Tema 6. Sistemas de suspensión. Modelos ... - Efa Moratalaz

EFA MORATALAZ. 1º ELECTROMECÁNICA DE VEHÍCULOS. CIRCUITOS DE FLUIDOS, SUSPENSIÓN Y DIRECCIÓN
TEMA 6. SISTEMAS DE SUSPENSIÓN. MODELOS CONVENCIONALES
0.- ÍNDICE
1. Definición
2. Cualidades
3. Elementos básicos
4. Tipos de sistemas de suspensión
5. Sistemas de suspensión convencionales
6. Verificación y control de los sistemas de suspensión
1.- DEFINICIÓN
Decimos que la suspensión es el conjunto de elementos mecánicos del automóvil que tienen la
misión de asegurar el contacto del neumático con el terreno, proporcionando estabilidad en la marcha
del vehículo, al mismo tiempo que protegen a los ocupantes y al vehículo de las irregularidades del
terreno y también mejorar el funcionamiento de la dirección.
Los distintos ensayos realizados demuestran que el margen de comodidad para una persona está en
torno a una oscilación por segundo. Una cifra superior excita el sistema nervioso y una cifra muy
inferior provoca el mareo. Por tanto, para disponer de una suspensión ideal, el número de oscilaciones
debe estar comprendido entre 30 y 60 oscilaciones por minuto. Para ello, se tienen en cuenta dos
variables: El peso que soporta el elemento elástico y el coeficiente de elasticidad del mismo. El
periodo viene dado por la fórmula:
P siendo: T = Período o tiempo de oscilación en segundos
T = 2 • π P = Peso en Kg
K · g K = Coeficiente elástico del resorte en Kg/m
g = Gravedad = 9,81 m/sg 2
1
y finalmente, f = (Hz u osc. x seg.), que multiplicado por 60 nos da las oscilaciones por minuto.
T
EJEMPLO: Calcular el número de oscilaciones por segundo que produce un muelle cargado con un
peso de 200 kilogramos, sabiendo que el coeficiente de elasticidad es K = 6 Kgf/cm = 600 Kgf/m.
Tener en cuenta que la frecuencia es la inversa del periodo. Hacer el mismo ejercicio para un muelle
que tenga como coeficiente elástico 12 kgf/cm y otro ejercicio con K = 6 Kgf/cm y un peso de 400 Kg.
Se puede obtener como conclusión que un muelle blando tiene mucho recorrido y pocas oscilaciones;
bajo carga, sin embargo, un muelle duro tiene menos recorrido y mayor número de oscilaciones.
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2. CUALIDADES
Las cualidades que deben cumplir las suspensiones de los vehículos son dos: elasticidad, que evita
que las desigualdades del terreno se transmitan al vehículo en forma de golpes secos y amortiguación
que impide un excesivo balanceo.
Se llama peso suspendido al debido a los mecanismos soportados por el chasis o bastidor del
vehículo (motor, carrocería, etc.), y peso no suspendido al que generan las partes del vehículo no
comprendidas en el apartado anterior. El sistema de suspensión enlaza estas dos partes por medio de
una unión elástica, que no solamente amortiguan los golpes que las ruedas transmiten al bastidor, sino
también los que el mismo peso del vehículo devuelve a las ruedas a causa de la reacción.
Cuando una rueda encuentra un obstáculo, la masa no suspendida se eleva y el muelle se comprime
almacenando la energía del impacto. Seguidamente, el muelle se extiende empujando por un lado a la
rueda contra el suelo y por el otro a la carrocería, que se eleva. Este proceso se repite después de una
serie de compresiones y extensiones del muelle cada vez más amortiguadas. Si no hubiese ningún tipo
de suspensión, los movimientos de las ruedas se transmitirían directamente al chasis y a la carrocería,
produciendo golpes violentos y perjudiciales, tanto para los pasajeros como para los elementos
mecánicos del vehículo.
3. ELEMENTOS BÁSICOS
Los elementos básicos utilizados en los sistemas de suspensión de los automóviles son:
BALLESTAS: Las ballestas están compuestas por una serie de hojas de acero de diferentes longitudes
unidas por un tornillo (capuchino) en el centro y unas abrazaderas que permiten que las láminas se
deslicen al cargar un peso sobre ellas, forman un conjunto elástico de gran resistencia a la rotura. Su
flexibilidad se expresa en milímetros por cien kilogramos de carga. Se utiliza en vehículos pesados
(camiones, remolques, vehículos 4 x 4, etc.).
La hoja más larga suele tener en sus extremos unos orificios “ojos”, para sujetarlas al chasis con
unos pasadores. Uno de los apoyos es fijo y el otro es móvil, unido al chasis a través de una pieza
llamada gemela, que permite aumentar o disminuir la longitud favoreciendo los movimientos de
flexión.
Las ballestas se montan en sentido longitudinal
en los vehículos industriales y van sujetas al eje de
las ruedas mediante unos abarcones. En los
turismos se utiliza el montaje transversal.
Soportan la carga en el punto medio y están unidas
a los brazos por los extremos.
