sistemas de traslación

SISTEMAS DE TRASLACIN SUSPENSIN

ELEMENTOS AMORTIGUADORES

Un muelle deformado, cualquiera que sea su tipo, vuelve a su posicin de

equilibrio despus de haber realizado una serie de oscilaciones de

amplitud decreciente, que se transmiten parcialmente a la carrocera del

vehculo, con la incomodidad que ello representa para los pasajeros.

Si el muelle es sometido a una nueva compresin cuando todava no ha

vuelto a su posicin de equilibrio, las series de oscilaciones pueden

superponerse y las amplitudes

resultantes legaran a tomar en algunos

casos valores peligrosos y propicios

para la rotura, a esta superposicin se

llama resonancia y es de gran cuidado

sobre todo en carreteras bacheadas.


La misin que tienen los amortiguadores es la de controlar las oscilaciones

de los elementos elsticos y, de esta forma, contribuir a la estabilidad de

marcha del vehculo as como a su confort.

Los amortiguadores recogen las oscilaciones del muelle y las absorbe,

transformndolas

en rozamientos,

de esta manera

convierte la

energa mecnica

en energa

trmica, que se

disipa a la

atmsfera en

forma de calor.


Los amortiguadores hidrulicos,

controlan los movimientos de las

masas suspendidas y no

suspendidas; bsicamente

constan de un pistn que trabaja

dentro de un cilindro en el que

hay aceite. Sobre el pistn

existen una serie de orificios y

unas vlvulas pre comprimidas

que permiten el paso de aceite de

una parte a otra del pistn

cuando la presin supera un valor

dado. Los orificios representa el

paso permanente, y las vlvulas

el paso de apertura por presin.


El paso permanente vienen a ser orificios fijos, que restringen el flujo del

caudal. En el caso de las vlvulas de apertura por presin, para que estas

se abran es necesario ejercer sobre ellas una determinada presin y a

medida que esta aumenta la apertura va siendo mayor.

Cuando la velocidad entre ambos extremos del amortiguador es baja, las

vlvulas de apertura por presin permanecen cerradas y el aceite pasa a

travs de los orificios del paso permanente. Una vez que la presin del

aceite alcanza la de tarado de las vlvulas de presin, estas empiezan a

abrirse y dejan pasar el aceite.

Cuanto ms aumenta la presin, las vlvulas se abren ms hasta que su

apertura es completa y la ley de fuerza en el amortiguador queda

controlada nuevamente por el paso del aceite a travs de los orificios de

paso permanente.


Lo normal es que las vlvulas de extensin y compresin sean diferentes,

lo que posibilita que el esfuerzo en compresin sea menor para una misma

velocidad.

En los vehculos de carretera, interesa utilizar una caracterstica de

amortiguamiento ms blanda en compresin. Esto se hace para evitar la

transmisin a travs del amortiguador de las grandes fuerzas compresivas

que se generara en el mismo cuando la rueda se encuentra con un

obstculo

Se pueden encontrar:

Amortiguador bitubo

Amortiguador bitubo a gas

Amortiguador monotubo a gas

Amortiguador ajustable


AMORTIGUADORES DE BITUBO

Son los ms comunes en la actualidad. A su vez

los hay de dos tipos. No presurizados

(contienen aceite) y presurizados (contienen

aceite y gas).

Constan de dos cmaras: una llamada interior y

otra de reserva; hay vlvulas en el pistn y en la

base del amortiguador, llamada vlvula de pie,

siendo similar el funcionamiento de ambos tipos

de amortiguadores.


Funcionamiento

Carrera de compresin: cuando el

vstago penetra, el aceite contenido en la

cmara interior fluye sin resistencia a travs

de los orificios A, B, C, D y la vlvula de no

retorno hacia el espacio generado al otro

lado del pistn. Simultneamente, una

cierta cantidad de aceite se ve desplazada

por el volumen que el vstago va ocupando

en la cmara interior. Este aceite

forzosamente pasa por la vlvula de pie

hacia la cmara de reserva (llena de aire a

presin atmosfrica o nitrgeno entre 4 y 8


bar). La fuerza de amortiguamiento viene dada por la resistencia que

impone la vlvula de pie al paso del aceite.

