Este artículo se refiere a requerimientos para vehículos que participan en competencias reguladas, como rally y carreras de velocidad. Como tal, sus directrices pueden no aplicarse a las necesidades de un dispositivo de protección antivuelco para vehículos 4x4. Sin embargo, es posible encontrar aquí criterios de diseño de utilidad.
Siempre consulta a un especialista en el tema al escoger una jaula o barra para tu 4x4. La función primaria de la protección antivuelco es reducir la posibilidad de daños serios a los ocupantes del vehículo durante una competencia en vehículos a motor. La habilidad de una jaula o barra antivuelco para proveer protección depende de la calidad del diseño, construcción y mantención de la estructura. Un beneficio secundario de instalar protección antivuelcos es que mejora la rigidez del chassis.
El propósito principal de este documento es clarificar los requerimientos de construcción de tales dispositivos y describir el proceso de homologación. Hay una amplia variación en el estándar de las postulaciones de homologación enviadas a las oficinas de MotorSport y por esta razón se explica y clarifica en detalle.
Criterios de diseñoConsideraciones: Un conjunto de factores deben ser considerados antes de comenzar la construcción
¿Hay requerimientos o restricciones para la clase en que se compite para el diseño de la protección antivuelco?¿Deseará poder sacar la protección en cualquier momento?¿Usará el vehículo en caminos públicos con la protección instalada?¿Hay miembros adicionales requeridos, tales como barras "side intrusion" (parecen ser travesaños que van desde la barra principal a las patas delanteras de la jaula, a la altura de las puertas. MB)
Puede ahorrar bastante tiempo y evitar equivocaciones consultando con competidores en vehículos similares o yendo a un constructor experimentad de dispositivos de protección antivuelco.
Opciones de diseño
La protección antivuelco puede ser diseñada y construída siguiendo una de las tres siguientes opciones:Requerimientos de Motorsport NZ, según se detalla en la edición actual del Manual de MotorSport en el apéndice 2, Clase A, o apéndice 6, clase AA. Requerimientos FIA, dependiendo del tipo de vehículoUn diseño alternativo, como se detalla en la edición actual del Manual de MotorSportCualquier diseño de protección antivuelco que varía respecto de los requerimientos de MotorSport o FIA es clasificado como diseño alternativo, cuyos requerimientos se detallan a continuaciónRequerimientos para diseños alternativosLos diseños anternativos para barras o jaulas antivuelco deben ser capaces de soportar cualquier combinación de las siguientes cargas, aplicadas en la parte superior de la jaula o barra:Lateral: 1.5 veces el peso del vehículoAdelante y atrás: 5.5 veces el peso del vehículoVertical: 7.5 veces el peso del vehículo + 150 kgLa postulación para homologar un diseño alternativo debe ser hecha en el formulario T004, incluir dibujos y fotografdías del diseño completo, y adjuntar la certificación de un ingeniero calificado acompañada de cálculos de esfuerzo verificando las cargas ya mencionadas.Nota: Esto puede ser una opción de diseño bastante cara y debe tomarse en cuenta la desventaja de desviarse de las opciones de diseño de MotorSport y FIA. La opción de diseño alternativo es principalmente para fabricantes que requieren construir una cantidad de jaulas o barras idénticas para una aplicación determinada.Criterios de ConstrucciónLos siguientes miembros estructurales deben estar:Una Barra Antivuelco consiste en una barra principal, 2 diagonales hacia atrás, y al menos una barra diagonal.Una Jaula Antivuelco consiste en una barra principal, 2 barras laterales o una barra frontal, las barras que las conectan, dos barras diagonales hacia atrás, y al menos un miembro diagonal.Nota: Las Side Intrusion Bars deben instalarse cuando hay un asiento adyacente a una puerta con una estructura alivianada.Miembros estructurales individualesLa barra principal deberáser hecha de un único tuboseguir el perfil interior de la carrocería tan cerca como sea posibletener sus secciones verticales tan rectas y verticales como sea posibleposicionarse tan atrás como sea posible respecto de la posición de los asientos.La barra frontal deberáser hecha de un único tubotener patas rectas, o bien tener patas que siguen el pilar del parabrisas hasta el nivel del tablero, y luego tener sólo un doblez hacia abajoLas diagonales hacia atrás deberánestar hechas de un único tubounirse a la barra principal tan arriba como sea posibletener un ángulo de al menos 30 grados respecto a la verticalextenderse no más atrás que el centro del eje traseroLos brazos diagonales deberánser hechos de un único tuboser rectosunirse a la barra principal a menos de 100 mm de la unión entre la diagonal trasera y la barra principal, o unirse a la barra principal a menos de 100 mm de las uniones con las diagonales.Las Side Intrusion