Actualmente, en muchos vehículos se utilizan
ballestas parabólicas (son más gruesas por el
centro que por los extremos), que, aunque tienen
un proceso de fabricación más complicado y por
tanto son más caras, presentan la gran ventaja de
soportar la misma carga con un menor peso.
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MUELLES HELICOIDALES: Los muelles helicoidales están constituidos por un hilo de acero con
un diámetro comprendido entre 10 y 15 milímetros, arrollado en forma de hélice. La flexibilidad de los
muelles depende de:
El diámetro del hilo.
El diámetro del muelle.
El número de espiras.
El ángulo de inclinación de las espiras.
La calidad del acero empleado.
Con los muelles cónicos, al disminuir el diámetro de las espiras de manera progresiva de un
extremo a otro, se consigue una flexibilidad variable a medida que se aplasta el muelle.
Los muelles tienen excelentes cualidades elásticas, pero poca capacidad de almacenar energía, de
ahí la necesidad del amortiguador para que absorba la reacción del muelle.
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BARRAS DE TORSIÓN: Las barras de torsión están fabricadas de aceros de alto límite elástico,
sustituyen tanto a las ballestas como a muelles. El peso del vehículo aplica una torsión inicial a la
barra, proporcionando la altura adecuada a la carrocería y consiguiendo así el efecto muelle. Van
fijadas por un extremo al chasis y por el otro al brazo oscilante de la rueda, de manera que, los
movimientos de ésta implican una torsión de la barra que se opone a ellos. Las barras de torsión
pueden ir en posición longitudinal o transversal a la marcha del vehículo.
En los vehículos que se monta este tipo de suspensión, el peso del vehículo aplica una torsión
inicial a la barra que proporciona el efecto muelle deseado, al igual que ocurría con los muelles
helicoidales. Las suspensiones del tipo de barra de torsión incorporan generalmente un dispositivo de
ajuste de la altura del chasis del vehículo con respecto al suelo que permite la corrección de la misma
por variación del posicionamiento de la barra de torsión mediante levas de reglaje.
En funcionamiento, el brazo oscila y hace trabajar la barra dándole un movimiento de torsión. Por
tanto, da lugar a un resorte que ocupa poco espacio y de un montaje muy simple.
En los extremos posee un forma particular (estriado), que sirve de anclaje; un extremo va unido al
chasis y el otro al brazo oscilante.
3 1 3 3 4
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AMORTIGUADOR: Los amortiguadores se encargan de recoger las oscilaciones de
los muelles (ballestas o barras de torsión) y transformarlas en rozamientos. Se evita
así la progresión de las oscilaciones y el fenómeno de resonancia.
Cada rueda tiene su amortiguador propio, el cual es un cilindro lleno de aceite con
un pistón y una válvula dentro. La función del amortiguador es proporcionar una
resistencia controlada cada vez que la rueda sube o baja o también, cuando el chasis
se inclina al tomar una curva. La fricción, las altas presiones y temperaturas pueden
gastar un amortiguador; debiendo ser comprobado a los 50.000 Km. Un ensayo de
rebote puede ser útil para saber si el amortiguador está gastado (el coche debe de
rebotar no más de una o dos veces después de mecerlo vigorosamente hacia abajo
varias veces). Fugas de aceite fuera del amortiguador son una señal de fallo del retén
y el amortiguador necesitará ser reemplazado. Hay muchos diferentes a elegir,
escoger el adecuado depende del empleo que vayamos a hacer del vehículo.
Su funcionamiento consiste en un pistón que se desliza en un cilindro. El pistón
sigue los movimientos alternativos de subida y bajada de la rueda, resultando una
amortiguación más dura cuanto más difícil sea el paso de aceite entre ambas cámaras.
Para ello, el pistón tiene unos orificios llamados “orificios calibrados” ó “válvulas de
paso”. En la parte superior del cilindro va colocado un pequeño volumen de aire,
sobre el aceite, para absorber las pequeñas variaciones por efecto de la temperatura.
El aceite utilizado en los amortiguadores debe cumplir las siguientes características:
- Fluidez adecuada para pasar a través de los orificios calibrados.
- Viscosidad poco variable con los cambios de temperatura.
- Estanqueidad gracias a las juntas tóricas y al fuelle de goma en forma de acordeón.
Funcionamiento del Amortiguador con orificios Colocación en el vehículo Amortiguador de doble efecto
amortiguador en el pistón y cámara de aire (Detalle de las válvulas)
El amortiguador de doble efecto tiene la ventaja de conseguir distinto efecto en cada sentido
variando el diámetro de los agujeros calibrados de una válvula de doble efecto situada en la parte
superior del amortiguador.
El amortiguador de gas, es un tipo de amortiguador que está presurizado con nitrógeno para
reducir la formación de espuma y la cavitación. Se considera que es un tipo superior; los
amortiguadores de gas se emplean como equipo original en coches deportivos. Generalmente
proporcionan mejor control de conducción y menor balanceo en las curvas.
