1. SUSPENSIN

1.1 MISIN DE LA SUSPENSION La misin del sistema de suspensin es la de hacer mas cmoda la marcha a los pasajeros, evitando que las oscilaciones del terreno se transmitan a la carrocera, contribuyendo tambin a la estabilidad del vehculo, mejorando la adherencia y la respuesta de la direccin.

Sistema de suspensin de un vehculo

La suspensin debe cumplir dos propiedades importantes: elasticidad y amortiguacin La primera con el fin de evitar que las desigualdades del terreno se transmitan al vehculo en forma de golpes secos y la segunda para impedir un balanceo excesivo de la carrocera manteniendo los neumticos en contacto con el terreno.

1.2 ELEMENTOS DE LA SUSPENSIN

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Todo sistema de suspensin debe disponer de un conjunto elstico, formado por ballestas, muelles helicoidales o barra de torsin y otro de amortiguacin formado por los amortiguadores. BallestasLas ballestas estn constituidas (fig. inferior) por un conjunto de hojas o lminas de acero especial para muelles, unidas mediante unas abrazaderas (2) que permiten el deslizamiento entre 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 montan unos casquillos de bronce (3) para su acoplamiento al soporte del bastidor por medio de unos pernos 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 las ruedas 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 ballestas El montaje de las ballestas puede realizarse longitudinal o transversalmente al sentido de desplazamiento del vehculo. Montaje longitudinal: montaje utilizado generalmente en camiones y autocares, se realiza montando la ballesta con un punto "fijo" en la parte delantera de la misma (segn el desplazamiento del vehculo) y otro "mvil", para permitir los movimientos oscilantes de la misma cuando se deforma con la reaccin del bastidor. El enlace fijo se realiza uniendo directamente la ballesta (1) al soporte (2) y, la unin mvil, interponiendo entre la ballesta (1) y el 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 que la carrocera baje, ganando en estabilidad. La misin se realiza por medio de unas abrazaderas que enlazan la ballesta al eje.

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Montaje transversal: utilizado generalmente en turismos, se realiza uniendo los extremos de la ballesta (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.

Entretenimiento y reparacin de las ballestas

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

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Constitucin Consisten en un arrollamiento helicoidal de acero elstico formado con hilo de dimetro variable (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).

Caractersticas No pueden transmitir esfuerzos laterales, y requieren, por tanto, en su montaje bielas de empuje 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), acortando su 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. Se puede conseguir muelles con una flexibilidad progresiva, utilizando diferentes dimetros de enrollado 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 el vehculo. 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 aumentar la deformacin, dando mayor rigidez al conjunto.

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

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Las espiras de un muelle helicoidal no deben, en su funcin elstica, hacer contacto entre sus espiras; 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 la marcha del vehculo se transmiten de forma directa al chasis.

1.2.1 Elementos elsticos de suspensin: o 1.2.1.1 Ballestas:

Estn constituidas por un conjunto de hojas o laminas de acero especial para muelles, unidas mediante unas abrazaderas, que permiten el deslizamiento entre las hojas cuando stas se deforman por el peso que soportan. La hoja superior, llamada hoja maestra, va curvada en sus extremos, formando unos ojos en los que se montan unos casquillos para su acoplamiento al soporte del bastidor, por medio de pernos o bulones. El nmero de hojas y su espesor estn en funcin de la carga que han de soportar. Todas las hojas se unen en el centro mediante un tornillo pasante con tuerca, llamado capuchino.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Pliegue de articulacin. Hoja maestra. Perno en U. Gemelas. Casquillo. Pitn. La Casquillo. Brida de ensamblaje.

ballesta presenta

que

cierta curvatura, tiende a ponerse recta al subir la rueda con las irregularidades del terreno, aumentando as su longitud. Por este motivo su unin al chasis deber disponer de un sistema que permita el alargamiento. Este dispositivo se coloca generalmente en la parte trasera de la ballesta y 6

consiste en la adopcin de una gemela que se une al chasis por medio de un tornillo pasante. Adems en el ojo de la ballesta se coloca un casquillo elstico, llamado silentblock, formado por dos manguitos de acero unidos entre si por un casquillo de caucho, que se interpone a presin entre ambos, as el silentblock acta como articulacin para movimientos pequeos, sin que se produzca ruido ni requiera engrase. Esta disposicin de montaje admite el alargamiento de la ballesta y las variaciones de la curvatura, que se producen por las oscilaciones a las que se ve sometido el vehculo. o 1.2.1.2 Muelles helicoidales:

Estn constituidos por una varilla de acero de entre 10 y 15 mm generalmente, enrollado en forma de hlice. Sus espiras se hacen planas para obtener un buen asiento. El dimetro del muelle vara en funcin de la carga que tiene que soportar.

La flexibilidad del muelle depende del dimetro de la varilla utilizada, del nmero de espiras, del ngulo de inclinacin de las mismas, del dimetro del muelle y de la calidad del acero empleado. Dependiendo de las caractersticas constructivas del muelle, la suspensin se comportara de diferente forma. Por ejemplo, muelles helicoidales cnicos, en los que el dimetro va disminuyendo progresivamente, se consigue flexibilidad progresiva, a medida que se comprime el muelle. Barra de torsinEste tipo de resorte utilizado en algunos turismos con suspensin independiente, est basado en el principio de que si a una varilla de acero elstico sujeta por uno de sus extremos se le aplica por el otro un esfuerzo de torsin, esta varilla tender a retorcerse, volviendo a su forma primitiva por su elasticidad cuando cesa el esfuerzo de torsin (fig. inferior).

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Disposicin y montaje de las barras de torsin. El montaje de estas barras sobre el vehculo se realiza (fig. inferior) fijando uno de sus extremos al chasis o carrocera, de forma que no pueda girar en su soporte, y en el otro extremo se coloca una palanca solidaria a la barra unida en su extremo libre al eje de la rueda. Cuando sta suba o baje por efecto de las desigualdades del terreno, se producir en la barra un esfuerzo de torsin cuya deformacin elstica permite el movimiento 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 barras de torsin situadas longitudinalmente para la suspensin delantera y transversalmente para la suspensin trasera.

o

1.2.1.3 Barras de torsin:

Su funcionamiento esta basado en el principio de que, si a una varilla de acero elstico, sujeta por uno de sus extremos, se le aplica en el otro un esfuerzo de torsin, la varilla tender a retorcerse, volviendo a su forma primitiva, por su elasticidad, cuando cese el esfuerzo de torsin. El montaje de esas barras de torsin es el siguiente: se fija uno de sus extremos al chasis o a la carrocera de forma que no pueda girar en su soporte y en el otro extremo se coloca una palanca 8

solidaria a la barra, unida en su extremo libre al eje de la rueda as cuando esta suba o baje por las irregularidades del terreno, se producir un esfuerzo de torsin, cuya deformacin elstica permite el movimiento de la rueda. Las barras de torsin se pueden disponer paralelamente al eje longitudinal del vehculo o transversalmente.

1.2.2 Elementos de amortiguacin de la suspensin:

Estos elementos se encargan de absorber las oscilaciones de los muelles, evitando que se transmitan a la carrocera. Cuando el vehculo encuentra un obstculo o bache, la rueda comprime o alarga el muelle, recogiendo este la energa producida en la oscilacin, pero , al no tener capacidad de absorcin, devuelve la energa inmediatamente, rebotando sobre la carrocera, ya que es el nico elemento mvil del sistema. Este rebote en forma de oscilaciones es el que tiene que frenar el amortiguador, recogiendo en primer lugar el efecto de compresin y luego de extensin del muelle, actuando de freno en ambos sentidos. AmortiguadoresEstos elementos son los encargados de absorber las vibraciones de los elementos elsticos (muelles, ballestas, barras de torsin), convirtiendo en calor la energa generada por las oscilaciones. 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 vibracin es 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 esta razn 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 modernos modelos este reglaje se puede hacer incluso desde el interior del vehculo. Marcas conocidas de fabricantes de amortiguadores serian: Monroe, Koni, Bilstein, Kayaba, De Carbon, etc

Tipos de amortiguadores Los mas empleados en la actualidad son los de tipo telescpico de funcionamiento hidrulico. Dentro de estos podemos distinguir: Los amortiguadores hidrulicos convencionales (monotubo y bitubo). Dentro de esta categora podemos encontrar los fijos y los regulables. Los amortiguadores a gas (monotubo o bitubo). No regulables

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Los amortiguadores a gas (monotubo). Regulables

Amortiguadores hidrulicos convencionales Son aquellos en los que la fuerza de amortiguacin, para controlar los movimientos de las masas suspendidas y no suspendidas, se obtiene forzando el paso de un fluido a travs de unos pasos calibrados de apertura diferenciada, con el fin de obtener la flexibilidad necesaria para el control del vehculo en diferentes estados. Son los mas usuales, de tarados pre-establecidos (se montan habitualmente como equipo de origen). Son baratos pero su duracin es limitada y presentan prdidas de eficacia con trabajo excesivo, debido al aumento de temperatura. No se suelen utilizar en conduccin deportiva ni en competicin. 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 otro concntrico, (F), y los dos terminan sellados en la parte superior por la empaquetadura (E), por la que pasa el vstago (C), al que tambin se une la campana (G), que preserva de polvo al amortiguador. El cilindro (F) termina en el anillo (H), que se une al eje de la rueda y se comunica 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 ltimo tapado por la vlvula de bola (L). As constituido el amortiguador, quedan formadas las cmaras (1, 2 y 3), que estn llenas de aceite. Cuando la rueda sube con relacin al chasis, lo hace con ella el anillo (H) y, a la vez que l, 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 vaco debido al movimiento ascendente de los cilindros (A y F). Otra parte del lquido pasa de (2) a la cmara de compensacin (3), a travs del orificio (I). Este paso forzado del lquido de una cmara a las otras, frena el movimiento ascendente de los cilindros (A y F), lo que supone una amortiguacin de la suspensin.

