componentes de la suspensión

8/7/2019 Componentes de la suspensin

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Componentes de la suspensin El sistema de suspensin esta compuesto por un elemento flexible o elstico (muelle deballesta o helicoidal, barra de torsin, muelle de goma, gas o aire) y un elemento amortiguacin(amortiguador), cuya misin es neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida originadas

por el elemento flexible al adaptarse a las irregularidades del terreno.Elementos de suspensin simplesEn las suspensiones simples se utilizan como elementos de unin, unos resortes de aceroelstico en forma de:

y ballesta,

y muelle helicoidal

y barras de torsinEstos elementos, como todos los muelles, tienen excelentes propiedades elsticas pero poca

capacidad de absorcin de energa mecnica, por lo que no pueden ser montados solos en lasuspensin; necesitan el montaje de un elemento que frene las oscilaciones producidas en sudeformacin. Debido a esto, los resortes se montan siempre con un amortiguador de dobleefecto que frene tanto su compresin como expansin..

BallestasLas ballestas estn constituidas (fig. inferior) por un conjunto de hojas o lminas de aceroespecial para muelles, unidas mediante unas abrazaderas (2) que permiten el deslizamientoentre las hojas cuando stas se deforman por el peso que soportan. La hoja superior (1),llamada hoja maestra, va curvada en sus extremos formando unos ojos en los que se montanunos casquillos de bronce (3) para su acoplamiento al soporte del bastidor por medio de unospernos o bulones.

El nmero de hojas y el espesor de las mismas est en funcin de la carga que han de

soportar. Funcionan como los muelles de suspensin, haciendo de enlace entre el eje de lasruedas y el bastidor.En algunos vehculos, sobre todo en camiones, adems de servir de elementos de empuje,absorben con su deformacin longitudinal la reaccin en la propulsin.Existe una abundante normalizacin sobre ballestas en las normas UNE 26 224-5-6-7 y 26 063. Montaje de las ballestasEl montaje de las ballestas puede realizarse longitudinal o transversalmente al sentido dedesplazamiento del vehculo.Montaje longitudinal: montaje utilizado generalmente en camiones y autocares, se realizamontando la ballesta con un punto "fijo" en la parte delantera de la misma (segn eldesplazamiento del vehculo) y otro "mvil", para permitir los movimientos oscilantes de lamisma cuando se deforma con la reaccin del bastidor. El enlace fijo se realiza uniendo


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directamente la ballesta (1) al soporte (2) y, la unin mvil, interponiendo entre la ballesta (1) yel bastidor un elemento mvil (3), llamado gemela de ballesta.

El montaje de la ballesta sobre el eje (4), puede realizarse con apoyo de la ballesta sobre el eje(figura superior) o con el eje sobre la ballesta (figura inferior); este ultimo montaje permite quela carrocera baje, ganando en estabilidad. La misin se realiza por medio de unas abrazaderas

que enlazan la ballesta al eje.

Montaje transversal: utilizado generalmente en turismos, se realiza uniendo los extremos de laballesta (1) al puente (2) o brazos de suspensin, con interposicin de elementos mviles (3)

(gemelas) y la base de la ballesta a una traviesa del bastidor o carrocera.


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Entretenimiento y reparacin de las ballestas

Muelles helicoidalesEstos elementos mecnicos se utilizan modernamente en casi todos los turismos en sustitucinde las ballestas, pues tienen la ventaja de conseguir una elasticidad blanda debido al granrecorrido del resorte sin apenas ocupar espacio ni sumar peso.

ConstitucinConsisten en un arrollamiento helicoidal de acero elstico formado con hilo de dimetrovariable (de 10 a 15 mm); este dimetro vara en funcin de la carga que tienen que soportar;las ltimas espiras son planas para facilitar el asiento del muelle sobre sus bases de apoyo (fig.

inferior).


