Suspension Neumatica Tarea

5/9/2018 Suspension Neumatica Tarea - slidepdf.com

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SUSPENSION NEUMATICA

Este tipo de suspensión se está utilizando desde hace pocos años sobretodo en vehículos de alta gama. La suspensión neumática basa sufuncionamiento en las propiedades que ofrece el aire sometido a

presión. En esta suspensión, se sustituye el resorte mecánico (muelle,ballesta o barra de torsión) por un fuelle o cojín de aire que varía surigidez.

La suspensión neumática permite:

• Adaptar la carrocería a distintas alturas en función de lasnecesidades de marcha.

• Adaptar la suspensión y la amortiguación a la situación de lacalzada y a la forma de conducir.

FUNCION

Esta suspensión se basa en el mismo principio de la suspensiónconvencional o hidroneumática. Consiste en intercalar entre el bastidor yel eje de las ruedas o los brazos de suspensión un resorte neumático.

El resorte neumático está formado por una estructura de goma sintéticareforzada con fibra de nailon que forma un cojín o balón vacío en su

interior. Por abajo está unido a un émbolo unido sobre el eje o brazosde suspensión. Por encima, va cerrado por una placa unida al bastidor.

FUNCIONAMIENTO.

Cuando una rueda sube o baja debido a la irregularidad del firme, lavariación de volumen provoca una variación de presión en el interior delresorte, que le obliga a recuperar su posición inicial después de pasar elobstáculo. La fuerza de reacción está en función del desplazamiento delémbolo y de la presión interna.

Este sistema necesita de una fuente de aire comprimido. Solamentepuede ser utilizado en vehículos dotados con frenos de aire comprimido,aprovechando la instalación.



La suspensión neumática se puede aplicar tanto en el eje trasero ointegral a la cuatro ruedas. Con esta suspensión se puede variar laaltura de la carrocería manual o automáticamente en función de lavelocidad, de las características de la calzada y el estilo de conducción.Se conecta o desconecta la suspensión en las patas telescópicas con un

volumen de aire adicional.

Suspensión neumática integralEsta suspensión se aplica a las cuatro ruedas, mantiene la altura delvehículo a un valor teórico constante mediante un sistema deamortiguación neumática en el eje delantero y en el eje trasero,independiente de la carga. La distancia entre el eje y la carrocería esdeterminada por cuatro sensores de altura llamados transmisores denivel del vehículo.En el caso de existir diferencias con respecto al valor teórico, medianteel compresor y las electroválvulas de suspensión se varía el volumen deaire en el muelle neumático, que vuelve a regular la altura de lacarrocería hasta alcanzar el valor teórico.

Como ejemplo utilizaremos como base la suspensión neumáticamontada en el automóvil de la marca Audi y modelo A8.

Niveles de equipamiento del vehículoPara el Audi A8 estará disponible el tren de rodaje standard (adaptive

air suspension) y el tren de rodaje deportivo (adaptive air suspensionsport).

Tren de rodaje standard:Se pueden seleccionar los siguientes programas de forma manual oautomática:

• Modo «automatic»:

Nivel básico del vehículo, tarado orientado hacia el confort con unafamilia de características de amortiguación adaptadacorrespondientemente. A partir de los 120 km/h se produce 30segundos más tarde un descenso de 25 mm («descenso paraautopista»). Con este nivel rebajado mejoran las condicionesaerodinámicas y se reduce el consumo de combustible.

• Modo «confort»:

Altura del vehículo igual que en el modo «automatic»; una menoramortiguación que en el modo «automatic» en el margen de



velocidades inferiores, combinado con un aumento del confort deconducción en comparación con el modo «automatic».No se produce el descenso automático para autopista.

• Modo «dynamic»:

El nivel del vehículo se encuentra 20 mm por debajo del modo«automatic». Se ajusta automáticamente una familia decaracterísticas de amortiguación con tarado deportivo. A partir deuna velocidad de 120 km/h se produce 30 segundos después otrodescenso de 5 mm («descenso para autopista»).

• Modo «lift»:Altura del vehículo elevada 25 mm con respecto al modo«automatic»; tarado orientado hacia el confort, igual que en elmodo «automatic».

Tren de rodaje deportivo:

• Modo «automatic»:

El nivel del vehículo equivale al del modo «dynamic» en el casodel tren de rodaje standard; tarado deportivo y una familia decaracterísticas de amortiguación correspondientemente adaptada



(un tarado más confortable que en el modo «dynamic»). 30segundos después de superar los 120 km/h se produce otrodescenso de 5 mm («descenso para autopista»).

• Modo «dynamic»:

El nivel del vehículo equivale al del modo «automatic» de este trende rodaje deportivo; tarado deportivo-tenso con la familia decaracterísticas de amortiguación correspondientemente adaptada.30 segundos después de superar los 120 km/h se produce undescenso de 5 mm («descenso para autopista»).

