Video resumen Módulo 10 – La suspensión
Objetivo: permanente contacto rueda – suelo
Estos son los principales componentes:
- Elementos de unión rueda – carrocería; están articulados en puntos de la carrocería de los ejes de rueda para permitir los desplazamientos al pasar baches, oscilaciones y balanceos
- Elementos elásticos; muelles
- Hay otros tipos que se explican al final
- Los muelles hacen la función de “colchón” entre las ruedas y la carrocería
- Elementos de compensación; amortiguadores
- Tras hacer su función elástica los muelles continúan oscilando hasta recuperar el equilibrio, los amortiguadores limitan las oscilaciones
- Rodamientos de rueda, para que giren sin resistencia
- Las ruedas han de mantenerse en contacto con el suelo sobre la huella para disponer de adherencia, la función principal de la suspensión es mantener este contacto
- Si las ruedas pierden presión sobre el suelo o rebotan, la adherencia disminuye mermando la estabilidad
Los dos sistemas genéricos de suspensión, componentes y funcionamiento
- Por eje rígido; están las ruedas unidas por un eje, los movimientos de una rueda afectan a la otra
- Independiente; cada rueda está articulada independientemente en la carrocería no afectando los movimientos de una a la otra
- Elementos:
- Tirantes de sujeción; son elementos de unión rueda – carrocería, en este caso guían los movimientos del eje rígido
- Brazos de guía; en esta suspensión independiente cada rueda tiene dos brazos paralelos para sus movimientos
- Silentblocs; en las articulaciones de los elementos móviles con desplazamientos angulares reducidos o medios en un plano, se utilizan conjuntos de goma para reducir las vibraciones entre las ruedas y la carrocería
- En estas suspensiones se utilizan en los apoyos de los brazos sobre la carrocería y de los tirantes sobre la carrocería y el eje rígido
- Rótulas; permiten desplazamientos angulares más amplios y en varios planos, se utilizan en las articulaciones relacionadas con la dirección
- Están lubricadas y tienen un protector de goma para su estanqueidad
- Barra estabilizadora anti balanceo; es una barra trasversal que tiende a mantener su forma y se asienta por sus extremos en elementos opuestos de la suspensión del mismo eje
- En curva, un lado de la suspensión sube y el otro baja, lo que hace que la estabilizadora se oponga al balanceo
- En aceleración o frenada no interviene
- Las articulaciones de la estabilizadora se hacen mediante silentblocs, y también por rótulas si hay mucho ángulo de desplazamiento
- Rodamientos de rueda; están auto lubricados y reducen la resistencia al giro de las ruedas
- Muelles y amortiguadores; son los elementos elásticos y de compensación para disminuir las oscilaciones de los muelles
Eje rígido e independiente funcionando
Se ven los dos tipos actuando:
- La delantera independiente, con dos brazos paralelos y barra estabilizadora, muelles y amortiguadores
- La trasera por eje rígido, con cuatro tirantes longitudinales y uno transversal, muelles y amortiguadores
Identificación de los componentes
- Rótula, silentblocs del brazo de suspensión, brazos con silentblocs y rótulas
- Las rótulas son unas esferas en el interior de una cámara de la misma forma con aceite entre ambas, un protector de goma mantiene la estanqueidad
- Silentblocs de tirante, brazo o barra de suspensión, tirante con silentblocs
- Amortiguador con silentblocs
- Silentblocs de la barra estabilizadora y la barra estabilizadora
- Los silentblocs de la estabilizadora pueden ser sustituidos por rótulas según el diseño de la suspensión
- Muelle
- Rodamiento de rueda
Resumen
- El principal objetivo de la suspensión es mantener en permanente contacto las ruedas con el suelo
- Se han visto las diferencias entre los dos sistemas elementales; el eje rígido y la independiente
- Se han identificado los componentes y sus funciones
Detalle de los amortiguadores
- Se ve una suspensión independiente con dos brazos paralelos y se incorpora el amortiguador; tiene dos cámaras separadas por unas válvulas que controlan dos conductos que comunican las cámaras
- El cuerpo del amortiguador es un cilindro hueco y en su interior se desplaza un eje
- Cuerpo y eje asientan en la carrocería y en los elementos mediante silentblocs
- En el extremo del eje dentro del cuerpo esta el pistón, tanto este como el eje tienen juntas de estanqueidad para evitar el paso de aceite
- El pistón tiene conductos de paso controlados por válvulas para que actúan en sentidos opuestos
- Por encima y por debajo del pistón hay dos cámaras con aceite y sobre la superior otra cámara de compensación
- La función de esta cámara es asumir las variaciones de volumen entre las cámaras de aceite, pues en la inferior está el eje que resta volumen
- Se comprime la suspensión pasando aceite de la cámara superior a la inferior por la correspondiente válvula