El desvanecimiento del amortiguador se produce por la pérdida de la acción amortiguadora,
ocurre a causa de la formación de espuma en el interior del amortiguador. La rápida oscilación del
pistón moviéndose a través del fluido lo agita convirtiéndolo en espuma, ésto reduce la resistencia
encontrada por el pistón, haciendo que la acción amortiguadora se desvanezca, resultando así una
pérdida de control, carrera excesiva de la suspensión y reducción de la capacidad de conducción.
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Esto se retrasa presurizando con gas la cámara del fluido dentro del amortiguador y utilizando
aceites que cambien poco su densidad con el aumento de temperatura.
TIRANTES: También son
llamados estabilizadores
longitudinales, son brazos de
acero muy resistente, con
articulaciones elásticas en sus
extremos, colocados entre la
estructura del vehículo y los
sistemas de suspensión. La
misión de los tirantes es
absorber los desplazamientos
longitudinales o cabeceos del
vehículo y los esfuerzos de
reacción en las frenadas y
aceleraciones del vehículo.
BARRA ESTABILIZADORA: Está formada por una barra de acero elástico, ya
que trabaja a torsión y su misión consiste en compensar los esfuerzos de una rueda
sobre la otra del mismo eje, cuando el vehículo toma una curva, ya que éste tiende a
inclinarse, por efecto de la fuerza centrífuga, con peligro de vuelco y molestia para
los ocupantes. Su montaje en el vehículo depende del tipo de suspensión, aunque
puede ir tanto en el eje delantero como en el trasero, su montaje siempre es
transversal al vehículo, pudiendo adoptar, entre otras, alguna de las siguientes
configuraciones:
- En vehículos con suspensión independiente
va unida al chasis con cojinetes elásticos y
cada extremo sujeto a un brazo de
suspensión a través de un cojinete elástico de
caucho. (1)
- En ocasiones, se une un extremo de la barra
estabilizadora con una bieleta de conexión y
ésta se une por el otro extremo con el brazo
superior de la suspensión. Las uniones se
realizan mediante rótulas. (2)
Esquema de un tirante en un tren delantero
(1) (2)
Principio de funcionamiento
- En vehículos con eje rígido, va colocada transversalmente, unida al eje
por un extremo y al chasis por el otro; esta barra es totalmente recta y lleva
sujecciones elásticas en los extremos. También se le conoce como “barra
Penhard”, en esta configuración, la barra estabilizadora también trabaja a
tracción y a compresión.
(Nota: Cuando hablamos de sujecciones elásticas y articulaciones elásticas, nos referimos a los silenbloks o a las rótulas).
Silenblock con dos casquillos metálicos entre los que va el caucho Silenblock a base de
caucho con brida
metálica
Rótula
Silenblock con carga de
aceite para su lubnricación
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BRAZOS DE SUSPENSIÓN: Se colocan únicamente en los casos en los que el vehículo utiliza la
suspensión independiente y se utilizan tanto para el tren delantero como para el trasero; su misión
consiste en unir el bastidor con las ruedas y además servir como soporte al muelle y al amortiguador.
Evidentemente, por las fuerzas que han de soportar han de ser muy resistentes. Los brazos de
suspensión pueden estar colocados de dos formas diferentes (transversales o longitudinales):
Los brazos transversales se pueden encontrar en ejes traseros y en ejes delanteros mientras que, los
brazos longitudinales sólo se utilizan en los ejes traseros; dentro de los longitudinales podemos
encontrar dos variantes, por un lado los brazos tirados o arratrados y los brazos tirados oblicuos o
semiarrastrados
MOVIMIENTOS DE LA CARROCERÍA
En el movimiento de la carrocería influye:
Brazos tirados oblicuos o semiarrastrados Brazos tirados o arrastrados
Giro sobre el eje X: Balanceo.
Movimiento sobre el eje X: Vaivén.
Giro sobre el eje Y: Cabeceo.
Movimiento sobre el eje Y: Bailoteo.
Giro sobre el eje Z: Guiñada.
Movimiento sobre el eje Z: Bandazo.
- El diseño de las suspensiones, es decir, la solución técnica adoptada en su concepción.
- El tarado de los muelles y amortiguadores.
- Las cotas de batalla y vías delantera y trasera.
- Reparto de pesos entre los ejes delanteros y traseros.
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El balanceo de la carrocería se percibe sobre todo en las curvas y para mitigar sus efectos
tenemos los muelles (cuanto más duros sean menos se inclinará la carrocería) y las barras
estabilizadoras. También existen otros métodos más eficaces como las suspensiones pilotadas o las
hidroneumáticas.
El movimiento debido al vaivén puede ser producido por numerosas causas, un ejemplo de ello son
las ráfagas fuertes de viento frontal o incluso cuando llevamos un amortiguador en mal estado.
El cabeceo se puede producir tanto por los defectos que puedan haber en el asfalto como en una
aceleración o frenadas bruscas, también puede ser debido a los “tirones” del motor. El diseño de los
brazos de la suspensión son los que pueden eliminar este movimiento.
El bailoteo es un movimiento típico que se produce en carreteras levemente onduladas.
