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La base técnica perfecta para un utilitario deportivo de tracción delantera
Colocar el motor "atravesado" sobre el eje delantero no es lo mejor dinámicamente, pero si por espacio
Aunque Dani ha intentado evitar que me metiera en este jardín espinoso, del que probablemente salga "escocido" y con palos de todo tipo, quiero invitarte a un desafío mental en el que caí el otro día, cuando conduciendo por una autovía recapacité sobre "el mejor tracción delantera jamás fabricado".
Como ingeniero, si me dieran una hoja en blanco y me pidieran trazar un coche de tracción delantera para competición con carrocería de utilitario, tomaría muchas decisiones en línea con las que un polifacético y afamado modelo de hace unas cuantas décadas ya contó. Pero antes de desvelarte a nuestro protagonista, planteémonos qué soluciones técnicas elegiría.
Para empezar, no queremos un pesado motor colgando por delante del eje delantero, o situado justo encima de él. Lo ideal es situarlo en posición delantera-central, es decir, colocarlo tras el eje frontal. Lo colocaríamos longitudinalmente para retrasar más, si cabe, el centro de gravedad del propulsor, y acercarlo lo máximo al centro de gravedad del vehículo, en busca de un momento polar de inercia muy reducido.
Colocado de esta manera tendríamos que emplazar la caja de cambios prolongada longitudinalmente hacia adelante, en posición transaxle, con la salida del diferencial centrada en el eje. La suspensión delantera sería multibrazo, y para ayudar a mantener el morro bajo, ganar posibilidades de regulación, y transferir cargas al monocasco en su parte central, probablemente optaría por barras de torsión, lo que además rebaja el centro de gravedad.
Trataría de no sacar la línea de escape hasta atrás, ya que de esta manera podría liberar la trasera para emplearla con funciones aerodinámicas, como por ejemplo con un difusor.
Idealmente, el tren trasero también sería multibrazo, y el motor lo preferiría bóxer de cuatro cilindros para recortar longitud y rebajar altura del centro de gravedad. Pero esto dos puntos son, en cierto modo, secundarios.
Tras darle vueltas a todos estos aspectos durante 200 kilómetros aburridos de autopista me percaté que, con la excepción del tren trasero multibrazo y el motor bóxer, había un utilitario deportivo que, un buen pilón de años atrás, ya había aplicado esta genial fórmula. ¿Adivinas cuál es?
Motor delantero-central, suspensión delantera independiente, barras de torsión...
Premio para los que hayáis adivinado que hablaba del Renault 5 Alpine y del Renault 5 Alpine Turbo. Estos dos "pequeñajos" franceses contaban, técnicamente hablando, con una de las mejores bases para construir utilitarios deportivos de tracción delantera. Su concepción, derivada del Renault 4, a su vez inspirado por el Citroën Traction Avant, significaba el punto más alto de cómo esta disposición se podía aplicar a un coche "al alcance de todos los bolsillos", utilitario, y deportivo.
A diferencia del hasta entonces exitoso y deportivamente laureado MINI, el modelo francés tenía el motor "a lo largo", colocado tras el eje, lo que mejoraba su comportamiento en cambios de dirección rápidos. Las ruedas delanteras pisaban mejor el asfalto, con más recorrido de suspensión y una geometría controlada milimétricamente gracias a dos trapecios superpuestos, y las labores de suspensión recaían sobre barras de torsión.
Suspensión de doble triángulo superpuesto y barras de torsión longitudinales para el R5
La primera generación del "cinco", sin embargo, no terminó de sacar todo el partido posible a esta plataforma técnica. Contaba con fallos de diseño, como colocar un "scrub" positivo (scrub es la distancia en proyección que hay entre la intersección del eje de giro de la dirección de cada mangueta con el suelo y el centro de la huella del neumático). Tener un "scurb" positivo implica que todas las irregularidades que el neumático se encuentra empujan al neumático a tirar del coche "hacia afuera". Coches como el Golf demostrarían pocos años después las bondades de un "scrub" negativo en coches de tracción delantera.
