6: DESARROLLOEn la actualidad la tecnologa avanza da a da y la perspectiva de los fabricantes de automviles, difiere de pocas anteriores, en las cuales se centraban en la evolucin de motores ms rpidos y de mayor potencia. A diferencia de lo anteriormente mencionado, hoy prima la seguridad de los ocupantes del automotor, por lo que se han implementado sistemas que se denominan de seguridad pasiva y activa, el primero basado en reducir al mnimo los daos que se pueden producir cuando un accidente es inevitable y el segundo que consta de aquellos elementos que contribuyen a proporcionar una mayor eficiencia y estabilidad al vehculo en marcha, y en la medida de lo posible, evitar un accidente, uno de los varios sistemas que comprende la seguridad activa . De un automotor es el sistema de suspensin, el cual adems de ser un sistema que ayuda a controlar las ruedas del vehculo en contacto con el suelo, tambin se encarga de proporcionar estabilidad y confort al conjunto del vehculo.La evolucin de los sistemas de suspensin avanza paralelamente con la evolucin de los vehculos. Se implementaron primero sistemas de suspensin simples que nicamente constaban de ballestas, el cual mejor el confort en el vehculo, pero surgieron varios problemas con la implementacin de este sistema, uno de estos fue que el vehculo perda estabilidad, entonces se introdujeron los resortes helicoidales y las barras de torsin y de igual forma que en el sistema de ballestas existieron problemas relacionados con la estabilidad, entonces se fabricaron amortiguadores, que se encargaban de absorber vibraciones y oscilaciones producidas por otros elementos que componen el sistema de suspensin. En la actualidad an se implementan varios de estos elementos que componen el sistema de suspensin en un vehculo, pero segn avanza la tecnologa y se realizan varios estudios se van incorporando otros sistemas de suspensin comandados electrnicamente que ayudan a mejorar el confort y la estabilidad del vehculo dentro del cual se cita el sistema de suspensin neumtica. Conociendo este problema se ha visto la necesidad de encontrar una solucin para lo cual se plantea el plan de tesis a fin de obtener un desarrollo acadmico y social con la aplicacin de tcnicas y mtodos en la implementacin del sistema de suspensin neumtica inteligente en un vehculo, se pretende mejorar la estabilidad del vehculo, brindando mayor seguridad al conductor al momento de conducir su vehculo.

6.1: DEFINICINEl sistema de suspensin es un conjunto de elementos convenientemente dispuestos en el vehculo, de acuerdo a su construccin estructural y usos para el que se ha diseado. Este sistema de suspensin puede estar ubicado en el vehculo ya sea entre el suelo y el bastidor o entre el suelo y la carrocera para el tipo monocasco autoparte. Este sistema soporta el peso del vehculo permite su movimiento elstico - controlado sobre sus ejes y es el encargado de absorber la energa producida por las trepidaciones del camino para mantener la estabilidad del vehculo, proporcionando mayor confort y seguridad a los pasajeros y/o carga que se transporta. Est constituido genricamente por los mimos componentes para todo tipo de vehculos diferencindose en sus tipos y dimensiones de acuerdo a las prestaciones del vehculo y su funcin. La suspensin contribuye a mejorar la comodidad y seguridad de marcha y proteger la carga y las piezas del vehculo. 6.2: BARRA ESTABILIZADORA -La barra estabilizadora es un elemento fundamental dentro de una suspensin, ya que sin esta los automviles no seran estables a altas velocidades y seran muy incomodos ya que esta barra limita el balanceo de la carrocera permitiendo as una marcha confortable y suave.-Adems cuanto menos flexible se la barra estabilizadora , tanto mayor movimiento comunica de una rueda a otra y por lo tanto limita ms el balanceo as como el confort de la marcha porque hace que las irregularidades sobre las una pasa una de las ruedas se transmita a la otra .-Si la barra estabilizadora es de material blando ocurrirn grandes balanceos en el automvil provocando una gran inestabilidad y as como consecuencia un viaje incomodo e inseguro.-Si la barra es muy rgida el movimiento de la suspensin de un lado interferir en el otro creando un comportamiento nervioso en el vehculo.-El acero utilizado en la barra estabilizadora es un acero al carbono con un contenido de aproximadamente 0.45 %C y una de sus principales utilizaciones son para partes automotrices y herramentales.-El acero utilizado en la barra estabilizadora es un acero de medio carbono segn la norma AISI SAE.-Respecto a la metalografa se ve una variacin de tamao de grano y estructura donde se tiene ferrita-perlita en gran cantidad.-El tamao de grano es muy fino el cual tiene una baja dureza debido a que esta parte es donde sufre la deformacin plstica de la barra.-La barra estabilizadora est hecha de acero 1045.-Este estudio nos permite plantear una posible solucin a la fractura de la barra la cual fue deformada plsticamente, realizando un relevado de esfuerzo mediante un recocido (calentamiento-enfriamiento) el cual nos sirve para homogeneizar el tamao de grano y las tensiones internas ya que esto aumentara la vida til de la barra.