• Modo «comfort»:

El nivel del vehículo equivale al del modo «automatic» de este trende rodaje deportivo; una amortiguación más baja que en el modo«automatic» a velocidades inferiores. No se produce ningúndescenso para autopista.

• Modo «lift»:

Nivel del vehículo elevado 25 mm en comparación con el del modo«automatic» del tren de rodaje deportivo; tarado de orientacióndeportiva.



CLASIFICACION

Se clasifica en su configuración, puede ser dividida entre el estilo tipo

manga, estilo placa de abrazadera, estilo conjunto armado comotambién los estilos mixtos.

1. 2. Fuelle de suspensión neumática tipo manga, A1703.

Peso : 0.55kgAltura de diseño : 117mmDesviación (Altura min) :88mmDesviación (Altura max) :165mm

1. 2. Fuelle de suspensión neumática tipo manga, A1643. Peso : 0.42kg

Altura de diseño : 96mmDesviación (Altura min) :65mmDesviación (Altura max) :145mm

•

• Fuelle de suspensión neumática, E757ContiTech: 757 NFirestone, Número de estilo: 1R2A380-350Firestone, Número de pedido: W01-095-0212Goodyear: 9077

http://www.airspring.es/4-7-sleeve-air-spring.html


http://www.airspring.es/1-11-air-bellow.html









•

• Fuelle de suspensión neumática, E762Peso : 2.8kg

Altura de diseño : 310mmDesviación (Altura min) : 185mmDesviación (Altura max): 465mm

•

• Fuelle de suspensión neumática tipo conjuntoarmado,E940Medición d max: 305 mm

Espacio requerido: 325 mmCapacidad de carga en 3.0bar: 11.49kNCapacidad de carga en 7.0bar: 28.59kN

•

• Fuelle de suspensión neumática tipo conjuntoarmado,E8613Peso :9.16kg

Altura de diseño :270mmDesviación (Altura min):220 mmDesviación (Altura max):490 mm

Fuelle de suspensión tipo abrazadera

http://www.airspring.es/1-12-air-spring.html















ELEMENTOS DEL SISTEMA

Brazo muelle/amortiguador

La estructura básica de los cuatro brazos telescópicosmuelle/amortiguador es idéntica.El brazo de suspensión está formado por dos partes:

• Una neumática que sustituye al muelle de las suspensionesmecánicas convencionales y que sirve principalmente para nivelarla carrocería.

• Una suspensión de reglaje continuo de la amortiguación, queutiliza amortiguadores de tarado variable a través de unaselectroválvulas que controlan el paso del aceite.

Muelle neumáticoEstructura:El muelle neumático es una versión guiada exteriormente, es decir, queva abrazada por un cilindro de aluminio. Para evitar la penetración dehumedad entre el cilindro y la balona hay un manguito de junta quecierra la zona entre el émbolo de desarrollo de la balona y el cilindro. Elmanguito de junta puede ser sustituido; la balona no es substituible por



separado. En caso de avería se tiene que sustituir el brazomuelle/amortiguador completo.

Para establecer la mayor capacidad útil posible en el maletero, con unaanchura óptima para efectos de carga se procede a limitar a una cota

mínima el diámetro de las balonas en el eje trasero. Para satisfacer lasexigencias de confort se requiere un volumen mínimo de aire. Lasolución de este conflicto entre objetivos consiste en integrar undepósito para un volumen de aire adicional, comunicado con elamortiguador.

Funcionamiento:El muelle neumático no sólo viene a sustituir al muelle de acero; encomparación con éste ofrece también ventajas esenciales. El nuevoguiado exterior del muelle neumático por medio de un cilindro dealuminio permite reducir el espesor de pared de la balona. Esto setraduce en una respuesta más sensible ante irregularidadesdel pavimento.

AmortiguadorEstructura:Se monta un amortiguador bitubo de gas presurizado con reglajeeléctrico continuo (continuous damping control = amortiguador CDC). Laválvula amortiguadora principal (3) en el émbolo (1) es pretensadamecánicamente por un muelle (4). Sobre la válvula está dispuesta una



bobina electromagnética (5); el cable de conexión pasa hacia fuera através de la varilla de émbolo hueca.

Funcionamiento:La fuerza de amortiguación viene determinada esencialmente por la

resistencia que oponen las válvulas al flujo del aceite interno. Cuantomayor es la resistencia al flujo del aceite que las traspasa, tanto mayores la fuerza de amortiguación.

