INFORME DE PRACTICAS DE TALLERES Y LABORATORIOS

MECANISMOS DEL VEHICULO

SISTEMA DE SUSPENCION

IntegrantesCarlos lvarezJordan AvilaHenry CabascangoFecha de realizacin de la prctica

18/12/2014

CarreraIng. AutomotrizCurso3TGrupo

Fecha de presentacin del informe 05/01/2015

Introduccin

La suspensin en un automvil, camin o motocicleta, es el conjunto de elementos que absorben las irregularidades del terreno por el que se circula para aumentar la comodidad y el control del vehculo. El sistema de suspensin acta entre el chasis y las ruedas, las cuales reciben de forma directa las irregularidades de la superficie transitada.Tanto un sistema como el otro permiten que las oscilaciones producidas por las irregularidades de la marcha sean ms elsticas. Para controlar el nmero y la amplitud de estas, se incorporan a la suspensin los amortiguadores.Los primeros son poco empleados y constan de dos brazos sujetos, un bastidor y otro al eje o rueda correspondiente. Los brazos se unen entre s con unos discos de amianto o fibra que al oscilar ofrecen resistencia a las ballestas o muelles.

Objetivos

Caracterizar completamente el sistema de suspensin de un automvil Determinar el papel que desempea en el vehculo Indicar o determinar las caractersticas tericas del sistema de suspensin

Materiales y Mtodos

Prototipos Maquetas Vehculos del taller, o de los estudiantes

Mtodo.

Los estudiantes observan el funcionamiento de la suspensin, en prototipos y maquetas disponibles en el taller automotriz, y en el vehculo. Se hace diagnstico y reparaciones bsicas.

Resultados y discusin

Usando tablas, imgenes, diagramas, describa en detalle, con datos tcnicos los elementos importantes del sistema de suspensin. Incluir el clculo de la suspensin.La suspensin en un automvil, camin o motocicleta, es el conjunto de elementos que absorben las irregularidades del terreno por el que se circula para aumentar la comodidad y el control del vehculo. El sistema de suspensin acta entre el chasis y las ruedas, las cuales reciben de forma directa las irregularidades de la superficie transitada.

Elementos de la Suspensin.

Bastidor: Todos los elementos de un automvil, como el motor y todos sus sistemas de transmisin han de ir montados sobre un armazn rgido. Es fcil deducir que necesitamos una estructura slida para soportar estos rganos. La estructura que va a conseguir esa robustez se llama bastidor y est formado por dos fuertes largueros (L) y varios travesaos (T), que aseguran su rigidez

Ballestas: Es un tipo de muelle compuesto por una serie de lminas de acero, superpuestas, de longitud decreciente. Actualmente, se usa en camiones y sus automviles pesados. La hoja ms larga se llama maestra y entre las hojas se intercala la lmina de cinc para mejorar su flexibilidad

Muelles: Estn formados por un alambre de acero enrollado en forma de espiral, tienen la funcin de absorber los golpes que recibe la rueda.

Barra de torsin: Es de un acero especial para muelles, de seccin redonda o cuadrangular y cuyos extremos se hallan fijados, uno, en un punto rgido y el otro en un punto mvil, donde se halla la rueda. En las oscilaciones de la carretera la rueda debe vencer el esfuerzo de torsin de la barra.

Barra estabilizadora: Es una barra de hierro, que suele colocarse en la suspensin trasera, su misin es impedir que el muelle de un lado se comprima excesivamente mientras que por el otro se distiende.

Amortiguadores: Tienen como misin absorber el exceso de fuerza del rebote del vehculo, es decir, eliminando los efectos oscilatorios de los muelles. Pueden ser de friccin o hidrulicos y estos ltimos se dividen en giratorios, de pistn y telescpicos, stos son los ms usados.Tanto un sistema como el otro permiten que las oscilaciones producidas por las irregularidades de la marcha sean ms elsticas. Para controlar el nmero y la amplitud de estas, se incorporan a la suspensin los amortiguadores.Los primeros son poco empleados y constan de dos brazos sujetos, un bastidor y otro al eje o rueda correspondiente. Los brazos se unen entre s con unos discos de amianto o fibra que al oscilar ofrecen resistencia a las ballestas o muelles.

Funcionamiento del amortiguador, ecuacin matemticaCalcule la energa cintica total del sistema mostrado en la Fig.

