Tracción (mecánica)

La tracción , fuerza de tracción o fuerza de tracción es una fuerza utilizada para generar movimiento entre un cuerpo y una superficie tangencial, mediante el uso de fricción seca o fuerza de corte . ^{[1] [2] [3] [4]} Tiene aplicaciones importantes en vehículos , como en el esfuerzo de tracción .

La tracción también puede referirse a la fuerza de tracción máxima entre un cuerpo y una superficie, limitada por la fricción disponible; cuando este es el caso, la tracción a menudo se expresa como la relación entre la fuerza de tracción máxima y la fuerza normal y se denomina coeficiente de tracción (similar al coeficiente de fricción ). Es la fuerza que hace que un objeto se mueva sobre la superficie al superar todas las fuerzas de resistencia como la fricción , las cargas normales (carga que actúa sobre los niveles en el eje 'Z' negativo), la resistencia del aire , la resistencia a la rodadura , etc.

La tracción se puede definir como:

un proceso físico en el que se transmite una fuerza tangencial a través de una interfaz entre dos cuerpos mediante fricción seca o una película de fluido intermedia, lo que da como resultado movimiento, detención o transmisión de potencia.

—  Fundamentos y pruebas de desgaste mecánico, Raymond George Bayer ^[5]

En la dinámica del vehículo, la fuerza de tracción está estrechamente relacionada con los términos esfuerzo de tracción y tracción en la barra de tiro , aunque los tres términos tienen definiciones diferentes.

El coeficiente de tracción se define como la fuerza utilizable para la tracción dividida por el peso sobre el tren de rodaje (ruedas, orugas, etc.) ^{[6] [7]} es decir:
     tracción utilizable = coeficiente de tracción × fuerza normal .

La tracción entre dos superficies depende de varios factores:

• Composición material de cada superficie.
• Forma macroscópica y microscópica (textura; macrotextura y microtextura )
• Fuerza normal que presiona las superficies de contacto entre sí.
• Contaminantes en el límite del material, incluidos lubricantes y adhesivos.
• Movimiento relativo de superficies de tracción: un objeto deslizante (uno en fricción cinética) tiene menos tracción que un objeto no deslizante (uno en fricción estática).
• Dirección de tracción relativa a algún sistema de coordenadas: por ejemplo, la tracción disponible de un neumático a menudo difiere entre las curvas, la aceleración y el frenado. ^[8]
• Para superficies de baja fricción, como todo terreno o hielo, la tracción se puede aumentar mediante el uso de dispositivos de tracción que penetran parcialmente la superficie; estos dispositivos utilizan la resistencia al corte de la superficie subyacente en lugar de depender únicamente de la fricción seca (por ejemplo, bandas de rodadura agresivas para todo terreno o cadenas para nieve ).

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En el diseño de vehículos con ruedas o con orugas, es más deseable una alta tracción entre la rueda y el suelo que una baja, ya que permite una mayor aceleración (incluso en curvas y frenadas) sin que las ruedas patinen. Una excepción notable es la técnica de derrape de los deportes de motor , en la que la tracción de las ruedas traseras se pierde deliberadamente durante las curvas a alta velocidad.

Otros diseños aumentan drásticamente la superficie para proporcionar más tracción que las ruedas, por ejemplo, en vehículos de orugas continuas y semiorugas . ^{[ cita requerida ]} Un tanque o un vehículo de orugas similar utiliza orugas para reducir la presión en las áreas de contacto. Un M1A2 de 70 toneladas se hundiría hasta el punto de centrado alto si usara neumáticos redondos. Las orugas distribuyen las 70 toneladas sobre un área de contacto mucho más grande que los neumáticos y permiten que el tanque se desplace sobre terrenos mucho más blandos.

En algunas aplicaciones, existe un conjunto complicado de pros y contras a la hora de elegir los materiales. Por ejemplo, las gomas blandas suelen proporcionar una mejor tracción, pero también se desgastan más rápido y tienen mayores pérdidas cuando se flexionan, lo que reduce la eficiencia. Las decisiones en la selección de materiales pueden tener un efecto drástico. Por ejemplo, los neumáticos que se utilizan para coches de carreras pueden tener una vida útil de 200 km, mientras que los que se utilizan en camiones pesados ​​pueden tener una vida útil cercana a los 100.000 km. Los neumáticos de los camiones tienen menos tracción y también una goma más gruesa.

La tracción también varía según los contaminantes. Una capa de agua en la zona de contacto puede provocar una pérdida sustancial de tracción. Esta es una de las razones de la aparición de surcos y laminillas en los neumáticos de los automóviles.

Se ha comprobado que la tracción de camiones, tractores agrícolas, vehículos militares con ruedas, etc., al circular sobre terreno blando o resbaladizo, mejora significativamente con el uso de sistemas de control de presión de neumáticos (TPCS). Un TPCS permite reducir y luego restablecer la presión de los neumáticos durante el funcionamiento continuo del vehículo. El aumento de la tracción mediante el uso de un TPCS también reduce el desgaste de los neumáticos y la vibración de la conducción. ^[9]