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Origen de la generación de vibraciónTecnico superior de diagnostico - Puntos básicos sobre NVH

Origen de la generación de vibración

Resumen del capítulo

La causa de la vibración y del ruido que se generan en los vehículos es la fuerza vibratoria.Aquí revisaremos los mecanismos habituales que generan fuerza vibratoria en los vehículos y cómo tratarlos

en el vehículo y cómo repararlos.

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Resumen ResumenDe los ejemplos habituales de fuerza vibratoria en un vehículo se pueden destacar los siguientes: presión de la combustión o fluctuación del par en el motor, neumáticos desequilibrados, carretera irregular, desequilibrio o ángulo de junta en el eje propulsor, engrane de las velocidades en la transmisión o en el componente diferencial y fluctuaciones de fricción en el embrague o en los frenos.

Si todas estas causas pudiesen reducirse a cero, no habría vibraciones ni ruido. Sin embargo, resulta imposible eliminar algunas de estas causas, como la presión de combustión en el motor o la fuerza externa de una carretera irregular.

La siguiente explicación tiene que ver con el mecanismo de generación de las fuerzas vibratorias habituales que se dan en los vehículos y cómo responde el vehículo ante las mismas.

Motor ResumenLa causa de la generación de vibraciones/ruidos en el vehículo es la fuerza vibratoria. Una de las partes habituales que genera la fuerza vibratoria es el motor.

Debido a la combustión del combustible en la cámara de combustión de los motores y a que se mueven muchas partes, se generan muchos tipos de fuerzas vibratorias. Hacen que el motor vibre, con lo que éste se convierte en un elemento vibrador. Se transmiten al tren de transmisión y a la carrocería.

Hay varios factores relacionados con la generación de la fuerza vibratoria en un motor aunque, de entre ellos, los dos siguientes tienen una importancia especial. Uno es la presión de la combustión del combustible en la cámara de combustión. El otro es la fuerza inercial causada por el movimiento recíproco del pistón y el movimiento rotatorio del cigüeñal.Estos dos factores generan una vibración y una fluctuación de par en el motor. Aparte de estos factores, el movimiento mecánico de los componentes causa otros factores como es el ruido del motor.

Motor Fluctuación del par debido a la combustión

La fuerza vibratoria atribuida a la presión de combustión causa una fluctuación del par en el cigüeñal, que se transmite al tren de transmisión.También actúa sobre el bloque de cilindros como fuerza de reacción, causando así la vibración del motor. La presión de combustión fluctúa en menor grado que cuando las revoluciones del motor son elevadas y el motor está formado por muchos cilindros.

La fluctuación de par aumenta cuando el ángulo de abertura de la válvula de mariposa es grande (es decir, cuando la carga del motor es grande), debido al aumento de la presión de combustión.

Debido a la estructura de los motores, es inevitable que haya fluctuaciones de par. Si la causa de la vibración o del ruido es una fluctuación de par, la reparación puede ser muy difícil.

Fluctuación de par

0

0 180 360 540 720Ángulo de giro del cigüeñal

Parcompuesto

Par medio

Flu

ctu

aci

ón

de

pa

r

(1/1)

(1/1)

(1/5)

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Soluciones para el lado del vehículo • PoleaLa fluctuación de la presión de combustión causa una deformación elástica en el cigüeñal que crea una vibración torsional. La vibración torsional aumenta alrededor del borde del cigüeñal; por este motivo, la polea está diseñada para incorporar un amortiguador torsional.

Goma

• Volante del motorUn volante conserva las fluctuaciones del par de motor en forma de inercia y reduce las fluctuaciones de par con el fin de que el motor gire de manera más uniforme.Un volante más duro puede reducir las fluctuaciones de par aumentando la eficacia inercial a costa de una peor respuesta del motor.Así pues, el volante del motor debe diseñarse con el peso adecuado y teniendo en cuenta estas dos características.Algunos motores incorporan volantes de motor con amortiguadores torsionales a fin de reducir las vibraciones torsionales.Un volante de motor provisto de amortiguador torsional se divide en dos secciones. El mecanismo amortiguador compuesto de resortes de compresión está situado entre estas secciones; su función es reducir las vibraciones torsionales y fluctuaciones de par.

