Mira un coche salir de la línea y el morro sube mientras la cola baja. Eso es transferencia de peso, y no es una peculiaridad de la suspensión: se sigue de las leyes de Newton y de la forma del coche. Esta entrada trabaja un coche de ejemplo con supuestos declarados. Las cifras son ilustrativas, no las de ningún coche de un juego.
La fórmula
Los neumáticos empujan el coche hacia delante a nivel de la carretera, pero la masa del coche actúa en su centro de gravedad, por encima de la carretera. Las dos fuerzas forman un par que intenta girar el coche con el morro hacia arriba, y los neumáticos deben aportar un cambio opuesto de carga. Tomando momentos respecto a los puntos de contacto se obtiene la carga extra en el eje trasero, y la misma cantidad sale del delantero:
ΔW = m × a × h ÷ L
Aquí m es la masa, a la aceleración, h la altura del centro de gravedad sobre la carretera, y L la batalla. La masa, la aceleración y la altura aumentan la transferencia, y una batalla más larga la reduce. No depende de los muelles, los neumáticos ni de qué ruedas son motrices.
Un ejemplo resuelto
Supón un coche de 1,500 kg con su centro de gravedad a 0.5 m de altura, una batalla de 2.7 m y un reparto estático de 50:50, así que 750 kg descansan en cada eje. Lánzalo a 1 g, una cifra deliberadamente generosa, y toma g como 9.81 m/s².
La transferencia es 1,500 × 0.5 ÷ 2.7 = 277.8 kg de carga por cada 1 g, o 2,725 N al multiplicarlo por 9.81. Eso es el 18.5% del peso del coche trasladado de un eje al otro. El eje trasero lleva entonces 750 + 277.8 = 1,027.8 kg y el delantero 750 − 277.8 = 472.2 kg. Cada uno cambia un 37% de su carga estática: el trasero sube un 37.0%, el delantero baja un 37.0%. En newtons, el trasero lleva 10,082.5 N y el delantero 4,632.5 N, y juntos siguen sumando el peso del coche de 14,715 N.
Por qué la tracción trasera gana y la delantera pierde
Un neumático puede empujar como máximo el coeficiente de fricción μ por la carga que soporta. La transferencia de peso aumenta la carga en los neumáticos traseros y la reduce en los delanteros, así que ayuda a un coche de tracción trasera y perjudica a uno de tracción delantera. Toma μ = 1.0, una cifra plausible para un buen neumático, y deja que a sea la aceleración en g. La transferencia a esa aceleración es a × 277.8 kg.
- Tracción trasera: la fuerza máxima es μ × (750 + 277.8a) kgf, y el coche necesita 1,500a. Resolviendo, a = 0.5 ÷ (1 − 5/27) = 0.614 g. Without transfer the limit would be 0.5 g, so the transfer is worth 0.114 g.
- Tracción delantera: los neumáticos delanteros soportan 750 − 277.8a, así que a = 0.5 ÷ (1 + 5/27) = 0.422 g. Transfer costs 0.078 g against the static 0.5 g.
- Tracción total: cada neumático empuja y las cargas siguen sumando el peso del coche, así que el techo es μ × g, 1.00 g, sin penalización por dividir.
Estos son solo techos de tracción. Un coche real también necesita la potencia para alcanzarlos, por eso las rpm de salida existe como ajuste.
El tiempo de los 60 pies muestra la diferencia. Sesenta pies son 18.288 m, y con aceleración constante t = √(2d ÷ a). La tracción trasera a 0.614 g (6.02 m/s²) lo recorre en 2.46 s, y la delantera a 0.422 g (4.14 m/s²) en 2.97 s. Para comparar, 1 g tardaría 1.93 s. La entrada sobre los 60 pies explica por qué importa ese tramo.
Barras antiwheelie
Si la transferencia crece hasta que el eje delantero no soporte nada, las ruedas delanteras se levantan. En este modelo simple eso ocurre cuando a × h ÷ L iguala la parte estática delantera de 0.5, así que a = 0.5 × 2.7 ÷ 0.5 = 2.7 g. An ordinary car never gets near that. A dragster, with a rearward weight bias, enormous grip and far more power than a road car, can. A wheelie bar is a pair of small wheels on a frame behind the rear axle. It does not add traction; it stops the nose rising past a few degrees, because a car with its front in the air cannot be steered and a rising nose can carry on over.
Hundimiento y antihundimiento
La fórmula da la carga total que se mueve, pero no cómo viaja. Parte pasa por los muelles, que se comprimen en la parte trasera y se extienden en la delantera. Eso es el hundimiento. El resto pasa por los brazos de suspensión, que empujan directamente la carrocería. La geometría antihundimiento inclina los brazos traseros para que la fuerza motriz sobre el eje tenga una componente hacia arriba sobre la carrocería, y un diseño con una cifra antihundimiento alta lleva más de la transferencia por los brazos y menos por los muelles.
El antihundimiento no cambia ΔW. Los neumáticos traseros soportan la misma carga extra en cualquier caso; solo cambia la vía. Su beneficio es el control, con menos cabeceo. Los montajes de aceleración suelen hacer lo contrario en el tren delantero, con muelles blandos y gran recorrido para que el morro pueda subir y la carga llegue a los neumáticos traseros sin oposición.
La transferencia de peso la fijan la masa, la altura del centro de gravedad, la batalla y la aceleración. La suspensión decide cómo se mueve, no cuánto se mueve.
En el juego
La ficha de Play de Pink Slip Kings dice que puedes mejorar neumáticos, tracción y suspensión, y equilibrar la potencia frente al agarre de los neumáticos para mejorar tu salida. No dice si el juego modela la transferencia de peso, así que trata la física de aquí como contexto sobre coches reales.
Pink Slip Kings: Drag Racing es un juego de aceleración 3D con controles manuales de salida y cambio y ajuste detallado del motor, la tracción, los neumáticos y la suspensión, con banco de potencia, telemetría y tiempos de carrera. Funciona sin conexión, no tiene anuncios ni compras dentro de la aplicación, y su dinero y sus coches del juego no se pueden comprar ni cambiar por dinero real.