Se puede analizar de 2 maneras: a) sumando ambas energas. b) como una energa nica.1.- Como sistema separado:Ec Total= ECR + ECT = 1/2 JG 2+1/2 mx2Como x = rEc Total= = 1/2 JG 2+1/2 mx2 = (JG + mr2 ) 22.- Como sistema nico.Como tenemos rodadura pura en p este es su centro instantneo velocidad cero,por lo tanto:Ec Total: ECP = JP 2Como: JP = JG + mr2Ec Total: ( JG + mr2 ) 2 Resortes paralelo: 2 o mas resortes Estan conectados en paralelo si el Desplazamiento en cada uno de ellos Es el mismo.

Conviscosidad, la fuerza es directamente proporcional, mientras que en la turbulenta la fuerza es proporcional al cuadrado de velocidad. En la amortiguacin ser (o de Coulomb) la fuerza es constante, el amortiguamiento solido es debido a las fuerzas internas. Amortiguamiento viscoso F a x Amortiguamiento turbulento F a x2 Amortiguamiento seco F = cte Amortiguamiento solidoUno de los amortiguadores ms presentes en sistemas vibratorios es el viscoso. En los resortes existe la contante elstica K que elimina la proporcionalidad de F a X. En los amortiguadores del tipo viscoso existe otra contante llamada coeficiente de amortiguamiento y generalmente se denota como C.De tal forma que la fuerza de un amortiguador Fd queda determinada como :Fd = -cx

Funcionamiento de un resorte, ecuacin matemticaLos resortes son uno de los elementos elsticos utilizados en sistemas vibratorios, estos pueden ser lineales o no lineales.Si la causa-efecto se conserva, entonces el resorte es lineal, o bien se dice que es perfectamente elstico, cosa que se puede suponer en muchosproblemasde la tcnica (Fig. 2.4).

Aun cuando se tenga un resorte no lineal, este se puede utilizar sobre un punto de operacin tal que sobre ese punto p el resorte es lineal (Fig. 2.4)Un ejemplo de un elemento no lineal es elcaucho, cuyo material es usado con frecuencia y donde la relacin F X tiene una variacin no lineal.El estudio de resortes o elementos no lineales no corresponde a este capitulo, mas sin embargo vamos a ver unos ejemplos.El primer ejemplo de un sistema mecnico es el mostrado en la figura 2.5, donde la contante elstica equivalente Keq no es contanteLa linealidad se rompe al entrar en accin el resorte K3 o K4.

Funcionamiento del sistema resorte amortiguador, ecuacin matemtica

ConclusionesEl sistema de suspensin es muy importante ya que absorbe los golpes vibraciones etc. que se producen por el mal estado de las carreteras y que a un futuro nos podra traer varias consecuencias perjudiciales para la salud.

Ay que tener en cuenta que la suspensin consta de varios elementos los ms importantes son: muelles, llantas, y los amortiguadores los cuales cumplen con la funcin de distribuir las variaciones de las vas hacia todo el vehculo impidiendo que los golpes se trasmitan directo al cuerpo humano.

En los vehculos los asientos tambin cumplen una funcin primordial ya que los golpes que no absorbe el sistema de suspensin se distribuye en el asiento por ello los asientos son de un material suave pero resistente el cual impedir que esos movimientos lleguen directo al cuerpo.

Cuestionario de Investigacin

Consultar e incluir en tablas: Tipos de sistemas de suspensin.Suspensin independiente: Una suspensin independiente consiste en que cada rueda est conectada al automvil de forma separada con las otras ruedas, lo cual permite que cada rueda se mueva hacia arriba y hacia abajo sin afectar la rueda del lado opuesto. La suspensin independiente se puede utilizar en las cuatro ruedas Suspensin mecnica Suspensin hidroneumtica (activa) Suspensin hidrulica Suspensin neumtica Suspensin citrn SC. CAR.

Suspensin rgida: Este sistema tiene por finalidad de amortiguar directamente en continua comunicacin entre dos rueda (neumticos), ya sean dos delanteros o posteriores (traseras), as tenemos de un camin la rueda o neumtico derecha recibe un golpe y este golpe es advertido al neumtico izquierdo. Suspensin mecnica Suspensin hidroneumtica (activa) Suspensin hidrulica Suspensin neumtica Suspensin citrn SC. CAR

Resortes en espiral: Lo resortes en espiral son los ms utilizados en los automviles actuales, se emplean tanto en la suspensin delantera como la trasera. Un resorte en espiral es una varilla de acero enrollada. La presin requerida para comprimir el resorte es el coeficiente del resorte. El coeficiente del resorte es calculado para hacerlo compatible con cada automvil; en algunos casos esto es distinto de derecha a izquierda. Los resortes en espiral de coeficiente variable proporcionando tasas distintas de compresin de resorte.Los resortes se clasifican en funcin de la deflexin bajo una carga dad, la ley de Hook indica que una fuerza aplicada a un resorte hace que este se comprima en proporcin directa a la fuerza aplicada. Al retirarse la fuerza, el resorte regresa a su posicin original, en caso que no sea sobrecargado. Los automviles ms pesados requieren resortes ms duros. Los resortes estn diseados para soportar en forma adecuada la carga y proporcionar al mismo tiempo una conduccin suave y blanda como sea posible.