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Cuando la rueda ha pasado el obstculo que la hizo levantarse, se produce el disparo de la ballesta o el muelle, por lo que (H) baja con la rueda y con l los cilindros (A y F). Entonces el lquido 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 freno de 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 la compresin del muelle o ballesta, permitindose as que la rueda pueda subir con relativa facilidad y que acte en ese momento el muelle o la ballesta; pero impidiendo seguidamente el rebote de ellos, que supondra un mayor nmero de oscilaciones hasta quedar la suspensin en posicin de equilibrio. Segn el calibre del orificio (J), se obtiene mayor o menor accin de frenado en los dos sentidos; y segn el calibre del orificio (K), se obtiene mayor o menor frenado cuando sube la rueda. En el momento que lo hace, el aceite contenido en la cmara inferior (2) no puede pasar en su totalidad a la superior (1), puesto que sta es ms reducida, debido a la presencia del vstago (C) del pistn; por ello se dispone la cmara de compensacin (3), para que el lquido sobrante de la cmara inferior (2) pueda pasar a ella. Todo lo contrario ocurre cuando la rueda baja: entonces el lquido que pasa de la cmara superior (1) a la inferior (2) no es suficiente para 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, la accin 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 que deformndose absorban la desigualdad del terreno y, cuando se produzca la expansin, sea el amortiguador el que lo frene o disminuya las oscilaciones.

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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 en calor, es absorbida por el lquido. Como el amarre de los resortes se realiza entre el elemento suspendido y el eje oscilante de las ruedas, los amortiguadores se montan tambin sujetos a los mismos elementos, con el fin de que puedan frenar as las reacciones producidas en ellos por los resortes. Esta unin se realiza con interposicin de tacos de goma, para obtener un montaje elstico y silencioso de los mismos. La temperatura ambiente y el calor absorbido por el aceite en el funcionamiento de los amortiguadores hidrulicos, influyen sobre la viscosidad del lquido, haciendo que el mismo pase con ms o menos dificultad por las vlvulas que separan las cmaras, resultando una suspensin ms o menos amortiguada. Por esta razn, en invierno, en los primeros momentos de funcionamiento, se observa una suspensin ms dura, ya que el aceite, debido al fro, se ha hecho ms denso; en verano, o cuando el vehculo circula por un terreno irregular, el aceite se hace 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 los amortiguadores, esto trae consigo una serie de ventajas. No presurizados Tienen la pega de que se puede formar en ellos bolsas de aire bajo las siguientes condiciones. El amortiguador se almacena o transporta horizontal antes de ser instalado. La columna de aceite de la cmara principal cae por gravedad cuando el vehculo permanece quieto durante mucho tiempo. El aceite se contrae como consecuencia de su enfriamiento al final de un viaje y se succiona aire hacia la cmara principal.

Como consecuencia de ello, en especial en das fros, algunos amortiguadores pueden padecer lo que se conoce como "enfermedad matinal". Presurizados Es un tipo de configuracin empleada hoy en da en la mayora de vehculos cuando se busca mejorar las prestaciones de los amortiguadores de doble tubo convencionales. La solucin consiste en aadir una cmara de gas de baja presin (4 bares) es una presin suficiente, ya que la fuerza amortiguadora en compresin la sigue proporcionando el aceite en su paso por las vlvulas del mbolo. De esta forma la fuerza de extensin realizada por el amortiguador en su posicin nominal es baja. Esto permite utilizar esta solucin en suspensiones McPherson en las que se requieren dimetros de amortiguador mas elevados.

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Sus ventajas respecto de los no presurizados son las siguientes: Respuesta de la vlvula mas sensible para pequeas amplitudes. Mejor confort de marcha Mejores propiedades de amortiguacin en condiciones extremas (grandes baches). Reduccin de ruido hidrulico. Siguen operativos aunque pierdan el gas

Respecto a los amortiguadores monotubos, los de doble tubo presurizados tienen la ventaja de tener una menor longitud y friccin para las mismas condiciones de operacin.

Amortiguadores a gas Estos amortiguadores a gas trabajan bajo el mismo principio bsico que los hidrulicos, pero contienen 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, al desplazarse el vstago, comprime el gas, est sufre una variacin de volumen que permite dar una 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 de amortiguadores vuelven a su posicin cuando se deja de actuar sobre ellos.

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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 eficacia por temperatura de trabajo. Aunque el precio es mayor, se ve compensado por su durabilidad y fiabilidad. Es un tipo de amortiguador de muy alta calidad. Su uso es ciertamente recomendable para los vehculos de altas prestaciones. Amortiguadores de gas regulables: Son amortiguadores monotubo, con o sin botella exterior, con posibilidad de variacin de tarados. Es un tipo de amortiguador de alta tecnologa, con precio alto pero proporcional a su eficacia, por eso es el mas usado en conduccin deportiva, en los vehculos de competicin y de altas prestaciones.

o

1.2.2.1 Amortiguadores:

Se pueden clasificar en diferentes tipos: 1.- Segn su sentido de trabajo 1.1.- Amortiguadores de simple efecto: amortiguan en un sentido 1.2.-Amortiguadores de doble efecto: amortiguan en extensin y compresin. 2.- Segn el fluido de amortiguacin 2.1.- Amortiguadores de gas 2.2.- Amortiguadores hidrulicos

Los amortiguadores de doble efecto hidrulicos y telescpicos son los mas utilizados, estn formados por dos tubos concntricos, sellados por el extremo superior con el retn, a travs del cual 14

pasa el vstago, determinado en el extremo de fuerza por el anillo, que se une al bastidor, y que lleva un tercer tubo abierto, denominado cubrebarros. El vstago termina en el pistn, con orificios calibrados y vlvulas dentro del tubo interior. En el extremo del tubo interior se encuentran vlvulas de amortiguacin en compresin. El amortiguador se une mediante una articulacin de fijacin al eje o rueda. Los elementos ms importantes son: El pistn: controla los esfuerzos de frenado de extensin Las vlvulas: controlan los esfuerzos de frenado en compresin. El reten: evita la fuga de aceite

Su funcionamiento es el siguiente: cuando el amortiguador se comprime, parte del aceite que se encuentra en la cmara intermedia pasa a la cmara superior, a travs de las vlvulas situadas en

1. Cilindro de trabajo. 2. Depsito de compensacin. 3. mbolo. 4. Cmara a presin durante la fase de compresin. 5. Funda de proteccin. 6. Tuerca de cierre con junta de estanqueidad. 7. Cmara a presin durante la fase de extensin. 8. Vlvula de trasvase. 9. Vlvula de extensin. 10. Vlvula de compresin. 11. Vlvula de compensacin. 12. Conducto de retorno del aceite trefilado.

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el pistn. El resto del aceite pasa a la cmara inferior, a travs de las vlvulas, que limitan el paso de

aceite, amortiguando la compresin. Cuando se produce el efecto de expansin, el aceite pasa de la cmara superior y de la cmara inferior a la cmara intermedia a travs de las vlvulas. El paso por las vlvulas produce el efecto de amortiguacin en expansin. La diferencia que existe con respecto a los amortiguadores de simple efecto consiste en que estos ltimos solo amortiguan en un sentido, es decir cuando se produce el efecto de expansin o compresin, el aceite situado en las cmaras no circula a travs de los pasos calibrados; por tanto no amortiguan en uno de los sentidos. 16

El amortiguador de gas se basa en el movimiento de un pistn en un tubo lleno de aceite, que, en uno de los extremos tiene una pequea cantidad de nitrgeno a alta presin (25 bares). Un pistn flotante separa el gas del aceite, evitando que ambos se mezclen.

1. Junta de estanqueidad mbolo/cilindro. 2. mbolo de trabajo. 3. Gas comprimido. 4. Vstago. 5. Orificios de paso aceite. 6. mbolo separador gasaceite. 7. Gua vstago. 8. Vlvulas de extensin. 9. Vlvulas de compresin. 10. Cilindro de trabajo.

El funcionamiento del amortiguador de gas es el siguiente: Cuando el pistn desplaza el aceite, por medio del pistn flotante, asegura una respuesta instantnea y un funcionamiento mas silencioso de las vlvulas del pistn. Adems con esta presin se evitan los fenmenos que provocan la aparicin de espuma en el aceite, que pueden hacer ineficaz la amortiguacin.