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CaractersticasNo pueden transmitir esfuerzos laterales, y requieren, por tanto, en su montaje bielas deempuje lateral y transversal para la absorcin de las reacciones de la rueda. Trabajan a torsin,retorcindose proporcionalmente al esfuerzo que tienen que soportar (fig. inferior), acortandosu longitud y volviendo a su posicin de reposo cuando cesa el efecto que produce la

deformacin.

La flexibilidad de los muelles est en funcin del nmero de espiras, del dimetro del resorte,del paso entre espiras, del espesor o dimetro del hilo, y de las caractersticas del material. Sepuede conseguir muelles con una flexibilidad progresiva, utilizando diferentes dimetros deenrollado por medio de muelles helicoidales cnicos (figura inferior), por medio de muelles con

paso entre espiras variable o disponiendo de muelles adicionales.


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Usando muelles adicionales se puede obtener una suspensin de flexibilidad variable en elvehculo. En efecto, cuando ste circule en vaco, slo trabaja el muelle principal (1) (fig.inferior) y cuando la carga es capaz de comprimir el muelle hasta hacer tope con el auxiliar (2)se tiene un doble resorte, que, trabajando conjuntamente, soporta la carga sin aumentarla

deformacin, dando mayor rigidez al conjunto.

En la figura inferior puede apreciarse de forma grfica las tres posiciones del muelle: sinmontar, montado en el vehculo y el muelle bajo la accin de la carga.

Las espiras de un muelle helicoidal no deben, en su funcin elstica, hacer contacto entre susespiras; es decir, que la deformacin tiene que ser menor que el paso del muelle por el nmero

de espiras. De ocurrir lo contrario, cesa el efecto del muelle y entonces las sacudidas por lamarcha del vehculo se transmiten de forma directa al chasis.


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Barra de torsinEste tipo de resorte utilizado en algunos turismos con suspensin independiente, est basadoen el principio de que si a una varilla de acero elstico sujeta por uno de sus extremos se leaplica por el otro un esfuerzo de torsin, esta varilla tender a retorcerse, volviendo a su formaprimitiva por su elasticidad cuando cesa el esfuerzo de torsin (fig. inferior).

Disposicin y montaje de las barras de torsin. El montaje de estas barras sobre el vehculo serealiza (fig. inferior) fijando uno de sus extremos al chasis o carrocera, de forma que no puedagirar en su soporte, y en el otro extremo se coloca una palanca solidaria a la barra unida en suextremo libre al eje de la rueda. Cuando sta suba o baje por efecto de las desigualdades delterreno, se producir en la barra un esfuerzo de torsin cuya deformacin elstica permite elmovimiento de la rueda.Las barras de torsin se pueden disponer paralelamente al eje longitudinal del bastidor o

tambin transversalmente a lo largo del bastidor

En vehculos con motor y traccin delanteros se montan una disposicin mixta con las barrasde torsin situadas longitudinalmente para la suspensin delantera y transversalmente para lasuspensin trasera.


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Barras estabilizadorasCuando un vehculo toma una curva, por la accin de la fuerza centrfuga se carga el peso delcoche sobre las ruedas exteriores, con lo cual la carrocera tiende a inclinarse hacia ese lado

con peligro de vuelco y la correspondiente molestia para sus ocupantes.

Para evitar estos inconvenientes se montan sobre los ejes delantero y trasero las barrasestabilizadores, que consisten esencialmente en una barra de acero elstico cuyos extremosse fijan a los soportes de suspensin de las ruedas; de esta forma, al tomar una curva, comouna de las ruedas tiende a bajar y la otra a subir, se crea un par de torsin en la barra queabsorbe el esfuerzo y se opone a que esto ocurra, e impide, por tanto, que la carrocera seincline a un lado, manteniendola estable. El mismo efecto se produce cuando una de lasruedas encuentra un bache u obstculo, creando, al bajar o subir la rueda, un par de torsin enla barra que hace que la carrocera se mantenga en posicin horizontal. En caso de circular en

linea recta y en condiciones normales la accin de la barra es nula.