- No cabe todo el aceite pues en la cámara inferior el eje ocupa volumen que lo asume la cámara de compensación que se comprime; en esta cámara puede haber aire (amortiguador hidráulico) o gas a presión (amortiguador de gas)
- A continuación se extiende la suspensión pasando aceite de la cámara inferior a la superior por la otra válvula
- Pasa menos aceite que el volumen que deja libre la cámara superior al no tener el eje, lo que hace que la cámara de compensación se expanda
- Pasa de nuevo el amortiguador a la posición de reposo y se ven las otras dos posiciones; compresión y extensión
Confort o estabilidad
Se ven dos automóviles con suspensiones diferentes, cada una está diseñada para utilizaciones determinadas:
- El automóvil de la imagen superior tiene muelles más largos y finos, la sección de los pasos entre las cámaras de aceite de los amortiguadores son anchas
- En la imagen inferior los muelles son más cortos y con espiras de más diámetro, los amortiguadores tienen pasos de menor sección entre las cámaras de aceite
- Al circular el automóvil de la imagen superior permite más oscilaciones y balanceos primando el confort de marcha sobre la estabilidad
- El de la imagen inferior limita más las oscilaciones y balanceos mejorando la estabilidad pero reduciendo el confort
- El enfoque del automóvil superior con mucho recorrido y suavidad de actuación es lograr buen confort de marcha
- El automóvil de la imagen inferior evita grandes desplazamientos de la suspensión mejorando el control del automóvil, favorece la estabilidad
El equilibrio entre confort y estabilidad, es el compromiso que han de solucionar los fabricantes según el perfil de uso del automóvil.
Hay amortiguadores de dureza variable en los que se modifica en tiempo real la sección de paso del aceite o su densidad.
Detalle del desgate de los amortiguadores
Los amortiguadores van perdiendo cualidades y capacidad de control progresivamente, lo que implica estos comportamientos:
- Rebotes y oscilaciones verticales, oscilaciones al acelerar y frenar, balanceos repetitivos en curvas, desvíos con viento lateral entre otros
- En estas situaciones se altera la calidad de contacto neumáticos – suelo además del desequilibrio del reparto de pesos, reduciéndose sensiblemente la posibilidad de controlar el automóvil
- Los sistemas electrónicos de seguridad activa o primaria (antibloqueo de frenos ABS y sus derivados) ven muy mermadas sus capacidades de recuperar automáticamente la trayectoria del automóvil
- Un amortiguador en buen estado controla las oscilaciones de la suspensión una vez superada la causa del movimiento, recuperando enseguida el equilibrio
- Ante la misma situación un amortiguador desgastado tarda más tiempo en lograr el equilibro alterando la estabilidad, más ante actuaciones seguidas de la suspensión
La causa de desgaste de los amortiguadores es debida al paso de aceite por la juntas de estanqueidad que han perdido hermeticidad, puede ser al exterior lo que se detecta, pero también por la juntas en el pistón entre las cámaras de aceite, y en este caso no se ve la fuga por el exterior.
Suspensión Mc Pherson
Se va a montar la suspensión Mc Pherson entre las ruedas y la carrocería:
- Muelles
- Amortiguadores
- Soportes de los muelles y amortiguadores, formando con estos un conjunto telescópico
- Semiejes de ruedas
- Brazos inferiores, la eliminación de los brazos superiores es la característica de la Mc Pherson
- Funcionamiento de la suspensión e identificación de los componentes
- La dirección gira por las rótulas en los brazos y unos rodamientos de dirección en el asentamiento de los conjuntos telescópicos en la carrocería
- Es frecuente incorporar entre los apoyos de la Mc Pherson en la carrocería un refuerzo transversal, que en muchos casos está ya integrado en la estructura de la carrocería
Suspensión Mc Pherson original
Sobre este automóvil se monta la Mc Pherson:
- Solamente hay brazos inferiores
- Rótulas de suspensión y dirección en los extremos de los brazos junto a las ruedas
- Se resaltan los conjuntos telescópicos formados por el amortiguador y muelle
- Rodamientos de dirección en los apoyos de los conjuntos telescópicos en la carrocería
- Se ve el funcionamiento de la Mc Pherson
- En la Mc Pherson original, el brazo inferior tiene un único punto de anclaje en la carrocería, la barra estabilizadora hace, además de su función, de tirante o brazo longitudinal para controlar los desplazamientos longitudinales del brazo inferior, como se ve en el automóvil y en el detalle
Los elementos elásticos de suspensión
Estos son los elementos elásticos más utilizados, que se comentan el la diapositiva siguiente:
- Ballestas
- Muelles
- Barras de torsión
- Conjuntos hidroneumáticos
- Conjuntos neumáticos
Actuación de los elementos elásticos