Carrera de extensin: al tirar del vstago hacia fuera el aceite que

queda por encima del pistn se comprime y pasa a travs de las vlvulas

que hay en l.

La resistencia que el aceite encuentra en dichas vlvulas es la fuerza de

amortiguamiento de extensin. El aceite que haba llegado a la cmara de

reserva (6) vuelve sin hallar resistencia por la vlvula de pie a la cmara

interior para compensar el volumen liberado por el vstago.


Amortiguadores no presurizados:

Estos amortiguadores tiene el inconveniente 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.


Amortiguadores presurizados:

Es un tipo de configuracin empleada hoy en da

en la mayora de los vehculos cuando se busca

mejorar las prestaciones de los amortiguadores

bitubo convencionales.

La solucin consiste en aadir una cmara de gas

de baja presin, ya que la fuerza amortiguadora

en compresin la sigue proporcionando la vlvula

de pie. 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 del amortiguador ms elevados. Presenta algunas

ventajas con respecto a los no presurizados, tales como:

Respuesta de la vlvula ms sensible para pequeas amplitudes.

Mejor confort en marcha

Mejores propiedades de amortiguacin en condiciones extremas

Reduccin de ruido hidrulico

Siguen operativos aunque pierdan el gas

Respecto a los amortiguadores mono tubos, lo de doble tubo

presurizados tienen la ventaja de tener una menor longitud y friccin

para las mismas condiciones de operacin.


AMORTIGUADORES MONOTUBO

De aparicin ms tarda que los bitubo, su uso

est cada vez ms extendido, sobre todo en

vehculos de altas prestaciones y en

competicin.

Constan de dos cmaras principales, una

contiene el aceite y la otra, gas a presin, que

est separadas por un pistn flotante.; adems

solamente hay vlvulas en el pistn.


Funcionamiento:

Carrera de compresin: a diferencia del bitubo el

amortiguador mono tubo no tiene cmara de reserva.

El problema de ubicar el aceite que ocupa el espacio

tomado por el vstago al penetrar se soluciona con una

cmara de volumen variable. Mediante el pistn

flotante se consigue dividir la cmara interior en dos

zonas. Una la del aceite, y otra rellena de gas

presurizado a una presin que oscila entre 20 y 30

bares. Al empujar el vstago hacia dentro, la presin

que ejerce el aceite sobre dicho pistn flotante hace que

la zona de gas se comprima, aumentando la presin a

ambos lados (gas y aceite). Asimismo el aceite se ve


obligado a pasar a travs de las vlvulas del

pistn. La fuerza de amortiguamiento viene

dada por la resistencia que oponen dichas

vlvulas al paso del aceite.

Carrera de extensin: Al tirar del vstago

hacia fuera el aceite que queda por encima del

pistn se comprime y pasa a travs de la

vlvulas que hay en l. La resistencia que el

aceite encuentra en dichas vlvulas es la

fuerza de amortiguamiento de extensin. Por

la disminucin del presin en la cmara, el

pistn flotante vuelve hacia arriba recobrando

su posicin original para compensar el

volumen liberado por el vstago.


Los amortiguadores mono tubo presentan algunas ventajas con respecto a

los bitubo no presurizados:

Buena refrigeracin debido a que la cmara est en contacto directo

con el aire. Esto se traduce en una mayor eficacia, pues hay que tener

en cuenta que el amortiguador es un dispositivo que convierte la

energa cintica en energa calorfica.