Lado del motor

Lado de la transmisión

• Embrague El embrague transmite par al tren de transmisión. Así pues, el embrague puede ser uno de los elementos transmisores de la fluctuación de par, es decir, de la fuerza vibratoria.Las mejoras de la característica torsional son eficaces para reducir el ruido retumbante y el ruido del cambio en la transmisión o en el componente diferencial.Para reducir el ruido retumbante, resulta eficaz absorber la fluctuación de par del motor reduciendo la constante de muelle en el muelle de torsión. Por otra parte, debe tanta capacidad de par como la del propio disco de embrague.

OBSERVACIÓN:Algunos del embrague de bloqueo del convertidor de par tienen la misma función.

Fluctuación de par

Fluctuación grande Fluctuación pequeña

(2/5)

(3/5)

(4/5)

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Rugido deldiferencial

Cascabeleo dela transmisión en ralentí

Cascabeleo delengranaje de transmisión

Ángulo torsional

Cascabeleo del diferencial

Par


Motor Desequilibrio debido a la inercia

Las fuerzas vibratorias atribuibles a las fuerzas inerciales están causadas por el mecanismo de engranaje y el desequilibrio en el objeto rotatorio.Entre la fuerzas vibratorias causadas por la inercia, la masa recíproca puede equilibrarse en un determinado nivel seleccionando la disposición de cilindros y forma del cigüeñal apropiadas. No obstante, es probable que la vibración causada por un desequilibrio inercial permanezca. Para mejorar este fenómeno, algunos motores están dotados de un eje balanceador.

La fuerza vibratoria causada por el desequilibrio en el objeto rotatorio es la vibración de primer orden del motor, independientemente del número de cilindros que haya. El desequilibrio se reduce mediante pesos balanceadores. La fuerza generada por el desequilibrio aumenta en proporción geométrica de las revoluciones por minuto, con lo que las vibraciones se amplifican de forma espectacular según el aumento de las revoluciones por minuto.

Peso de equilibrio 8 del cigüeñal

Peso de equilibrio 4 del cigüeñal

Eje balanceador Con el fin de reducir la vibración del motor, los motores modernos de cuatro cilindros en línea con un gran desplazamiento están dotados de dos ejes balanceadores. Aun cuando el cigüeñal gire a velocidad constante, la velocidad con que reciprocan los pistones no es la misma: un pistón, encontrándose en la posición ilustrada en B, se mueve más rápidamente que el pistón cuando se encuentra en la posición A.Esto causa una fuerza inercial ascendente del pistón mayor que su fuerza inercial descendente; así pues, el equilibrio neto de las fuerzas inerciales será en dirección ascendente, lo que causa vibraciones.En un motor de cuatro cilindros en línea, los pistones de los cilindros 1 y 4 se encuentran en el centro muerto superior cuando los pistones de los cilindros. 2 y 3 están en el centro muerto inferior; es decir, los dos juegos de pistones están desfasados 180 grados entre sí. Por esta razón, la fuerza inercial ascendente restante (que se menciona arriba) creará un tipo de vibración llamada “estruendo” dos veces en cada vuelta del cigüeñal. Para anular esta vibración, los dos ejes balanceadores, situados encima o debajo del cigüeñal, giran en direcciones opuestas entre sí a una velocidad que es el doble de la del cigüeñal.

Contrapeso

Eje balanceador

Fuerzas inerciales1

23

4

Va

Vb

A B

b

aba <

Va, Vb: Velocidad

b: Distanciaa,

Va = Vb

(5/5)

(1/2)

(2/2)

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Sistema de escape y admisión del motor Sistema de admisión

El ruido de admisión es aquél producido por el sonido intermitente del aire admitido y por los sonidos de resonancia.

Un sonido de pulsación tiene una frecuencia relativamente alta. Depende del volumen de aire, la forma del filtro de aire y el diámetro y longitud de la manguera de admisión.Un sonido de resonancia tiene una frecuencia relativamente alta. Se genera cuando la frecuencia del ruido de admisión y la frecuencia de resonancia del sistema de admisión coinciden en unas revoluciones por minuto determinadas.