1.3 OTROS ELEMENTOS DE LA SUSPENSIN El resto de los elementos que componen la suspensin se pueden clasificar en: 1.- Elementos que mejoran el comportamiento de la suspensin 1.1.- Barras estabilizadoras 1.2.- Tirantes de reaccin 1.3.- Barras Transversales

2.- Elementos constructivos 2.1.- Brazos articulados 2.2.- Manguetas 17

2.3.- Rtulas 2.4.- Silentblocks Barras estabilizadorasCuando un vehculo toma una curva, por la accin de la fuerza centrfuga se carga el peso del coche 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 barras estabilizadores, que consisten esencialmente en una barra de acero elstico cuyos extremos se fijan a los soportes de suspensin de las ruedas; de esta forma, al tomar una curva, como una de las ruedas tiende a bajar y la otra a subir, se crea un par de torsin en la barra que absorbe el esfuerzo y se opone a que esto ocurra, e impide, por tanto, que la carrocera se incline a un lado, manteniendola estable. El mismo efecto se produce cuando una de las ruedas encuentra un bache u obstculo, creando, al bajar o subir la rueda, un par de torsin en la 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 elsticosSon aislantes de caucho u otro material elastmero que se encargan de amortiguar las reacciones en los apoyos de la suspensin. Su mision es amortiguar los golpes existentes entre 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 de la suspensin facilitando un pequeo desplazamiento. Su montaje suele realizarse mediante bridas o casquillos elsticos. Estos cojinetes son muy utilizados para el montaje de las barras estabilizadoras.

1.3.1 Barras estabilizadoras

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Cuando el vehculo toma una curva, la accin de la fuerza centrifuga carga el peso del coche sobre las ruedas exteriores, con lo que la carrocera tiende a inclinarse hacia ese lado, con peligro de vuelco. Con el fin de evitar esto, se montan barras estabilizadoras sobre los ejes, q consisten en una barra de acero elstico cuyos extremos se fijan a los soportes de suspensin las ruedas; de esta manera, al tomar una curva, como una de las ruedas tiende a bajar y la otra a subir, se crea un efecto de torsin en la barra que absorbe el esfuerzo e impide que la carrocera se incline a un lado. El mismo efecto ocurre cuando una de las ruedas encuentra un bache u obstculo. Para la suspensin delantera, el montaje se puede realizar de dos formas, bien anclando los extremos de la barra a los brazos de suspensin o bien mediante bieletas a

1. Barra estabilizadora. 2. Soportes. 3. Tirantes de anclaje.

las columnas de suspensin (para suspensiones McPherson). Adems la barra se sujeta a la carrocera por silentblocks. La barra estabilizadora acta por tanto evitando los balanceos laterales, por ello tambin recibe el nombre de barra antibalanceo. 1.3.2 Tirantes de reaccin:

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Estos son barras de acero que se encargan de sujetar longitudinalmente los elementos de la suspensin, evitando aceleraciones o frenadas, el conjunto de la suspensin se hacia delante o hacia atrs. En las suspensiones acompaan a los brazos tipo barra o a los ejes rgidos. 1.3.3 Barras transversales:Tirante de reaccin (sombreado)

que en las desplace

articulados

Son barras de acero que se encargan de sujetar transversalmente las suspensiones por eje rgido, evitando que se desplace el eje en las curvas. Adems, deben permitir las oscilaciones del puente para conseguir la amortiguacin.

1.3.4 Brazos articulados: pudiendo suspensin. permitir su

Se sitan entre la carrocera y la mangueta, montarse sobre la parte superior o inferior de la Su misin es mejorar el guiado del neumtico y oscilacin. Se fabrica de chapa de acero, ya sean en forma triangulo o tipo barra. La sujecin a la carrocera se mediante silentblocks y, a la mangueta, mediante Rtulas

de efecta rtulas.

Las 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.

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

Mangueta y bujeLa mangueta de la suspensin es una pieza fabricada con acero o aleaciones que une el buje de 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 el interior del buje se montan los rodamientos o cojinetes que garantizan el giro de la rueda.

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Trapecios o brazos de suspensinSon brazos artculados fabricados en fundicin o en chapa de acero embutida que soportan al vehculo 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.

Tirantes de suspensinSon brazos de acero longitudinales o transversales situados entre la carroceria y la mangueta o trapecio que sirven como sujeccin de estos y facilitan su guiado. Absorben los desplazamiento y esfuerzos de los elementos de la suspensin a travs de los silentblocks o cojinetes elsticos montados en sus extremos.

Topes de suspensinEstos topes pueden ser elsticos o semirigidos en forma de taco o en forma de casquillo. Su funcin es servir de tope para el conjunto de la suspensin, de manera que en una compresin excesiva esta no se detiene. El montaje de este elemento es muy diverso dependiendo de la forma del taco. Por ejemplo, en las suspensiones McPherson se monta en el interior del vstago del amortiguador, mientras que en las suspensiones por ballesta se suele montar anclado en la carrocera.

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1.3.5 Mangueta:

Sirve de apoyo a las ruedas directrices y las permite girar; la unin de la mangueta con el resto de los elementos de la suspensin se hace por medio de rtulas que posibilitan el movimiento de orientacin de las ruedas a la par que los movimientos verticales causados por la suspensin. Estos elementos se fabrican de acero de alta resistencia al choque.

1.3.6 Rotulas:

Son elementos de unin que posibilitan el giro de las piezas en varias direcciones. Estn constituidos por una bola de acero situada en el interior de un cuerpo metlico por medio de dos soportes de nylon que permiten el giro de la bola por accin del vstago unido a ella. Adems disponen de un muelle q hace q la bola se ajuste a sus soportes si n holguras. El vstago va roscado por su parte superior con una tuerca almenada, que lo sujeta a los elementos de suspensin. La tuerca va asegurada mediante un pasador para evitar que se afloje.

1.3.7 Silentblocks:

Son elementos elsticos de unin fabricados de caucho, cuya funcin es la de absorber las vibraciones de la suspensin y evitan que se transmitan a la carrocera. Solo permiten el giro de los brazos de la suspensin.

1.4 SISTEMAS DE MONTAJE:

Segn el tipo de elementos empleados y de su forma de montaje, existen varios sistemas de suspensin, todos ellos basados en el mismo funcionamiento: un sistema elstico y otro de amortiguacin. 1.4.1 Suspensin delantera independiente:

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La mayora de los vehculos han adoptado para las ruedas delanteras, la suspensin independiente en cada rueda, que impide que se comunique de una rueda a otra los choques y vibraciones, permaneciendo en mejor contacto con el terreno. Entre los sistemas mas empleados en la podemos destacar los dos siguientes: Suspensin por trapecio articulado Suspensin tipo McPherson Suspensin por trapecio articulado: Est formado por los brazos articulados extremo al chasis en los ejes de giro, mediante y por el extremo opuesto a la mangueta, con interposicin de las rtulas sobre las que la mangueta puede girar para orientar la rueda. Entre el brazo y el chasis, se interpone el muelle, que absorbe las irregularidades de la carretera. Por su interior, pasa el amortiguador que se une tambin al brazo y al chasis por medio del soporte. El brazo inferior, al ser tipo barra, debe ir posicionado longitudinalmente al vehculo con ayuda de un tirante de reaccin. Cuando la rueda sube, debido a las desigualdades del terreno, levanta la mangueta, que eleva los brazos por sus extremos. El movimiento del brazo comprime el muelle, que se opone a este movimiento. El amortiguador atena las oscilaciones debidas al disparo del muelle cuando la rueda pasa el obstculo que la oblig a levantarse. por un actualidad

silentblocks,

Suspensin tipo Mcpherson:

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1. Muelle helicoidal. 2. Amortiguador. 3. Elementos estructurales de la carrocera. 4. Eje de transmisin. 5. Montante. 6. Rtula de arrastre. 7. Brazo transversal. 8. Barra estabilizadora Este es el sistema mas utilizado en la actualidad para la suspensin delantera independiente. Consiste en un brazo inferior, que se articula por el extremo al chasis en y por el otro a la mangueta, con interposicin de una rtula. La parte superior de la mangueta, en vez de unirse a otro brazo como en el sistema anterior, lo hace aqu al tubo, que constituye el amortiguador, el cual dispone un plato soporte en el que se apoya el muelle, que se acopla, por su parte superior, en el platillo, sujeto al chasis por medio de la fijacin superior del amortiguador, con interposicin del taco elstico. De esta manera, los movimientos verticales de la rueda son absorbidos por el muelle, cuyas oscilaciones atena el correspondiente amortiguador. Este sistema tiene la ventaja de que el ngulo que forman las ruedas con el suelo vara muy poco en cualquier circunstancia. Otra caracterstica importante es que el conjunto formado por el amortiguador y el muelle gira al orientarse la rueda, dado su enlace directo con el portamangueta. Por esta razn, se hace necesario disponer un cojinete axial en el estremo superior del amortiguador, en el acoplamiento a la carrocera.