- Ballestas; son láminas flexibles que tienden a recuperar su posición original
- Pueden tener una o varias láminas, en este caso son tres
- Muelles helicoidales; son los más utilizados
- Las espiras pueden tener espesor variable para endurecerse con más carga
- Barras de torsión; es como si se estirase un muelle
- Un extremo asienta en la carrocería y el otro en un elemento móvil de suspensión
- Conjuntos hidroneumáticos; son unas esferas divididas en dos partes por una membrana flexible estanca
- En la cámara superior hay gas a presión y en la inferior aceite que pasa por unos conductos al comprimirse y extenderse la suspensión
- El gas a presión es el elementos elástico y los pasos de aceite hacen la función de amortiguador
- Si se aumenta la cantidad de aceite con una bomba de presión se comprime el gas subiendo la carrocería
- Conjuntos neumáticos; es una cámara llena de aire a presión
- Si se modifica con una bomba de aire la presión se varía la altura de la carrocería
Suspensión Mc Pherson con barra de torsión
- La Mc Pherson prescinde del brazo superior y el conjunto telescópico asienta en la carrocería, en este caso exclusivamente el amortiguador pues no hay muelle
- El elemento elástico es una barra de torsión anclada en la carrocería y en el extremo anterior del brazo de suspensión
Resumen
- Componentes y funcionamiento de los amortiguadores
- Adaptación de los amortiguadores para confort o estabilidad
- Desgastes de los amortiguadores y sus efectos en el comportamiento dinámico del automóvil
- Descripción de la Mc Pherson
- Elementos elásticos
Repaso de este módulo
Tipos de suspensión
- El coche de la izquierda tiene eje rígido con muelles
- En el de la derecha es independiente por brazos paralelos
Elementos de suspensión
- Silentbloc; articulaciones elásticas entre los diferentes elementos móviles de suspensión
- Rótulas; para articulaciones con mucho ángulo o en varios planos, en los puntos de giro de la dirección en estos coches
- Tirante de suspensión; guían los movimientos del eje del coche de la izquierda
- Brazo; son las uniones móviles en la suspensión del coche de la derecha
- Estabilizadora; para reducir la inclinación en las curvas
- Tiene silentblocs en las articulaciones, también se puede hacer mediante rótulas
- Muelle; son los elementos elásticos de estos dos coches
- Rodamiento de rueda; permiten el giro de las ruedas sin residencia
- Amortiguador; reducen los desplazamientos verticales de las ruedas para mantener el contacto rueda – suelo
- Eje rígido, el automóvil de la izquierda
- Suspensión independiente, en el coche de la derecha
Los dos sistemas genéricos de suspensión; eje rígido e independiente
Este automóvil tiene suspensión delantera independiente y trasera mediante eje rígido, esto son los elementos:
- Independiente delantera por dos brazos paralelos
- Trasera por eje rígido
- Silentblocs en las articulaciones con la carrocería y el eje rígido
- Rótulas en las articulaciones de giro de dirección
- Rodamientos entre las ruedas y los ejes de giro
- Estabilizadoras con sus extremos apoyados en lados opuestos de la suspensión delantera y trasera
- Elementos de unión rueda – carrocería; delante son dos brazos paralelos por cada rueda independiente y detrás cuatro tirantes longitudinales y uno transversal para guiar el eje rígido
- Los elementos elásticos son muelles e incorpora amortiguadores para controlar oscilaciones y balanceos
Suspensión Mc Pherson
- – El coche de la izquierda con suspensión por dos brazos paralelos no es Mc Pherson
- – El coche de la derecha tiene suspensión Mc Pherson:
- – CT; son los conjuntos telescópicos entre el semieje de cada rueda y la carrocería, en este caso incluyen los muelles y amortiguadores
- – BS; brazos de suspensión inferiores, no hay superiores, es la particularidad de esta suspensión
- – RD; al no haber brazos superiores la dirección gira sobre rodamientos entre los conjuntos telescópicos y la carrocería
- – ES; barra estabilizadora anti balanceo para reducir la inclinación en las curvas
Elementos elásticos de suspensión
- Coche superior izquierdo; conjuntos hidroneumáticos
- Coche superior derecho; muelles
- Coche inferior izquierdo; ballesta transversal delantera actuando también como brazos inferiores de la suspensión independiente, y detrás dos ballestas longitudinales para el eje rígido
- Coche inferior derecho; eje rígido delante y detrás con dos ballestas longitudinales cada uno
- Coche de la imagen superior; cuatro barras de torsión longitudinales, dos para la suspensión delantera independiente, y dos para el eje rígido trasero
- Coche de la imagen central; suspensión independiente delante y detrás con conjuntos neumáticos
- Coche de la imagen inferior; dos ballestas transversales que hacen también la función de brazos inferiores
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