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Sistema de suspensión

La suspensión de un automóvil tiene como objetivo el absorber las desigualdades del terreno sobre el que se desplaza, a la vez que mantiene las ruedas en contacto con el pavimento, proporcionando a los pasajeros un adecuado confort y seguridad en marcha y protegiendo la carga y las piezas del automóvil, también evitar una inclinación excesiva de la carrocería durante los virajes, inclinación excesiva en la parte delantera durante el frenado.

Las características del manejo de un automóvil dependen del chasis y del diseño de la suspensión. En un extremo se encuentra la suspensión diseñada para proporcionar un suave desplazamiento encontrado en automóviles de lujo, en el otro extremo se encuentra la suspensión diseñada para proporcionar un desplazamiento firme y tenso como la suspensión de un automóvil de carreras.

La gran mayoría de automóviles de motor poseen suspensiones que proporcionan un desplazamiento entre los discos extremos.

En el diseño de la suspensión del automóvil la diferencia entre el peso amortiguado y el no-amortiguado es importante. El peso amortiguado es la totalidad del peso que se soporta por los muelles del automóvil, lo cual incluye la carrocería, estructura, motor, componentes de transmisión y todos lo que estos contienen.

El peso no amortiguado es el de las partes entre los muelles y la superficie del camino, lo cual incluye llantas, ruedas, frenos, partes de la dirección y montaje del eje trasero.

El sistema esta compuesto por un elemento flexible (muelle de resorte (ballesta) helicoidal, barra de torsión, estabilizador, muelle de caucho, gas o aire, etc. Y un elemento de amortiguación, cuya misión es neutralizar las oscilaciones del amasa suspendida originada por el elemento flexible al adaptarse a las irregularidades del terreno.

Los elementos más comunes encontrados en los sistemas de suspensión son:


BRAZOS DE CONTROL:

conectan la articulación de la dirección, eje de la rueda, con la carrocería o chasis. Los brazos oscilan en ambos extremos, permitiendo movimientos hacia arriba y hacia abajo. Los extremos exteriores permiten acción oscilatoria para la conducción.






ARTICULACION DE LA DIRECCION:

forma del eje muñón o eje de rueda para soporte del cojinete y de la rueda.





BUJES DE HULE:

los bujes torsionales de caucho permiten la acción oscilatoria hacia arriba y hacia abajo, de los brazos de control.





ROTULAS:

permiten la acción oscilatoria entre el extremo de los brazos de control, para el movimiento de la suspensión hacia arriba y hacia abajo para la acción de viraje del automóvil






RESORTES EN ESPIRAL

Lo resortes en espiral son los mas utilizados en los automóviles actuales, se emplean tanto en la suspensión delantera como la trasera. Un resorte en espiral es una varilla de acero enrollada. La presión requerida para comprimir el resorte es el coeficiente del resorte. El coeficiente del resorte es calculado para hacerlo compatible con cada automóvil; en algunos casos esto es distinto de derecha a izquierda. Los resortes en espiral de coeficiente variable proporcionando tasas distintas de compresión de resorte.

Los resortes se clasifican en función de la deflexión bajo una carga dad, la ley de Hoy indica que una fuerza aplicada a un resorte hace que este se comprima en proporción directa a la fuerza aplicada. Al retirarse la fuerza, el resorte regresa a su posición original, en caso que no sea sobrecargado. Los automóviles más pesados requieren resortes más duros. Los resortes están diseñados para soportar en forma adecuada la carga y proporcionar al mismo tiempo una conducción suave y blanda como sea posible.