1.4.2 Suspensin trasera

Existen tres formas de suspensin para las ruedas traseras: a) Suspensin con eje rgido b) Suspensin con eje torsional o semirigido c) Suspensin independiente

a) Suspensin con eje rgido

26

En este sistema se dispone de un eje trasero rgido con suspensin por muelles helicoidales, amortiguadores y barras de torsin. En estos casos, se hace imprescindible el montaje de unos tirantes, que enlazan eje con carrocera para mantenerlo en posicin. Completa el sistema un el

trasero la

brazo central unido tambin a la carrocera, que limita los movimientos transversales del eje, pero que permiten su movimiento de amortiguacin. Estos tres brazos disponen de articulaciones elsticas en las uniones al eje y a la carrocera, que permiten los movimientos verticales, sin que se produzcan ruidos y sin necesidad de engrase.

b) Suspensin con eje torsional o semirigido En este sistema, los brazos forman la traviesa y el conjunto se fija al chasis, interposicin de casquillos elsticos de gran y tamao. En los extremos posteriores de brazos se acoplan los conjuntos de muelle y amortiguador, que realizan la funcin de suspensin. Con este sistema se dispone, al mismo tiempo, de la robustez de un eje trasero rgido y de la elevada sensibilidad de una suspensin independiente. La traviesa que enlaza ambos brazos trabaja a torsin, realizando una funcin estabilizadora en la marcha del vehculo. 27 cuerpo con con flexibilidad ambos

c) Suspensin trasera independiente. Los sistemas de suspensin independiente se basan en la utilizacin de brazos o tirantes y muelles helicoidales o barras de torsin y amortiguadores en diferentes combinaciones, entre las que se encuentran: Brazos oscilantes y muelle Brazos oscilantes y McPherson Brazos oscilantes y barras de torsin Multibrazo

Suspensin de brazos oscilantes y muelle: Este sistema est compuesto bsicamente por tres elementos: un amortiguador, un muelle helicoidal y un brazo articulado. El brazo va sujeto a la carrocera mediante dos silentblocks, que permiten el giro. El amortiguador y el muelle se sujetan al brazo y a la carrocera, pudiendo ser concntricos o desplazados. Si el vehculo dispone de trasera, se le aade un traccin subchasis trasero, no varia. como

para sujetar el diferencial pero el sistema de suspensin El subchasis servir, a su vez, soporte de los brazos de suspensin.

Existen dos variantes de este sistema, en funcin de la posicin del eje de giro; si es perpendicular al eje del vehculo, se denomina suspensin arrastrada; si el eje es inclinado, se trata de una suspensin semiarrastrada.

Suspensin de brazos oscilantes y McPherson:

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Este sistema es una variante del anterior, caracterizado por la disposicin de muelles helicoidales y amortiguadores en un montaje tpico McPherson.

Suspensin de brazos oscilantes y barras de torsin: En este sistema, se sustituyen los muelles torsin rueda. Se oscilante articula y de los

helicoidales por barras de independientes para cada compone de un brazo fijado al tubo, que se une al chasis por medio

soportes. En el interior del tubo, se aloja la barra de torsin, unida al propio tubo por un extremo, y por el otro se fija al soporte por medio de uniones estriadas. Este soporte, a su vez, est anclado al chasis. En otros casos, las barras de torsin de ambos lados quedan en prolongacin una de otra, emplazadas en el interior del eje trasero, formado por los tubos, que se incrusta uno en el otro, apoyndose en los cojinetes de friccin. Cada uno de los brazos de suspensin, que se articulan en los soportes por medio de casquillos elsticos. Estos soportes, a su vez, estn fijados al chasis y a ellos se estran las barras de torsin por su extremo exterior, mientras por el interior se estran a sus respectivos tubos. Suspensin multibrazo: El trmino multibrazo indica que la suspensin tiene varios brazos o elementos de sujecin. Los sistemas multibrazo son esencialmente paralelogramos deformables; es decir, sistemas en los que la rueda est unida al bastidor en distintos niveles. Con este tipo de suspensin, se obtienen las siguientes ventajas: Menor inclinacin

29

-

Mayor

adherencia,

al

modificar

constantemente

su

ngulo

de

cada,

proporcionando mayor contacto con el asfalto. En la figura siguiente, se representa una suspensin trasera multibrazo.

30

31

32

1.5 SUSPENSIN HIDRONEUMTICA

Este tipo de suspensin (caracterstica de citron) basa su funcionamiento en la utilizacin de un gas, nitrgeno, y un lquido, aceite, como sistema de suspensin.

El sistema

1.5.1 Elementos que forman el sistema: se que dibujo: recogido bomba hacia el enva presin en el

compone de los elementos aparecen en el siguiente El aceite es

del depsito (1) por la (2) y mandado a presin distribuidor (3). Este lo hacia el acumulador de (4), cuando no es necesario circuito, o a la vlvula de seguridad (5), que siempre presin al circuito de frenos

da y de

33

direccin asistida. Cuando la presin es baja, la vlvula de seguridad corta el paso de aceite hacia la suspensin. El aceite pasa de la vlvula de seguridad a los reguladores de altura (9) y (11). Uno funciona para el eje delantero y otro para el trasero, y sirven, a su vez, de paso hacia los cilindros de suspensin (8) que son los encargados de subir o bajar la altura de la carrocera, en funcin de la presin del aceite que llega de los reguladores de altura. Los reguladores y el distribuidor necesitan retornos de aceite hacia le depsito para su correcto funcionamiento. o 1.5.1.1 Depsito:

Se encarga de almacenar el aceite de la suspensin para que pueda ser utilizado por el circuito. Adems, dispone de un medidor de nivel que avisa al conductor de la falta de aceite en el depsito. Va colocado en el habitculo del motor. o 1.5.1.2 Bomba de alta presin:

Es de pistones accionados por un plato inclinado que desplaza los pistones alternativamente al girar. Es accionada por el motor mediante una correa. o 1.5.1.3 Distribuidor hidrulico:

Se encarga de mantener la presin en el acumulador dentro de los lmites establecidos: a) Una presin mnima necesaria para el funcionamiento del circuito b) Una presin mxima para el almacenamiento de aceite a presin. o 1.5.1.4 Acumulador de presin:

Es una esfera semejante a las de suspensin, que suministra lquido a presin de manera proporcionada a los consumos del circuito. Al almacenar lquido a presin, permite que la bomba de lata presin obtenga tiempos en los que trabaja en vaco. o 1.5.1.5 Vlvula de seguridad:

Este tipo de suspensin se monta en combinacin con el sistema de frenos y de direccin asistida, que requieren un mtodo de seguridad que acte cuando la presin en el circuito sea baja, de forma que los sistemas de frenos y de direccin asistida estn alimentados.

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Su funcionamiento se basa en aislar, eventualmente, los circuitos de suspensin de la bomba de lata presin. Est compuesta por cuatro bocas, una de llegada de presin, otra de alimentacin de los sistemas de freno y direccin asistida y otras dos de alimentacin de los correctores de altura. Estas dos ltimas estn obturadas por un eje distribuidor cuando la presin que llega de la bomba es baja. A medida que va aumentando la presin en el circuito, tienen prioridad de alimentacin los frenos y la direccin asistida. Cuando la presin es suficiente para vencer la accin del muelle del eje distribuido, este se desplaza, para dejar pasar el aceite hacia los correctores de altura. o 1.5.1.6 Reguladores de altura:

Mantienen la altura del vehculo constante, cualquiera que se a la variacin de presin en el circuito. En el circuito van colocados dos, uno por cada eje, accionados por los elementos de la suspensin. Un regulador de altura se compone de un eje distribuidor, que, en funcin de su posicin, pone en comunicacin los conductos de entrada de presin, cilindro de suspensin y retorno al depsito, variando la presin dentro de las esferas de suspensin. o 1.5.1.7 Cilindros de suspensin:

Transmiten los movimientos de la suspensin al gas contenido en las esferas de suspensin. Estn compuestos por un pistn, que recibe movimiento de los brazos de suspensin, deslizndose por el interior de un cilindro lleno de aceite, que es empujado hacia las esferas, comprimiendo el gas.

o

1.5.1.8 Esferas de suspensin:

Tienen forma esfrica y se fabrican en chapa embutida. En su interior, se coloca una membrana que forma dos cavidades, una llena de nitrgeno y otra de aceite. Cuando el aceite no tiene presin, el gas ocupa todo el volumen, pegando la membrana contra la pared. Si el aceite adquiere presin, la membrana ocupa cierta posicin y el nitrgeno se comprime. 35

Cuando existe consumo del lquido, el nitrgeno se expansiona para compensar estas variaciones y la membrana deformable ocupa una nueva posicin de equilibrio. La entrada y salida de aceite a las esferas de suspensin es controlada por los amortiguadores. Son de doble efecto y estn ubicados en las esferas de suspensin. La amortiguacin se obtiene frenando el paso de lquido entre el cilindro y la esfera, o viceversa, por un sistema de vlvulas deformables (laminillas), que obturan los orificios de paso. El orificio calibrado del cuerpo del amortiguado permite el paso directo del aceite del circuito hacia la esfera, o viceversa, consiguiendo disminuir el efecto de amortiguacin en pequeos movimientos.

1.5.2 Funcionamiento de la suspensin hidroneumtica:

El funcionamiento es el siguiente: cuando no hay movimiento de la suspensin, en las esferas, el gas (nitrgeno) y el aceite estn sometidos, por una parte y otra de la membrana, a una presin idntica. Esta presin est determinada por el peso soportado por cada eje del vehculo.

Cuando una rueda encuentra un obstculo, el pistn se desliza en su cilindro, de tal manera que:

a) Si encuentra un resalte, el aceite que contiene el cilindro es empujado hacia la esfera y, por tanto, el gas se comprime. b) Si encuentra un bache, el gas se expande el aceite que hay en la esfera pasa al cilindro.