Casi todos los coches con suspensión McPherson delantera, como el Golf, cuentan con un "scurb" negativo, pero este tiende a desgastar las ruedas más rápido, al tiempo que aumenta el esfuerzo necesario para mover la dirección. Renault optó, gracias a la suspensión independiente, por un scurb positivo, con ventajas como la menor carga en el volante a la hora de girarlo (importante en un coche sin dirección asistida), y un mejor aprovechamiento del espacio, multiplicado esto por la barra de torsión, que permitía un centro de gravedad más bajo y un habitáculo más amplio. Pero el "cinco" era más nervioso por ello, y en caso de llevar las ruedas deshinchadas o pinchadas, no resulta tan fácil de controlar ni tan estable como con este valor en negativo.
Otro problema del R5 era que la batalla del lado derecho no era igual a la del lado izquierdo, ya que las barras de torsión del tren trasero se situaban transversalmente, una paralela a la otra, obligando a esta solución, ya vista en el Renault 4, con el que compartía la mayor parte de las ideas de ingeniería. Esto hacía que el coche no fuera exactamente igual en curvas hacia un lado y hacia el otro, o más complicado, en frenadas fuertes en curva. ¿A quién se le ocurrió esto?
Por si todo esto no fuera suficiente, estaba el problema de la selección de las marchas. En un mundo previo a los cambios con cable, que permiten colocar la palanca allá donde quiera el fabricante, Renault tuvo que ingeniárselas para realizar un varillaje que trasladara los movimientos de la palanca hasta la caja, situada por delante del motor, lo que era toda una locura. A nada que una de las articulaciones no estuviera perfectamente ajustada, el cambio de marchas se convertía en complicado e impreciso. Y eso sucedía demasiado a menudo.
Pero más allá de tecnicalidades concretas, el R5 Alpine y el R5 Alpine Turbo (ojo, no me confundáis ninguno este coche con el Supercinco GT Turbo), eran unos "deportivos" utilitarios de tres puertas de "toma pan y moja", los mejores dinámicamente hablando de su segmento y época por agilidad y comportamiento en curva. Y eso que el motor de empujadores no era tecnología punta. Incluso la variante turbo, con carburación y sin posibilidad de montar un intercambiador de calor para el aire de admisión una vez comprimido, al contar ya con la mezcla de gasolina insertada, representaba todo un avance técnico para la época.
Pero entonces, ¿por qué se abandonó esta base tecnológica?
La mejor idea de los ingenieros y técnicos no siempre es la más adecuada para comercializar el vehículo. El motor transversal con la caja de cambios colocada a un lado, y el diferencial descentrado se estaban imponiendo a velocidad de vértigo en la industria. Los beneficios es que ocupaban mucho menos espacio, al ofrecer una solución más compacta respecto al motor longitudinal, que dejaba huecos a los lados del motor sin aprovechamiento aparente.
El Supercinco se pasó a motor transversal y columnas McPherson, abandonando una buena idea
Además, estandarizar la producción para contar con habitáculos más amplios, a cambio de compactar el frontal del coche, y poder emplear subchasis delanteros con cunas y motorizaciones modulares invitaban a pasarse a este concepto que ahora mismo domina el mercado.
Por todo ello, cuando Renault desarrolló el Supercinco (que estéticamente se parecía al cinco original, pero cuya base técnica nada tenía que ver), decidió abandonar su concepto y pasarse a lo que ya es "normal" hoy en día.
Sería bonito ver a un fabricante arriesgar, y animarse, de nuevo, a hacer un coche de motor central-delantero y tracción delantera, bóxer, a ser posible, para tratar de conquistar el mercado de los utilitarios y los utilitarios deportivos, pero me da en la nariz que las economías de escala nos van a impedir ver este sueño cumplido.
Porque, tal y como sucede con el Porsche 911, hemos llegado a tal nivel de perfeccionamiento tecnológico que una base técnica que no es, ni de lejos, la mejor desde el punto de vista dinámico, está tan conseguida que prácticamente el 99,95% de los conductores no necesitan ni quieren algo mejor, más ágil o más dinámico.
Vamos, que podríamos tener "coches mejores" de tracción delantera a costa de un 5% de espacio longitudinal en el habitáculo, pero las prioridades del cliente medio, ese que hace rentable la venta de los coches, son tales que no tendría hueco en el mercado.