BOLSAS DE AIRE

A partir del desarrollo de cauchos y fibras de refuerzo cada vez mas resistentes, las bolsas de aire como elemento flexible, han ido adquiriendo mas y mas utilización en los vehículos dotados con frenos de aire donde el aire comprimido está disponible. Estas bolsas de aire proporcionan una suspensión muy suave y suficientemente duradera.
La ventaja principal de las bolsas de aire comparadas con el resto de los muelles es que su presión interior puede ser modificada de acuerdo a la carga y con ello mantener la misma altura en el vehículo cargado y el vacío además de proporcionar casi la misma suavidad de marcha con independencia de la carga aprovechando la compresibilidad del aire interior.
En principio, estas bolsas de aire se montan de la misma manera que los muelles en espiral,
sustituyendo estos, pero acompañadas de un sensible mecanismo neumo-mecánico de control
de presión. En la foto de la derecha puede verse un típico montaje de las bolsas de aire en un
camión pesado. Estas bolsas de aire no sostienen el eje en su sitio tal y como los muelles en espiral,
por lo que el uso de tensores de soporte son necesarios.





MUELLES DE HOJA

La mayor parte de muelles de hoja están fabricados en placas de acero. Se utilizan muelles de una o varias hojas, en algunos casos como en la parte delantera como la trasera. Actualmente son utilizados exclusivamente en la parte trasera de automóviles y camiones ligeros.

Unos muelles de una sola hoja son del tipo de placa de acero de espesor variable, con una sección central gruesa y delgada hacia ambos lados, lo cual permite un coeficiente de resorte variable para una conducción suave y una buena capacidad de soporte de carga. Un muelle de varias hojas posee una hoja principal con las terminales en cada extremo y varias hojas sucesivas mas cortas unidas mediante un perno central o abrazadera.

El perno central o abrazadera se ajusta al eje, lo cual impide movimiento hacia delante i hacia atrás del eje, conservándolo alineado. En algunos casos se utilizan tacones o grapadas entre las hojas con el fin de reducir el desgaste, fricción y el ruido. Los muelles de las hojas poseen un ojo en cada extremo para fijarse con el chasis o bastidor.




BARRA DE TORSION

La barra de torsión esta sujeta al bastidor y se conecta indirectamente con la rueda. En algunos casos el extremo trasero de la barra esta fijo al chasis y el delantero al brazo de control de la suspensión, que actúa como palanca; al moverse verticalmente la rueda, la barra se tuerce. Las barras de torsión pueden estar montadas longitudinalmente o transversalmente. Las barras de torsión están hechas de una aleación tratada por calor para el acero, durante la manufactura son precisamente estiradas para darles una resistencia contra la fatiga.




VARILLA DE TENSION

La varilla de tensión impide que el extremo exterior de un brazo de control se mueva hacia delante o hacia atrás, un extremo esta fijo al chasis y el otro extremo al brazo de control en un Angulo de control aproximado de 45º.
Los bujes de caucho en la parte delantera de la varilla de tensión proporcionan amortiguamiento por los golpes en la varilla de tensión.


BARRA ESTABILIZADORA

Una barra inclinada o barra estabilizadora se usa en la suspensión delantera de muchos vehículos y en algunas suspensiones traseras, la barra estabilizadora es una varilla en forma de U y en cada uno de los extremos conectada a los brazos de control inferiores a través de montajes de caucho. En las curvas la fuerza centrifuga transfiere parte del peso del automóvil a las ruedas exteriores. En caso que posean suspensión independiente no se puede contrarrestar la tendencia del automóvil a inclinarse hacia el extremo de la curva.
Para reducir este efecto, los brazos de control izquierdo y derecho se conectan a una barra estabilizadora, la cual es en esencia una barra de torsión transversal, que cuando se inclina el automóvil, se tuerce para resistir el movimiento y mantener más nivelado el automóvil.




AMORTIGUADORES:

amortiguan la acción de los resortes, impidiendo que la suspensión tenga una acción prolongada hacia arriba y hacia abajo.




AMORTIGUADORES DE GAS

Los amortiguadores de gas funcionan bajo los mismos principios que los amortiguadores hidráulicos. Una cámara en el amortiguador esta cargada de nitrógeno, el cual mantiene una presión constante sobre el fluido hidráulico que hay en el amortiguador, con el fin de evitar la aireación del fluido hidráulico durante los movimientos rápidos de la suspensión. El rendimiento del amortiguador mejora cuando no existen burbujas de aire en el fluido hidráulico.