La guiñada se produce sobre todo en situaciones de cambios bruscos de dirección, como por
ejemplo en un adelantamiento o al hacer un trompo.
Los bandazos suelen ser provocados por el viento lateral. Para evitar sus efectos influyen
numerosos elementos en el diseño del vehículo como es el reparto de pesos entre ejes, el perfil del
neumático, la aerodinámica lateral del coche,...
GEOMETRÍA DE LA SUSPENSIÓN
Para entender los variados sistemas que existen de suspensión, se hace necesaria una definición
detallada de las variables que definen el comportamiento de una suspensión.
Ángulo de convergencia y ángulo de divergencia: Es el ángulo definido entre cada una de las ruedas
y el eje longitudinal del vehículo, siempre en su proyección horizontal.
Convergencia Divergencia
Ángulo de avance: Es el que provoca la autoalineación de las ruedas, esto es,
que el vehículo vuelva a su posición de línea recta cuando hemos tomado una
curva o incluso que se mantenga en línea recta si no provocamos un giro
actuando sobre el volante; por tanto es el encargado de dotar al vehículo de un
elevado grado de estabilidad.
Ángulo de caída: Es un ángulo que queda definido entre el plano de la
rueda y la vertical al suelo por el centro de la rueda. En la figura podemos
ver que la caída es positiva (suele estar comprendido entre 0 y 2º).
También existe la caída negativa que suele darse en coches de gran
potencia o de competición. El ángulo de caída hace que se reduzca el
esfuerzo de giro en el volante, evita el desgaste de neumáticos y de los
rodamientos. Una diferencia de mas de 1º entre los dos lados origina un
desvío de la trayectoria que es necesario corregir con el volante,
ocasionando siempre un desgaste anormal en los neumáticos.
4.- TIPOS DE SISTEMAS DE SUSPENSIÓN
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Los sistemas de suspensión los podemos dividir en: suspensión de las ruedas delanteras y
suspensión de las ruedas traseras. A continuación los estudiaremos por separado.
SUSPENSIÓN DE LAS RUEDAS DELANTERAS: Los sistemas de suspensión de las ruedas
delanteras deben permitir el movimiento vertical de las mismas con respecto al bastidor, cualquiera
que sea la orientación de la rueda.
En la actualidad, para los vehículos de turismo se utilizan exclusivamente los sistemas de
suspensión independiente de las ruedas delanteras, pues un eje rígido presenta el inconveniente de que
los movimientos y vibraciones de una de las ruedas se transmiten en parte a la otra, mientras que en la
suspensión independiente, los movimientos de una rueda no afectan en absoluto a la otra, al tiempo
que se suprime el eje con lo que se ahorra en peso. Esto se traduce en una mayor comodidad en la
conducción del vehículo y mejor estabilidad del mismo al haber disminuido el peso no suspendido.
En este tipo de suspensión se emplean ballestas, muelles, barras de torsión y amortiguadores,
indistintamente, siendo muy variados los sistemas utilizados.
BRAZOS ARTICULADOS SUPERPUESTOS o PARALELOGRAMO DEFORMABLE
Como puede verse en la figura de al lado, los brazos A y B van unidos por un lado al chasis por
medio de los ejes de giro C y D y por el otro lado a la mangueta E, de este modo la mangueta puede
girar para orientar la rueda mientras que los brazos permanecerían inmóviles gracias a las rótulas F y
G, sobre la mangueta se monta el cubo de la rueda.
Entre los dos brazos se interpone el muelle
helicoidal y el amortiguador que serán los
encargados de absorber las irregularidades de la
carretera.
Los brazos no están paralelos entre sí sino que
tienen una cierta inclinación, esto se hace para
reducir el “cabeceo” de la parte delantera del
vehículo en las frenadas y el “encabritamiento” en
las aceleraciones.
Para lograr estos efectos se le da cierta
inclinación hacia delante al brazo inferior. De esta
manera, cuando se produce una frenada brusca, la
rótula B avanza cuando la carrocería se hunde bajo
el efecto de una frenada brusca, al mismo tiempo, en
la acción de frenado, el portamangueta A tiende a
ser arrastrado por el disco C tirando de la rótula
inferior hacia atrás, contrarrestando el efecto
anterior. Así quedan compensados ambos esfuerzos
atenuándose el cabeceo del vehículo en las frenadas.
En las aceleraciones bruscas, el tren delantero
queda descargado de peso y, en consecuencia la
carrocería se levanta arrastrando con ella ambos
brazos de suspensión, con lo cual la rótula inferior
del porta mangueta se desplaza hacia atrás. Sin
embargo, este efecto es contrarrestado por el empuje
A que ejerce la rueda sobre el portamangueta en la
aceleración, quedando limitado el levantamiento de
la carrocería por esta causa (efecto de
encabritamiento).