36

Bache

Resalte

1.6 EVOLUCIN DE LOS SISTEMAS DE SUSPENSIN:

Los cambios en los sistemas de suspensin van encaminados a hacer variables su rigidez y conseguir, en funcin de las condiciones de marcha del vehculo, la suspensin ms apropiada, en confort y estabilidad. Las evoluciones mas importantes han sido las suspensiones inteligentes o adaptables.

1.6.1 Suspensiones inteligentes o adaptables:

En estos sistemas, se puede variar la dureza del amortiguador, hacindolo mas blando para asegurar un mayor confort o mas duro para favorecer el rendimiento dinmico del vehculo (mejorando su estabilidad de frenada y aceleracin). Todas estas suspensiones constan de una unidad electrnica de control, amortiguadores con electrovlvulas y una serie de sensores, que informan a la unidad de control sobre los siguientes datos: velocidad, posicin del volante, aceleracin del vehculo, etc. Segn los datos recibidos, la unidad de control enva seales a las electrovlvulas situadas en cada amortiguador. Cuando las electrovlvulas estn abiertas, permiten el paso del aceite del amortiguador por un canal adicional, obtenindose una amortiguacin mas blanda. Si las 37

electovlvulas se cierran, se suprime el paso adicional de aceite, consiguiendo una suspensin mas dura. Hay sistemas de este tipo que permiten al usuario la opcin de seleccionar la posicin ms dura mediante un interruptor (conduccin deportiva), o liberar al sistema para que funcione automticamente. A continuacin, se describen los elementos que componen una suspensin inteligente:

a)

Microprocesador:

Recibe

la

informacin

de

los

diferentes

sensores

y

acta en consecuencia sobre los cuatro amortiguadores regulando su dureza. b) Amortiguadores: Disponen de unas vlvulas solenoides, que abren y cierran un tubo en derivacin. Estas se corresponden con los diferentes tipos de ajustes del amortiguador. c) Interruptor de seleccin: El interruptor le sirve al conductor para seleccionar el tipo de amortiguacin que desee, dejndolos fijos en una posicin o eligiendo el modo automtico. En el segundo caso, modo automtico, el microprocesador adaptar constantemente la suspensin, dependiendo de1. Vlvula mecnica 2. Solenoide de actuador 3. Vlvula de tarado confort los4.diferentestarado sport Vlvula de sensores.

los datos que reciba

de

d) Sensores: El sistema dispone de seis sensores:

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1. Sensores de giro de volante y rapidez de giro: Determinan si el vehculo est tomando una curva, estableciendo una suspensin dura, o circula en lnea recta, proporcionando una suspensin blanda.

2.

Acelermetro vertical: Mide el desplazamiento vertical del vehculo, ya que, un automvil con la amortiguacin blanda tiende a despegar el los rasantes. En estos casos sera necesaria una suspensin dura.

3. Detector de velocidad: A baja velocidad, los pasajeros demandan confortabilidad (suspensin blanda); a alta, se requiere estabilidad (suspensin dura).

4. Detector de aceleracin y deceleracin: En la aceleracin y en los frenazos, el vehculo cabecea, inclinndose la carrocera por la parte delantera o trasera. Esto se evita endureciendo la suspensin de cada eje durante breves momentos, al frenar o acelerar.

5. Sensor de activacin del control de traccin: Aquellos vehculos q7ue disponen de control de traccin, avisan a la suspensin de que se ha activado, lo que indica que el vehculo ha perdido adherencia. Cuanto menor sea la adherencia, ms dura tendr que ser la suspensin.

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1.6.2 ltimos sistemas: Amortiguadores electroreolgicos:

Estos amortiguadores estn basados en la utilizacin de un fluido magnetoreolgico. Un campo magntico es ejercido sobre un fluido para modificar sus caractersticas fsicas. Este liquido es una suspensin de partculas magnticas en un

1. pistn 2. zona de depresin 3. lneas de fuerzas magnticas 4. zona de compresin 5. varilla de amortiguador 6. cmara superior 7. bobina electromagntica 8. zona de efecto reolgico

aceite sinttico. Las caractersticas de fluidez (y por tanto de circulacin) disminuyen al pasar por el campo magntico. Sin aplicacin de corriente las partculas metlicas se dispersan y el lquido adquiera una gran fluidez. Cuando la corriente est aplicada, las partculas se alinean y el lquido es menos fluido, su circulacin queda frenada en los pasos del pistn. La variacin de la corriente elctrica del sistema permite variar proporcionalmente la

resistencia a la circulacin del lquido. El amortiguador no tiene vlvulas mviles. Su mecnica integrada es un sistema monotubo de alta presin (principio De Carbn), est simplificada. Se reduce a un pistn fijado a la varilla, que integra el electroimn. El mando del electroimn puede variar hasta 1000veces por segundo. Asociado a una gestin semi activa, este sistema es ms eficaz que los actuales sistemas semi activos de vlvulas, ms ruidosos y limitados a un cambio de estado cada 0,02 segundos.

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El pistn integra una bobina de bajo consumo elctrico (1,5 A), pero el volumen ocupado es mas importante que el de un pistn tradicional. Mas pesado, se aprovecha de la integracin de esta tcnica en un amortiguador monotubo. En su beneficio, el pitn no tiene piezas mviles, lo cual es garanta de una eficacia constante.

SuspensinDefinicin de Suspensin:Se llama suspensin al conjunto de elementos elsticos que se interponen entre los rganos suspendidos (bastidor, carrocera, pasajeros y carga) y los rganos no suspendidos (ruedas y ejes).

Misin de una suspensin:Su misin es absorber las reacciones producidas en las ruedas por las desigualdades del terreno, asegurando as la comodidad del conductor y pasajeros del vehculo y, al mismo tiempo, mantener la estabilidad y direccionabilidad de ste, para que mantenga la trayectoria deseada por el conductor. Adems tambin es necesario que cumplan con otras funciones complementarias:

Transmitir las fuerzas de aceleracin y de frenada entre los ejes y bastidor. Resistir el par motor y de frenada Resistir los efectos de las curvas 41

Conservar el ngulo de direccin en todo el recorrido Conservar el paralelismo entre los ejes y la perpendicularidad del bastidor Proporcionar una estabilidad adecuada al eje de balanceo Aguantar la carga del vehculo

Cuando el vehculo circula por un terreno irregular, las ruedas estn sometidas a una serie de impactos que se transmiten a la carrocera a travs de los elementos de unin. Si el terreno es llano, las pequeas irregularidades del mismo son absorbidas por la elasticidad de los neumticos. Cuando las irregularidades son grandes, los impactos producidos seran acusados por los ocupantes del vehculo, de no mediar la suspensin; la unin elstica que sta supone es capaz de absorber dichas irregularidades. La absorcin de estas irregularidades se consigue por la accin combinada de los neumticos, la elasticidad de los asientos y del sistema de suspensin.

Movimientos u Oscilaciones soportados por una suspensin:Cuando un automvil pasa sobre un resalte o sobre un hoyo, se produce un golpe sobre la rueda que se transmite por medio de los ejes al chasis y que se traduce en oscilaciones. Una mala conduccin o un reparto desequilibrado de las cargas pueden tambin originar "oscilaciones". Estos movimientos se generan en el centro de gravedad del coche y se propagan en distintos sentidos. Los tres tipos de movimiento y oscilaciones existentes en un auto serian:

Empuje: se produce al pasar por terreno ondulado Cabeceo: debido a las frenada bruscas o bien a los cambios de velocidad repentinos Bamboleo: se genera al tomar curvas a alta velocidad.

Caractersticas que debe reunir la suspensinComo los elementos de suspensin han de soportar todo el peso del vehculo, deben ser lo suficientemente fuertes para que las cargas que actan sobre ellos no produzcan deformaciones permanentes. A su vez, deben ser muy elsticos, para permitir que las ruedas se adapten continuamente al terreno sin separarse de el. Esta elasticidad en los elementos de unin produce una serie de oscilaciones de intensidad decreciente que no cesan hasta que se ha devuelto la energa absorbida, lo que coincide con la posicin de equilibrio de los elementos en cuestin; dichas oscilaciones deben ser amortiguadas hasta un nivel razonable que no ocasione molestias a los usuarios del vehculo.

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La experiencia demuestra que el margen de comodidad para una persona es de 1 a 2 oscilaciones por segundo; una cifra superior excita el sistema nervioso, aunque tampoco conviene bajar el valor mnimo porque se favorece el mareo. Un muelle blando tiene gran recorrido y pequeo numero de oscilaciones bajo la carga, mientras que un muelle duro tiene menor recorrido y mayor numero de oscilaciones. Este mismo efecto se manifiesta al variar la carga que gravita sobre el muelle.