Principio de funcionamiento tomando como ejemplo la etapa decontracción (= amortiguación en etapa de compresión):La unidad de émbolo (1) completa se desplaza hacia abajo en el tubocilíndrico (2), a una velocidad (v). La presión del aceite aumenta en lacámara bajo la válvula amortiguadora principal (3). La bobinaelectromagnética (5) recibe corriente. La fuerza electromagnética FMactúa en contra de la fuerza de muelle FF y lacontrarresta parcialmente.Si la suma de la fuerza electromagnética y la fuerza de la presión delaceite (FM+FP) supera a la fuerza de muelle FF se genera una fuerzaresultante FR, a través de la cual se produce la apertura de la válvula.La magnitud de la fuerza electromagnética es regulable en función de laintensidad de corriente eléctrica aplicada. Cuanto mayor es la intensidadde la corriente, tanto menor es la resistencia al flujo y la fuerza deamortiguación.La fuerza de amortiguación máxima viene dada cuando se deja deexcitar la bobina electromagnética. Para obtener la menor fuerza de

amortiguación se aplica una corriente de aprox. 1.800 mA a la bobinaelectromagnética.En la función de emergencia no se excita eléctricamente la bobinaelectromagnética. En ese caso queda ajustada la fuerza deamortiguación máxima, con lo cual se establecen unas condicionesdinámicas fiables.



Grupo de alimentación de aire

El grupo de alimentación de aire se instala en la parte delanteraizquierda del vano motor. De esta forma se evitan influencias negativasen las condiciones acústicas del habitáculo. Asimismo se puede realizarasí una refrigeración más eficaz. Esto aumenta la posible duración de laconexión para el compresor y la calidad de la regulación.Funcionamiento:Para proteger el compresor contra un posible sobrecalentamiento seprocede a desactivarlo si es necesario (temperatura excesiva en laculata). La presión estática máxima del sistema es de 16 bares.



Bloque de válvulas electromagnéticas

El bloque de válvulas electromagnéticas incluye el sensor de presión ylas válvulas para excitar los muelles neumáticos y el acumulador depresión. Va instalado en el paso de rueda entre el guardabarros y el

pilar A en el lado izquierdo del vehículo.



Acumulador de presiónEl acumulador de presión se encuentra entre el piso del maletero y elsilenciador final, por el lado izquierdo del vehículo.

Estructura:El acumulador de presión es de aluminio. Tiene una capacidad de 5,8 ltr.y una presión de servicio máxima de 16 bares.

Funcionamiento:El objetivo del acumulador es limitar al mínimo posible la conexión delcompresor.Para que los ciclos de regulaciones ascendentes puedan llevarse a caboexclusivamente a través del acumulador de presión es preciso queexista una diferencia de presión mínima de 3 bares entre el acumuladorde presión y el muelle neumático.

Sensor de temperatura del compresorSe trata de una resistencia NTC en un pequeño cuerpo de vidrio. Elsensor detecta la temperatura en la culata del compresor.Su resistencia se reduce a medida que aumenta la temperatura (NTC:coeficiente negativo de temperatura). Esta variación de la resistencia esanalizada por la unidad de control.El tiempo máximo de funcionamiento del compresor se calcula enfunción de la temperatura momentánea.



Sensor de presión

Mide las presiones en los brazos telescópicos de los ejes delantero ytrasero y en el acumulador de presión El sensor va empotrado en el

bloque de válvulas electromagnéticas y no está al acceso por fuera.

Funcionamiento:El sensor trabaja según el principio de medición capacitiva:La presión (p) a medir produce una desviación en una membrana decerámica. Debido a ello varía la distancia entre un electrodo (1)instalado en la membrana y un electrodo contrario (2) que se encuentrafijo sobre la carcasa del sensor.Los electrodos constituyen por sí mismo un condensador. Cuanto menores la distancia de los electrodos tanto mayor es la capacidad delcondensador.La capacidad es medida por el sistema electrónico integrado ytransformada en una señal lineal de salida.Mediante una excitación correspondiente de las electroválvulas esposible determinar las presiones de los muelles neumáticos y delacumulador.

Sensor de aceleración

Para poder ajustar la amortiguación óptima en cada situación es precisoconocer el desarrollo cronológico de los movimientos de la carrocería(masa amortiguada) y de los componentes de los ejes (masa noamortiguada).Las aceleraciones de la carrocería se miden con ayuda de tres sensores.



Dos de ellos se encuentran en las torretas de los brazos telescópicosdelanteros; el tercero se halla en el guarda rueda trasero derecho.La aceleración de los componentes de los ejes (masas no amortiguadas)se determina por análisis de las señales procedentes de los sensores denivel del vehículo.

Sensores de aceleración de la carrocería

Los sensores van atornillados a la carrocería por medio de soportes. Elsensor y el soporte están unidos por medio de engarce. Consta de variascapas de silicio y vidrio. La capa intermedia de silicio está diseñada enforma de una lengüeta en alojamiento elástico (masa seísmica). Lasensibilidad del sensor viene determinada, en esencia, por el coeficientede rigidez/elasticidad y la masa de la lengüeta.