Mayor dimetro del pistn a igual dimetro de carcasa, lo permite

reducir las prestaciones de operacin

El nivel de aceite no baja al quedar el vehculo estacionado, lo que

evita funcionamientos deficientes al volver a arrancar


Debido a la presurizacin, el aceite no forma espuma, evitando

problemas de cavitacin y resultando un buen amortiguamiento incluso

con pequeas vibraciones de alta frecuencia

Gracias al pistn separador, no queda restringida la posicin de

montaje, pudindose colocar incluso tumbados

Como desventajas se podran citar las siguientes:

Mayores costos derivados de requerimientos superiores de precisin,

tolerancias de fabricacin y estanqueidad del gas

En lo referente a las vlvulas es ms complejo


Su mayor necesidad de espacio puede aumentar su longitud por

encima de 100mm en aplicaciones en automviles

Otra desventaja es la fuerza de extensin que realizan en su posicin

nominal, debido a la presin interna del gas y a la diferencia de reas

efectivas a ambos lados del pistn. Esta fuerza puede provocar

variaciones en la altura de suspensin que es necesario considerar en

su diseo.


AMORTIGUADORES AJUSTABLES

Algunos amortiguadores ajustables tienen un ajuste manual que permite

al dueo del vehculo o al tcnico, ajustar los amortiguadores a las

condiciones del terreno. La perilla que ajusta el amortiguador vara la

abertura de un orificio en el

interior del amortiguador.

Esta perilla suele tener ocho

ajustes posibles.

El ajuste de la fbrica est en

la posicin N3, que

proporciona un trmino medio

del control de la suspensin.


El ajuste en la posicin N1

proporciona control reducido del

resorte y la suspensin ms

suave, mientras que un ajuste en

la posicin N8 da control

creciente del resorte y una

suspensin ms dura. La perilla

del ajuste es generalmente

accesible sin levantar el vehculo.


Los amortiguadores auto regulables o sensitivos

Estos, estn comenzando a

aparecer en usos de equipos

originales.

En algunos vehculos, un

amortiguador sensible a la posicin

utiliza un pistn cnico que permite

un mayor flujo del fluido en

superficies lisas (izquierda), luego

detiene el flujo para endurecer la

amortiguacin en los golpes.


Otro tipo de estos amortiguadores

contiene canales longitudinales en la

parte baja de la cmara de aceite,

estos canales estn en paralelo con

los orificios del pistn; para

condiciones normales, los orificios del

pistn y los canales estn calibrados

para proveer de una amortiguacin y

control normal, pero si una rueda se

encuentra con un obstculo, el choque

desplaza el pistn y se coloca en una

posicin en la que el aceite tiene que

atravesar solamente por los orificios del

pistn, incrementando la resistencia del

amortiguador.


Aceite para amortiguadores

El aceite utilizado en los amortiguadores debe cumplir con las siguientes

caractersticas:

La fluidez debe ser la adecuada para pasar a travs de los orificios

calibrados

El movimiento de aceite a travs de los orificios produce un aumento

de la temperatura, por la tanto, la viscosidad debe presentar poca

variacin con los cambios de temperatura


Montaje y sujecin de los amortiguadores de la suspensin

En el montaje, el cilindro va fijado al chasis o a la carrocera y el pistn al

brazo oscilante, de esta forma, el

volumen de aire queda siempre en

la parte superior del cilindro. Esto

permite absorber los movimientos

lentos de la carrocera, a la vez

que al encontrarse en la parte

superior, no se emulsiona con el

aceite.

La sujecin a la carrocera o a los

brazos de suspensin se realiza

por cojinetes elsticos (silentblocs)

o con arandelas de caucho.