Influencia de la carga en la suspensin Si en los vehculos las cargas fueran constantes resultara fcil adaptar una suspensin ideal, pero como esto no se da en ningn caso (al ser la carga variable, especialmente en vehculos de transporte) los elementos elsticos deben calcularse para que aguanten el peso mximo sin prdida de elasticidad. En estas condiciones es imposible obtener una suspensin ideal ya que, si se calcula para un peso mnimo, la suspensin resulta blanda en exceso cuando aquel aumenta; si se calcula para el peso mximo, entonces resulta dura cuando el vehculo marcha en vaco o con poca carga. Efectos de un elemento de flexibilidad variable Se ha visto que las oscilaciones de la suspensin aumentan y disminuye en funcin de la carga y el grado de dureza de los muelles. Por tanto, si se mantiene la oscilacin constante, conseguiramos, una suspensin que se acerca a la ideal. Para ello se tiene que colocar un elemento de unin cuya flexibilidad sea variable, de modo que, al aumentar la carga, aumente asimismo su rigidez para mantener constante la deformacin. Esto es muy difcil de conseguir con resortes metlicos; por tanto, las suspensiones basadas en este tipo de elementos (ballestas, muelles, barras de torsin, etctera.) necesitan llevar acoplado un sistema amortiguador de oscilaciones que recoja la energa mecnica producida y evite su transmisin a la carrocera. En las suspensiones neumticas o hidroneumticas se consigue la flexibilidad variable aumentando o disminuyendo la presin interna en sus elementos, como se ver al estudiar estos sistemas. El sistema de suspensin esta compuesto por un elemento flexible (muelle de ballesta 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.

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Componentes de la suspensinEl sistema de suspensin esta compuesto por un elemento flexible o elstico (muelle de ballesta 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 Convencional y/o Simple En las suspensiones simples se utilizan como elementos de unin, unos resortes de acero elstico en forma de:

Muelle elptico o ballesta, Muelle helicoidal o Resorte Barras de torsin

Estos elementos, como todos los muelles y resortes, tienen excelentes propiedades elsticas pero poca capacidad de absorcin de energa mecnica, por lo que no pueden ser montados solos en la suspensin; necesitan el montaje de un elemento que frene las oscilaciones producidas en su deformacin. Debido a esto, los resortes se montan siempre con un amortiguador de doble efecto que frene tanto su compresin como expansin..Muelles Elpticos o Ballestas Las ballestas estn constituidas (fig. inferior) por un conjunto de hojas o lminas de acero especial para muelles, unidas mediante unas abrazaderas (2) que permiten el deslizamiento entre 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 montan unos casquillos de bronce (3) para su acoplamiento al soporte del bastidor por medio de unos pernos o bulones.

El nmero de hojas y el espesor de las mismas estn en funcin de la carga que han de soportar. Funcionan como los muelles de suspensin, haciendo de enlace entre el eje de las ruedas y el bastidor o chassis

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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 de desplazamiento del vehculo.

Montaje longitudinal: montaje utilizado generalmente en camiones y autocares, se realiza montando la ballesta con un punto "fijo" en la parte delantera de la misma (segn el desplazamiento del vehculo) y otro "mvil", para permitir los movimientos oscilantes de la misma cuando se deforma con la reaccin del bastidor o chassis. El enlace fijo se realiza uniendo directamente la ballesta (1) al soporte (2) y, la unin mvil, interponiendo entre la ballesta (1) y el bastidor a 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 bien con el eje sobre la ballesta (figura inferior); este ultimo montaje permite que la carrocera baje, ganando estabilidad. La misin se realiza por medio de unas abrazaderas que enlazan la ballesta al eje.

Montaje transversal: utilizado generalmente en automviles turismos, se realiza uniendo los extremos de la ballesta (1) al puente (2) o brazos de suspensin, con interposicin de elementos mviles (3) (gemelas) y la base de la ballesta que atraviesa el bastidor o carrocera.

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Muelles helicoidales o Resortes Estos elementos mecnicos se utilizan modernamente en casi todos los turismos en sustitucin de las ballestas, pues poseen la ventaja de conseguir una elasticidad blanda debido al gran recorrido del resorte sin apenas ocupar espacio ni sumar peso.

Constitucin Consisten en un arrollamiento helicoidal de acero elstico formado con hilo de dimetro variable (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).

Caractersticas No pueden transmitir esfuerzos laterales, y requieren, por tanto, en su montaje bielas de empuje 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), acortando su longitud y volviendo a su posicin de reposo cuando cesa el efecto que produce la deformacin.

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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. Se puede conseguir muelles con una flexibilidad progresiva, utilizando diferentes dimetros de enrollado puede ser por medio de muelles helicoidales cnicos (figura inferior), por medio de muelles con paso entre espiras variable o disponiendo de muelles adicionales.

Usando muelles adicionales se puede obtener una suspensin de flexibilidad variable en el vehculo. 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 aumentar la deformacin, dando mayor rigidez al conjunto.

En la figura inferior puede apreciarse de forma grfica las tres posiciones del muelle: sin montar, 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 sus espiras; es decir, que la deformacin tiene que ser menor que el paso del muelle por el nmero de espiras. De 47

ocurrir lo contrario, cesa el efecto del muelle y entonces las sacudidas por la marcha del vehculo se transmiten de forma directa al chasis.Barra de torsin Este tipo de resorte es utilizado en algunos autos turismos con suspensin independiente, est basado en el principio de que si a una varilla de acero elstico sujeta por uno de sus extremos se le aplica por el otro un esfuerzo de torsin, esta varilla tender a retorcerse, volviendo a su forma primitiva por su elasticidad cuando cesa el esfuerzo de torsin (fig. inferior).

Montaje:El montaje de estas barras sobre el vehculo se realiza (fig. inferior) fijando uno de sus extremos al chasis o carrocera, de forma que no pueda girar en su soporte, y en el otro extremo se coloca una palanca solidaria a la barra unida en su extremo libre al eje de la rueda. Cuando sta suba o baje por efecto de las desigualdades del terreno, se producir en la barra un esfuerzo de torsin cuya deformacin elstica permite el movimiento 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 barras de torsin situadas longitudinalmente para la suspensin delantera y transversalmente para la suspensin trasera.

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AmortiguadoresEstos elementos son los encargados de absorber las vibraciones de los elementos elsticos (muelles, ballestas, barras de torsin), convirtiendo en calor la energa generada por las oscilaciones. 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 vibracin es 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 esta razn 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 modernos modelos este reglaje se puede hacer incluso desde el interior del vehculo. Marcas conocidas de fabricantes de amortiguadores serian: Monroe, Koni, Bilstein, Kayaba, De Carbon, etc

Tipos de amortiguadores Los ms empleados en la actualidad son los de tipo telescpico de funcionamiento hidrulico. Dentro de estos podemos distinguir:

Los amortiguadores hidrulicos convencionales (monotubo y bitubo). Dentro de esta categora podemos encontrar los fijos y los regulables. Los amortiguadores a gas (monotubo o bitubo). No regulables Los amortiguadores a gas (monotubo). Regulables

Amortiguadores hidrulicos convencionalesSon aquellos en los que la fuerza de amortiguacin, para controlar los movimientos de las masas suspendidas y no suspendidas, se obtiene forzando el paso de un fluido a travs de unos pasos calibrados de apertura diferenciada, con el fin de obtener la flexibilidad necesaria para el control del vehculo en diferentes estados.

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Son los mas usuales, de tarados pre-establecidos (se montan habitualmente como equipo de origen). Son baratos pero su duracin es limitada y presentan prdidas de eficacia con trabajo excesivo, debido al aumento de temperatura. No se suelen utilizar en conduccin deportiva ni en competicin. 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 otro concntrico, (F), y los dos terminan sellados en la parte superior por la empaquetadura (E), por la que pasa el vstago (C), al que tambin se une la campana (G), que preserva de polvo al amortiguador. El cilindro (F) termina en el anillo (H), que se une al eje de la rueda y se comunica 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 ltimo tapado por la vlvula de bola (L). As constituido el amortiguador, quedan formadas las cmaras (1, 2 y 3), que estn llenas de aceite. Cuando la rueda sube con relacin al chasis, lo hace con ella el anillo (H) y, a la vez que l, 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 vaco debido al movimiento ascendente de los cilindros (A y F). Otra parte del lquido pasa de (2) a la cmara de compensacin (3), a travs del orificio (I). Este paso forzado del lquido de una cmara a las otras, frena el movimiento ascendente de los cilindros (A y F), lo que supone una amortiguacin de la suspensin.

Cuando la rueda ha pasado el obstculo que la hizo levantarse, se produce el disparo de la ballesta o el muelle, por lo que (H) baja con la rueda y con l los cilindros (A y F). Entonces el lquido 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 freno de 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 la compresin del muelle o ballesta, permitindose as que la rueda pueda subir con relativa facilidad y que acte en ese momento el muelle o la ballesta; pero impidiendo seguidamente el rebote de ellos, que supondra un mayor nmero de oscilaciones hasta quedar la suspensin en posicin de equilibrio. Segn el calibre del orificio (J), se obtiene mayor o menor accin de frenado en los dos sentidos; y segn el calibre del orificio (K), se obtiene mayor o menor frenado cuando sube la rueda. En el momento que lo hace, el aceite contenido en la cmara inferior (2) no puede pasar en su totalidad a la superior (1), puesto que sta es ms reducida, debido a la presencia del vstago (C) del pistn; por ello se dispone la cmara de compensacin (3), para que el lquido sobrante de la cmara inferior (2) pueda pasar a ella. Todo lo contrario ocurre cuando la rueda baja: entonces el lquido que pasa de la 50

cmara superior (1) a la inferior (2) no es suficiente para 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, la accin 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 que deformndose 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 en calor, es absorbida por el lquido. Como el amarre de los resortes se realiza entre el elemento suspendido y el eje oscilante de las ruedas, los amortiguadores se montan tambin sujetos a los mismos elementos, con el fin de que puedan frenar as las reacciones producidas en ellos por los resortes. Esta unin se realiza con interposicin de tacos de goma, para obtener un montaje elstico y silencioso de los mismos. La temperatura ambiente y el calor absorbido por el aceite en el funcionamiento de los amortiguadores hidrulicos, influyen sobre la viscosidad del lquido, haciendo que el mismo pase con ms o menos dificultad por las vlvulas que separan las cmaras, resultando una suspensin ms o menos amortiguada. Por esta razn, en invierno, en los primeros momentos de funcionamiento, se observa una suspensin ms dura, ya que el aceite, debido al fro, se ha hecho ms denso; en verano, o cuando el vehculo circula por un terreno irregular, el aceite se hace 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 los amortiguadores, esto trae consigo una serie de ventajas. No presurizados Tienen la pega de que se puede formar en ellos bolsas de aire bajo las siguientes condiciones.