Semi-Independiente: Es utilizada en algunos automviles de traccin delantera, lo cual permite un movimiento independiente limitado de cada rueda, al transmitir una accin de torsin al eje slido de conexin.

Consultar e incluir tablas, sobre sistema McPerson

Sistema McPherson: La suspensin McPherson es un tipo de suspensin habitualmente utilizada en los automviles modernos. Toma su nombre de Earl S. McPherson, un ingeniero que la desarroll para su uso en 1951, en el modelo Ford Cnsul y despus en el Zephyr. Puede ser utilizada tanto en el eje delantero como en el trasero, si bien habitualmente se utiliza en el delantero, donde proporciona un punto de apoyo a la direccin y acta como eje de giro de la rueda. Estructuras similares para el eje trasero son denominadas suspensin Chapman.Si bien tiene como ventajas su simplicidad y bajo costo de fabricacin, tiene un problema geomtrico, ya que debido a su configuracin no es posible que el movimiento de la rueda sea vertical, sino que el ngulo vertical vara algunos grados durante su movimiento. Adems transmite el movimiento directamente del asfalto al chasis, lo que provoca ruidos y vibraciones en el habitculo.Es uno de los sistemas ms empleados en el eje delantero. Este sistema solamente lleva un brazo oscilante, unido por un extremo al bastidor mediante cojinetes elsticos, y por el otro extremo a la mangueta a travs de la rtula. La mangueta por su parte superior est unida al amortiguador vertical. Este est dotado de una plataforma en la cual se apoya el muelle que lo rodea y, por el extremo superior, se apoyan la carrocera en el conjunto muelle-amortiguador.Esta disposicin, adems de cumplir su funcin como suspensin y amortiguacin, tambin sirve como eje vertical de giro de las ruedas. Por lo tanto, el conjunto describe un ngulo proporcional al efectuado con el volante.La suspensin McPherson conforma un tringulo articulado formado por el bastidor, el brazo inferior y el conjunto muelle-amortiguador.Tiene una gran proyeccin en el mercado actual ya que el 87.5% de los autos tienen esta suspensin.

Consultar e incluir tablas, sobre sistema Doble A, ULa suspensin de brazo largo y corto: Tiene en cada rueda un brazo de control superior y un brazo de control inferior. Los brazos estn fijos al chasis en el extremo interior del brazo mediante bujes que permiten el movimiento vertical de los extremos exteriores de los brazos.Los brazos estn fijos, mediante rotulas a una articulacin de la direccin. Las rotulas permiten que la punta del eje de la rueda se mueva hacia arriba o hacia abajo, as como girar a la izquierda como a la derecha. La desigualdad de longitud de los brazos hace que en la parte superior de la rueda se mueva hacia adentro y hacia fuera con el movimiento de suspensin, impidiendo que la llanta resbale o ruede lateralmente en la parte inferior, donde est en contacto con la superficie del camino.Cada rueda puede moverse hacia arriba y hacia abajo en forma independiente. En la suspensin de brazo largo y corto, el resorte en espiral puede colocarse entre el chasis y el brazo de control inferior o parte superior del brazo de control superior.

La suspensin de doble viga en I: Es una forma de suspensin semi-independiente. Son utilizadas dos vigas en I, para cada una de las ruedas, la cual esta fija a un lado del chasis y se extiende hasta la punta del eje y a la rueda del otro costado. El extremo de la rueda viga I se mueve hacia arriba y hacia abajo y gira en el otro extremo. Este tipo de suspensin es utilizado en algunas camionetas livianas. En automviles de traccin delantera, la funcin de la doble viga en I se consigue en la parte delantera mediante dos vigas de eje de acero, una de las cuales posee el diferencial.