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SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE MULTIBRAZO
Este sistema es una evolución del sistema anterior. La diferencia fundamental de este sistema es
que los elementos de guía (brazos) de la suspensión tienen varios brazos oscilantes anclados
mediante cojinetes elásticos. Su ventaja radica en la disminución de peso del conjunto y en que se
puede montar también en el eje trasero, sobre todo en lo casos de ruedas autodireccionables.
trasera
Suspensión delantera Suspensión
SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE MAC PHERSON
Es uno de los sistemas más empleados en el eje delantero por la gran estabilidad que confiere al
vehículo (en el trasero prácticamente no se usa por el espacio que le quita al maletero). El
conjunto está compuesto por un muelle helicoidal en cuyo interior va montado el amortiguador.
La parte superior del conjunto (torreta) va anclada al chasis y la parte inferior donde se sujeta el
amortiguador va anclada al portamangueta de la rueda. El amortiguador está dotado de una
plataforma en la cual se apoya el muelle helicoidal que lo rodea y, por el extremo superior, se
apoyan en la carrocería el conjunto muelle helicoidal y amortiguador.
En este sistema, los movimientos de subida y bajada de la rueda son absorbidos por el muelle,
cuyas oscilaciones atenúa el correspondiente amortiguador. Teniendo la ventaja de que el ángulo que
forman las ruedas con el suelo en cualquier circunstancia varía muy poco. Este tipo de suspensión
necesita una gran resistencia de la carrocería por debajo de las aletas delanteras, que es donde se apoya
el muelle y, por tanto, donde se transmiten los esfuerzos de la suspensión. Lógicamente, el conjunto
amortiguador y muelle giran con la orientación de la rueda, describiendo un ángulo proporcional al
efectuado en el volante y, por supuesto en las ruedas.
Suspensión delantera McPherson Suspensión delantera McPherson
Con triángulo inferior anclado al subchasis con dobles brazos anclados al chasis Montaje completo en el vehículo
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SISTEMA DE BARRAS DE TORSIÓN
Este sistema tiene la ventaja de poderse regular la altura del vehículo. Las barras de torsión que se
utilizan van ancladas longitudinalmente al chasis por un extremo y al brazo oscilante inferior por el
otro. Estas barras macizas, están fabricadas en un acero muy resistente y elástico que le confiere una
elasticidad excepcional. Cuando está en funcionamiento, las subidas y bajadas de las ruedas hacen que
el brazo oscile y por tanto, empiece a trabajar la barra con un movimiento de torsión. Como los
extremos van estriados podemos regular la altura de nuestro vehículo. Lógicamente habrá que tener en
cuenta el servicio que vayamos a hacer del vehículo porque, si lo elevamos mucho subimos el centro
de gravedad del vehículo con el consiguiente riesgo de vuelco si vamos a cierta velocidad y tomamos
una curva pronunciada.
Barra de torsión Sistema de suspensión delantera por barras de torsión
SUSPENSIÓN DE LAS RUEDAS TRASERAS: En los vehículos dotados de motor delantero, suele
emplearse el eje rígido de las ruedas traseras, propulsoras o no, y entonces se dispone la suspensión
por ballestas o muelles helicoidales.
En cualquier caso, el disponer de un sistema u otro dependerá de las prestaciones que queramos
obtener tales como el confort y la estabilidad, el accionamiento de las ruedas delanteras o traseras y del
propio diseño del automóvil.
Los tipos de suspensión más utilizados son: suspensión rígida, suspensión semirígida y suspensión
independiente. A continuación las estudiamos más detalladamente.
SUSPENSIÓN RÍGIDA
Las dos ruedas van montadas sobre un mismo eje.
Cualquier movimiento de una rueda, repercute en la otra
y por supuesto sobre los pasajeros. Tiene el
inconveniente de que al pasar la rueda un obstáculo, la
carrocería no conserva su posición horizontal. Por todo
ello este sistema ha caído en desuso quedando sola y
exclusivamente para remolques, camiones pesados y
algún todo-terreno.
Hasta que Citroën no inventó la tracción delantera, los
automóviles estaban dotados de propulsión a las ruedas
traseras, por lo que el eje trasero había que adaptarlo a
tal disposición. Con este fin se concibieron los ejes
traseros con un carácter que encerraba a la transmisión
final, al diferencial y a los semiejes de la transmisión.
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En la figura se muestra un eje rígido de un tren trasero actuando
de eje propulsor. Está compuesto por la unión de dos tubos de forma
de forma cónica llamados “trompetas”, que sirven de alojamiento a
los palieres, y con una gran cavidad central que sirve de alojamiento
al diferencial. El elemento elástico utilizado es el amortiguador
telescópico y la ballesta.
Eje rígido propulsor y ballestas
En la figura se muestra un eje rígido de un tren trasero para un
vehículo de tracción delantera, está constituido por un eje unido a
los cubos de las ruedas, por medio de las manguetas y
rodamientos. Sobre este eje se apoyan los elementos de
suspensión. En este caso se utiliza amortiguador y muelle
helicoidal.
Eje rígido no propulsor y muelles
SUSPENSIÓN SEMIRRÍGIDA
Estas suspensiones se caracterizan por que las ruedas están unidas
entre sí, como en el eje rígido, pero transmiten menos las irregularidades
del terreno al resto del vehículo. Se puede utilizar este sistema tanto en
tracción delantera como en propulsión trasera. En algunos casos se
prescinde de los muelles pues el mismo eje hace de barra de torsión.
