Sistema de Suspensin CHASIS IUTI Suspensin del Automvil

Sistema de Suspensión CHASIS IUTI

Suspensión del Automóvil Para reducir los efectos incómodos de las irregularidades del camino, los automóviles están dotados de un sistema de suspensión. El objetivo de este sistema es evitar que estas oscilaciones se transmitan a los pasajeros o la carga. Esto se logra a través de un conjunto de uniones elásticas bien elaboradas que constituyen el sistema de suspensión. El sistema de suspensión comienza en el mismo neumático, capaz de "alisar" las irregularidades mas pequeñas del camino, debido a su propia naturaleza elástica, y termina en el asiento, último eslabón de la cadena camino-pasajero

Oscilaciones y su Influencia Durante el movimiento de un vehículo por un camino se pueden producir oscilaciones muy variables en cuanto a amplitud y frecuencia, dependiendo del camino y la velocidad del vehículo. El fenómeno de la influencia de las oscilaciones en la sensación de confort del viaje ha sido estudiado desde hace mucho tiempo. De estos estudios se ha establecido que las oscilaciones mas perjudiciales son aquellas de baja frecuencia (entre 20 y 150 Hz) que están próximas a las frecuencias naturales de oscilación de los órganos internos del ser humano. Frecuencias mas altas o mas bajas son mas tolerables, aunque por ello no dejan de ser incómodas. Los sistemas de suspensión de los automóviles se diseñan especialmente para amortiguar lo mayor posible las oscilaciones mas perjudiciales y tratan a su vez de minimizar el efecto de todas las otras.

¿Cómo funciona el Sistema de Suspensión Cuando se habla de suspensión, nos estamos refiriendo a un sistema en el cual, un objeto se mantiene suspendido en el aire apoyado o suspendido sobre una unión elástica con otro objeto que sirve de apoyo sobre el suelo. Todos sabemos que un cuerpo suspendido adquiere movimiento si sobre él se realiza una fuerza, habremos podido darnos cuenta que la velocidad que adquiere el cuerpo en un tiempo determinado dependerá de la masa (peso) del cuerpo, así tenemos que nos cuesta mucho esfuerzo poner en movimiento un cuerpo pesado como un automóvil, empujándolo, mientras que con muy poco esfuerzo podemos poner en movimiento empujando una bicicleta. Este fenómeno de oponer resistencia al movimiento de acuerdo a la masa se conoce como inercia. Este fenómeno de la inercia es el que da pie a la posibilidad de elaborar sistemas de suspensión.

El Amortiguador El amortiguador es un dispositivo colocado entre el cuerpo suspendido y el apoyo, en paralelo con el resorte, que produce una cierta resistencia al movimiento mutuo. Esta resistencia ha sido calculada y probada para influir poco en el fenómeno de movimiento mutuo cuando se produce la perturbación, pero que amortigua rápidamente la posibilidad de la oscilación natural del sistema elástico después.

Componentes de la Suspensión Un sistema de suspensión moderno de un vehículo de carretera tiene los componentes siguientes: El neumático � El mecanismo de soporte. � El amortiguador � La barra estabilizadora � Los soportes elásticos de la carrocería � El asiento de los pasajeros � Todos estos elementos participan en mayor o menos grado en la disminución de la transmisión de las oscilaciones del camino, y/o las generadas por las partes en movimiento del propio vehículo, a los pasajeros o a la carga. No todas están presentes en todos los vehículos, por ejemplo, muchas máquinas agrícolas o de la construcción de lento andar, casi delegan toda la suspensión al asiento del operador.

El Neumático El sistema de suspensión en el automóvil comienza en el contacto del neumático con el camino. La propia elasticidad del caucho relleno de aire proporciona un enlace muy elástico capaz de moverse por un camino sin apenas transmitir las oscilaciones de pequeña magnitud al resto del vehículo. La presión de inflado repercute mucho en la capacidad del neumático de evitar la transmisión de ondulaciones al vehículo. Una presión excesiva endurece el neumático y esta rigidez dificulta la absorción y se empeora la suspensión. La propia naturaleza del neumático es muy importante, así tenemos que los de cuerdas radiales son mas elásticos que los de cuerdas diagonales, y por tanto mejores en la suavidad de la suspensión.

El Mecanismo de Soporte Siempre, el elemento que soporta las ruedas se conecta a la carrocería a través de un mecanismo muy elástico que permite el movimiento relativo de las ruedas y la carrocería, tal y como se representa esquemáticamente en el sistema de suspensión elemental tratado arriba como un resorte. Este mecanismo en la práctica tiene dos diseños básicos. 1. Eje de carga transversal con una rueda en cada extremo, unido a la carrocería a través de un elemento elástico de soporte de carga. 2. Mecanismo trapezoidal independiente por cada rueda, unido a la carrocería a través de un elemento elástico de soporte de carga. (conocido como suspensión independiente).