Asimismo, la fluctuación de la presión del aire de admisión emite sonidos radiados desde la superficie exterior del componente del sistema de admisión. La vibración en el sistema de admisión también se transmite hacia el interior. • Resonador de admisiónCuando la frecuencia del ruido de admisión coincide con la frecuencia de resonancia en el habitáculo o en el sistema de admisión, el ruido aumenta hasta causar estruendo y ruido de motor. Por lo general, el resonador de entrada se usa para alterar la frecuencia de resonancia en el sistema de admisión y reducir el estruendo y el ruido del motor. • Caja del filtro de airePara montar la caja del filtro de aire en la carrocería se usan soportes de goma, que impiden la transmisión de los ruidos de admisión hacia la carrocería del vehículo.

Admisión de aire frío

Resonador deadmisión

Soportes de goma

Sistema de escape y admisión del motor Sistema de escape

Ruido de escapeEl ruido de escape incluye el sonido del gas emitido por el silencioso, así como sonidos irradiados desde la parte exterior del tubo de escape y del silenciador. El sonido del escape emitido puede reducirse mediante la capacidad de amortiguamiento del silenciador. Si la capacidad del silenciador no es suficiente, la salida de potencia del motor se ve afectada. El sonido irradiado está causado por la vibración de las paredes del componente debido a la fluctuación de la presión del escape, lo cual causa vibraciones en el aire ambiental.En ocasiones, la vibración del sistema de escape también se transmite a la carrocería del vehículo, con lo que se genera la transmisión de sonido. Soluciones para el lado del vehículo 1. Amortiguación de ruido mediante varias capas en el silencioso. 2. Incorporación de costillas a las paredes del silencioso para reforzar la superficie del mismo. 3. Aplicación de subsilencioso ligero y compacto, de tipo ramificado lateral, a fin de reducir la pérdida de presión. 4. Amortiguación de ruido mediante un tubo de escape de doble capa. 5. Reducción de vibraciones mediante la aplicación de un tubo flexible de tipo fuelle. 6. Instalación de amortiguadores dinámicos en zonas del tubo de escape que muestran vibraciones fuertes a fin de reducirlas trasladando sus puntos de resonancia. 7. Soporte de aislamiento doble, en el que la ménsula de soporte está dotada de un soporte de goma adicional. 8. Soporte del tubo de escape en zonas rígidas de la carrocería para reducir la transmisión de vibraciones hacia la carrocería.

4 Tubo de capa doble

5 Tubo flexible

6 Amortiguador dinámico

7 Soporte con aislamiento doble

2 Silenciador con nervaduras

1 Silenciador de capas múltiples

3 Silenciador secundario de rama lateral

Otros componentes del motor Soportes del motor

Si bien los soportes del motor son relativamente pequeños, son importantes para controlar el NVH. Unen la carrocería del vehículo con el motor: la mayor fuente de vibración. La vibración del motor se transmite a la carrocería a través de estos soportes. La vibración de los neumáticos también se transmite al motor, que actúa como caja de resonancia. Los soportes del motor deben tener tres características: gran capacidad para amortiguar vibraciones, una constante de muelle pequeña y una frecuencia natural adecuada. Estas características se definen del siguiente modo: • La gran capacidad para amortiguar vibraciones reduce la vibración del propio motor. • La constante de muelle pequeña reduce la vibración del motor que se transmite hacia la carrocería. • Una frecuencia natural adecuada es aquella que está fuera del rango de vibración normal, determinado por el peso del motor y el la constante de muelle del soporte del motor.

Carrocería

Motor

Soporte del motor

(1/1)

(1/1)

(1/8)

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A fin de satisfacer las necesidades de insonorización y prevención de vibraciones, los soportes del motor pueden tener diversas configuraciones de diseño. • Soportes para motores de montaje linealPor lo general, este tipo de motores van soportados en tres puntos: a izquierda y derecha del bloque motor y en la parte de atrás para la transmisión.

