Video resumen 1.21.1. Suspensión
Para que las ruedas transmitan al suelo por su adherencia las variaciones dinámicas del desplazamiento del automóvil, ha de mantenerse el contacto con el piso a través de la huella.
La suspensión tiene la función de ejercer la presión necesaria para que se disponga de la adherencia adecuada, a la vez que aporta el confort y estabilidad inherente al tipo de automóvil.
En los siguientes módulos se explica que la suspensión ha de cumplir un difícil compromiso entre confort y estabilidad, que son aspectos antagonistas en el comportamiento del automóvil.
Para preparar el terreno sobre cómo se cumplen estos objetivos empezamos a explicar qué es la suspensión y sus principales conceptos básicos, para desarrollar más el tema en los siguientes capítulos.
Oscilaciones de la carrocería
Al desplazarse el automóvil sobre el suelo las inercias van variando su posición lo que genera oscilaciones y balanceos asumidos por la suspensión:
- Oscilaciones verticales, se producen por la variación de la ocupación y el equipaje, paso sobre baches, badenes, cambios de rasante, …
- Oscilaciones longitudinales; se generan al acelerar, frenar y con variaciones de carga sobre cada uno de los ejes
- Oscilaciones laterales; cuando más se inducen es en las curvas, y también por efectos del viento lateral
- Dispone de elementos elásticos entre las ruedas y la carrocería, se representan muelles en este módulo
- Hace la función de colchón entre carrocería y ruedas
Además de muelles hay otros elementos elásticos de suspensión.
Objetivos de la suspensión
El efecto colchón de la suspensión afecta directamente a dos aspectos del comportamiento del automóvil, el confort y la estabilidad.
De hecho, al diseñar la de un coche se ha de primar uno de estos dos aspectos en detrimento del otro.
Se representan como elementos básicos estos tres:
- Los que unen cada rueda con la carrocería permitiendo sus desplazamientos arriba y abajo al trabajar, elementos de unión
- Los elementos elásticos, muelles en este coche y en este capítulo
- Otros elementos que se encargan de contener los rebotes de los elementos elásticos hasta recuperar el equilibrio tras actuar la suspensión son los amortiguadores, que se verán con detalle en otros capítulos
Se representa el funcionamiento, cuyo objetivo principal es mantener en permanente contacto los neumáticos con el suelo en la huella del neumático.
Los elementos que más influyen en la elección de primar el confort o la estabilidad son los amortiguadores.
Los dos tipos genéricos de suspensión
Eje rígido
Hay muchos tipos que se irán conociendo en los siguientes módulos, pero son dos los genéricos que vamos a presentar.
Se ven como elementos elásticos los muelles y también se representan los amortiguadores, en este caso dentro de los muelles.
Suspensión por eje rígido
- Las dos ruedas están unidas por un eje común, es el concepto de eje rígido
- Si una rueda pasa por un bache y la otra no, el eje hace que se desplacen las dos; los baches en una rueda afectan a la otra
- Al tomar curvas se inclina la carrocería, pero no las ruedas unidas por el eje; en curva las ruedas se mantienen perpendiculares al suelo
Esta suspensión es la original en los primeros automóviles, derivada de los carruajes, pero con ballestas como elementos elásticos en vez de muelles.
El aumento de prestaciones y demandas de confort han hecho que esta suspensión tenga utilizaciones muy escasas, y ya no se utilizan prácticamente en el automóvil.
Eje independiente
Se representa la independiente con imágenes didácticas para compararla con el eje rígido.
Más adelante se verán aplicaciones reales, y en otros módulos los diferentes sistemas y tipos que se utilizan.
Se ven los muelles y amortiguares sobre cada semieje independiente.
Suspensión independiente
- Cada rueda está unida a un semieje, que es independiente del de la otra rueda
- Cuando una rueda se encuentra un bache actúa su suspensión, sin que se vea afectada la de la otra rueda, por eso se denomina a ésta independiente
- En curvas se inclina la carrocería, y también lo hacen las ruedas no manteniéndose perpendiculares al suelo
Hay muchos sistemas de suspensión independiente que permiten bastantes variaciones en la geometría de las ruedas al trabajar la suspensión, se irán viendo en los siguientes capítulos de suspensión y dirección.