Consultar sobre constantes elsticas de muelles para SPARK, AVEO, DMAX

Consultar sobre constantes de amortiguamiento de amortiguadores SPARK, AVEO, DMAX

Consulte sobre suspensin inteligente

Suspensin inteligente: Las suspensiones activas se componen de un sistema hidrulico o neumtico, capaz de generar fuerzas para compensar el balanceo y el cabeceo del vehculo. Un computador se encarga de recoger los datos tomados por sensores distribuidos estratgicamente para poder enviar las seales adecuadas a los actuadores, y que stos acten de forma que se mantenga un nivel mximo de estabilidad.La principal ventaja de la suspensin activa frente a la suspensin pasiva es que la suspensin activa permite un control de cada rueda independiente. Gracias a este control se consigue mayor adherencia del vehculo al terreno, con lo que se aumenta la seguridad en la conduccin.La principal desventaja de la suspensin activa es su elevado coste, principalmente para el control sobre altas frecuencias, cuya implementacin resulta demasiado cara, por lo que es inviable en vehculos de serie.

Observaciones, en el taller

Consulte sobre el papel que cumple el neumtico en el sistema de amortiguamiento.

Hoy en da, el grado de perfeccionamiento de las llantas y de los automviles es muy elevado. Los automovilistas terminan olvidando que la llantasson el nico punto de contacto del vehculo con el suelo y que por eso tiene querealizar un cierto nmero de funciones, tales como guiar, soportar la carga, amortiguar, rodar, transmitir los esfuerzos ydurar. Guiar:la llantaconduce el vehculo con precisin, independientemente del estado del suelo y las condiciones climticas. La estabilidad de trayectoria del vehculo depende del comportamiento de la llanta. Las llantas tienen que soportar esfuerzos transversales sin modificar la trayectoria. Cada vehculo tiene, en general, una presin particular de inflado por eje. El respeto de las diferencias de presin entre la parte delantera y la trasera garantiza una estabilidad de trayectoria ideal.

Soportar: la llanta soporta el vehculo cuando est parado, pero tambin en movimiento, y tiene que resistir a las transferencias de cargas en la aceleracin y el frenado. Unallanta deun vehculo soporta ms de 50 veces su peso.

Amortiguar: la llantaamortigua las irregularidades de la carretera, garantizando la comodidad del conductor y de los pasajeros as como la longevidad del vehculo. La caracterstica principal de la llanta es su gran flexibilidad, sobre todo en direccin vertical. La gran elasticidad del aire contenido en el neumtico le permite encajar correctamente en las deformaciones provocadas por los obstculos e irregularidades del suelo. Una presin correcta nos proporciona un buen nivel de confort y una buena capacidad de conduccin.

Rodar: la llanta rueda de manera ms regular, ms segura, con menos resistencia al rodamiento para obtener un mayor placer en la conduccin y un consumo controlado.

Transmitir esfuerzos: La llanta transmite la potencia til del motor, los esfuerzos de frenado. La calidad de unos pocos centmetros cuadrados en contacto con el suelo condiciona el nivel de transmisin de esfuerzos.

Qu pasa si los amortiguadores no sirven, consulte. Sntomas en la conduccinUn sistema de suspensin en mal estado afecta a la estabilidad del vehculo. Podemos perder la adherencia en giros, perder la direccin o sufrir aquaplaning (hasta un 15%). Tambin influyen en la frenada aumentando la distancia de frenado considerablemente, hasta un 35%. Tercera razn, los amortiguadores en mal estado hacen que el resto de piezas (rtulas, soportes) del vehculo aumenten su desgaste debido al exceso de vibraciones. Por ltimo, el mal estado de la suspensin afecta a nuestro confort. Vamos ahora con aquellos sntomas que nos avisan de que tenemos que cambiar los amortiguadores. Unos amortiguadores en mal estado hacen que en las curvas cerradas la tendencia general del vehculo sea desviarse. Un sntoma que puede provocar que el conductor deba realizar arriesgadas correcciones. Quizs las ms sencillas de detectar sean aquellas que podemos ver a simple vista. Si nuestros neumticos sufren un desgaste anormal o asimtrico ser un sntoma claro de que algo va mal. Tambin podemos descubrirlo si el cilindro sufre perdidas de aceite. La efectividad se ver reducida afectando a todo el conjunto. No habr que pensrselo mucho. Necesitamos pasar por el taller. Otro sntoma claro es los ruidos extraos que se escuchan al pasar por un badn, que tambin tiene representacin en movimientos poco naturales de la carrocera. Rpidamente lo deberamos notar. Por ltimo tambin podemos darnos cuenta ya que al acelerar sentimos vibraciones en las ruedas delanteras las cuales pueden incluso perder la adherencia. Eso implica que las suspensiones no son capaces de pegar la rueda al suelo.

