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Simulación de suspensiones de automóviles con Phun
Simulación de suspensiones de automóviles conPhunAutor: Francisco Manuel Reina Sánchez, Ingeniero técnico industrial, profesor deTecnologías.
Resumen: En este artículo se muestra cómo se pueden simular con Phun distintostipos de suspensiones que se usan en los vehículos de cuatro ruedas. Dado que losmecanismos se encuadran dentro de los contenidos de 3º de ESO, además conectacon los intereses del alumnado que con esta edad ya puede conducir un ciclomotor, ypor tanto está interesado en saber como funcionan los vehículos.
Palabras Clave: Phun, mecanismos,vehículos, suspensiones, TIC
Justificación
Dentro de los contenidos de Tecnologías están los mecanismos. Dado que estánencuadrados en tercero de ESO, relacionarlos con los vehículos a motor es unamanera de mantener el interés del alumnado, que a esa edad ya empiezaconduciendo ciclomotores.
Limitaciones del simulador
Phun es un simulador en cuyo mundo sólo hay dos dimensiones, por tanto noslimitaremos a mostrar los vehículos de cuatro ruedas en su vista frontal, ya que es laque se ve trabajar a las suspensiones. Algunos tipos no se pueden ver de estamanera, los de rueda tirada, usadas en el eje trasero de Renault Megane convertible,de hacerse en una vista lateral.
En todo caso se pueden simular de forma bastante sencilla los sistemas desuspensión más comunes en la industria del automóvil. Para aclarar los conceptospartimos de fotografías realizadas por autor de modelos reales.
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Simulación de suspensiones de automóviles con Phun
Suspensiones por eje rígido suspendido por ballestas
Herederas de las suspensiones usadas en los carruajes tirados por caballos, aunan sucapacidades elástica a una cierta amortiguación por rozamiento. En el comienzo de laindustria del automóvil fue el sistema masivamente usado. Actualmente su uso selimita a vehículos pesados como remolques de obras y similares. Al ser bandas demetal, los desplazamientos laterales quedan muy limitados.
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1. Ilustración: Ballestas del remolque de un trailer de aridos.
2. Ilustración: Ford T transformado en camioneta conservado en el Museo de lasCiencias de Granada tracción trasera, suspensión por ballestas semielípticas sobre ejerígido, motor de 20 HP a 1800 rpm, 67 km/h de velocidad máxima, motor de 4 cilindrosen línea y 2895 cc.
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3. Ilustración: Vista del eje trasero, se aprecia el eje rígido, en el centro el diferencial ylas ballestas sobre las que se apoya el chasis.
4. Ilustración: Vista inferior del vehículo se aprecían las fijaciones las ballestas y lasbarras estabilizadoras.
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5. Ilustración: Vista del frontal del Ford T.
6. Ilustración: Detalle del eje delantero, donde se aprecian las ballestas y elmecanismo de dirección. La manivela servía para arrancar el coche.
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Suspensión por eje rígido y muelles con barra estabilizadora.
Las limitaciones de las ballestas son su poco recorrido y lo duras que son con lo quepropician rebotes. Por ello han sido sustituidas por muelles, a los que se les haañadido un barra estabilizadora para disminuir los balanceos en la carrocería. Por otrolado se tiende a hacer trabajar el conjunto de amortiguador-muelle de forma coaxialpara ahorrar espacio y ahorrar enganches. Para todo terreno la mejor solución es ejerígido con muelles-
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7. Ilustración: En la simulación con Phun vemos que la suspensión por eje rígido haceque el centro de gravedad, y que phun, al tener como único elemento elástico losmuelles, no permite dar la estabilidad que dan las ballestas.
8. Ilustración: Land Rover Defender preparado paratodoterreno extremo.
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9. Ilustración: Detalle del eje delantero. Las piezas rojas son los muelles y la barraestabilizadora. Las pieza amarilla es un amortiguador de dirección, para evitarpeligrosos contravolantes. En negro el eje rígido con el diferencial.
10. Ilustración:Detalle delalojamiento delconjunto muelleamortiguador.
La barra de aceroinoxidable quesale delamortiguadordetermina elrecorrido desuspensión encompresión.
El tope de gomaha desaparecido,luego ha sidoalcanzado variasveces.
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11. Ilustración: Simulación con Phun de una suspensión de eje rígido con muelles ybarra estabilizadora, sin carga.
12. Ilustración: Simulación con Phun de una suspensión de eje rígido con muelles ybarra estabilizadora, con carga. Se observa que el balanceo es mínimo, frente a lasuspensión sin barra estabilizadora.
13. Ilustración: Simulación dela misma suspensiónsuperando un obstáculo, larueda contraria pierdecontacto con el suelo.
En el barro se clavaría más elneumático. En terreno duropodría quedar la rueda al aire,lo que obligaría a bloqueardiferenciales para que no sefuera por ahí la potencia.
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Suspensión Independiente por paralelogramosEn la suspensión independiente cada rueda va unida al chasis de formaindependiente, así lo que pasa a una rueda no afecta a la otra. La suspensión porparalelogramos permite además que la rueda permanezca con su eje paralelo al suelo,lo que hace que todo el neumático esté en contacto con el suelo, permitiendo elmáximo agarre. Se usa en vehículos de competición y de gama alto, bajo el nombre desuspensiones multibrazo.
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14. Ilustración: Suspensión delantera del Renault R24, los elementos elásticos estándentro del chasis. La barra diagonal se encarga de transmitir el trabajo de lasuspensión a la rueda. Las barras del paralelogramo son triángulos para asegurarrigidez.
15. Ilustración:Simulación con Phunde la suspensión porparalelogramos, sinpeso. Notese que elcentro de gravedadestá a la altura deleje, cosa crucial paraconseguir un paso porcurva veloz.
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Suspensión MchPerson en eje delantero.
La suspensión Mchperson es la más común en el eje delantero de los turismos. Esbarata y simple de fabricar.
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16. Ilustración: Paralelogramos con peso. Se baja más el centro de gravedad y lasruedas siguen paralelas al suelo. No hay balanceo o inclinación del chasis.
17. Ilustración: Paralelogramos con obstáculo en una rueda. La otra rueda no sufrecambios. El chasis no sufre inclinación apreciable.
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18. Ilustración: Suspensión MchPerson del eje delantero de un Renault Megane.
19. Ilustración: Simulación con Phun de uan suspensión Mchperson en vista frontal,sin carga.
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20. Ilustración: Simulación de suspensión MchPerson con carga. Se advierte que lasruedas se inclinan, con lo que pierden contacto con el suelo.
21. Ilustración: Simulación de suspensión MchPerson superando un obstaculo, al sercada suspensión independiente no se afecta a la otra rueda. Ligera inclinación delchasis.
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Para saber más
Km77http://www.km77.com/tecnica/bastidor/clasificacion-suspension/t01.asp
Amortiguadores y suspensión. Juan Alberdi UrbietaManuales Tecnum www.tenum.es/automocion
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