El amortiguador se almacena o transporta horizontal antes de ser instalado. 51

La columna de aceite de la cmara principal cae por gravedad cuando el vehculo permanece quieto durante mucho tiempo. El aceite se contrae como consecuencia de su enfriamiento al final de un viaje y se succiona aire hacia la cmara principal.

Como consecuencia de ello, en especial en das fros, algunos amortiguadores pueden padecer lo que se conoce como "enfermedad matinal". Presurizados Es un tipo de configuracin empleada hoy en da en la mayora de vehculos cuando se busca mejorar las prestaciones de los amortiguadores de doble tubo convencionales. La solucin consiste en aadir una cmara de gas de baja presin (4 bares) es una presin suficiente, ya que la fuerza amortiguadora en compresin la sigue proporcionando el aceite en su paso por las vlvulas del mbolo. De esta forma la fuerza de extensin realizada por el amortiguador en su posicin nominal es baja. Esto permite utilizar esta solucin en suspensiones McPherson en las que se requieren dimetros de amortiguador mas elevados. Sus ventajas respecto de los no presurizados son las siguientes:

Respuesta de la vlvula mas sensible para pequeas amplitudes. Mejor confort de marcha Mejores propiedades de amortiguacin en condiciones extremas (grandes baches). Reduccin de ruido hidrulico. Siguen operativos aunque pierdan el gas

Respecto a los amortiguadores monotubos, los de doble tubo presurizados tienen la ventaja de tener una menor longitud y friccin para las mismas condiciones de operacin.

Amortiguadores a gas Estos amortiguadores a gas trabajan bajo el mismo principio bsico que los hidrulicos, pero contienen 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, al desplazarse el vstago, comprime el gas, est sufre una variacin de volumen que permite dar una respuesta instantnea y un funcionamiento silencioso. Los amortiguadores a gas adems de 52

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

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 eficacia por temperatura de trabajo. Aunque el precio es mayor, se ve compensado por su durabilidad y fiabilidad. Es un tipo de amortiguador de muy alta calidad. Su uso es ciertamente recomendable para los vehculos de altas prestaciones. Amortiguadores de gas regulables: Son amortiguadores monotubo, con o sin botella exterior, con posibilidad de variacin de tarados. Es un tipo de amortiguador de alta tecnologa, con precio alto pero proporcional a su eficacia, por eso es el mas usado en conduccin deportiva, en los vehculos de competicin y de altas prestaciones.

Elementos de una Suspensin especializada y/o estndar Tambin es importante mencionar que es muy comn encontrar otros elementos, adems de los ya mencionados, que se consideran forman parte de una suspensin especializada y/o estndar estos elementos se dividen en dos grupos importantes que pueden ser:

Elementos de fijacin Silentblocks y Cojinetes Elsticos Tirantes de Suspensin Topes de Suspensin Elementos de Unin y Soporte Barras Estabilizadoras, Rotulas Mangueta y Buje Trapecios, Brazos de Suspensin y/o Horquillas

Barras estabilizadorasCuando un vehculo toma una curva, por la accin de la fuerza centrfuga se carga el peso del coche 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.

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Para evitar estos inconvenientes se montan sobre los ejes delantero y trasero las barras estabilizadores, que consisten esencialmente en una barra de acero elstico cuyos extremos se fijan a los soportes de suspensin de las ruedas; de esta forma, al tomar una curva, como una de las ruedas tiende a bajar y la otra a subir, se crea un par de torsin en la barra que absorbe el esfuerzo y se opone a que esto ocurra, e impide, por tanto, que la carrocera se incline a un lado, mantenindola estable. El mismo efecto se produce cuando una de las ruedas encuentra un bache u obstculo, creando, al bajar o subir la rueda, un par de torsin en la 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 elsticosSon aislantes de caucho u otro material elastmero que se encargan de amortiguar las reacciones en los apoyos de la suspensin. Su misin es amortiguar los golpes existentes entre 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 de la suspensin facilitando un pequeo desplazamiento. Su montaje suele realizarse mediante bridas o casquillos elsticos. Estos cojinetes son muy utilizados para el montaje de las barras estabilizadoras.

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.

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

Mangueta y bujeLa mangueta de la suspensin es una pieza fabricada con acero o aleaciones que une el buje de 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 el interior del buje se montan los rodamientos o cojinetes que garantizan el giro de la rueda.

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Trapecios o brazos de suspensinSon brazos articulados fabricados en fundicin o en chapa de acero embutida que soportan al vehculo 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.

Tirantes de suspensinSon brazos de acero longitudinales o transversales situados entre la carrocera y la mangueta o trapecio que sirven como sujecin de estos y facilitan su guiado. Absorben los desplazamientos y esfuerzos de los elementos de la suspensin a travs de los silentblocks o cojinetes elsticos montados en sus extremos.

Topes de suspensinEstos topes pueden ser elsticos o semirrgidos en forma de taco o en forma de casquillo. Su funcin es servir de tope para el conjunto de la suspensin, de manera que en una compresin excesiva esta no se detiene. El montaje de este elemento es muy diverso dependiendo de la forma del taco. Por ejemplo, en las suspensiones McPherson se monta en el interior del vstago del amortiguador, mientras que en las suspensiones por ballesta se suele montar anclado en la carrocera.

Modelos de suspensin mecnicaPrincipio bsico

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Segn el tipo de elementos empleados y la forma de montajes de los mismos, existen varios sistemas de suspensin, todos ellos basados en el mismo principio de funcionamiento. Constan de un sistema elstico, amortiguacin y barra estabilizadora independientes para cada uno de los ejes del vehculo. Actualmente existen distintas disposiciones de suspensin cuyo uso depende del tipo de comportamiento que se busca en el vehculo: mayores prestaciones, ms comodidad, sencillez y economa, etc. Las primeras suspensiones estaban formadas por un "eje rgido" en cuyos extremos se montaban las ruedas. Como consecuencia de ello, todo el movimiento que afecta a una rueda se transmite a la otra del mismo eje. En la figura inferior podemos ver como al elevarse una rueda, se extiende su inclinacin al eje y de este a la otra rueda. Como el eje va fijado directamente sobre el bastidor, la inclinacin se transmite a todo el vehculo. Este montaje es muy resistente y ms econmico de fabricar, pero tiene la desventaja de ser poco cmodo para los pasajeros y una menor seguridad.

El sistema de suspensin "independiente" tiene un montaje elstico independiente que no esta unido a otras ruedas. A diferencia del sistema rgido, el movimiento de una rueda no se transmite a la otra y la carrocera resulta menos afectada.

Suspensiones delanteras y traseras No todos los modelos de suspensin pueden ser montados en el eje delantero o trasero indistintamente; la mayor o menor facilidad de adaptacin a las necesidades especficas de los dos ejes ha determinado una seleccin, por lo que cada tipo de suspensin se adapta mejor a uno de los dos ejes.

Clasificacin de las suspensiones Se pueden clasificar las suspensiones mecnicas en tres grupos: Suspensiones rgidas: en las que la suspensin de una rueda va unida a la otra mediante un eje rgido, se transmiten las vibraciones de una rueda a la otra. Suspensiones semirrgidas: similares a las suspensiones rgidas pero con menor peso no suspendido. Suspensiones independientes: en esta disposicin las ruedas tienen una suspensin independiente para cada una de ellas. Por lo tanto no se transmiten las oscilaciones de una rueda a otra Suspensiones regulables o pilotadas

Suspensiones rgidas Esta suspensin tiene unidas las ruedas mediante un eje rgido formando un conjunto. Presenta el inconveniente de que al estar unidas ambas ruedas, las vibraciones producidas por la accin de las 58

irregularidades del pavimento, se transmiten de un lado al otro del eje. Adems el peso de las masas no suspendidas aumenta notablemente debido al peso del eje rgido y al peso del grupo cnico diferencial en los vehculos de traccin trasera. En estos ltimos el grupo cnico sube y baja en las oscilaciones como un parte integradora del eje rgido. Como principal ventaja, los ejes rgidos destacan por su sencillez de diseo y no producen variaciones significativas en los parmetros de la rueda como cada, avance, etc. El principal uso de esta disposicin de suspensin se realiza sobre todo en vehculos industriales, autobuses, camiones y vehculos todo terreno. En la figura inferior se muestra un modelo de eje rgido actuando de eje propulsor. En estos casos el eje est constituido por una caja que contiene el mecanismo diferencial (1) y por los tubos (3) que contienen los palieres. El eje rgido en este caso se apoya contra el bastidor mediante ballestas (2) que hacen de elemento elstico transmitiendo las oscilaciones. Completan el conjunto los amortiguadores (4).