AMORTIGUADORES DE AIRE A PRESION

Los amortiguadores de aire a presión son básicamente iguales a los amortiguadores hidráulicos. Las secciones superior e inferior están selladas mediante un diafragma de noeprofeno a fin de formar un cilindro de aire. Mediante un compresor de aire controlado electrónicamente la presión en el cilindro es mantenida entre aproximadamente 10 y 32 psi. Una tubería con su conector proporciona presión de aire al amortiguador. De acuerdo aumenta la carga del automóvil, los censores de altura señalan a la unidad de control electrónica, para que active el control del compresor y así aumentar la presión de aire en los amortiguadores, el sistema esta diseñado para diferentes cargas y mantener en forma automática la altura del automóvil.


AMORTIGUADORES AJUSTABLES

Los amortiguadores ajustables proporcionan una conducción firme, mediana o suave. Al ajustar el amortiguador se modifica el ajustable de las válvulas internas.
Un flujo mayor de fluido hidráulico entre las cámaras permite un amortiguador más suave, un flujo restringido da como resultado un amortiguador mas firme.
Algunos amortiguadores se ajustan en forma manual, al girar una perilla de ajuste o el cuerpo del amortiguador controlado eléctrica o electrónicamente se utiliza un solenoide eléctrico.

CLASES DE SISTEMAS DE SUSPENSION

SISTEMA INDEPENDIENTE

Una suspensión independiente consiste en que cada rueda esta conectada al automóvil 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 suspensión independiente se puede utilizar en las cuatro ruedas.



Tipos de suspension Independiente:


SUSPENSIÓN DE ORQUILLA

Este tipo de suspensión consiste de dos brazos, uno superior e inferior, el cual soporta los neumáticos, y un muñón (en el caso de suspensión delantera) o un eje portador (en el caso de suspensión posterior) que une los brazos en conjunto. Las características de suspensión son determinadas por la longitud de los brazos superior e inferior y sus ángulos de instalación, permitiendo así una gran cantidad de libertad en el diseño de la suspensión.




SUSPENSION DE TIRANTES

Con este tipo de suspensión, los amortiguadores son hechos parte de los brazos que soportan los neumáticos, haciendo que la holgura entre el punto de apoyo izquierdo y derecho sea más grande y los cambios en el ángulo montante de los neumáticos debido a sacudidas y baches en la pista, es minimizado. Este tipo de suspensión es utilizado principalmente para la suspensión delantera de carros de pasajeros de tamaño mediano. Cuando es usado para la suspensión posterior, los brazos son de doble articulación fijados y montados en paralelo en cada lado izquierdo y derecho de la dirección en la carrocería. Este tipo de suspensión es usado a menudo en vehículos FF.




SUSPENSION DE BRAZO TIRANTE

Con este tipo de suspensión, los puntos de apoyo de los brazos que soportan a los neumáticos son montados en ángulos rectos en la dirección longitudinal de la carrocería.




SUSPENCION DE BRAZOS SEMI-TIRANTES

Este tipo de suspensión se parece al tipo de brazos tirantes, pero los puntos de apoyo son montados, tanto como sea inclinado con respecto a la dirección longitudinal de la carrocería.




SISTEMA NO INDEPENDIENTE

En una suspensión no independiente las ruedas izquierda y derecha están conectadas al mismo eje sólido. Cuando una rueda se mueve hacia arriba o hacia abajo, hace que la rueda del lado opuesto se incline en su parte superior hacia afuera o hacia adentro. Normalmente es utilizada en la parte trasera de algunos automóviles con tracción trasera y en algunos automóviles en la parte delantera con tracción de cuatro ruedas.


SISTEMA SEMI-INDEPENDIENTE
Es utilizada en algunos automóviles de tracción delantera, lo cual permite un movimiento independiente limitado de cada rueda, al transmitir una acción de torsión al eje sólido de conexión.