Delante

RH

LH

RR

Soportes para motores de montaje lineal

• Soportes para motores de montaje transversal Los soportes derecho e izquierdo están situados linealmente respecto al cigüeñal; los soportes delantero y trasero sirven para impedir que el motor “vuelque”. El soporte central ayuda a impedir que el motor vuelque.

Delante

RH

FR

CTRLH

RR

Soportes para motores de montaje transversal

• Tipo de compresiónEste tipo de soporte de motor usa la fuerza de resorte del aislante de goma para absorber vibraciones verticales.

Tipo de compresión

• Tipo transversalEste tipo de soporte utiliza la fuerza de resorte del aislante de goma para absorber las vibraciones transversales.

Tipo transversal

• Tipo cilíndrico Soporte de tipo buje en el que hay un aislante de goma situado entre un cilindro interior y otro exterior.

Tipo cilíndrico

(2/8)

(3/8)

(4/8)

(5/8)

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• Tipo cilindro con ranuraEs un soporte cilíndrico provisto de una ranura; mantiene constantes de muelle en varias direcciones. Este es el tipo que se usa más ampliamente.

Tipo cilindro con ranura

• Tipo líquido (Compuesto líquido)La caja de goma está llena de líquido. Cuando las vibraciones en el soporte son bajas, la fuerza de amortiguación aumenta por efecto del fluido, que se desplaza entre las cámaras a través de los orificios, reduciendo así las vibraciones. Cuando las vibraciones en el soporte son altas, si se reduce la elasticidad de la goma se reduce la constante de muelle, con lo que mejora el esfuerzo de amortiguación de vibraciones.

Tipo líquido (Compuesto líquido)

Líquido

Aire

Goma

Separador

Orificio

Diafragma

Otros componentes del motor Ruido del ventilador

El ruido producido por los ventiladores de refrigeración del radiador, del alternador y otros aumentan en proporción a sus revoluciones por minuto.El ruido del ventilador está causado por el paso de las hojas del mismo a través del aire o por turbulencias de aire creadas por los componentes situados detrás del ventilador. El ruido del ventilador puede reducirse alterando el diámetro, número, forma y ángulo de las hojas y usando ventiladores de velocidad variable o bien modificando la configuración de amortajamiento del ventilador. También se puede reducir usando un acoplamiento de ventilador trifásico controlado por temperatura o un ventilador eléctrico que mantenga la rotación del mismo al mínimo.

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(8/8)

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Neumáticos Resumen

La fuerza vibratoria causada por los neumáticos puede clasificarse en dos tipos; el propio neumático genera la fuerza vibratoria y la superficie irregular de la carretera causa una fuerza vibratoria.

El propio neumático genera fuerza vibratoria.• Características de la vibración y del ruido EquilibrioDesviaciónUniformidad • Fenómenos relacionados Sacudidas de la carroceríaAleteo de la direcciónOscilación de la direcciónEstruendo de la carroceríaRuido de estruendo de la carrocería La irregularidad de la calzada que causa una fuerza vibratoria y los neumáticos forman parte del sistema vibratorio.• Características de la vibración y del ruido Constante de muelleFrecuencia naturalCaracterística envolventePatrón de banda de rodadura • Fenómenos relacionados Conducción incómodaBrusquedadRuido de la carreteraPatrón de ruido

Neumáticos Equilibrio de las ruedas

Debido al desequilbrio de peso del objeto rotatorio se genera una fuerza centrífuga durante la rotación que produce una fuerza vibratoria.Esta fuerza vibratoria aumenta en proporción geométrica al aumento de la velocidad de rotación. Si el neumático no está equilibrado, puede haber vibraciones o alabeo.

Esto se debe al desequilibrio del neumático o de la rueda.También depende de la condición de montaje del neumático y de la rueda.

El equilibrio de las ruedas puede ser “estático” y “dinámico”. Cuando uno de estos equilibrios es insuficiente, el neumático vibra y causa sacudidas o oscilaciones.

Equilibrio de las ruedas

Equilibrio estático

Equilibrio dinámico

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Neumáticos Equilibrio de las ruedas

1. Equilibrio estáticoEl equilibrio estático es el equilibrio del peso medido desde el centro de la rueda en dirección radial.