Hay dos variantes de este sistema que son el eje de Dion y el eje Deltalink.
En el eje de Dion, las ruedas están unidas mediante
semiejes articulados al diferencial, el cual es parte de
la masa suspendida, ya que está unido al chasis del
vehículo. El giro se transmite a las ruedas por
semiejes como en la suspensión independiente. Las
dos ruedas están unidas de forma rígida, mediante una
traviesa o eje de Dion, anclado al chasis.
Este sistema, respecto al de eje rígido, tiene la
ventaja de tener menos peso no suspendido, ya que el
eje de Dion pesa menos que el conjunto diferencial.
Tiene como elemento elástico el muelle helicoidal y va acompañado de dos tirantes longitudinales
para limitar el desplazamiento longitudinal del vehículo.
En la suspensión con eje Deltalink, las ruedas
van tiradas mediante dos brazos longitudinales,
unidos al eje Deltalink. Este eje está formado por
dos brazos transversales unidos entre sí mediante
cojinetes elásticos. El guiado de los brazos se
realiza con tirantes transversales y como elemento
elástico, utiliza el muelle helicoidal y el
amortiguador.
También se denomina suspensión semiindependiente
porque el eje va anclado de una
forma elástica y no totalmente rígida.
SUSPENSIONES INDEPENDIENTES
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El montaje de suspensiones independientes tanto en las
suspensiones traseras como en las delanteras es la tendencia actual
de todos los fabricantes de turismos. Su objetivo es mejorar el
confort, la estabilidad y además tiempo reducir las oscilaciones
recibidas del firme y no transmitirlas de una rueda a otra.
Además se consigue menor desplazamiento de la carrocería, favoreciendo el agarre de las ruedas al
suelo al tener menor peso no suspendido, puesto que se sustituye el eje rígido por los brazos de menor
peso, es decir, existe menos peso unido a las ruedas (alrededor de un 50 %) y como consecuencia
menor movimiento transmitido a la carrocería.
El movimiento de cada rueda de un mismo eje es independiente respecto de la otra.
Suelen emplearse en vehículos de mayor empaque tanto para tracción delantera como para
propulsión trasera, incluso para vehículos con tracción, permanente o no, a las cuatro ruedas.
Los principales beneficios que cabe esperar del uso de los sistemas de suspensión trasera
independiente están directamente relacionados con la mejora en la estabilidad y manejabilidad pues las
ruedas siempre permanecen en contacto con el piso.
Existen multitud de sistemas, entre ellos tenemos:
Eje oscilante de una articulación. Eje oscilante de dos articulaciones.
Brazos tirados y barras de torsión longitudinales.
Eje autodireccional.
Brazos tirados y muelle helicoidal.
5.- TIPOS DE SUSPENSIÓN
Brazos tirados y barras de torsión transversales.
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Los diferentes tipos de suspensión son:
- Suspensiones conjugadas: Cuando las ruedas delanteras y traseras del mismo lado están
intercomunicadas, los esfuerzos sufridos por una de ellas son soportados también por la otra del mismo
lado, manteniéndose en todo momento más horizontal. Ejemplo: Citroën 2 CV, Dyane 6, C-8, .....
- Suspensiones de flexibilidad variable: La rigidez de la suspensión aumenta a medida que se
va cargando el vehículo. Es el sistema empleado cuando el peso del vehículo varía mucho cuando va
cargado y cuando va vacío. Ejemplo:Algunos camiones de poco tonelaje y algunos remolques grandes.
- Suspensión de amortiguación controlada: Cuando se dispone a los amortiguadores de
electroválvulas que permiten variar, a voluntad del conductor, los pasos calibrados de aceite entre las
cámaras, de manera que se pueden conseguir tres tipos de suspensiones (deportiva, normal o media y
confortable). Ejemplo: Vehículos automóviles deportivos y de muy altas prestaciones.
- Suspensiones neumáticas: Se sustituyen los amortiguadores, muelles o barras de torsión por
unos cojines de aire en cada rueda, efectuando ellos la amortiguación gracias a la variación de
volumen y presión del aire del cojín. Ejemplo: Camiones de cualquier tonelaje y delicada carga.
- Suspensiones hidroneumáticas: Se combinan elementos hidraúlicos y neumáticos para
proporcionar la amortiguación y elasticidad necesarias. Ejemplo: Citroën GS, CX.
- Suspensiones hidroactivas: Además de las ventajas de la suspensión hidroneu-mática, se
puede adaptar la inclinación de la carrocería cuando surgen los obstáculos, cambia la velocidad, se gira
el volante o se actúa en los frenos. Citroën C-5, XM.
- Suspensiones convencionales: Son los estudiados en el punto 4 de este mismo tema y que
resumimos en el punto 6.
6.- SISTEMAS DE SUSPENSIÓN CONVENCIONALES
Los diferentes sistemas de suspensión convencionales son:
EN LAS RUEDAS DELANTERAS:
- Brazos articulados superpuestos ó paralelogramo deformable.