Bars deberánser tan altas como sea práctico pero no más altas que la mitad de la altura de la puertapueden ser instaladas usando uniones desmontables aprobadasestos miembros no pueden dificultar la entrada o salida a los ocupantes del vehículoLas barras de refuerzo deberánceñirse a las especificaciones de material del schedule A, artículo 4.4.4estar soldadas en su posiciónno usurpar el espacio de los ocupantesno entorpecer la entrada o salida de los ocupantes del vehículoNota: las barras de refuerzo son adicionales a los requerimientos mínimos y por tanto no son un requerimiento obligatorio.Las barras para montar arneses deberánestar soldadas a la barra principal, o a las dos diagonales traseras, o a ellas más la barra diagonalser de material del mismo grado y tamaño que los miembros a los que se conectanestar construídas tal que aseguren que tienen la capacidad de carga requeridaNota: Los requerimientos de carga para el montaje de arneses de seguridad se detallan en el el schedule A. Requerimientos de construcciónUnión a la carroceríaLa protección antivuelco puede ser fijada permanentemente a la estructura del vehículo soldando los puntos de unión con placas de refuerzo, o pueden hacerse como una estructura removible incorporando soportes que se apernan a las placas de refuerzo. En ambos casos las placas de refuerzo deben estar soldadas a la estructura del vehículo / chassis.Los soportes apernables generalmente son sólo requeridos cuando el diseño de la estructrura es removible. Las placas de refuerzo deben ser más grandes que los soportes fijados a ellos.Los siguientes puntos de montaje son el requerimiento mínimo, pero pueden ser suplementados por puntos adicionales tales como la parte superior de la barra principal al pilar "B" de la carroceríalas patas de la barra principal, de la barra frontal, y de la barra laterallas patas inferiones de las diagonales traseras.Las placas de refuerzo deben estar soldadas a la carrocería en cada uno de los puntos de anclaje.El dispositivo de protección antivuelco debe ser unido a las placas de refuerzo soldando el tubo directamente a la placa de refuerzo, o soldando el tubo a una placa, la que a su vez es soldada o apernada a la placa de refuerzo usando pernos adecuadosRecomendaciones para la Soldadura:Sea 50% intermitente. Solde 20mm y deje un espacio de 20mmMonte la placa de refuerzo al travesaño o en más de un plano cuando sea posible.La soldadura debiera ser hecha con un procedimiento de penetración completa (Mig o Tig), usando una barra o alambre de relleno apropiado para el "parent material" (supongo que es el material de aquello que se está soldando. MB)Tenga especial cuidado al usar aceros al carbónUnionesPueden ser incorporadas en el diseño para permitir remover secciones del dispositivoCurvatura de tubosAl curvar tubo, debe tenerse cuidado de no comprometer la fuerza del material. Al doblar tubos las propiedades mecánicas del material son afectadas, lo que a su vez puede disminuir la fuerza del material. Al curvar, el exterior de las paredes del tubo se estira y adelgaza, mientras que el interior de las paredes se comprime y engrosa.Se puede minimizar los problemas aplicando las siguientes reglas:Los tubos deben doblarse en fríoDebe usarse dobladoras de tipo mandrilLos tubos con unión soldada deben ser doblados con el sello soldado hacia afuera del eje neutral, o sea a 90 grados de la curvaturaLas curvaturas deben tener un radio de al menos 3 veces el diámetro exterior del tuboLa curva terminada debeSer suave, sin roturas ni corrugacionesTener un radio de al menos 3 veces el diámetro exterior del tubo, medido desde el centro del tuboTener una mínima deformación axial aparenteLa relación entre el menor diámetro (B) a mayor diámetro (A) debe ser menor o igual a 0.9, o la razón de diámetro menor (B) al diámetro nominal del tubo (X) debe ser mayor o igual a 0.94 Especificaciones de materialRequerimientos generalesLas barras y jaulas deben ser construidas solamente en aceroEl uso de aceros que requieren soldadura especializada o técnicas de tratamiento en calor aplicadas para normalizar el parent material no son recomendadas en general. Si se usan esos aceros, es responsabilidad del fabricante proveer evidencia de lo adecuado del acero y de que se aplicaron métodos de construcción apropiados.Tubo: Las especificaciones mínimas sonTamaño: 38 x 25 mmFuerza Tensil: 350 MPaYield Strength: 300 MPaPlacas de pie de tuboAcero, Espesor mínimo: 3mmPlacas de refuerzo en anclajeAcero, Area mínima para barras principal, lateral y frontal: 120 cm2Acero, Area mínima para diagonales traseras: 60 cm2Nota: No se recomienda usar placas de refuerzo de más de 5 mmPernos, especificaciones mínimasCantidad para anclajes en la barra principal, y lateral: 3Canidad para las diagonales traseras y transversal: 2Tamaño mínimo: M8 o 5/16"Grado mínimo: 8.8 o SAE grado 5
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