Una pena.
Reader Comments (Page 1 of 2)
Mariano O. 6:59AM (1/19/2013)
Excelente como siempre, me ha hecho acordar del auto con el que aprendà a manejar: un R4. Cuando llegó a casa y lo primero que hice ver el motor, estaba al revés!!!
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morastaquiteria 7:00AM (1/19/2013)
Cuando he leÃdo lo del motor longitudinal por detrás del eje, se me ha encendido la bombilla y he pensado en el R5, y con lo de la caja de cambios, claro estaba ya (podrÃa ser el 4 también, pero no hubo turbo, que yo sepa, y me imaginaba por donde iban los tiros).
Ampliando a todos los vehÃculos, y no sólo los deportivos, el R5 en sà fue una revolución en su época, por la concepción del espacio y las soluciones técnicas (aparte de las mostradas en el 4, que como dices le prestaba la mecánica y chasis). Para mÃ, de los mejores coches de todos los tiempos, aún poseo el que estrenó mi madre hace 30 años, un TL amarillo que me ha hecho disfrutar como ningún coche (llevando la "L" detrás le hice 51.000 km). He conducido otros coches de su época, y más modernos también, y sinceramente ninguno me ha hecho disfrutar lo mismo, con tan poca potencia y tan poco peso (ni siquiera el Samurai que me compré unos años después), ni hacer lo mismo. Daba igual el terreno por el que circular, y el vehÃculo con el que compartir viaje, el 5 allà circulaba y compartÃa, con la ventaja de la facilidad de reparación llegado el caso (y de hecho lo sigo reparando yo, absolutamente todo en mecánica, y algo de chapa), y la fiabilidad que demostró (dos veces en los 30 años que tiene el coche lo he visto en grúa: en un golpe que me dieron yendo en él, y un manguito que rajó).
Pero hay que tener en cuenta los peros de la solución que planteas, básicamente en seguridad. Un vehÃculo con motor longitudinal, en caso de golpe frontal, sufre más daños que uno vehÃculo similar con motor transversal, sobre todo si la caja de cambios está delante del eje y tras el radiador como este caso, y el recorrido del embrague es mayor. En un vehÃculo de "amplia experiencia" como el que citas, hay sitio por todas partes en el vano motor, pero en uno moderno, con centralitas, ABS, ESP, ASR, y la madre que lo parió (con perdón), tienes de todo en el vano motor, menos un motor, asà que el aprovechamiento del espacio es esencial, contando además con el tema de la seguridad y las zonas de absorción. Y eso es un problema, más por el tema económico de reparación que por la técnica en sÃ.
En cualquier caso, larga vida al 5, da igual la versión y el año. (En mi barrio sólo hay seis coches de la época del cinco, y cuatro son este modelo, otro es un R11 y el otro un Fura).
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Unknown 7:10AM (1/19/2013)
Interesante artÃculo... Aún recuerdo la primera vez que abrà el capó de un R4, no tenÃa ni idea de su disposición mecánica y me dejó completamente descolocado. Siempre me habÃa sorprendido la posición de la palanca de cambios, tan elevada respecto al resto de coches.
En cuanto a coches modernos, el Toyota iQ tiene una disposición de motor central delantero, aunque, eso sÃ, en posición transversal, por temas de espacio:
http://www.automobilesreview.com/auto-news/toyota-iq-six-degrees-of-innovation/5578/
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Alpapel 7:13AM (1/19/2013)
Guillermo, lo que tu denominas "Scurb" es lo mismo que el ángulo de avance?, es que por la definición me ha parecido lo mismo pero tengo dudas...
Un saludo y gracias :D
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Guillermo Alfonsin 7:22AM (1/19/2013)
No, pero es el equivalente al avance, en vista frontal.