Cuando se instala el peso W1 en el disco instalado en el eje giratorio, este disco gira hasta que W1 se para a la derecha respecto al centro de la parte inferior. En otras palabras, no está equilibrado estáticamente. Esta condición se conoce también como “pérdida del equilibrio estático”.

Para preservar este equilibrio, instale el mismo peso que el peso W2 a la misma distancia del lado opuesto a 180 grados. De este modo, este disco permanecerá estático en cualquier posición. Esta condición se conoce también como “preservación del equilibrio estático”.

OBSERVACIÓN:El equilibrio estático produce vibración radial.

W1W1

W1

W2

W1

W2r

r

Cuando se gira, se añade vibración al eje.

Fuerza centrífuga

Vibraciónradial

Peso

Obtenga equilibrioestático instalando W 2

La vibración del eje cesainstalando W2

2. Equilibrio dinámicoMientras que el equilibrio estático es el equilibrio que se produce cuando los neumáticos no giran, el equilibrio que se produce durante la rotación recibe el nombre de equilibrio dinámico.

El disco A o B de la figura (1) no está equilibrado estáticamente. No obstante, si se consideran los dos discos como una unidad, se consigue preservar el equilibrio estático siempre y cuando W1 y W2 estén separados 180 grados respecto al centro y con el mismo peso.

Cuando se giran estos discos, la dirección de la fuerza centrífuga aplicada a W1 y W2 difiere en 180 grados. Así pues, el eje giratorio genera potencia para hacer vibrar el eje alrededor de la línea que conecta los centros de gravedad de cada disco, G1 y G2, con lo cual se hace vibrar el disco a izquierda y derecha.

Una forma de equilibrar estos discos es ajustar independientemente el equilibrio estático de W1 y W2.

OBSERVACIÓN:El equilibrio dinámico da como resultado una vibración lateral.

W1

r

rW2

G1

W1 L

G2

W2

W1

W1'W2

W2'

Equilibrado estáticamente

(1) AB

Cuando giran los discos se genera vibración.

Vibración lateral

Peso

REFERENCIA:Ajuste del equilibrio

No es posible ajustar el equilibrio en la porción de caucho del neumático; por este motivo, instale el peso de equilibrio en la llanta de la rueda. • Equilibrio estáticoInstale la mitad del peso en el interior y la otra mitad en el exterior para preservar el equilibrio dinámico. • Equilibrio dinámicoCorrija el desequilibrio estático en el interior y en el exterior independientemente. Los cuerpos rotatorios cuya anchura es paralela al eje, como los neumáticos, experimentan desequilibrios de distintos tamaños en muchas posiciones. Así pues, la vibración transversal y la vibración ascendente-descendente se mezclan. Un desequilibrio complejo como éste se representa básicamente mediante dos desequilibrios, W3 y W4. Por este motivo, la corrección del equilibrio de un balanceador se efectúa en el interior y el exterior del neumático.

El balanceador corrige los equilibrios estático y dinámico simultáneamente. Por esta razón, instale el peso de ajuste de forma combinada, tanto en lo que se refiere a la cantidad y a la posición, en la parte interior y exterior del neumático.

Equilibrio dinámico

Peso

Peso deequilibrio

Peso de equilibrio

Peso

Equilibrio estático

W3

W4

Incontables desequilibriosde distinta magnitud

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(4/4)

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Neumáticos Desviación

Debido a que los neumáticos se fabrican uniendo trozos de caucho, cabe la posibilidad de que haya diferencias de grosor, con lo que el neumático puede no ser un círculo perfecto.Aun cuando el neumático sea perfectamente circular, si el centro de rotación del neumático y el eje no están alineados, el neumático adquirirá excentricidad.

Desviación radialCuando gira un neumático con desviación radial, el radio de giro del neumático aumenta y disminuye, haciendo que el vehículo oscile hacia arriba y hacia abajo cada vez que gira. A su vez, este efecto causa “sacudidas”. Las causas posibles de la desviación radial son la desviación del neumático o de la rueda y la instalación incorrecta de la rueda y del cubo axial.

