SUSPENSIONES EN EL VEHICULO

[pic 1]LOS MOVIMIENTOS RELATIVOS ENTRE CARROCERÍA Y RUEDAS

Los movimientos relativos que se generan entre carrocería y ruedas a causa de la presencia de las suspensiones se identifican así:[pic 2]

• CABECEO (Pitching)

• BALANCEO (Rolling)

• REBOTE (Bouncing)

• DERRAPE (Yaw)

En esta ocasión se considerarán los fenómenos de cabeceo y balanceo, ya que dependen directamente del comportamiento de las suspensiones; el rebote, una suerte de cabeceo simétrico debido a la oscilación simétrica de las cuatro suspensiones, puede ser atribuible al cabeceo, mientras el derrape, rotación del vehículo alrededor del eje vertical que pasa por el centro de gravedad del vehículo, puede verificarse independientemente de la presencia de las suspensiones.

EL CENTRO DE GRAVEDAD

DEFINICIÓN: el centro de gravedad de un cuerpo es el punto ideal en el cual podemos imaginar concentrada toda su masa y en el que se aplican ya sea la fuerza de gravedad terrestre a la que está expuesto (de allí el nombre de centro de gravedad), ya sea los esfuerzos dinámicos debidos al movimiento del vehículo.[pic 3][pic 4]

POSICIÓN: la determinación de la posición del centro de gravedad resulta compleja con frecuencia, puesto que su posición cambia en relación a la disposición y a la magnitud del peso.

IMPORTANCIA: el conocimiento de la posición del centro de

gravedad de un vehículo en distintas condiciones es fundamental ya que de la posición del centro de gravedad dependen casi todas las características principales que tienen influencia sobre el comportamiento del vehículo; algunas veces, pequeños movimientos del centro de gravedad también pueden producir consecuencias significativas.

CABECEO[pic 5][pic 6]

TRANSFERENCIA LONGITUDINAL DEL PESO: a causa de la

aceleración y desaceleración que se generan durante el movimiento se obtiene una variación del peso que influye sobre los ejes del vehículo; tales variaciones con respecto a la situación estática se denominan comúnmente transferencia longitudinal del peso; el peso se mantiene sustancialmente invariable mientras la fuerza inercial aplicada al centro de gravedad genera un movimiento con respecto al eje del cabeceo de manera de descargar un eje y cargar el otro.[pic 7][pic 8]

DEFINICIÓN DE CABECEO: el eje de cabeceo es el eje transversal en torno al que gira la carrocería durante el movimiento de cabeceo; su posición se determina en función de la geometría de las suspensiones.

[pic 9]PARÁMETROS: La transferencia de peso es directamente proporcional a la masa del vehículo, a la altura de su centro de gravedad y a la fuerza que genera la transferencia, e inversamente proporcional a la longitud del paso del vehículo; de aquí resulta que al aumentar la carga transportada aumenta el efecto de cabeceo; tal efecto puede reducirse si se adopta un centro de gravedad bajo.

EFECTOS: La transferencia del peso tiene influencia también sobre la adherencia al terreno, ya que en la fase de frenado, el aligeramiento del eje trasero reduce su acción direccional y de frenado, que no siempre se compensan mediante el mejoramiento de las características de dirección y frenado del eje delantero; en la aceleración, el aligeramiento del eje delantero puede determinar efectos de subdirección y pérdida de adherencia tales que no permiten la descarga a tierra de toda la potencia disponible; lo expuesto es válido obviamente para vehículos de tracción delantera; para vehículos de tracción trasera vale lo contrario.

SUSPENSIONES ANTIDIVE Y ANTISQUAT: una disposición favorable de la geometría de los brazos de acoplamiento de la suspensión permite lograr:

• una suspensión antisquat, en el caso en que se oponga al aligeramiento del eje delantero;

• una suspensión antidive, en el caso en que se oponga al aligeramiento del eje trasero; generalmente para obtener efectos antidive o antisquat es necesario adoptar suspensiones con una cinemática que realice una conversión de energía a partir del movimiento de cabeceo en trabajo de traslación

BALANCEO[pic 10]

DEFINICIÓN: con el término balanceo se define el movimiento del cuerpo de un vehículo dotado de suspensiones elásticas, generado durante el trazado de una curva; en este caso la fuerza centrífuga, actuando sobre la masa suspendida, determina la inclinación del vehículo hacia el exterior de la curva.