- Suspensión independiente multibrazo
- Suspensión independiente MCPherson
- Sistema de barras de torsión
EN LAS RUEDAS TRASERAS:
- Suspensión rígida
Eje de Dion
- Suspensión semirrígida Eje Deltalink
Eje oscilante de una articulación
Eje oscilante de dos articulaciones
- Suspensiones independientes Brazos tirados y barras de torsión longitudinales
Brazos tirados y barras de torsión transversales
Eje autodireccional
Brazos tirados y muelle helicoidal
7.- VERIFICACIÓN Y CONTROL DE LOS SISTEMAS DE SUSPENSIÓN
En primer lugar, hemos de tener en cuenta que la suspensión, junto a los frenos y la dirección,
ocupa un lugar primordial en la seguridad activa del vehículo, por tanto, es muy importante vigilar el
correcto funcionamiento de este conjunto. Como ejemplo cabe citar, que si hacemos una prueba con
dos vehículos totalmente iguales, uno con amortiguadores nuevos y el otro con amortiguadores
desvanecidos, y circulando a la misma velocidad, cuando deciden detener el coche, el vehículo que
lleva mal los amortiguadores tarda un 30% más en detener el vehículo.
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Cualquier intervención que realicemos en la suspensión se hará siguiendo las indicaciones dadas
por el fabricante, tanto en utillaje como en el proceso de trabajo y en los recambios utilizados.
Si en el taller disponemos de una estación Pre-ITV, podemos someter el vehículo a examen, antes
del cual nos cercioraremos de que la presión de los neumáticos es la indicada por el fabricante, que los
neumáticos son los indicados por el fabricante y que el coche sólo va cargado con el conductor.
Colocado el eje delantero sobre la plataforma de medida, esperaremos unos segundos hasta que las
ruedas terminen de vibrar, después haremos la misma operación con el eje trasero y finalmente
analizaremos los resultados para proceder.
Si nos salen unos resultados entre el 45 y el 100 %, la suspensión está correcta.
Si nos salen unos resultados entre el 25 y el 45 %, estamos con unos amortiguadores en condiciones
regulares, se aconsejará al cliente cambiar los amortiguadores (siempre se cambiarán los dos del
mismo eje, aunque sólo uno este mal).
Si nos salen unos resultados entre el 0 y el 25 %, estamos ante unas condiciones peligrosas y será
imprescindible el cambio de amortiguadores o cualquier otro elemento de amortiguación.
En ocasiones, después de hacer los reglajes oportunos en la suspensión o por indicación del
propietario del vehículo, hemos variado la altura del vehículo, deberemos regularle la altura de los
faros porque los haces de luz que desprenden los faros no estarán ajustados y puede darse el caso de
que provoque deslumbramientos (si nos quedan muy altas) o una pérdida de visión nocturna (si nos
han quedado bajas).
La verificación de un sistema de suspensión deberá comenzar con las oportunas pruebas del
vehículo en carretera, que ponen de manifiesto las anomalías existentes. Un recorrido por carretera
sinuosa da idea de la estabilidad y balanceo en curvas, que si es deficiente indica una suspensión
blanda en exceso. Si se hace circular el vehículo por carreteras en mal estado, podrán constatarse los
golpeteos y ruidos que puedan existir.
Del resultado de estas pruebas se obtendrán los siguientes síntomas:
a) Suspensión blanda: porque las ballestas, muelles, barras de torsión, etc., han perdido flexibilidad,
lo que se produce con el paso del tiempo debido a las cargas que tienen que soportar constantemente.
Se manifiesta también en que la altura de la carrocería al suelo disminuye. La reparación en este caso
consiste en cambiar el elemento defectuoso.
También la suspensión puede resultar blanda debido a unos amortiguadores en mal estado, en cuyo
caso deberán sustituirse, teniendo la precaución de montar los nuevos del mismo tipo que los viejos,
para que no existan nunca tipos de dureza diferentes, sobre todo en un mismo eje. Por esta misma
razón es aconsejable sustituir los dos del mismo eje a la vez.
b) Suspensión dura: debido al agarrotamiento parcial de una ballesta, amortiguador, eje de
articulación de suspensión, etc., en cuyo caso deberá desmontarse el elemento defectuoso y proceder a
su limpieza y reparación ó sustitución si es preciso.
c) Suspensión ruidosa: Debido a la rotura de alguna hoja de ballesta, muelle o barra de torsión, en
cuyo caso es necesario cambiarlos. También pueden provenir los ruidos de los amortiguadores, sus
casquillos elásticos o los brazos oscilantes, barra estabilizadora y, en general, de cualquier articulación
elástica del sistema. En cualquier caso, será necesario localizar el ruido y cambiar la pieza defectuosa.
Siempre que se observe cualquier casquillo deteriorado deberá cambiarse, aunque no sea el causante
del ruido.
d) Vibraciones en la suspensión: Debidas generalmente a holguras en los ejes de los brazos
oscilantes o deformaciones de los mismos, en cuyo caso se producen irregularidades en el sistema de
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dirección, como se verá en próximos temas. También pueden ser debidas a defectos de los
amortiguadores, los cuales hay que desmontar para su comprobación, o bien, utilizar una máquina
especial que los prueba montados en el vehículo.