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Silentblocks y cojinetes elsticos Son aislantes de caucho u otro material elastmero que se encargan de amortiguar lasreacciones en los apoyos de la suspensin. Su mision es amortiguar los golpes existentesentre dos elementos en los que existe movimiento. Suelen montarse a presin o atornillados.Su sustitucin debe realizarse cuando el caucho est deteriorado o exista holgura en la unin.Los cojinetes elsticos son elemento de caucho que permiten la unin de los componentes dela suspensin facilitando un pequeo desplazamiento. Su montaje suele realizarse mediante

bridas o casquillos elsticos. Estos cojinetes son muy utilizados para el montaje de las barrasestabilizadoras.


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RtulasLas rtulas constituyen un elemento de unin y fijacin de la suspensin y de la direccin, que

permite su pivotamiento y giro manteniendo la geometria de las ruedas.La fijacin de las rtulas se realiza mediante tornillos o roscados exteriores o interiores.

Su sustitucin debe realizarse si existe en estas algun dao como por ejemplo, si estadeformada a causa de algn golpe, o cuando existen holguras (figura inferior).


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Mangueta y buje La mangueta de la suspensin es una pieza fabricada con acero o aleaciones que une el bujede la rueda y la rueda a los elementos de la suspensin, tirantes, trapecios, amortiguador, etc.La mangueta se disea teniendo en cuenta las caractersticas geomtricas del vehculo.En elinterior del buje se montan los rodamientos o cojinetes que garantizan el giro de la rueda.

Trapecios o brazos de suspensin Son brazos artculados fabricados en fundicin o en chapa de acero embutida que soportan alvehculo a travs de la suspensin. Unen la mangueta y su buje mediante elementos elsticos(silentblocks) y elementos de guiado (rtulas) al vehculo soportando los esfuerzos generados

por este en su funcionamiento.


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Tirantes de suspensin Son brazos de acero longitudinales o transversales situados entre la carroceria y la mangueta otrapecio que sirven como sujeccin de estos y facilitan su guiado. Absorben los desplazamientoy esfuerzos de los elementos de la suspensin a travs de los silentblocks o cojinetes elsticosmontados en sus extremos.Topes de suspensin Estos topes pueden ser elsticos o semirigidos en forma de taco o en forma de casquillo. Sufuncin es servir de tope para el conjunto de la suspensin, de manera que en una compresinexcesiva esta no se detiene. El montaje de este elemento es muy diverso dependiendo de laforma del taco. Por ejemplo, en las suspensiones McPherson se monta en el interior delvstago del amortiguador, mientras que en las suspensiones por ballesta se suele montar

anclado en la carrocera.

Amortiguadores Estos elementos son los encargados de absorber las vibraciones de los elementos elsticos(muelles, ballestas, barras de torsin), convirtiendo en calor la energa generada por lasoscilaciones.Cuando la rueda encuentra un obstculo o bache, el muelle se comprime o se estira,recogiendo la energa mecnica producida por el choque, energa que devuelve a continuacin,por efecto de su elasticidad, rebotando sobre la carrocera. Este rebote en forma de vibracines el que tiene que frenar el amortiguador, recogiendo, en primer lugar, el efecto de

compresin y luego el de reaccin del muelle, actuando de freno en ambos sentidos; por estarazn reciben el nombre de los amortiguadores de doble efecto.Los amortiguadores pueden ser "fijos" y "regulables", los primeros tienen siempre la misma

dureza y los segundo pueden variarla dentro de unos mrgenes. En los ms modernosmodelos este reglaje se puede hacer incluso desde el interior del vehculo.Marcas conocidas de fabricantes de amortiguadores serian: Monroe, Koni, Bilstein, Kayaba, DeCarbon, etc