ELEMENTOS ANEXOS A LA SUSPENSIN

Los elementos anexos tienen como misin mejorar el comportamiento de

la suspensin, siendo los ms utilizados los que se citan a continuacin:

Barras estabilizadoras

Tirantes de reaccin

Barras transversales o barras Panhard

Trapecios

Rtulas


BARRA ESTABILIZADORA

La barra estabilizadora es un componente de la suspensin que permite

solidarizar el movimiento vertical de las ruedas opuestas, minimizando con

ello la inclinacin lateral que sufre la carrocera de un vehculo cuando es

sometido a la fuerza centrpeta, tpicamente en curvas, y que podra

ocasionar peligro de vuelco y molestia para los ocupantes.

La barra estabilizadora puede encontrarse tanto en la suspensin

delantera como en la posterior. Cuando el vehculo entra en una curva, la

carrocera tiende a inclinarse hacia fuera. Esto provoca que las ruedas que

van por la parte exterior de la curva sean sometidas a una mayor fuerza

dinmica, que se traduce en un mayor peso sobre la suspensin.

Inversamente, las ruedas internas se descargan. Por ello se puede

observar una compresin de la suspensin del lado externo y una


extensin por el lado interno. Este efecto puede llegar a hacer que alguna

de las ruedas internas pierda el contacto con el pavimento.

La barra estabilizadora, al ser un componente elstico, transfiere parte de

la fuerza de extensin de la suspensin asociada a la rueda interna, hacia

la rueda externa. Esto produce un efecto de endurecimiento de la

suspensin asociada a la rueda externa, con la consiguiente disminucin

de la compresin que sufre y por ende una menor inclinacin de la

carrocera del vehculo.

A igualdad de diseo, cuanto ms gruesa es una estabilizadora mayor es

su resistencia a la torsin y, por tanto, mayor su efecto anti balanceo. Pero

como casi siempre, debe encontrarse un compromiso, pues a mayor

rigidez mayor interferencia en el funcionamiento entre los dos lados de la

suspensin.


Montaje de la barra estabilizadora

El montaje de la barra depende del tipo de suspensin, pudiendo

encontrarse los siguientes casos:

En vehculos con suspensin independiente, va colocada

transversalmente, unida al chasis por dos cojinetes elsticos. Cada

extremo est fijado a un brazo de suspensin a travs de un cojinete

elstico de caucho


En otros casos se usa una disposicin parecida a la anterior, con la

diferencia de que se intercala un brazo o bieleta de conexin entre los

extremos de la barra estabilizadora y los brazos de de suspensin, de tal

manera que un extremo del brazo de conexin est fijado al extremo de

la barra

estabilizadora

mediante una

rtula o

arandelas de

caucho, y el

otro extremo

se une al

brazo de

suspensin


En vehculos de eje rgido, la barra va colocada trasversalmente, unida al

eje por un extremo y al chasis por el otro. Esta barra es totalmente recta

con sujeciones elsticas en cada extremo y se conoce tambin como

barra Panhard


Tirantes de reaccin

Los tirantes de reaccin son barras

de acero situadas entre los ejes de

las ruedas y el chasis y su misin

consiste en limitar los movimientos

longitudinales en los elementos

elsticos cuando se producen

aceleraciones y retenciones.


Barras transversales

Este tipo de barras normalmente se

colocar en los puentes traseros con eje

rgido. Se trata de una barra de acero

situada transversalmente entre el eje y la

carrocera. Sirve para limitar las fuerzas

laterales y mejorar la adherencia.


Brazos de suspensin

Tambin son llamados trapecios o platos de suspensin. Los brazos de

suspensin tienen la finalidad de:

Realizar la unin entre el bastidor y las ruedas. Por un extremo estn

unidos al bastidor y por otro, a las ruedas.

Sirven de elemento soporte para el muelle y el amortiguador.

Mejorar el guiado del neumtico.

Tipos de montajes de los brazos

Segn el montaje se puede encontrar:

Brazos transversales

Brazos longitudinales


Brazos transversales: se llaman tambin brazos oscilantes, realizan la

unin del bastidor con la mangueta y pueden estar construidos por uno o

varios brazos dependiendo el tipo de suspensin.

