UNIDAD Nº 7: El Sistema de Suspensión Introducción ... · - Las cotas de batalla y vías delantera y trasera. ... La guiñada se produce sobre todo en situaciones de cambios bruscos

IPET Nº. 49 Domingo F Sarmiento Dto Automotores Latino Raul Corrado

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UNIDAD Nº 7: El Sistema de Suspensión

IntroducciónMisión:Comodidad y estabilidad.El uso de un sistema de suspensión en el vehículo, es la necesidad de mantener elcontacto entre la rueda y la carretera.

Cualidades:- Elasticidad: evitar golpes secos de las irregularidades.- Amortiguación: impide balanceo excesivo de la suspensión.

Componentes:Neumáticos: absorben las desigualdades pequeñas del terreno.Ballestas o muelles: absorben las desigualdades grandes del terreno.Amortiguadores: limitan las oscilaciones del movimiento de losmuelles.Con respecto a la suspensión, el peso del vehículo se divide en dos partes:La masa suspendida comprende todos los mecanismos cuyo peso es el soportadopor el chasis o bastidor (motor, carrocería autoportante,...).La masa no suspendida abarca las partes del vehículo no comprendidas en elapartado anterior, es por así decirlo la parte del vehículo que estápermanentemente en contacto con el suelo (ruedas, elementos de la suspensióncomo muelles, amortiguadores, brazos, estabilizadoras,...).El sistema de suspensión se puede considerar como parte de la masa nosuspendida que enlaza con la masa suspendida por medio de una unión elástica:ballestas, muelles, barras de torsión, dispositivos neumáticos, de caucho, etc, queno solamente amortiguan los golpes que las ruedas transmiten al bastidor, sinotambién los que el mismo peso del coche devuelve a las ruedas a causa de lareacción.Un vehículo mejorará su comportamiento si disminuye su masa no suspendida.Esto se puede conseguir con llantas más ligeras, elementos de la suspensión(brazos y barras) fabricados en aluminio.

Movimientos de la carrocería


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Giro sobre el eje X: Balanceo.Movimiento sobre el eje X: Vaivén.Giro sobre el eje Y: Cabeceo.Movimiento sobre el eje Y: Bandazo.Giro sobre el eje Z: Guiñada.Movimiento sobre el eje Z: Bailoteo.

En el movimiento de la carrocería influye:- El diseño de las suspensiones, es decir, la solución técnica adoptada en suconcepción.- El tarado de los muelles y amortiguadores.- Las cotas de batalla y vías delantera y trasera.- Reparto de pesos entre los ejes delanteros y traseros.

El balanceo de la carrocería se percibe sobre todo en las curvas y para mitigar susefectos tenemos los muelles (cuanto más duros sean menos se inclinará lacarrocería) y las barras estabilizadoras. También existen otros métodos máseficaces como las suspensiones pilotadas o las hidroneumáticas.

El cabeceo se puede producir tanto por los defectos que puedan haber en elasfalto como en una aceleración o frenada bruscas. El diseño de los brazos de lasuspensión son los que pueden eliminar este movimiento.

La guiñada se produce sobre todo en situaciones de cambios bruscos dedirección, como por ejemplo un adelantamiento.

El movimiento debido al vaivén puede ser producido por numerosas causas, unejemplo de ello son las ráfagas fuertes de viento frontal. También puede serdebido a los "tirones" del motor en el caso de estar en mal estado.

Los bandazos suelen ser provocados por el viento lateral. Para evitar sus efectosinfluyen numerosos elementos en el diseño del vehículo como es el reparto depesos entre ejes, el perfil del neumático, la aerodinámica lateral del coche,...

El bailoteo es un movimiento típico que se produce en carreteras levementeonduladas.


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Elementos de la suspensiónBallestas:- Mismo efecto que un muelle, pero con un cierto amortiguamiento de lasoscilaciones debido al rozamiento existente entre las distintas hojas.

- En la actualidad con la implantación de suspensiones de ruedas independientesse utilizan los muelles helicoidales.

Muelles helicoidales:Elemento común en todo el parque automovilístico en el caso de suspensionesdelanteras.Elemento muy extendido en elesquema de suspensión trasero, peroen algunos modelos de suspensiónsemi-independiente se sustituye porlas barras de torsión.Para que el aplastamiento total delmuelle no se produzca, se procuraque trabaje entre la mitad y los dostercios de la carga de aplastamiento.- Muelles cónicos: la distancia entreespigas puede ser mayor en el centroque el los extremos del muelle parade esta forma aumentar la rigidez alaumentar la compresión.- Si recortamos el muelle para rebajar la carrocería del vehículo corremos elriesgo de provocar el aplastamiento total en apoyos fuertes y con ello la pérdidade control del vehículo.