Si funcionas bien en inglés te ayudará esto: http://en.wikipedia.org/wiki/Scrub_radius
Eduardo 7:15AM (1/19/2013)
Gran articulo!! que alegria me he llevado cuando al empezar a leer la posicion del motor y el cambio me llevo a pensar como no en el R5 y efectivamente de ese se trataba. Concretamente el alpine turbo una maravilla. Soy dueño de un renault 7 modificado con toda la mecanica del r5 turbo + intercooler y barras de copela y es una maravilla con el escape directo lateral suena a gloria y las sensaciones que transmite ningun coche actual se asemeja en nada. Os recomiendo probar uno si podeis. Saludos y si que estaria bien ver un nuevo r5 o similar con dicha arquitectura y la tecnologia de hoy en dia pero lo veo muy dificil.
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glo 7:24AM (1/19/2013)
Posiblemente el calor en el habitáculo, el coste del mantenimiento con un motor actual cuándo tocara distribución, la perdida de mas espacio interior al añadir aire acondicionado y demás accesorios modernos nos pondrÃa ante algo prácticamente inviable. Pocos afortunados aún subido en un A5 y es una pena que no puedan disfrutar de un coche tan lleno de sensaciones,cambiarÃa su manera de ver los coches y quizás harÃa viable el proyecto que mencionas. Yo desde luego seria un cliente potencial.
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Guillermo Alfonsin 7:33AM (1/19/2013)
Todos los problemas que comentas se afrontan en cualquier coche de motor delantero-central y tracción trasera (Maserati Gran Turismo, BMW's...) y se suplen con destreza. El problema único es el de sacrificar espacio interior para regalarlo a la mecánica. La cantidad de habitáculo por metro lineal es una de las claves de los utilitarios de hoy en dÃa.
lalluviaensevillaesunamaravilla 8:31AM (1/19/2013)
Excelente articulo, otra clase de ingenierÃa magistral.
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FK69 8:45AM (1/19/2013)
Estoy asÃ: :-O me quito el sombrero y la boina y la gorra....
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Neckriagen 9:02AM (1/19/2013)
Gran artÃculo, lamentablemente, antes que nada concluyo una cosa:
- Nunca volverá a existir un auto asà (o mejor).
El Porsche 911 ha sobrevivido y ha sido mejorado, sÃ, pero porque juega en otra liga, no es para nada un utilitario, los asientos traseros inútiles y los problemas de espacio de carga son la mejor muestra. El VW Kafer/Sedan/Beetle/Escarabajo sobrevivió hasta hace una década en México, pero las mejoras, salvo por la adaptación a normas contaminantes, fueron inexistentes, por el contrario, el auto fue desbalijado hasta el hartazgo para bajar el precio.
También tenemos el progreso que se ha obtenido en autos de tracción delantera con motor transversal, El Focus RS o el Megane RS Trophy son los mejores ejemplos que se me ocurren, parece que las marcas prefieren invertir en maneras de minimizar los vicios de esta configuración (torque steer y subviraje), que en crear una nueva (o retomar una abandonada).
Cada vez es más difÃcil que una marca haga modelos "únicos", vemos como una plataforma (con su correspondiente configuración) es compartida hasta el hartazgo ya sea entre filiales o incluso en alianzas entre marcas para poder amortizar costos (en Mazda, por ejemplo, están desesperados consiguiendo alianzas). Hasta en autos de nicho es difÃcil, Pagani se apoya en AMG para sus motores, VAG ha usado plataforma y motor del Gallardo en otros modelos, el costo de producción y desarrollo del Veyron (el triple del precio de venta) tiene que ser amortizado entre el resto de sus "hermanos".
Incluso Audi, que tiene modelos de tracción delantera y motor longitudinal (lo más cercano a la configuración "ideal"), tiene el motor por delante del eje, y recordemos que hasta el Passat recién en la generación pasada abandonó esta configuración por la más "mundana" de motor transversal. Hasta en las marcas de lujo prefieren añadir tracción total a jugar con disposiciones "raras" de motor y eje; Audi, Volvo, Acura. Lincoln... AgregarÃa hasta a Subaru, pese a no ser premium, pero que se ha atrevido a más con los motores Boxer (aunque ya también está viendo la forma de compartir tecnologÃa), otras, como Infiniti o Cadillac, para pasar a motor longitudinal central, mudaron a tracción trasera. Añado el detalle que Infiniti ahora se alió con Daimler, y Cadillac se ha apoyado en Holden, para bajar costos.