Desviación lateralCuando el neumático o la rueda del disco presentan un problema de desviación, puede haber un desgaste irregular y una conducción inestable. Las causas posibles de la desviación lateral son la expansión de la pared lateral del neumático o daños en las ruedas.

OBSERVACIÓN:Al efectuar la localización y resolución de problemas de desviación, es necesario inspeccionar adicionalmente la rueda del disco y el cubo axial.

Fuera de ronda Descentrado(excéntrico)

Desviaciónradial

desviaciónlateral(desviaciónaxial)

Alabeo No perpendicularidadDesviación

Neumáticos Uniformidad

La uniformidad de los neumáticos se refiere a la uniformidad del peso, las dimensiones y de la rigidez. Sin embargo, puesto que la uniformidad de peso suele denominarse "equilibrio de las ruedas" y la uniformidad de las dimensiones recibe el nombre de "desviación”, la uniformidad en sí se conoce como “uniformidad de rigidez”.

Cuando un neumático recibe una carga, se flexiona, actuando de forma similar a un muelle. La banda de rodadura, el caucho, la carcasa, la banda y los demás componentes de un neumático no están distribuidos uniformemente alrededor de la circunferencia del mismo; por esta razón, su rigidez tampoco es uniforme. Como resultado, el neumático depende de pequeñas fluctuaciones según se flexiona a medida que gira. Estas fluctuaciones añaden una variación periódica a la fuerza que procede de la superficie de la carretera. Dicha fuerza consta de tres componentes: • Variación de la fuerza radial (RFV) Se trata de una variación de la fuerza vertical que actúa en sentido ascendente hacia el centro del neumático (paralelamente al radio del neumático). • Variación de la fuerza lateral (LFV) Es una variación de la fuerza horizontal que actúa en sentido paralelo al eje del neumático. • Variación de la fuerza de tracción (TFV) Es una variación de la fuerza horizontal que actúa en sentido paralelo a la dirección motriz del neumático.

LFV TFV

RFV

Un

iform

ida

d (

en

se

ntid

o g

en

era

l) Uniformidad dedistribución de peso Equilibrio de las ruedas

Uniformidaddimensional

Uniformidadde rigidez

Desviación

Uniformidad

Se puede considerar unneumático como un grupo demuelles.

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Neumáticos Uniformidad

De RFV, LFV y TFV, la más importante es RFV.En un vehículo, un neumático con una RFV alta impone una vibración vertical sobre el eje, lo que puede causar un exceso de vibración durante la conducción a alta velocidad.

Hay dos maneras de reducir la RFV: (1) recortar cantidades minúsculas de la circunferencia del neumático y (2) levantar el neumático de forma que el punto de RFV máxima está alineado con el punto de la llanta de la rueda que tiene la desviación radial mínima. Esto recibe el nombre de “correlación de fase”. • Desviación radial y RFVLa RFV puede detectarse con un probador conocido por el nombre de “máquina de uniformidad”. Ponga el neumático en el tambor de la máquina de uniformidad y aplique la carga. Gírelo lentamente manteniendo una distancia entre el eje del tambor y el eje del neumático. La carga del eje del neumático cambiará según la RFV. Esta variación ascendente y descendente del peso de la carga (kg) es la RFV. OBSERVACIÓN:La RFV está relacionada a menudo con la desviación radial de los neumáticos. En este caso, la RFV disminuye cuando se corrige la desviación radial.

RFV

El RFV es grande

RF

V (

kg)

El RFV es pequeño

RF

V (

kg)

Va

ria

ció

n d

e c

arg

a (

RF

V)

Tambor Ángulo de rotaciónRFV máximo

Desviación mínimade la rueda

Antes devolvera instalar

Después devolver a instalar

Constante

Unarotación

Una rotación

Una rotación

REFERENCIA:Marca de RFV en las ruedas Todos los neumáticos radiales y ruedas de disco que se utilizan en los vehículos Toyota están marcados con unos puntos pintados. El punto rojo de la rueda de disco indica el punto donde se encuentra la desviación radial mínima; el punto rojo en el neumático indica la RFV máxima (variación de fuerza radial). El neumático se instala en la rueda del disco de manera que ambos puntos coinciden. (La marca amarilla del neumático indica el punto con menor peso). Cuando cambie un neumático genuino de Toyota, asegúrese de que las marcas blanca y roja coincidan. De no hacerlo podría haber vibraciones a alta velocidad, incluso estando todas las ruedas equilibradas correctamente.