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Tipos de amortiguadoresLos mas empleados en la actualidad son los de tipo telescpico de funcionamiento hidrulico.Dentro de estos podemos distinguir:

y Los amortiguadores hidrulicos convencionales (monotubo y bitubo). Dentro de estacategora podemos encontrar los fijos y los regulables.

y Los amortiguadores a gas (monotubo o bitubo). No regulablesy Los amortiguadores a gas (monotubo). Regulables

Amortiguadores hidrulicos convencionalesSon aquellos en los que la fuerza de amortiguacin, para controlar los movimientos de lasmasas suspendidas y no suspendidas, se obtiene forzando el paso de un fluido a travs deunos pasos calibrados de apertura diferenciada, con el fin de obtener la flexibilidad necesariapara el control del vehculo en diferentes estados.Son los mas usuales, de tarados pre-establecidos (se montan habitualmente como equipo deorigen). Son baratos pero su duracin es limitada y presentan prdidas de eficacia con trabajoexcesivo, debido al aumento de temperatura. No se suelen utilizar en conduccin deportiva nien competicin.


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Estos amortiguadores de tipo telescpico y de funcionamiento hidrulico estn constituidos (fig.inferior) por una cilindro (A) dentro del cual puede deslizarse el mbolo (B) unido al vstago(C), que termina en el anillo soporte (D), unido al bastidor. Rodeando el cilindro (A) va otroconcntrico, (F), y los dos terminan sellados en la parte superior por la empaquetadura (E), porla que pasa el vstago (C), al que tambin se une la campana (G), que preserva de polvo alamortiguador. El cilindro (F) termina en el anillo (H), que se une al eje de la rueda y secomunica con el cilindro (A) por medio del orificio (I). El cilindro (A) queda dividido en dos

cmaras por el pistn (B); stas se comunican por los orificios calibrados (J y K), este ltimotapado por la vlvula de bola (L).As constituido el amortiguador, quedan formadas las cmaras (1, 2 y 3), que estn llenas deaceite. Cuando la rueda sube con relacin al chasis, lo hace con ella el anillo (H) y, a la vez quel, los cilindros (A y F), con lo cual, el lquido contenido en la cmara (2) va siendo comprimido,pasando a travs de los orificios (J y K) a la cmara (1), en la que va quedando espacio vacodebido al movimiento ascendente de los cilindros (A y F). Otra parte del lquido pasa de (2) a lacmara de compensacin (3), a travs del orificio (I). Este paso forzado del lquido de unacmara a las otras, frena el movimiento ascendente de los cilindros (A y F), lo que supone unaamortiguacin de la suspensin.

Cuando la rueda ha pasado el obstculo que la hizo levantarse, se produce el disparo de laballesta o el muelle, por lo que (H) baja con la rueda y con l los cilindros (A y F). Entonces ellquido de la cmara (1) va siendo comprimido por el pistn y pasa a la cmara (2) a travs de(J) (por K no puede hacerlo por impedrselo la vlvula antirretorno L), lo que constituye un frenode la expansin de la ballesta o el muelle. El espacio que va quedando vaco en la cmara (2)a medida que bajan los cilindros (A y F), se va llenando de aceite que llega de la cmara (1) y,si no es suficiente, del que llega de la cmara de compensacin (3) a travs de (I). Por tanto,en este amortiguador vemos que la accin de frenado es mayor en la expansin que en lacompresin del muelle o ballesta, permitindose as que la rueda pueda subir con relativafacilidad y que acte en ese momento el muelle o la ballesta; pero impidiendo seguidamente elrebote de ellos, que supondra un mayor nmero de oscilaciones hasta quedar la suspensinen posicin de equilibrio.Segn el calibre del orificio (J), se obtiene mayor o menor accin de frenado en los dossentidos; y segn el calibre del orificio (K), se obtiene mayor o menor frenado cuando sube larueda. En el momento que lo hace, el aceite contenido en la cmara inferior (2) no puede pasaren su totalidad a la superior (1), puesto que sta es ms reducida, debido a la presencia delvstago (C) del pistn; por ello se dispone la cmara de compensacin (3), para que el lquidosobrante de la cmara inferior (2) pueda pasar a ella. Todo lo contrario ocurre cuando la rueda