Concepto de masa no suspendida
Hay tres diferentes formas de que el peso o masa del automóvil se ejerza sobre el suelo, con diferentes resultados en su comportamiento dinámico.
Los vemos comparando los dos tipos genéricos, eje rígido e independiente:
- Masa suspendida; es la que gravita sobre los elementos elásticos de suspensión, muelles. La compone la carrocería y lo que hay en su interior
- Masa no suspendida; la conforman las ruedas, lo que está en su interior y lo que se desplaza solidario a estas al trabajar la suspensión:
- En el eje rígido son las ruedas, lo que dentro de estas y el eje que une a las dos ruedas
- Con independiente es la suma de cada rueda, lo que hay en su interior, y el semieje de cada una de estas
- Masa semi suspendida; la componen los elementos que conectan el eje rígido o los semiejes con la carrocería para permitir sus desplazamientos, los muelles y amortiguadores
En el interior de las ruedas se encuentran habitualmente los frenos, aunque hay automóviles en los que se sitúan en el eje motriz a la salida del diferencial.
El eje rígido y los semiejes con independiente asientan en la carrocería mediante brazos, tirantes o barras, al acoplar la masa suspendida con la no suspendida se les considera como masa semi suspendida.
En los siguientes capítulos sobre este tema se irán viendo estos elementos en diferentes tipos de suspensión.
Resumen de este módulo
Con las tres siguientes animaciones se va a repasar lo explicado en este módulo.
Oscilaciones de la carrocería
- Las oscilaciones de carrocería pueden ser verticales por variaciones de carga, baches badenes y cambios de rasante, longitudinales al acelerar y frenar y laterales en curvas y con fuerte viento de lado
Suspensión por eje rígido e independiente
- Con eje rígido en baches en una rueda queda afectada la otra
- Con independiente en baches no se afectan las ruedas entre sí
- En curva con eje rígido se inclina la carrocería y las ruedas se mantienen perpendiculares con respecto al suelo
- Con independiente en curvas se inclina la carrocería y las ruedas con relación al suelo
- Masa no suspendida y semi suspendida con eje rígido e independiente
- La masa no suspendida es mayor con eje rígido que con suspensión independiente
- Eje rígido; robustez con menos estabilidad y confort
- Suspensión independiente; más estabilidad y confort con menos robustez
- La masa no suspendida son las ruedas y el eje (rígido) o semiejes (independiente)
- La masa semi suspendida la componen los elementos de unión entre el eje o semiejes con la carrocería, los muelles y amortiguadores
Masa suspendida, no suspendida y semi suspendida con eje rígido e independiente
Se ven dos automóviles en perspectiva, con ejes rígidos delante y detrás en el de la izquierda y suspensiones independientes en el de la derecha:
- Masa suspendida; es la que asienta sobre los elementos elásticos de suspensión, muelles en estos automóviles
- Masa no suspendida; la forman las ruedas, los elementos solidarios a estas y el eje o semiejes
- Masa semi suspendida; son los elementos de unión entre el eje y semiejes con la carrocería, los muelles y los amortiguadores
- El eje rígido soporta mucha carga y grandes esfuerzos, pero se producen rebotes en piso bacheado por su mayor masa
- La suspensión independiente ofrece más confort y la estabilidad, siendo menos robusta
- La principal razón de estos comportamientos comparativos relacionados con el confort y la estabilidad, se deben al mayor peso no suspendido del eje rígido comparado con la suspensión independiente
El eje rígido se utiliza actualmente en todoterreno de uso extremo y muy especializado, para circular por zonas muy rotas y difíciles, con aplicaciones muy reducidas.
Los todoterreno adaptados para uso en carretera, y los todo camino o SUV, se decantan por las suspensiones independientes para favorecer su comportamiento sobre asfalto.
En los automóviles normales hace años que se utilizan suspensiones independientes, con la implantación en el eje trasero, en muchos casos, de la suspensión por eje torsional o semi independiente, también en muchos SUV.
Por su robustez, el eje rígido es la implantación habitual en camiones y autocares.
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