Marca amarilla

Marca blanca

Marca roja

Neumáticos Varios

• Constante de muelleLa constante de muelle del neumático incorpora una constante de muelle vertical y otra delantero-trasera. La constante de muelle vertical afecta a la comodidad en la conducción; la constante de muelle delantero-trasera afecta a la vibración del tren de transmisión en la dirección de delante a atrás. Además de la estructura, forma, carga, etc., la presión del neumático es el factor que influye más en la constante de muelle.

Constante de muelle

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Neumáticos Varios

• Frecuencia naturalLos neumáticos tienen su propia frecuencia natural. Estos síntomas empeoran cuando se combinan la frecuencia del ruido y la irregularidad de la carretera junto con la frecuencia natural de los neumáticos.

Frecuencia natural

• Característica envolventeLa característica envolvente es la capacidad que tiene un neumático para envolverse alrededor de un objeto que haya en la superficie de la carretera. Esta característica está especialmente relacionada con las irregularidades de la carretera. Si se comparan los neumáticos de estructura diagonal y los de estructura radial, los primeros tienen una característica envolvente superior. Los neumáticos radiales incorporan bandas rígidas en sus bandas de rodadura, lo que hace que su capacidad envolvente sea menor a la de los neumáticos de estructura diagonal.

Característica envolventeNeumático con correa al bies

Carga

Pequeña

Neumático de inclinación radial

Carga

Grande

• Patrón de banda de rodadura El patrón de la banda de rodadura es la principal causa del ruido que emite la banda de rodadura. Tanto el flujo de aire que hay en el interior de los surcos de un neumático como los cambios de rigidez causados por las repetidas deformaciones a las que está sujeta la zona de contacto de los surcos de un neumático configuran una fuente de fuerzas vibratorias complejas. De los distintos patrones disponibles, los neumáticos con patrón de bloque suelen ser los más ruidosos.

Patrón de banda de rodadura

Nervadura Nervadura-maza BloqueMaza

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Eje propulsor Desequilibrio

Al igual que en los neumáticos, un eje propulsor desequilibrado es fuente de vibraciones y de ruidos. El eje propulsor gira más rápidamente que los neumáticos debido a la relación de velocidad del engranaje diferencial. Por tanto, la frecuencia de la vibración o del ruido aumenta; a menudo, vienen acompañados de un ruido de estruendo.

Causas principales del desequilibrioPara ajustar el desequilibrio del eje propulsor es necesario usar un medidor de vibraciones u otro instrumento. Por esta razón, los talleres normales no suelen efectuar la corrección porque no disponen de los equipos necesarios. Por lo tanto, inspeccione y repare primero las partes causantes del desequilibrio.

(1) Desviación del eje propulsorLa desviación es lo mismo que el descentramiento del centro rotacional, responsable de la falta de equilibrio rotacional. (2) Desviación de la unión embridada diferencial y de la brida central del eje propulsor Si hay desviación en cada brida, el centro rotacional del eje propulsor se ve afectado. (3) Centrado del descentramiento del eje propulsor y de la unión embridada diferencialSi el eje propulsor y la unión embridada diferencial no encajan correctamente, el centrado se ve afectado con la consiguiente pérdida de equilibrio. OBSERVACIÓN:En todos los casos, la desviación causa una vibración de primer orden.

Eje propulsor Ángulo de junta

Debido a la estructura del vehículo, el eje propulsor se encuentra inclinado en un ángulo; así pues, cuando gira el eje propulsor se genera una fuerza vibratoria. La frecuencia vibratoria es el componente de segundo orden del eje propulsor. Esta fuerza vibratoria se genera debido a la fluctuación de par en el eje de salida respecto al eje de entrada y a la fuerza secundaria que se aplica a cada junta. • Fluctuación del parEn el caso de juntas de Hooke, el ángulo de la junta causa una fluctuación de par en el árbol de entrada. Dicha fluctuación de par se genera dos veces en cada revolución del eje propulsor.