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baja: entonces el lquido que pasa de la cmara superior (1) a la inferior (2) no es suficientepara llenarla y por ello le entra lquido de la cmara de compensacin (3).Este tipo de amortiguador se ha visto que es de doble electo; pero cuando la rueda sube, laaccin de frenado del amortiguador es pequea y cuando baja es grande (generalmente, el

doble), consiguindose con ello que al subir la rueda, sea la ballesta o el muelle los quedeformndose absorban la desigualdad del terreno y, cuando se produzca la expansin, sea el

amortiguador el que lo frene o disminuya las oscilaciones.

La energa desarrollada por el muelle en la "compresin" y "expansin" es recogida por el

amortiguador y empleado en comprimir el aceite en su interior. La energa, transformada encalor, es absorbida por el lquido.Como el amarre de los resortes se realiza entre el elemento suspendido y el eje oscilante delas ruedas, los amortiguadores se montan tambin sujetos a los mismos elementos, con el finde que puedan frenar as las reacciones producidas en ellos por los resortes. Esta unin serealiza con interposicin de tacos de goma, para obtener un montaje elstico y silencioso de losmismos.La temperatura ambiente y el calor absorbido por el aceite en el funcionamiento de losamortiguadores hidrulicos, influyen sobre la viscosidad del lquido, haciendo que el mismopase con ms o menos dificultad por las vlvulas que separan las cmaras, resultando unasuspensin ms o menos amortiguada. Por esta razn, en invierno, en los primeros momentosde funcionamiento, se observa una suspensin ms dura, ya que elaceite, debido al fro, se hahecho ms denso; en verano, o cuando el vehculo circula por un terreno irregular, el aceite sehace ms fluido y se nota una suspensin ms blanda.Amortiguador hidrulico presurizado Un avance en la evolucin de los amortiguadores consiste en presurizar el interior de losamortiguadores, esto trae consigo una serie de ventajas.No presurizadosTienen la pega de que se puede formar en ellos bolsas de aire bajo las siguientes condiciones.

y El amortiguador se almacena o transporta horizontal antes de ser instalado.


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Amortiguadores a gasEstos amortiguadores a gas trabajan bajo el mismo principio bsico que los hidrulicos, perocontienen en uno de sus extremos nitrgeno a alta presin (aproximadamente 25 bar).Un pistn flotante separa este gas del aceite impidiendo que se mezclen. Cuando el aceite, aldesplazarse el vstago, comprime el gas, est sufre una variacin de volumen que permite daruna respuesta instantnea y un funcionamiento silencioso. Los amortiguadores a gas adems

de amortiguar tambin hace en cierto modo de resorte elstico, es por ello que este tipo deamortiguadores vuelven a su posicin cuando se deja de actuar sobre ellos.

y

Amortiguadores de gas no regulables: suelen ser amortiguadores monotubo o bitubo,muy resistente a golpes, de alta duracin y de alta resistencia a la prdida de eficaciapor temperatura de trabajo. Aunque el precio es mayor, se ve compensado por sudurabilidad y fiabilidad. Es un tipo de amortiguador de muy alta calidad. Su uso esciertamente recomendable para los vehculos de altas prestaciones.

y Amortiguadores de gas regulables: Son amortiguadores monotubo, con o sin botellaexterior, con posibilidad de variacin de tarados. Es un tipo de amortiguador de altatecnologa, con precio alto pero proporcional a su eficacia, por eso es el mas usado enconduccin deportiva, en los vehculos de competicin y de altas prestaciones.

2010 MECANICAVirtual, la web de los estudiantes de automocin. Paginacreada por Dani meganeboy.

Actualizada: 4 Julio, 2010 . Estamos on-line desde: 24 Febrero de 2001

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