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Barras de torsión:- Sustituyen a los muelles.- Las oscilaciones de la rueda provoca latorsión de una barra de acero, que retornaa su posición de equilibrio debido a laelasticidad del material.- Las levas de reglaje permiten regular laaltura de la carrocería.

Brazos de suspensión:- Bajo esta denominación se encuadran todos los elementos mecánicos articuladosque permiten los movimientosverticales de la rueda y que enfunción de su longitud ydisposición, guían ésta a lo largo desu recorrido vertical, dando elefecto de caída y convergencia queel responsable de su diseño hacalculado previamente.

Bielitas de empuje:- Los muelles por tener una rigideztransversal muy pequeña, se hace necesario completar la suspensión condispositivos destinados a impedir los desplazamientos de la carrocería conrelación a los ejes.

Amortiguadores:- Amortiguadores hidráulicos: ejercen una resistencia de un fluido al paso por unorificio.- Amortiguadores de doble efecto: frenan el muelle tanto en la extensión como enla compresión.- Suspensiones pilotadas: un ordenador analiza diversos parámetros de laconducción (como velocidad, posición del acelerador, giro del volante,...)


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actuando sobre el grado dedureza de la amortiguaciónadecuándola al estilo deconducción.

Barra estabilizadora:- Barra de torsión en forma de"U" que está anclada en cada unode sus extremos a una rueda deun mismo eje.- Cuando en una curva, porefecto de la fuerza centrífuga, lacarrocería se inclina la ruedaexterior se comprime. Ese movimiento vertical hacia arriba de la rueda exterior setransmite a la rueda interior a través de la barra, que tiende a bajar la carroceríadel lado interior de la curva comprimiendo muelle. De esta forma se consiguesumar la acción de los dos muelles.

Silentblocs:- Son aislantes de caucho u otromaterial elastómero que se encargan deamortiguar las reacciones en los apoyosde la suspensión, con frecuenciasituados entre las rótulas.


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Geometrías de la suspensiónPara entender con mayor detalle los variados sistemas que existen de suspensión,se hace necesaria una definición detallada de las variables que definen elcomportamiento de una suspensión.Ángulo de convergencia y ángulo de divergencia: Es el ángulo definido entrecada una de las ruedas y el eje longitudinal del vehículo, siempre en suproyección horizontal.


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Ángulo de avance: Es el que provoca la auto-alineación de las ruedas, dotando alvehículo de un elevado grado de estabilidad.

Ángulo de caída: Es un ángulo que queda definido entre el plano de una rueda yla vertical al suelo. En la figura podemos ver que la caída es positiva pues la partemás alta de la rueda sobresale más que cualquier otra parte del neumático.También existe la caída negativa cuando la parte de contacto con el suelosobresale más que cualquier otra parte del neumático. Este segundo caso sueledarse en coches de gran potencia o de competición.

Descentrado de las ruedas o radio de pivotamiento: Es la distancia lateral entreel punto donde la prolongación del eje de pivotamiento corta al suelo (B) y elpunto central del dibujo del neumático (A). Si el eje de pivotamiento corta elsuelo en la parte interior del dibujo de rodadura del neumático se dice que el radiode pivotamiento es positivo. Si por el contrario, el eje de pivotamiento cruza lavertical del neumático y el corte con el plano del suelo se produce más allá de la


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banda de rodadura del neumático decimos que el radio de pivotamiento esnegativo.

Tipos de suspensiónLos tipos de suspensión de los distintos vehículos automotores varían según sucaracterística, por ejemplo: si poseen chasis y carrocería, si son monocascos o sitienen monocascos con falso chasis. Según su característica se adopta el tipo desuspensión. Las suspensiones más comunes son:

No independientesEje rígido en dos ruedasEje rígido en cuatro ruedasPueden acoplarse con:

BallestasResorte helicoidalBarra de torsión

Semi independiente (ruedas traseras)De rueda tirada en ruedas traserasPueden acoplarse con:

Resorte helicoidalBarra de torsión

IndependientesRuedas delanteras

Mc Pherson ruedas delanterasParalelogramo deformable ruedas delanterasCon doble triángulo ruedas delanteras


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Twin been ruedas delanterasRuedas traseras

Multibrazo ruedas delanteras

Suspensiones traseras

Suspensiones de eje rígidoHasta que Citroën no inventó la tracción delantera, los automóviles estabandotados de propulsión a las ruedas traseras, por lo que el eje trasero había queadaptarlo a taldisposición. Coneste fin seconcibieron los ejestraseros con uncarácter queencerraba a latransmisión final, aldiferencial y a lossemiejes de latransmisión.Actualmente, sólolos vehículosindustriales y algunos vehículos todo-terrenos están dotados de propulsión a lasruedas traseras.

