miércoles, 16 de febrero de 2011

Tipos de suspensión

En la actualidad las suspensiones que se emplean en los automóviles de turismo son muy variadas, si bien todas están basadas en unos pocos sistemas diferenciados.
En primer lugar se diferencian las suspensiones en las que ambas ruedas de un eje están unidas por medios elásticos, de tal manera que el movimiento de una se transmite a la otra, de las suspensiones en las que, por el contrario, ambas ruedas cuentan con elementos de suspensión que no están unidos dinámicamente. Estas últimas se denominan "independientes".
Eje delantero
En casi todos los turismos el eje delantero es independiente, desde hace ya bastantes años ya que permite un contacto mejor de las ruedas con el suelo al girar. La suspensión más utilizada en el eje delantero es la de tipo McPherson y sus variantes más modernas basadas en ella. Asimismo en los vehículos de categorías superiores se emplea la suspensión de doble trapecio, más costosa de construcción y con más ventajas de cara a la estabilidad; antiguamente era la única que se conocía.
Sin embargo, en el eje trasero las soluciones son mucho más variadas debido a que las ruedas suelen tener una dirección fija, por lo que no hay necesidad de que puedan rotar, además de que hoy día son mayoría los vehículos de turismo en los que tampoco soportan la transmisión. En esos casos se utilizan habitualmente soluciones más sencillas y baratas, sobre todo en los coches de gama más baja, en las que la suspensión en las ruedas traseras no es independiente. Estos tipos de suspensión, en principio, no tienen tan buen comportamiento como las independientes, pero su buen compromiso entre costo y comportamiento hace que sean ampliamente utilizadas.
Las soluciones empleadas en los ejes delantero y trasero suelen ser diferentes debido, principalmente, a que sólo las ruedas delanteras tienen direccionalidad. También depende de si la transmisión se realiza a las ruedas delanteras, traseras o a las cuatro ruedas.


Eje trasero
La ausencia de direccionalidad en las ruedas traseras, además de que normalmente tampoco intervienen en la transmisión, hace que las soluciones empleadas en el eje trasero puedan ser más sencillas que las del delantero.
Los primeros automóviles tenían transmisión a las ruedas traseras, y el eje consistía en una unión rígida entre ambas ruedas. Habitualmente se empleaban ballestas para amortiguar el movimiento del eje, un sistema sencillo y robusto que actualmente se usa en los vehículos industriales y todo terreno por su robustez, capacidad de soportar peso y gran recorrido entre topes. Con la llegada de la tracción delantera las soluciones para el eje trasero se simplificaron. La solución más sencilla y evidente es mantener un eje rígido pero sin soportar la suspensión. A partir de ahí se desarrollaron las suspensiones semi-independientes. Este tipo de suspensión se denomina "de ruedas tiradas", porque las ruedas cuelgan del soporte del eje, presentando una suspensión por muelle y el amortiguador. En algunos casos el muelle no es el típico helicoidal o espiral, sino por barras de torsión, sistema aún más sencillo y económico, que además deja mucho espacio de carga libre. Este tipo de amortiguación, con diferentes variaciones, todavía se utiliza en gran medida en los vehículos que se venden actualmente debido a su difícil tarea.
En los vehículos modernos de gama media-alta se montan suspensiones totalmente independientes. Una de las soluciones más sencillas de las de este tipo, muy utilizada todavía en la actualidad, aunque con pequeñas variaciones según el diseño, es la de tipo McPherson. Este tipo de suspensión es mucho más efectiva que las anteriormente mencionadas porque el movimiento de una rueda no afecta a las demás. Sin embargo, la suspensión McPherson tiene el inconveniente de que no mantiene exactamente la geometría en todo el momento porque describe un movimiento ligeramente circular.
Amortiguador
El amortiguador es un dispositivo que absorbe energía, utilizado normalmente para disminuir las oscilaciones no deseadas de un movimiento periódico o para absorber energía proveniente de golpes o impactos.
Los amortiguadores son un componente común de la suspensión de los automóviles y otros vehículos, para ayudar a que las ruedas se mantengan pegadas al suelo. Los elementos elásticos metálicos utilizados en la suspensión tienen la tendencia de rebotar. Se han dado casos en pisos bacheados, y debidos a que los movimientos de cada bache se sumaban en los que coches han llegado a despegar. Para evitar este efecto, el que las ruedas se despeguen, los amortiguadores frenan las oscilaciones siguientes al movimiento inicial del bache. Este efecto de rebote se evita en las suspensiones neumáticas como la hidroneumática.



