frenar fuerte, hay que aumentar la fuerza de amortiguación trasera.

Eso suele ser cierto, pero solo hasta cierto punto. Si la superficie de la carretera es irregular y haces que la amortiguación sea innecesariamente dura, la parte trasera puede volver a volverse inestable.

En el circuito de Takasu, por ejemplo, los ajustes de amortiguación suelen tener un efecto mayor en curvas como Getchan o Grip End que en curvas como Kageyama. Realmente depende del tipo de curva.

Y, además, todo esto depende del propio coche. Un coche con mucho recorrido de suspensión no responderá de la misma manera que uno con muy poco recorrido.

Como puedes ver, es un tema sorprendentemente complicado.

Por eso, explicárselo correctamente a un piloto es extremadamente difícil.

Así que, en la mayoría de los casos, probablemente sea mejor decir simplemente:

«Aumentar la fuerza de amortiguación trasera hace que la parte trasera pierda carga con menos facilidad, lo que hace que el coche sea más estable.»

Puede que no sea la explicación más precisa desde el punto de vista físico, pero es mucho más fácil de entender para un piloto.

Curiosamente, si le pides a ChatGPT que explique este mecanismo, lo normal es que al principio te dé una respuesta parecida.

Pero si le respondes algo como: «Me da igual cómo lo perciben los humanos; explícame simplemente qué cambios físicos se producen de verdad», y sigues señalando las contradicciones, al final cambia a una explicación más precisa.

Si consigues que ChatGPT te dé la respuesta: «Los ajustes de los amortiguadores no cambian directamente la propia transferencia de carga entre los neumáticos. En cambio, influyen en las características de agarre de los neumáticos mediante cambios en el comportamiento del vehículo y en la geometría de la suspensión» — entonces enhorabuena: probablemente seas tan friki de la suspensión como yo.

En fin, el objetivo básico de ajustar la amortiguación es mejorar el contacto de los neumáticos con la carretera.

Así que, idealmente, el subviraje y el sobreviraje deberían ajustarse mediante el reparto de la rigidez al balanceo y el equilibrio de altura de marcha entre los ejes delantero y trasero.

Dicho esto, ¿realmente puedes mantener un equilibrio perfecto de la rigidez al balanceo y de las alturas de marcha para todas las condiciones de cada circuito? No es precisamente fácil.

Especialmente en la gymkhana, donde a menudo tienes que hacer ajustes sobre la marcha, no siempre puedes permitirte decir: «Primero vamos a optimizarlo todo perfectamente».

Así que, si ya estás metido de lleno en los reglajes, ¡ánimo con esos ajustes finos!