EFECTOS: los efectos generados por el balanceo son principalmente dos:

• Inclinación de la carrocería, con la consiguiente modificación de los ángulos característicos de la rueda;

• Transferencia del peso soportado por las suspensiones y las ruedas exteriores con la consiguiente sobrecarga de las mismas; ambos efectos inciden negativamente en el comportamiento del vehículo y en su adherencia al terreno.

EJE DE BALANCEO: durante el movimiento de balanceo el vehículo gira entorno a un punto denominado centro de balanceo; la posición de este punto se modifica con la variación de la suspensión y puede variar al cambiar el tipo de suspensión adoptada por el otro eje; dado que los esquemas de suspensión delanteros y traseros son distintos, es necesario referirse a un eje de balanceo y no a un centro de balanceo; la posición del eje de balanceo determina el comportamiento del vehículo en balanceo; se recuerda que cierta presencia de balanceo en curva es aconsejable ya que despierta en el conductor una sensación de “peligro” al coger una curva a velocidad sostenida.

LAS SUSPENSIONES DEL AUTOMÓVIL

Por suspensión de un automóvil se entiende aquel conjunto de elementos que conectan la rueda a la carrocería del modo más seguro y confortable posible para sus pasajeros; la suspensión, entretanto, le garantiza a la rueda la libertad de movimiento necesaria para permitir al vehículo el movimiento en la dirección deseada por el conductor.

Las suspensiones constituyen la conexión entre el vehículo y la calle, y transmiten al conductor el efecto directo de las fuerzas generadas por el movimiento del vehículo; este efecto de transformación en sensaciones perceptibles por el

[pic 11]conductor a través del asiento, como vibraciones en la dirección o en forma de ruidos; el esquema constructivo de la suspensión y del calibrado de distintos elementos que controlan la posición y los movimientos verticales y longitudinales de la rueda contribuyen, junto con los neumáticos, a establecer la conducción (HANDLING) y el confort de la marcha (RIDE)

FUNCIONES DE LA SUSPENSIÓN

Absorción de los efectos de obstáculos viales: Una primera tarea importante, destinada a permitirle al vehículo el movimiento en toda dirección y de la manera más confortable para los pasajeros, es la de amortiguar, absorber y filtrar todos los impactos y las fuerzas de impulsión que durante el movimiento se transmiten de la calle a la rueda y, por su intermedio, a la carrocería.

Conducción correcta de la rueda sobre el terreno, tanto en términos angulares como de traslación: Una segunda función importante de la suspensión está ligada a la necesidad de garantizar los cambios de dirección del automóvil a través de la acción de virado de las ruedas; en este caso la suspensión sirve de elemento de enlace entre la rueda y la carrocería y guía los movimientos laterales de la rueda.

Mantenimiento de suficiente adherencia de la rueda a un terreno irregular: Esta tercer función es realizada por la suspensión a través del sistema compuesto por los órganos portantes y por los órganos disipadores de energía; los primeros (brazos oscilantes, barras, articulaciones, etc.) garantizan la posición de la rueda con respecto a la carrocería y evitan los movimientos no previstos por el proyectista; los segundos son elementos colaboradores de los elásticos (muelles helicoidales, barras de torsión, muelles de ballesta, etc.), introducidos con el fin de disipar la energía almacenada de los ejes y así amortiguar las oscilaciones de la carrocería evitando el rebote de la rueda sobre el terreno; el elemento disipador actualmente generalizado en todos los tipos de suspensiones es el amortiguador hidráulico.

COMPONENTES DE LA SUSPENSIÓN

Para ejecutar las funciones arriba mencionadas, la suspensión debe estar compuesta de distintas categorías de órganos.

• Órganos portantes: son aquellos órganos que conectan mecánicamente la rueda y la carrocería y que garantizan los grados de libertad requeridos y la correcta posición de la rueda con respecto al terreno; estos órganos son determinantes para definir el movimiento relativo entre rueda y carrocería.
• Órganos elásticos primarios: son muelles helicoidales, de ballesta, barras de torsión, tapones; son aquellos órganos que conectan elásticamente la rueda a la carrocería; a estos órganos se les asigna el cometido de almacenar la energía en juego durante el movimiento a[pic 12][pic 13]

causa de los impactos de la rueda contra la aspereza de la calle; además, tienen la tarea de sostener el peso de la carrocería y, en general, de la parte de masa del vehículo que se apoya en los ejes y que se denomina masa suspendida.

• Órganos elásticos secundarios: son los casquillos; ellos garantizan la filtración de las vibraciones de alta frecuencia y contribuyen al confort del vehículo.
• Órganos disipadores: los amortiguadores hidráulicos; son

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