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En la figura inferior vemos una suspensin rgida trasera montada en el vehculo de la marca Lada Niva, que sustituye las ballestas por muelles. Esta suspensin no presenta rigidez longitudinal, de forma que el eje rgido lleva incorporada barras longitudinales que mantienen el eje fijo en su posicin, evitando que se mueva en el eje longitudinal.

Adems para estabilizar el eje y generar un nico centro de balanceo de la suspensin, se aade una barra transversal que une el eje con el bastidor. A esta barra se le conoce con el nombre de de barra 60

"Panhard". Tanto las barras longitudinales como la barra Panhard dispone de articulaciones elsticas que las unen con el eje y la carrocera.

Suspensin semirgida 61

Estas suspensiones son muy parecidas a las anteriores su diferencia principal es que las ruedas estn unidas entre si como en el eje rgido pero transmitiendo de una forma parcial las oscilaciones que reciben de las irregularidades del terreno. En cualquier caso aunque la suspensin no es rgida total tampoco es independiente. La funcin motriz se separa de la funcin de suspensin y de guiado o lo que es lo mismo el diferencial se une al bastidor, no es soportado por la suspensin. Eje "De Dion: En ella las ruedas van unidas mediante soportes articulados (1) al grupo diferencial (2), que en la suspensin con eje De Dion es parte de la masa suspendida, es decir, va anclado al bastidor del automvil. Bajo este aspecto se transmite el giro a las ruedas a travs de dos semiejes (palieres) como en las suspensiones independientes. A su vez ambas ruedas estn unidas entre si mediante una traviesa o tubo De Dion (3) que las ancla de forma rgida permitiendo a la suspensin deslizamientos longitudinales. Este sistema tiene la ventaja, frente al eje rgido. de que se disminuye la masa no suspendida debido al poco peso de la traviesa del eje De Dion y al anclaje del grupo diferencial al bastidor y mantiene los parmetros de la rueda prcticamente constantes como los ejes rgidos gracias al anclaje rgido de la traviesa. La suspensin posee adems elementos elsticos de tipo muelle helicoidal (4) y suele ir acompaada de brazos longitudinales que limitan los desplazamientos longitudinales.

Otra suspensin semirigida "De Dion" pero que utiliza ballestas en vez de muelles

En la actualidad hay pocos coches que montan esta suspensin debido a que su costo es elevado. Alfa Romeo es uno de los fabricantes que monto este sistema, mas en concreto en el modelo 75 (figura inferior). En la actualidad lo montan vehculos como el Honda HR-V y el Smart City Coupe.

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Eje torsional: es otro tipo de suspensin semirigida (semi-independiente), utilizada en las suspensiones traseras, en vehculos que tienen traccin delantera (como ejemplo: Volkswagen Golf). La traviesa o tubo que une las dos ruedas tiene forma de "U", por lo que es capaz de deformarse un cierto angulo cuando una de las ruedas encuentra un obstculo, para despus una vez pasado el obstculo volver a la posicin inicial. Las ruedas estn unidas rgidamente a dos brazos longitudinales unidos por un travesao que los une y que se tuerce durante las sacudidas no simtricas, dando estabilidad al vehculo. Esta configuracin da lugar, a causa de la torsin del puente, a una recuperacin parcial del ngulo de cada de alto efecto de estabilizacin, caractersticas que junto al bajo peso, al bajo coste y al poco espacio que ocupan, ideal para instalarla junto con otros componentes debajo del piso (depsito de combustible, escape, etc.). Esta configuracin han convertido a este tipo de suspensiones en una de las ms empleadas en vehculos de gama media-baja.

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Suspensin independiente Actualmente la suspensin independiente a las cuatro ruedas se va utilizando cada vez mas debido a que es la ms ptima desde el punto de vista de confort y estabilidad al reducir de forma independiente las oscilaciones generadas por el pavimento sin transmitirlas de una rueda a otra del 64

mismo eje. La principal ventaja aadida de la suspensin independiente es que posee menor peso no suspendido que otros tipos de suspensin por lo que las acciones transmitidas al chasis son de menor magnitud. El diseo de este tipo de suspensin deber garantizar que las variaciones de cada de rueda y ancho de ruedas en las ruedas directrices debern ser pequeas para conseguir una direccin segura del vehculo. Por contra para cargas elevadas esta suspensin puede presentar problemas. Actualmente ste tipo de suspensin es el nico que se utiliza para las ruedas directrices. El nmero de modelos de suspensin independiente es muy amplio y adems posee numerosas variantes. Los principales tipos de suspensin de tipo independiente son:

Suspensin de eje oscilante. Suspensin de brazos tirados. Suspensin McPherson. Suspensin de paralelogramo deformable. Suspensin multibrazo (multilink)

Suspensin de eje oscilante La peculiaridad de este sistema que se muestra en la figura inferior es que el elemento de rodadura (1) y el semieje (2) son solidarios (salvo el giro de la rueda), de forma que el conjunto oscila alrededor de una articulacin (3) prxima al plano medio longitudinal del vehculo. Este tipo de suspensin no se puede usar como eje directriz puesto que en el movimiento oscilatorio de los semiejes se altera notablemente la cada de las ruedas en las curvas. Completan el sistema de suspensin dos conjuntos muelle-amortiguador telescpico (4)

Una variante de este sistema es el realizado mediante un eje oscilante pero de una sola articulacin mostrado en la figura inferior. Esta suspensin es utilizada por Mercedes Benz en sus modelos 220 y 300. La ventaja que presenta es que el pivote de giro (1) est a menor altura que en el eje oscilante de dos articulaciones. El mecanismos diferencial (2) oscila con uno de los palieres (3) mientras que el otro (4) se mueve a travs de una articulacin (6) que permite a su vez un desplazamiento de tipo axial en el rbol de transmisin. El sistema tambin cuenta con dos conjuntos muelle-amortiguador (7).

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Suspensin de brazos tirados o arrastrados Este tipo de suspensin independiente se caracteriza por tener dos elementos soporte o "brazos" en disposicin longitudinal que van unidos por un extremo al bastidor y por el otro a la mangueta de la rueda. Si el eje es de traccin, el grupo diferencial va anclado al bastidor. En cualquier caso las ruedas son tiradas o arrastradas por los brazos longitudinales que pivotan en el anclaje de la carrocera. Este sistema de suspensin ha dado un gran nmero de variantes cuyas diferencias estriban fundamentalmente en cul es el eje de giro del brazo tirado en el anclaje al bastidor y cul es el elemento elstico que utiliza. En la figura inferior se muestra como los brazos tirados pueden pivotar de distintas formas: en la figura de la derecha los brazos longitudinales pivotan sobre un eje de giro perpendicular al plano longitudinal del vehculo. Este tipo de suspensin apenas produce variaciones de va, cada o avance de la rueda. En la figura de la izquierda pivotan los brazos sobre ejes que tienen componentes longitudinales, es decir sobre ejes oblicuos al plano longitudinal del vehculo. A esta ltima variante tambin se la conoce como "brazos semi-arrastrados" y tiene la ventaja de que no precisa estabilizadores longitudinales debido a la componente longitudinal que tiene el propio brazo o soporte. Aqu las variaciones de cada y de va dependen de la posicin e inclinacin de los brazos longitudinales por lo tanto, permite que se varie durante la marcha la cada y el avance de las ruedas con lo que se mejora la estabilidad del vehculo. En cuanto al tipo de elementos elsticos que se utilizan en estas suspensiones, se encuentran las barras de torsin y los muelles.

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Sistemas de suspensin de brazos tirados con barras de torsin. Las barras se montan de manera transversal a la carrocera. Como mnimo se utilizan dos, pudiendo llegar incluso a montar cuatro en vehculos cuyo tarado deba ser mayor. Por ejemplo, existen modelos que montan dos barras de torsin en el puente trasero, mientras que un modelo similar pero con mayor motorizacin, monta cuatro barras unidas por una gemela.

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Suspensin McPherson Esta suspensin fue desarrollada por Earle S. McPherson, ingeniero de Ford del cual recibe su nombre. Este sistema es uno de los ms utilizados en el tren delantero aunque se puede montar igualmente en el trasero. Este sistema ha tenido mucho xito, sobre todo en vehculos ms modestos, por su sencillez de fabricacin y mantenimiento, el costo de produccin y el poco espacio que ocupa. Con esta suspensin es imprescindible que la carrocera sea ms resistente en los puntos donde se fijan los amortiguadores y muelles, con objeto de absorber los esfuerzos transmitidos por la suspensin.

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La figura inferior muestra un modelo detallado de una suspensin McPherson con brazo inferior y barra estabilizadora. La mangueta (1) de la rueda va unida al cubo (2) permitiendo el giro de ste mediante un rodamiento (3). A su vez la mangueta va unida al ba