Qu pasa si los muelles est fatigados, consulte. Sntomas en la conduccin

La manera ms sencilla de analizar un resorte fsicamente es mediante su modelo ideal global y bajo la suposicin de que ste obedece la Ley de Hooke. Se establece as la ecuacin del resorte, donde se relaciona la fuerza F ejercida sobre el mismo con el alargamiento/contraccin o elongacin x producida, del siguiente modo:, siendo Donde k es la constante elstica del resorte, x la elongacin (alargamiento producido), A la seccin del cilindro imaginario que envuelve al muelle y E el mdulo de elasticidad del muelle (no confundir con el mdulo de elasticidad del material).La energa de deformacin o energa potencial elstica asociada al estiramiento o acortamiento un muelle lineal viene dada por la integracin de trabajo realizado en cada cambio infinitesimal de su longitud:

Si el muelle no es lineal entonces la rigidez del muelle es dependiente de su deformacin y en ese caso se tiene una formula algo ms general:

Grfico de sistema de suspensin, en una imagen full color indicar todas sus partes

En una secuencia de imgenes a color describa el funcionamiento del sistema de suspensin McPerson

Describa en detalle los sntomas de un mal funcionamiento de un Sistema de Suspensin.Por qu se debe inspeccionar? Un defecto en su vehculo que sea encontrado durante una inspeccin podra evitarle problemas ms adelante. Podra tener una avera en la carretera que le costara tiempo y dinero, o an peor, una colisin provocada por el defecto.Las leyes federales y estatales requieren que los conductores inspeccionen sus vehculos. Los inspectores federales y estatales tambin pueden inspeccionar su vehculo. Si juzgan que el vehculo es inseguro, lo pondrn "fuera de servicio" hasta que haya sido reparado.Tipos de Inspeccin del vehculo Inspeccin previa al viaje. Una inspeccin previa al viaje le ayudar a encontrar problemas que podran causar una colisin o una avera.Durante un viaje. Por seguridad usted debera: Fijarse en los medidores para detectar seales de problemas. Usar sus sentidos para detectar cualquier problema (mire, escuche, huela, toque). Revise las partes crticas cuando se detiene: Neumticos, ruedas y llantas. Frenos. Luces y reflectantes. Frenos y conexiones elctricas al remolque. Dispositivos de acoplado del remolque. Dispositivos para asegurar la carga.Inspeccin e informe posterior al viaje. Usted debera hacer una inspeccin posterior al viaje al final del mismo, del da o del turno de servicio, en cada vehculo con el que haya operado. Dicha inspeccin puede incluir el tener que completar un informe sobre la condicin del vehculo que enumere los problemas que haya encontrado. El informe de inspeccin ayuda al transportista a saber cundo el vehculo necesita reparaciones.Problemas con los neumticos. Demasiada o muy poca presin neumtica. Mal tiempo. Usted necesita al menos 4/32 pulgadas de profundidad en cada estra importante en los neumticos delanteros. Necesita 2/32 pulgadas en los dems neumticos. No debera verse ninguna tela a travs de las estras o de las paredes laterales. Cortes y otros daos. Separacin de la banda de rodadura. Neumticos duales que entran en contacto entre s o con otras partes del vehculo. Tamaos que no hacen juego. Neumticos radiales y bias-ply usados juntos. Vstagos de vlvula cortados o rotos. Neumticos con ranuras nuevas, que han sido sellados, en las ruedas delanteras de un autobs. Estos estn prohibidos.Problemas con las ruedas y las llantas Llantas daadas. Herrumbre alrededor de las tuercas de las ruedas, lo cual puede significar que dichas tuercas estn flojas. Fjese si estn bien apretadas. Luego que se ha cambiado un neumtico, detngase por un momento un rato despus y vuelva a fijarse si las tuercas siguen bien apretadas. El hecho de que falten abrazaderas, clavos o agarraderas significa peligro. Las llantas que no hacen juego, que estn dobladas o rotas son peligrosas. Las ruedas o llantas que han sido reparadas con soldaduras no son seguras. Conclusiones, discusiones

El sistema de suspensin es muy importante ya que absorbe los golpes vibraciones etc. que se producen por el mal estado de las carreteras y que a un futuro nos podra traer varias consecuencias perjudiciales para la salud.

Ay que tener en cuenta que la suspensin consta de varios elementos los ms importantes son: muelles, llantas, y los amortiguadores los cuales cumplen con la funcin de distribuir las variaciones de las vas hacia todo el vehculo impidiendo que los golpes se trasmitan directo al cuerpo humano.

En los vehculos los asientos tambin cumplen una funcin primordial ya que los golpes que no absorbe el sistema de suspensin se distribuye en el asiento por ello los asientos son de un material suave pero resistente el cual impedir que esos movimientos lleguen directo al cuerpo.

Bibliografa

https://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/maquinaria/temas/caja_cambios.pdf

http://www.aficionadosalamecanica.net/caja-cambios1.htm