Finalizada la prueba en carretera, se procederá a inspeccionar el vehículo tratando de localizar
holguras o desgastes de los componentes, especialmente en las articulaciones de rótulas, brazos de
suspensión, etc., y en la unión de estos elementos al chasis. Fundamentalmente se revisarán los
siguientes puntos:
1.- Desgastes de las rótulas en las que se orienta la mangueta (figura 1), que se pondrán de
manifiesto por holguras, que se notan al forzar la rueda de arriba abajo teniéndola levantada. Si existe
holgura o una pérdida importante de grasa de la rótula por desgaste del guardapolvos, deberá
sustituirse dicha rótula, lo cual se realiza soltando sus fijaciones al portamangueta y brazo de
suspensión respectivamente (fig. 2). Cuando la rótula va fijada por cono y tuerca (fig. 3), para soltarla
de su fijación ha de utilizarse un útil (C) que se acopla entre el brazo (B) y el extremo del perno de la
rótula (A). Actuando sobre el tornillo del útil se consigue el despegue del cono de fijación.
Fig. 1. Ubicación de las rótulas de suspensión Fig. 2. Sistema de fijación de la rótula Fig. 3. Proceso de desmontaje de una rótula
2.- Holguras en articulaciones de brazos oscilantes, que pueden comprobarse intentando mover el
brazo correspondiente con ayuda de una palanca, teniendo la rueda levantada del suelo. En caso de
encontrar holguras, deberá desmontarse el brazo de suspensión para sustituir el casquillo elástico
deteriorado. La extracción puede verse en la figura 4 y el montaje del nuevo silenblok en la figura 5.
Fig. 4. Extracción del silenblock de un brazo de la suspensión Figura 5. Montaje de un silenblok
3.- Deberá comprobarse el estado, posicionamiento y montaje de la barra estabilizadora, ver figura
6, tanto en sus extremos como en el casquillo elástico (figura 7).
Figura 6. Disposición de montaje de la barra estabilizadora Figura 7. Ubicación del casquillo elástico de la barra estabilizadora
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4.- Se comprobará si existen fugas de líquido en los amortiguadores, lo que se detecta por las
manchas que dejan. Esto indica mal estado del amortiguador, será necesaria la sustitución, teniendo en
cuenta que deben cambiarse siempre los dos del mismo eje, aunque el otro esté bien.
5.- Si la suspensión es blanda, deberán desmontarse los amortiguadores para comprobar su estado, lo
cual se realiza abriéndolos a mano hasta su máxima extensión. Este movimiento debe producirse de
manera que el amortiguador vaya abriéndose sin saltos ni irregularidades. Si resulta fácil y rápida su
apertura, el amortiguador se encuentra deteriorado. La misma prueba debe realizarse cerrando el
amortiguador y los resultados deben ser similares. En el desmontaje y montaje de amortiguadores, hay
que poner especial atención de colocar los correspondientes anillos de caucho y arandelas en la misma
posición que llevaban antes de desmontar.
6.- Deberá inspeccionarse el estado de los muelles helicoidales, constatando las posibles roturas o el
posicionamiento defectuoso sobre sus soportes. En cualquier caso de anomalía se sustituirá el elemento
defectuoso. En las suspensiones de tipo MCPherson (figura 8), se desmontará todo el conjunto
soltándole de sus fijaciones inferior (1) y superior (2). Posteriormente y utilizando el útil al efecto
(figura 9), podrá desmontarse el amortiguador. Sin este útil capaz de comprimir el muelle mientras se
sueltan las fijaciones del amortiguador a la copela superior, no puede ser desmontado éste, ya que la
soltar la tuerca de fijación se produciría el disparo del muelle, con el consiguiente riesgo de accidente.
Figura 8. Fijaciones del conjunto de suspensión McPherson Figura 9. Útil para el desmontaje del amortiguador
en las suspensiones McPherson
7.- En los sistemas de suspensión por barras de torsión deberá realizarse una inspección del estado de
las barras y una verificación de alturas de la carrocería, que determina el estado de la suspensión.
Cuando esta altura sea insuficiente, deberá procederse al reglaje correspondiente. Si alguna de las
barras estuviera en mal estado, deberá ser sustituida, para lo cual se procederá a descomprimir la
suspensión y posteriormente a retirar la barra de torsión. El montaje de la nueva barra se realiza
posicionando el brazo de suspensión a una determinada altura (especificada por el fabricante) por
medio de un útil como el representado en la figura 10. En esta posición se introduce la barra, quedando
posteriormente la carrocería a la altura adecuada del suelo.
Figura 10. Posición del brazo de suspensión para
el montaje de la barra de torsión.
Finalizadas las reparaciones que haya sido preciso realizar, se procederá nuevamente a probar el
vehículo en carretera, para constatar que los defectos encontrados anteriormente han sido corregidos
con reparaciones bien realizadas.
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