Y bueno, me detengo porque no es mi intención ser el "abogado del diablo", pese a todo lo anterior, sólo concluyo que una marca generalista difÃcilmente se atreverá a algo asÃ, lo ideal para ellos es reducir costos, por lo que cuando crean versiones especiales se apoyan en lo que tienen en cuestión de plataformas y motores, siendo suspensión, turbos y AWD en dónde se atreven a "jugar" (hasta el GT-R caerÃa en este grupo), o cuando crean modelos "aura", como un Veyron, LFA o Corvette ZR-1, prefieren las configuraciones "clásicas" de biplaza y tracción trasera (a veces con AWD, pero la base es de tracción trasera), lo mismo pasa con los "especialistas", no veo una marca como Pagani, Catherham, Caparo o demás, molestándose en crear un utilitario de tracción delantera.
A pesar de todo... ¿Hay esperanzas?, sÃ, Tata, por ejemplo, usó una configuración "abandonada" para el Nano con tracción y motor traseros para un utilitario, es probable que una marca china, india, o hasta malaya (o de algún otro lugar sin "tradición ni abolengo") se atreva a algo tan "exótico", siempre que alguien con las agallas suficientes llegue al puesto indicado.
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Nono 10:46AM (1/19/2013)
Excelente artÃculo Guille, hace que no quiera dejar la carrera!
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S63 1:57PM (1/19/2013)
El primer 5 tuvo el inconveniente de que perdÃa espacio útil en el habitáculo, en un coche como aquel, que pretendÃa ser práctico por encima de todo, el motor longitudinal era más un fallo que una virtud, aunque le beneficiara en las versiones deportivas.
Esa estructura, más o menos parecida a la descrita al principio, podrÃa haberse adoptado en modelos pequeños actuales de los orientados más al capricho que al aprovechamiento del espacio, hoy dÃa sà que podrÃan diseñarse coches pequeños o compactos sin tantas limitaciones de practicidad como las que podÃan verse antiguamente poco fallos de diseño.
Siempre es grato recordar a esos grandes coches del pasado, que aunque fueran pequeñitos, siempre han sido grandiosos para los aficionados.
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SPRINT 5:14PM (1/19/2013)
Buen artÃculo Guille, hay otro fabricante francés q cumple tus condiciones en cuánto a motor y caja de cambios: Citroën. El 11 Traction llevaba el motor por detrás del eje delantero y posteriormente el Citroën DS y el SM, q llevaba un V6 Maserati siguieron el mismo esquema. Tb hay la rareza del Citroën AMI 8 con motor Wankel y tracción delantera. Y después hay los boxers de tracción delantera, con otro Citroën el 2cv, el GS y los Alfa Romeo Alfasud y sus derivados Sprint y 33, pero todos ellos con el motor por delante del eje delantero, aun está por nacer el tracción delantera perfecto, será eléctrico???
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rec 5:53PM (1/19/2013)
Bueno para el tema del espacio se podrÃa utilizar el motor rotativo (rx-8) que es bastante compacto puesto del revés o algún v4 de moto e incluso bicilÃndrico y en el tema del cambio con uno secuencial no hay problema de comunicación ( bueno mientras dure el sistema hidráulico :D )
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Freedoooom 2:42PM (1/20/2013)
Mitsubishi FTO??
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Unknown 12:18PM (1/20/2013)
Y si diéramos la vuelta al concepto?
Me encanta la idea que propones para hacer el GTI definitivo, Guille, pero porqué no, sinceramente, tener lo mejor de un tracción delantera (Un buen espacio en el habitáculo) y lo mejor de un trasera (Comportamiento deportivo)?
Las marcas se gastan auténticas millonadas en hacer que sus GTIs de un montón de caballos transmitan la potencia en sus ruedas delanteras, con diferenciales y esquemas de suspensión especÃficos (Mangueta desacoplada en los Renault y Ford RS, por ejemplo) cuando se podrÃa gastar ese dinero en pasar esa potencia a las ruedas traseras?
