Wobble , shimmy , tank-slapper , [1] speed wobble e incluso death wobble son palabras y frases que se usan para describir una oscilación rápida (4–10 Hz) principalmente de las ruedas direccionales de un vehículo. Inicialmente, el resto del vehículo permanece prácticamente inalterado, hasta que se traduce en una oscilación de guiñada del vehículo de amplitud creciente que produce la pérdida de control. Los vehículos que pueden experimentar esta oscilación incluyen motocicletas y bicicletas , patinetas, y, en teoría, cualquier vehículo con un solo punto de pivote de dirección y suficiente libertad del volante de dirección, incluido el que existe en algunas aeronaves ligeras con tren triciclo donde la inestabilidad puede ocurrir a velocidades inferiores a 80 km/h ( 50 mph); esto no incluye la mayoría de los automóviles . La inestabilidad inicial ocurre principalmente a alta velocidad y es similar a la que experimentan las ruedas de los carros de compras y el tren de aterrizaje de un avión.
Teoría
La oscilación sostenida tiene dos componentes necesarios: un sistema subamortiguado de segundo orden o de orden superior y un mecanismo de retroalimentación positiva . Un ejemplo de un sistema de segundo orden subamortiguado es un sistema de resorte-masa , donde la masa puede subir y bajar (oscilar) cuando cuelga de un resorte.
Si no se puede diseñar el zigzagueo fuera del sistema, se puede usar un dispositivo conocido como amortiguador de dirección , que es esencialmente un filtro de muesca diseñado para amortiguar el zigzagueo en su frecuencia natural conocida.
Shimmy generalmente se asocia con la deformación de los neumáticos (de goma). Sin embargo, también se puede observar en ruedas no deformables (por ejemplo, de acero). El fenómeno se puede explicar introduciendo fuerzas de fricción seca multicomponente, además de las fuerzas habituales consideradas en la literatura.
Otra explicación es que el bamboleo de la velocidad es una bifurcación de Hopf , mediante la cual un sistema cambia de un estado (una conducción estable) a un segundo estado (oscilación de amplitud constante), cuando un parámetro (velocidad de avance o velocidad del aire) avanza a través de un punto crítico .
En vehículos de dos ruedas
El bamboleo o el zigzagueo comienzan cuando alguna irregularidad menor acelera la rueda hacia un lado. La irregularidad puede ser una rueda que está descentrada , descentrada o desequilibrada . A medida que la rueda gira, ejercerá una carga cíclica en el bastidor del vehículo, que si se combina con la frecuencia de resonancia del sistema (vehículo y accesorios adjuntos) , puede producir una oscilación de la velocidad. Durante la rotación de la rueda, se aplica una fuerza restauradora en fase con el progreso de la irregularidad, y la rueda gira hacia el otro lado donde se repite el proceso. Si la amortiguación es insuficienteen la dirección la oscilación aumentará hasta fallar el sistema. La frecuencia de oscilación se puede cambiar cambiando la velocidad de avance, haciendo que la bicicleta sea más rígida o liviana, o aumentando la rigidez de la dirección, de la cual el ciclista es un componente principal. Si bien el bamboleo o la oscilación se pueden remediar fácilmente ajustando la velocidad, la posición o el agarre del manillar, pueden ser fatales si no se controlan.
En igualdad de circunstancias, es menos probable que se produzca oscilación de la velocidad en una bicicleta de montaña en comparación con una bicicleta de carretera, porque el cuadro de una bicicleta de montaña generalmente tiene más amortiguación del sistema de suspensión , y los tacos de los neumáticos también producen algo de amortiguación entre el vehículo y la carretera.
Dado que la frecuencia de oscilación es independiente de la velocidad de la moto, los efectos giroscópicos "claramente no son esenciales para el fenómeno". Se ha descubierto que las cinco principales influencias en el bamboleo son la rigidez lateral de la llanta delantera, el amortiguador de dirección, la altura del centro de masa de la bicicleta, la distancia del centro de masa de la bicicleta a la rueda trasera y la rigidez en las curvas de la llanta delantera.
Un artículo académico que investigó el bamboleo a través de la experimentación física y el modelado por computadora concluye: "Se demostró la influencia en el modo de bamboleo de las características de los neumáticos delanteros, la inercia del bastidor delantero y la rigidez del chasis. En particular, muestra que [al] aumentar el inflado de los neumáticos delanteros, la rigidez del chasis , y la inercia del bastidor delantero sobre el eje de dirección y la disminución de la rigidez de deslizamiento lateral del neumático delantero, se mejora la amortiguación del modo de oscilación, lo que promueve la estabilidad del vehículo".