Esta disposicin se puede emplear en la parte delantero o posterior del

vehculo, adems con este montaje de brazos transversales se puede

emplear cualquier resorte acompaado de un amortiguador.

Esta disposicin se utiliza en la

suspensin de paralelogramo

deformable, pudiendo adoptar la forma

de dos tringulos superpuestos o

varios brazos oscilantes, dando lugar

a una suspensin multibrazo y

tambin, como brazo inferior y nico


en la suspensin McPherson. Para limitar los movimientos del brazo y

evitar golpes en la carrocera, se coloca un tope elstico de caucho.


Brazos longitudinales: vara la forma de montaje, pero el

funcionamiento es el mismo. Este montaje se usa solo en la parte

posterior de vehculo; y a esta disposicin tambin se la denomina brazos

o ruedas tirados, pudiendo dar lugar a dos variaciones:

Brazos tirados o

arrastrados: en este

tipo, apenas se

producen variaciones de

va, cada o avance de

la rueda. Con esta

disposicin existen

casos en los que los

brazos estn unidos por

un extremo a un eje


tubular que, a su vez, est anclado al chasis. En algunos casos, a travs

del interior del eje pasa la barra estabilizadora en une los dos brazos.

Brazos tirados oblicuos o semiarrastrados:

en este tipo los brazos basculan sobre los

ejes oblicuos respecto al plano longitudinal

del vehculo.

Tienen la ventaja de que no precisan barra

estabilizadora, debido a la componente

longitudinal que tiene el propio brazo; en

este caso las variaciones de va, cada o

avance de la rueda, dependen de la posicin

e inclinacin de los brazos.


Rtula de suspensin

En elemento de unin entre

los elementos de la suspensi

y las manguetas de las

ruedas. Es una junta esfrica

que permite el movimiento

vertical y de rotacin de las

ruedas directrices de la

suspensin delantera. Est

compuesta bsicamente por

casquillos de friccin y de

perno encerrados en una carcasa.


Rtula de suspensin: es una junta esfrica que permite el movimiento

vertical y de rotacin de las ruedas directrices de la suspensin delantera.

Est compuesta bsicamente por casquillos de friccin y de perno

encerrados en una carcasa.

Brazo de suspensin o de control: elemento que acopla al resto de los

componentes de la suspensin a la carrocera o al chasis del vehculo

mediante una junta esfrica (rtula o terminal).

Rtula de carga: rtula que soporta la fuerza ejercida por el resorte de

suspensin o cualquier otro elemento elstico utilizado para sostener el

peso de un vehculo. En una suspensin independiente, es el dispositivo

que est montado en el brazo de suspensin que proporcione la reaccin

al elemento elstico. La rtula elstica puede trabajar a tensin o

compresin segn el diseo del sistema de suspensin del vehculo.


Rtula de friccin o seguidora: Rtula del sistema de suspensin que no

soporta cargas verticales, pero ayuda a resistir las cargas horizontales.

Siempre est montada en el brazo de suspensin que no reacciona contra

el elemento elstico que sostiene al vehculo. En la mayora de los casos,

la rtula de friccin est pre cargada con un elemento plstico que la

capacita para amortiguar la vibracin, cargas de choque y facilita la accin

giroscpica de la rueda

Cojinetes elsticos

Son los elementos de unin entre los elementos de la suspensin y el

chasis, tambin se los denomina silenblocks. Trabajan a torsin:

Realizando una pequea amortiguacin

Absorbiendo las leves vibraciones que producen las ruedas sobre la

carrocera


Los cojinetes elsticos pueden estar construidos de tres formas:

Exclusivamente a base de caucho

Con dos cojinetes metlicos o casquillos gua entre los que va colocado

el caucho

Mediante silenblocks rellenos de aceite. En las cargas originadas por la

fuerzas laterales, el aceite debe pasar de un lado a otro

sistemas de traslación

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