Barra Estabilizadora
La barra estabilizadora es un componente de la suspensión que permite solidarizar el movimiento vertical de las ruedas opuestas, minimizando con ello la inclinación lateral que sufre la carrocería de un vehículo cuando es sometido a la fuerza centrípeta, típicamente en curvas.
Tipos de barra Estabilizadora
El tipo más común de barra es el que se encuentra en la suspensión delantera de los automóviles. Cuando el vehículo entra en una curva, la carrocería 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 dinámica, que se traduce en un mayor peso sobre la suspensión. Inversamente, las ruedas internas se descargan. Por ello se puede observar una compresión de la suspensión del lado externo y una extensión por el lado interno. Este efecto puede llegar a hacer que alguna de las ruedas internas pierda el contacto con el pavimento.
Acción
La barra estabilizadora, al ser un componente elástico, transfiere parte de la fuerza de extensión de la suspensión asociada a la rueda interna, hacia la rueda externa. Esto produce un efecto de endurecimiento de la suspensión asociada a la rueda externa, con la consiguiente disminución de la compresión que sufre y por ende una menor inclinación de la carrocería del vehículo.
Características
La elasticidad asociada a la barra determina cuán efectiva es para contrarrestar la inclinación del vehículo. Esta elasticidad típicamente viene dada por el diámetro de la barra. Una barra muy elástica no transferirá mucha fuerza desde una rueda a otra, por lo que no será muy efectiva para impedir la inclinación. Una barra rígida transferirá mayor fuerza, pero esto impactará en el confort de conducción, ya que si una rueda circulando en línea recta pasa por sobre un obstáculo, perturbará más la rueda opuesta que una barra muy elástica.
Barra de Torsión
La barra de torsión es un elemento construido de acero especial para muelles de gran elasticidad. Se trata de uno de los muelles más simples que existen y forma parte del mecanismo de la suspensión de los automóviles.
Su sección puede ser redonda o cuadrangular. Los extremos de la barra van fijados, uno, en un punto rígido y el otro en un punto móvil, donde se halla la rueda. La barra de torsión tiene como objetivo vencer las oscilaciones que presenta el suelo de las carreteras para hacer más cómodo el viaje en un automóvil, ya que el desequilibrio de sus extremos tiene que vencer la torsión de la barra.
Se trata de uno de los diversos tipos de elementos elásticos o resortes que se pueden utilizar en el mecanismo de una suspensión, en conjunto con amortiguadores, muelles helicoidales, sistemas hidroneumáticos y ballestas. La barra de torsión absorbe la energía al pasar por un bache al obligarla a retorcerse, es decir, trabajar a torsión, con lo cual amortigua de forma sensible el desequilibrio producido por la presencia del bache en la carretera. El montaje de la barra de torsión está sujeto al bastidor y se conecta indirectamente con la rueda. En otros casos el extremo trasero de la barra está fijo al chasis y el delantero al brazo de control de la suspensión. Las barras de torsión pueden estar montadas longitudinalmente o transversalmente.
Resorte
Se conoce como muelle o resorte a un operador elástico capaz de almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan las fuerzas o la tensión a las que es sometido. Son fabricados con materiales muy diversos, tales como acero al carbono, acero inoxidable, acero al cromo-silicio, cromo-vanadio, bronces, plástico, entre otros, que presentan propiedades elásticas y con una gran diversidad de formas y dimensiones.
Se les emplean en una gran cantidad de aplicaciones, desde cables de conexión hasta disquetes, productos de uso cotidiano, herramientas especiales o suspensiones de vehículos. Su propósito, con frecuencia, se adapta a las situaciones en las que se requiere aplicar una fuerza y que esta sea retornada en forma de energía. Siempre están diseñados para ofrecer resistencia o amortiguar las solicitaciones externas.

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