Muelles Los muelles, son con mucho, el elemento mas importante en la absorción de las irregularidades del terreno, estos elementos elásticos que hemos convenido en llamar muelles pueden ser: 1. 2. 3. 4. 5. Resortes de acero en espiral Resortes de acero en hojas superpuestas. Bolsas de aire. Barra de torsión Combinaciones de ellos.

Resortes de Acero en Espiral Estos tipos de muelles son los mas utilizados en los automóviles ligeros, resultan ser como se muestra en la figura de la derecha, un grueso alambre de acero al manganeso templado arrollado como un cilindro en espiral ascendente, generalmente de diámetro y paso constantes. Estos resortes tienen la característica de que la distancia de compresión es proporcional a la carga que soportan, es decir para carga doble se reducen a la mitad de tamaño.

Muelles de Hojas Superpuestas Abundantemente utilizados en los vehículos de carga por su simplicidad y larga duración, los muelles de hojas o ballestas están construidos por la superposición de hojas de acero al manganeso templado de diferente longitud como se muestra en la figura.

Bolsas de Aire A partir del desarrollo de cauchos y fibras de refuerzo cada vez mas resistentes, las bolsas de aire como elemento flexible, han ido adquiriendo mas y mas utilización en los vehículos dotados con frenos de aire donde el aire comprimido está disponible. Estas bolsas de aire proporcionan una suspensión muy suave y suficientemente duradera. La ventaja principal de las bolsas de aire comparadas con el resto de los muelles es que su presión interior puede ser modificada de acuerdo a la carga y con ello mantener la misma altura en el vehículo cargado y el vacío además de proporcionar casi la misma suavidad de marcha con independencia de la carga aprovechando la compresibilidad del aire interior.

Barra de Torsión La barra de torsión como elemento de soporte de la carga es también muy utilizada. En este caso la rueda está montada en un mecanismo oscilante que pivota en algún punto de unión a la carrocería tal y como se vio en el caso de los muelles de espiral. Esta pieza pivotante para moverse con respecto a la carrocería tiene que torcer una barra de acero templado que está fija en el otro extremo al vehículo, de manera que el peso del automóvil mantiene la barra parcialmente torcida, con los aumentos y disminuciones de la carga al transitar por las irregularidades del camino la barra absorbe los movimientos verticales del neumático torciéndose mas o menos. Estas barras de torsión pueden estar transversal o longitudinalmente al vehículo.

Barras de Torsión

El Amortiguador Al principio del tema se ha descrito la función del amortiguador, ahora detallaremos en su construcción. Erróneamente muchas personas piensan que el amortiguador participa en el soporte de carga del vehículo. Lo real es que el amortiguador, aunque importante para mejorar la suavidad de la suspensión y la estabilidad del vehículo en caminos tortuosos, no es imprescindible, de hecho la mayor parte de los vehículos que circulan por el mundo lo hacen con los amortiguadores en mal estado o sin ellos. No obstante son muy importantes para un manejo mas seguro.

Amortiguadores de Fricción Los primeros amortiguadores eran de fricción o rozamiento, la figura de la derecha muestra uno típico, están constituidos por dos brazos, uno de los cuales se acopla al mecanismo de la rueda, y el otro a la carrocería del vehículo. Esos brazos terminan en unos discos separados por un material de fricción y apretados por una pieza de acero templado que funciona como resorte de diafragma. Un perno en el centro mantiene el conjunto y sirve además para apretar mas o menos el resorte de diafragma y así lograr mayor resistencia por fricción al movimiento relativo de los brazos.

Amortiguadores Hidráulicos La figura de la izquierda muestra un esquema del funcionamiento del amortiguador hidráulico de simple acción. Los aros negros son los lugares por donde el amortiguador se ancla a la carrocería y al soporte de la rueda respectivamente, de manera que durante el movimiento relativo de las ruedas los aros de separan y acercan. Para hacerlo el vástago acoplado al cilindro superior y en cuyo extremo hay un pistón, debe moverse dentro del aceite que contiene el otro cilindro herméticamente sellado. Para que el pistón se mueva, debe transferirse el aceite de un lado al otro del pistón, a través de los agujeros practicados en él. Estos agujeros son de diferente diámetro, de manera que por uno de ellos el aceite fluye con relativa dificultad mientras que por el otro (de mayor diámetro), el aceite pasa libremente. Una válvula de simple acción cierra o abre el orificio grande en dependencia de la dirección de movimiento del vástago.

La Barra Estabilizadora No todos los vehículos están dotados de barra estabilizadora, este componente juega un papel menos importante en el sistema de suspensión, no obstante su uso representa claras ventajas en la estabilidad del vehículo. Este elemento es esencialmente una barra de acero elástica en forma de U alargada conectada en un extremo, al mecanismo de suspensión de un lado del vehículo, y en el otro extremo al otro lado del mecanismo de suspensión de la otra rueda, representada de color naranja en la figura de abajo. Esta barra torciéndose, transfiere parte de la carga adicional aplicada a la suspensión del un lado, a la suspensión del otro lado, cuando el vehículo hace un giro, reduciendo notablemente la inclinación de la carrocería.

La Barra Estabilizadora