Me explico:
No hace mucho leà el análisis de suspensiones que suelen hacer los de Edmunds.com sobre el GT-86 (Ver abajo). En él, se ve perfectamente cómo tomaron la base mecánica del Subaru Impreza (Motor y caja longitudinales, con el primero colgando por delante del eje anterior, cómo un Audi A4) y simplemente con mover el motor hacia atrás y abajo y perdiendo la tracción en el eje delantero, consiguieron un muy buen comportamiento.
Entonces, no se podrÃa hacer algo similar (Manteniendo las distancias, claro está, con un León, Golf o un Focus, por ejemplo, que sus plataformas permiten montar tracción total? Imaginad que tomo el Golf R y le quitamos los palieres y el diferencial delantero. Eso nos permite mover el motor hacia atrás, mejorando el comportamiento y el reparto de pesos. Cómo ahora las ruedas delanteras no tienen que estar en lÃnea con el diferencial delantero, podrÃamos moverlas hacia delante, todo lo que la mecánica nos permita e incluso podrÃamos instalar capós de aluminio, aletas de plástico y mover la baterÃa hacia atrás para mejorar el reparto de pesos en la medida de lo posible.
Sustituimos el Haldex trasero por un autoblocante de toda la vida, y ya lo tienes.
Obviamente puede ser una castaña de conducir y tener un comportamiento horrible, pero sigo pensando que podrÃa ser una muy buena idea.
http://www.edmunds.com/car-reviews/track-tests/2013-scion-fr-s-suspension-walkaround.html
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Guillermo Alfonsin 12:36PM (1/20/2013)
El problema es que los compactos de tracción trasera restan mucho espacio de habitáculo por el túnel de transmisión. Los de VAG no lo tienen tan "gordo" como los BMW Serie 1, pues el árbol de transmisión no se dimensiona para cargar con toda la potencia del motor, ya que el tren trasero sólo lleva parte de la carga de tracción, y por periodos muy breves de tiempo.
En cuanto a lo de hacer un tracción trasera con motor delantero-transversal, si bien es viable, es una "locura". Me explico: para meter la salida de la caja de cambio alineada con el eje del árbol (lo que es necesario), tenemos el motor más cargado a uno de los dos lados del coche (izquierdo o derecho). Si, en cambio, centramos el motor y colocamos la caja por abajo del cigueñal, ligeramente desplazada hacia un lado, entonces estamos elevando demasiado el centro de gravedad del motor, creando más pegas que ventajas.
Y a todo eso suma el sobrecoste de hacer un trasera respecto a un delantera, ya que los "trasera" son mucho más económicos, gracias a evitar conexiones entre subchasis, a poder tener una suspensión trasera mucho más sencilla, con brazos menos reforzados (no tienen que cargar en aceleración con la fuerza de empujar el coche...).
Como siempre, todo en la ingenierÃa acaba con un compromiso. Depende de qué factores (coste, dinámica, espacio habitable) quieras preponderar sobre otros, tendrás la solución al enigma.
Unknown 2:12PM (1/20/2013)
Gracias por la respuesta Guillermo, ahora está todo más claro.
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Ektor 7:11PM (1/20/2013)
Este artÃculo me ha traido buenos recuerdos de esas épocas cuando los fabricantes iban cada uno a la suya, y la innovación campaba a sus anchas. Ahora está todo homogeneizado y pasteurizado, y el que se salga de la norma lo tachan de "raro".
Mi padre tuvo un R5 Copa de esa generación, era el nombre que se le dió al Alpine para el mercado español (por las copas monomarca). Un verdadero bicho y matagigantes de la época, con su escape semi-libre (ITV, ¿qué es eso? XD), neumáticos y suspensión deportiva y motor preparado.
También interesante eran los Alfa Romeo con sus bóxer, como el Alfasud y Sprint (luego 33). Yo personalmente tuve otras dos "rarezas": un SAAB 900T16S, motor longitudinal y mucha potencia (para la época) pasada a las ruedas delanteras, tenÃa una estabilidad sensacional esa versión, y un Subaru XT6, nada menos que 6 cilindros bóxer tirando de las ruedas delanteras (también lo habÃa AWD). Ambos eran coches rompedores por otros conceptos (aerodinámica récord en el Subaru), y sobre todo tenÃan mucho carácter, o te encantan o los odiabas.
¡Viva los coches con personalidad!
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