La fluctuación de par generada en la junta N.°1 puede anularse en la junta N.°2 igualando los dos ángulos de junta (a,b) y combinando la fase del gancho, tal como se muestra en la ilustración. En este caso, la amplitud de la fluctuación de par generada en las juntas N.°1 y N.°2 debería ser igual. Por tanto, el ángulo de junta de las juntas N.°1 y N.°2 debería ser el mismo; además, el eje de entrada/salida debería ser paralelo. OBSERVACIÓN:Respecto al eje propulsor de tres juntas, no es posible anular completamente la fluctuación de par. Por este motivo, el ángulo de junta debe ser lo más pequeño que sea posible.

0

3-tipo de junta

2-tipo de junta

Junta N.º1

Eje de entrada

Junta N.º2

Eje de salida

Fluctuación en junta N.º1

Fluctuación en junta N.º2Varia

ció

n e

n

elo

cidad a

ngula

r

a

b

(1/1)

(1/2)

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Eje propulsor Ángulo de junta

• Acoplamiento secundarioEn una junta se genera una fuerza proporcional al ángulo de la junta y al par de entrada. Esta fuerza recibe el nombre de acoplamiento secundario porque fluctúa dos veces en cada vuelta del eje propulsor.

A diferencia de la fluctuación de par, el acoplamiento secundario, existe en cada ángulo de la junta. Por esta razón no puede anularse igualando el ángulo de la junta a fin de instalar ejes de salida/entrada paralelos. Es necesario reducir el ángulo de junta tanto como sea posible.

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Ejercicios

Use los ejercicios para comprobar su comprensión de los materiales de este capítulo. Después de cada ejercicio, puede usar el botón de referencia para consultar las páginas relacionadas con la pregunta. Cuando obtenga una respuesta incorrecta, regrese al texto para revisar el material y buscar la respuesta correcta. Después de responder todas las preguntas correctamente podrá pasar al capítulo siguiente.

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Marque cada una de las afirmaciones siguientes como Verdadero o Falso.

No. No.

1.

2.

3.

4.

Debido a la estructura de los motores de gasolina, es inevitable que haya fluctuaciones de par. Si la causa de la vibración o del ruido es una fluctuación de par, la reparación puede ser muy difícil.

La fluctuación de par del motor de gasolina aumenta el ángulo de abertura de la válvula de mariposa es pequeño.

El ruido de admisión es aquél producido por el sonido intermitente del aire admitido y por los sonidos de resonancia.

La fuerza vibratoria causada por los neumáticos puede clasificarse en dos tipos; el propio neumático genera la fuerza vibratoria y la superficie irregular de la carretera causa una fuerza vibratoria.

5. Cuando el eje propulsor no está bien equilibrado hay vibración, aunque no ruido.

PreguntasPreguntas

Pregunta-1

Marque cada una de las afirmaciones siguientes como Verdadero o Falso.

No. No.

1.

2.

3.

4.

La velocidad de giro del eje propulsor es mayor que la de los neumáticos y, por tanto, la frecuencia de la vibración es mayor.

Todas las vibraciones del eje propulsor son vibraciones de primer orden.

La fuerza vibratoria del eje propulsor está causada por la fluctuación de par y por la fuerza secundaria.

Para reducir la fluctuación de par del eje propulsor, el eje de entrada y el de salida deben estar paralelos.

5. Para reducir la fuerza secundaria, el ángulo de la junta debe ser lo más pequeño posible.

PreguntasPreguntas

Pregunta-2

Respuestas Respuestas correctas correctas

Verdadero o FalsoVerdadero o Falso

Verdadero

Verdadero

Verdadero

Verdadero

Falso

Falso

Falso

Falso

Verdadero Falso

Respuestas Respuestas correctas correctas

Verdadero o FalsoVerdadero o Falso

Verdadero

Verdadero

Verdadero

Verdadero

Falso

Falso

Falso

Falso

Verdadero Falso

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