En esta figura podemos ver un sistema de eje rígido que conllevael sistema de trasmisión a lasruedas traseras. Este puedeser el sistema empleadopor un vehículoindustrial o por untodo-terreno.

Suspensiones traseras semi independienteEs una variante del eje rígido, pero eliminando el sistema de transmisión.Sólo se emplea en vehículos de tracción delantera.Se instala en todos los vehículos urbanos, utilitarios, en la mayor parte de loscompactos y en algunas berlinas medias.Es un esquema sencillo y de bajo coste de producción.


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A favor:- Las ruedas permanecen siempre perpendiculares al asfalto.- Nunca se pierde la alineación de las ruedas.- Hay algunos ejes semi-independientes que no montan muelles pues la barratiene unaTorsión que realiza este cometido. De esta manera nos ahorramos el dinero detener que cambiar los muelles usados.- El fabricante ahorra en investigación. Y por lo tanto el precio final del vehículoes más bajo.

En contra:- Todo movimiento de una de las ruedas se transmite en gran parte a la otra.- Las reacciones al límite suelen ser más "secas".- En conducción deportiva se puede llegar a dejar en el aire a la rueda interior.

En esta radiografía podemos ver un sistema de ruedas semi-independientes o deruedas tiradas con sus muelles y amortiguadores.Las únicas diferencias que podemos encontrar con otros modelos es la diferentedisposición de los muelles y amortiguadores.

Suspensiones traseras ruedas independientes

El movimiento de cada rueda de un mismo eje es independiente respecto de laotra.Suelen emplearse en vehículos de mayor empaque tanto para tracción delanteracomo para propulsión trasera, e incluso tracción permanente a las cuatro ruedas.


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Existen una gran variedad de tipologías y soluciones técnicas que cada fabricanteincorpora a sus mejores modelos.

Los principales beneficios que cabe esperar del uso de los sistemas de suspensióntrasera independiente están directamente relacionados con la mejora en laestabilidad y manejabilidad pues las ruedas siempre permanecen en contacto conel piso.

Concretamente, el confort de conducción se ve beneficiado por la reducción enaproximadamente un 50% sobre el total de las masas no suspendidas, pues en elcaso de una propulsión trasera el diferencial y la transmisión final vanensambladas e integradas a la estructura del vehículo.

Esquema de suspensión trasera independiente para vehículos de propulsión trasera

Doble triangulo superpuestoParalelogramo deformable creado por triángulos superpuestos (el inferior ancladoa un sub-chasis).Podemos observar como la complejidad del esquema de la suspensión haaumentado.Ahora el movimiento del diferencial trasero se ha eliminado con lo que se ganaespacio en el interior del vehículo


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Doble brazosEn este otro caso de un vehículo a propulsión, el esquema de suspensión loconforman dos grandes brazos: uno longitudinal al eje y otro transversal.También podemos ver que el muelle y el amortiguador no están dispuestos en elmismo eje uno dentro del otro, es posible que sea para ganar espacio en elmaletero...

Aquí tenemos un diseño de suspensión trasera independiente para un vehículo contracción delantera.

Suspensiones delanteras

Suspensión Mac Pherson:

Estos tipos de esquemas de suspensión son los más extendido en todo el parqueautomovilístico, dotando al vehículo de una gran estabilidad y confort de marcha.Su montaje es en forma de una columna pilar formado por un elementotelescópico que dispone de amortiguador y muelle sobre el mismo eje el primerodentro del segundo, todo ello anclado en su parte inferior mediante unos tirantes


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transversales. La parte superior de dicha columna se llama torreta y va anclada alchasis.La parte de la torreta es la más débil del conjunto y la que debe soportar losmayores esfuerzos.Se puede también colocar para el eje trasero, pero el volumen del maletero se veperjudicado por el volumen que ocupan las torretas.Si bien la parte superior no varía, el diseño de la parte inferior es muy variablepues se puede colocar un triángulo inferior o brazos transversales.

Suspensión delantera de dobles triángulos superpuestosTenemos dos brazos oscilantes, uno inferior y otro superior anclados a unsub-chasis.


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Suspensión Twin I BeamFord ha mantenido una posición líder en el mercado comercial liviano gracias alF-100, incluido de inmediato en la línea de ensamblaje con la novedosasuspensión Twin I Beam que permitía una marcha más suave sin menoscabo de laresistencia aunque aun esta pick up necesitaba un recio conductor. Ello cambió en1966 con una nueva versión totalmente armada en nuestro país que mejorabanotablemente la marcha y para la cual se ofrecían motores 6L o V8. En 1973 serenovó radicalmente para brindar aun más comodidad de marcha, recibió ligeroscambios en su parrilla hasta que en 1980 Ford lo reemplaza con un pick uptotalmente nuevo. La Serie F, hasta la fecha, roza las 200mil unidadesensambladas, todo un record.

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