Las ruedas delanteras de un vehículo están instaladas con la parte superior inclinada hacia adentro o hacia afuera. Este fenómeno se conoce como “ángulo de caída” y se mide en grados respecto a la vertical. Cuando la parte superior de la rueda se inclina hacia afuera, se denomina “ángulo de caída positivo”. En cambio, cuando se inclina hacia adentro, se denomina “ángulo de caída negativo”.

En automóviles antiguos, las ruedas solían tener un ángulo de caída positivo para mejorar la durabilidad del eje delantero y asegurar que las ruedas mantuvieran un contacto perpendicular con la superficie de la carretera. Esto ayudaba a evitar el desgaste desigual de los neumáticos en caminos donde el centro estaba más elevado que los bordes.

En los vehículos modernos, los ejes y las suspensiones son más robustos y las carreteras suelen ser más planas, por lo que no es necesario un ángulo de caída positivo. Por lo tanto, los neumáticos se alinean hacia un ángulo de caída cero, aunque algunos vehículos actuales aún tienen un ángulo de caída negativo para mejorar el desempeño en las curvas.

Ángulo de Caída Negativo

Cuando se aplica una carga vertical a un neumático con ángulo de caída, se genera una fuerza horizontal. Esta fuerza, conocida como “empuje del ángulo de caída”, actúa hacia el interior del vehículo en el caso de un ángulo de caída negativo y hacia el exterior en el caso de un ángulo de caída positivo.

Al tomar curvas, el vehículo se inclina hacia el exterior, lo que hace que el ángulo de caída de los neumáticos se vuelva más positivo, reduciendo el empuje del ángulo de caída hacia el interior del vehículo y disminuyendo la fuerza centrífuga. El ángulo de caída negativo ayuda a contrarrestar el ángulo de caída positivo durante las curvas, manteniendo así una fuerza adecuada al girar.

Ángulo de Caída en las Curvas

Cuando un automóvil gira, el empuje del ángulo de caída actúa sobre los neumáticos exteriores, reduciendo la fuerza centrífuga debido al aumento del ángulo de caída positivo. La fuerza centrífuga hace que el vehículo se incline hacia afuera durante el giro debido a la acción de los muelles de suspensión, alterando el ángulo de caída.

Observación

Durante el giro, la fuerza centrífuga tiende a hacer que el vehículo siga un arco mayor del deseado por el conductor, a menos que el vehículo genere suficiente contrafuerza, es decir, fuerza centrípeta, para estabilizarlo. La fuerza centrípeta es generada por la deformación y el deslizamiento lateral de la banda de rodadura, provocada por la fricción entre el neumático y la carretera. Esto se conoce como fuerza en las curvas.

Ángulo de Caída Cero y Positivo

Ángulo de Caída Cero

La principal razón para adoptar un ángulo de caída cero es prevenir el desgaste desigual de los neumáticos. Si las ruedas tienen un ángulo de caída negativo o positivo, la inclinación respecto a la carretera causa diferencias en los radios de rotación entre el interior y el exterior del neumático, lo que provoca un desgaste desigual. Un ángulo de caída cero evita este problema.

Ángulo de Caída Positivo

Las funciones del ángulo de caída positivo son las siguientes:

• Reducción de la carga vertical: Con un ángulo de caída cero, la carga sobre el huso se aplica en la dirección F’. Cambiando a un ángulo de caída positivo, la carga F’ aplicada al huso se transforma en una carga F en la dirección de la junta del huso, reduciendo así la carga momentánea sobre el huso y el pivote de dirección.
• Prevención del deslizamiento de la rueda: La carga F aplicada a la rueda se divide en F1 y F2. F2 es una fuerza que empuja el interior de la rueda hacia el eje del huso, impidiendo que la rueda se deslice fuera del huso.
• Prevención del ángulo de caída negativo indeseable debido a la carretera: Esto evita que la parte superior de la rueda se incline hacia adentro debido a la deformación de los componentes de la suspensión y los casquillos, provocada por la carga de los pasajeros y el equipaje.
• Reducción del esfuerzo de dirección: Esto se explica en detalle en la sección dedicada a la inclinación del eje de dirección.

Consejo para el Mantenimiento

Si las ruedas tienen un ángulo de caída excesivamente positivo o negativo, el desgaste de los neumáticos será desigual. Con un ángulo de caída excesivamente negativo, el desgaste será mayor en la parte interior del neumático. Con un ángulo de caída excesivamente positivo, el desgaste será mayor en la parte exterior del neumático.