Funcionamiento:La masa sísmica con recubrimiento de metal se utiliza como electrodomóvil, que, conjuntamente con el contra electrodo superior e inferior,constituye respectivamente un condensador.La capacidad de este condensador depende de las superficies de loselectrodos y su distancia mutua.Estados de funcionamiento:



• Estado de reposo:La masa seísmica se encuentra centrada exactamente entre loscontra electrodos.Las capacidades de ambos condensadores C1 y C2 son idénticas.

•

Estado acelerado:Debido a efectos de inercia, la masa seísmica sale de su posicióncentral. La distancia de los electrodos varía. La capacidad aumentaa medida que se reduce la distancia.En nuestro ejemplo aumenta la capacidad del condensador C2 encomparación con la del estado de reposo, mientras que la delcondensador C1 disminuye.La tensión de alimentación es aportada por la unidad de controlpara el sistema de suspensión neumática. Las tensionesmomentáneas correspondientes a la aceleración de la carroceríase pueden consultar a través de bloques de valores de medición.

Sensores de nivel del vehículo

Los cuatro sensores son de un mismo diseño, mientras que lassujeciones y bieletas de acoplamiento son específicas por lados y ejes.

Funcionamiento:



Los sensores detectan la distancia entre los brazos oscilantes del eje y lacarrocería, y con ello la altura de nivel del vehículo. La detección serealiza ahora con frecuencias de 800 Hz (en el allroad 200 Hz). Esta tasade captación es suficiente para determinar la aceleración de las masasno amortiguadas.

Concepto general de regulaciónEl cambio de nivel se realiza básicamente por ejes, corrigiéndose lasdiferencias de nivel entre los lados izquierdo y derecho del vehículo (p.ej. causadas por cargas en un solo lado).Al circular a velocidades por debajo de 35 km/h se empleapreferentemente el acumulador de presión a manera de fuente deenergía. Esto presupone una suficiente diferencia de presión de 3 barescomo mínimo entre el acumulador de presión y el muelle neumático.

Operación de cambio de nivel:

• Ascenso : Primero asciende el eje trasero y luego el eje delantero

• Descenso : Primero desciende el eje delantero y luego el ejetrasero

Señal para regulación del alcance luminoso

La unidad de control para regulación de nivel transmite los datosactuales de altura de la carrocería en las cuatro ruedas a la unidad decontrol para regulación del alcance luminoso, en un mensaje a travésdel CAN-Bus.



Previo análisis de estas señales, la unidad de control para regulación delalcance luminoso calcula el reglaje necesario para la corrección de losfaros.



El número entre paréntesis detrás de los contenidos del mensaje señalala unidad de control que procesa la información correspondiente: p. ej.excitación testigo de aviso procesada por parte de la unidad de controlnúm. 5, J285.





Esquema eléctrico del sistema de suspensión



MANTENIMIENTO

- Precauciones:

Antes de intervenir, limpiar cuidadosamente la zona de trabajo, órganos

y canalizaciones sobre las que vamos a trabajar.

Comprobación del nivel de aceite del compresor, sustitución de aceitedel compresor, limpieza y sustitución del filtro de aire y comprobaciónde que la presión está en el valor establecido.

- Comprobaciones:

Seguir las instrucciones del fabricante.

• Control de alturas: colocar el vehículo en horizontal, comprobar la

presión de aire y medir la distancia entre los puntos indicados porel fabricante.

• Reglaje de la válvula de nivel: Si la altura no es correcta, seacortará la varilla y se inmovilizará con las contratuercas.

• Reglaje de la válvula de altura máxima: colocar el vehículo enhorizontal, verificar la correcta presión del circuito neumático yaccionar el mando manual de altura hasta alcanzar el puntomáximo. Alcanzado este punto, se mide la altura que debe de ser

la máxima admitida por el fabricante. Si no es la altura correcta,se modificará la tensión del cable mediante el tensor.

- Localización de averías:

• Control de los fuelles: se realiza efectuando el control de alturas.

• Sustitución de un fuelle neumático: Se coloca un gato hidráulicoentre la semiballesta y el bastidor, se expande hasta una longitudmayor que el fuelle para que soporte el peso del bastidor, secoloca el mando manual de alturas en bajo y se expulsa el aire del

fuelle, se desmonta el tornillo de sujeción del émbolo sobre labrida de sujeción, se comprime el émbolo para retirar el conjuntoy se impregna de grasa la superficie superior del fuelle nuevo paramontarlo, se coloca el tornillo de sujeción y se mide la altura conel mando manual de alturas en alto y en bajo que, restando labaja a la alta, debe salir la cifra especificada por el fabricantes.



• Válvula de nivel defectuosa: cuando un lado de la plataformatenga una altura distinta a la del otro lado, reglar la válvula denivel del lado que la altura no sea correcta.

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