Rodamientos de ruedas de carreras

Oct 31, 2023

No importa si se trata de un NASCAR de 3200 lb o de un Indycar de 1630 lb, los cojinetes de las ruedas pueden ayudar a colocar un auto en la pole position y ganar una carrera. Los equipos de carreras siempre buscan velocidad extra de los rodamientos de las ruedas.

El primer requisito para un cojinete de rueda es tener suficiente rigidez para resistir la deflexión en las curvas. Un rodamiento de rueda de carreras también debe tener la menor fricción posible. La fricción entre el sello y el cubo puede consumir potencia y matar la velocidad máxima. Incluso una pequeña mejora en el diseño de un cojinete de rueda puede generar potencia y velocidad adicionales.

La primera forma de mejorar la rigidez de un cojinete de rueda es aumentar el diámetro y la distancia entre los cojinetes interior y exterior. Este enfoque funciona tanto para rodamientos esféricos de contacto angular como para rodamientos de rodillos cónicos. El tamaño de los elementos rodantes es otra parte de la ecuación. Para los rodamientos esféricos de contacto angular de carreras, las bolas serán más pequeñas, pero habrá más bolas o rodillos en comparación con un vehículo de carretera. Los rodamientos de rodillos cónicos también tendrán un diámetro mayor, pero los rodillos tienen aproximadamente el mismo tamaño que un vehículo de carretera. NASCAR especifica rodamientos de rodillos cónicos hechos de acero magnético.

Los elementos rodantes y las pistas están tratados térmicamente y pulidos según especificaciones muy exigentes. Algunos rodillos y pistas utilizan revestimientos de nitruro de silicio para mejorar la dureza y el acabado de la superficie. El acabado superficial de los rodamientos tiene una relación directa con el calor generado y la interacción con la grasa. Cuanto más baja sea la temperatura dentro del cojinete, significa que el equipo podría usar una grasa de menor viscosidad.

Los cojinetes de rueda de cerámica se utilizan en algunas clases de carreras, aunque tanto NASCAR como IndyCar prohíben el uso de cojinetes de cerámica para reducir los costos de los equipos. Los cojinetes cerámicos se encuentran típicamente en vehículos más livianos como motocicletas y aplicaciones específicas como carreras de resistencia.

La ventaja de los rodamientos cerámicos es una menor resistencia a la rodadura y un menor peso. Algunas aplicaciones, como las carreras de autos de Fórmula, han comenzado a usar cojinetes de rueda completamente cerámicos. Los corredores de carreras están comenzando a usarlos más para las ruedas delanteras y en los diferenciales.

Otra tecnología que impulsa los cojinetes cerámicos de las ruedas es el crecimiento de las clases de carreras que utilizan sistemas de propulsión híbridos eléctricos como la Fórmula Uno y algunas series de prototipos de autos deportivos. La electricidad es mala para los rodamientos de acero. La electricidad perdida puede formarse un arco entre los elementos rodantes y las pistas. Esto puede causar picaduras y la falla del rodamiento. Dado que los materiales cerámicos no conducen la electricidad, bloquean el flujo de electricidad.

Los sellos de cojinetes de rueda en un vehículo de producción pueden producir mucha fricción. Los sellos para automóviles de carretera tienen que funcionar bajo una amplia variedad de temperaturas durante un largo ciclo de vida. Tienen que mantener la grasa dentro y los contaminantes fuera.

Los sellos de los cojinetes de las ruedas en un auto de carrera como NASCAR o IndyCar necesitan mantener la grasa en el cubo del cojinete de las ruedas mientras crean la menor cantidad de fricción. Longevidad o resistencia significa que el sello tiene que durar hasta el final de la carrera. La mayoría están diseñados para usar presión positiva. A medida que aumenta la temperatura dentro del cubo, también lo hace la presión. La presión sella el labio contra el eje o eje. Algunos sellos de cojinetes de rueda tienen dos piezas para reducir la fricción.

La grasa para algunos rodamientos de volantes de carreras es muy especial. IndyCar especifica el cojinete de rueda y los sellos para todos los autos. Pero, en el libro de reglas, dicen específicamente que la grasa está abierta para el desarrollo. Varios equipos de IndyCar se han asociado con fabricantes de lubricantes para formular grasas patentadas para cojinetes de ruedas a fin de obtener una ventaja. NASCAR tiene la misma política abierta cuando se trata de grasa para cojinetes de ruedas.

Junto a la química de la grasa, una de las áreas más investigadas es la cantidad correcta de grasa necesaria dentro del cubo para la mejor protección y la menor cantidad de pérdida de potencia parásita. Se han pasado muchas horas en los dinamómetros del chasis para encontrar la cantidad correcta.

En los niveles más altos de los deportes de motor, los órganos rectores buscan contener los costos e incluso el campo con fines de entretenimiento. Para algunos equipos, solo una pequeña mejora de tres caballos de fuerza o unas pocas millas por hora al final de la recta puede significar la diferencia entre un podio o quedar atrapados en el medio del pelotón. Pequeñas mejoras en los cojinetes de las ruedas pueden marcar la diferencia.