6.2: ELEMENTOS MAS COMUNES DEL SISTEMA DE SUSPENSION 6.2Elementos de suspensin.Mencionamos los diferentes elementos que forman parte del sistema de suspensin:6.2.1Ballesta,6.2.2Muelle helicoidal6.2.3Barras de torsin6.2.4Silentblocks y cojinetes elsticos6.2.5Rtulas6.2.6Mangueta y buje6.2.7Trapecios o brazos de suspensin6.2.8Tirantes de suspensin6.2.9Topes de suspensin6.2.10Amortiguadores

Estos elementos, como todos los muelles, tienen excelentes propiedades elsticas pero poca capacidad de absorcin de energa mecnica, por lo que no pueden ser montados solos en la suspensin; necesitan el montaje de un elemento que frene las oscilaciones producidas en su deformacin. Debido a esto, los resortes se montan siempre con un amortiguador de doble efecto que frene tanto su compresin como expansin.

6.2.1Ballestas Las ballestas estn constituidas (fig. inferior) por un conjunto de hojas o lminas de acero especial para muelles, unidas mediante unas abrazaderas (2) que permiten el deslizamiento entre las hojas cuando stas se deforman por el peso que soportan. La hoja superior (1), llamada hoja maestra, va curvada en sus extremos formando unos ojos en los que se montan unos casquillos de bronce (3) para su acoplamiento al soporte del bastidor por medio de unos pernos o bulones.

El nmero de hojas y el espesor de las mismas estn en funcin de la carga que han de soportar. Funcionan como los muelles de suspensin, haciendo de enlace entre el eje de las ruedas y el bastidor. En algunos vehculos, sobre todo en camiones, adems de servir de elementos de empuje, absorben con su deformacin longitudinal la reaccin en la propulsin,Existe una abundante normalizacin sobre ballestas en las normas UNE 26 224-5-6-7 y 26 063.Montaje de las ballestas.El montaje de las ballestas puede realizarse longitudinal o transversalmente al sentido de desplazamiento del vehculo.Montaje longitudinal Montaje utilizado generalmente en camiones y autocares, se realiza montando la ballesta con un punto "fijo" en la parte delantera de la misma (segn el desplazamiento del vehculo) y otro "mvil", para permitir los movimientos oscilantes de la misma cuando se deforma con la reaccin del bastidor. El enlace fijo se realiza uniendo directamente la ballesta (1) al soporte (2) y, la unin mvil, interponiendo entre la ballesta (1) y el bastidor un elemento mvil (3), llamado gemela de ballesta.

El montaje de la ballesta sobre el eje (4), puede realizarse con apoyo de la ballesta sobre el eje (figura superior) o con el eje sobre la ballesta (figura inferior); este ltimo montaje permite que la carrocera baje, ganando en estabilidad. La misin se realiza por medio de unas abrazaderas que enlazan la ballesta al eje.

Montaje transversal: utilizado generalmente en turismos, se realiza uniendo los extremos de la ballesta (1) al puente (2) o brazos de suspensin, con interposicin de elementos mviles (3) (gemelas) y la base de la ballesta a una traviesa del bastidor o carrocera.

6.1.2Muelles helicoidalesEstos elementos mecnicos se utilizan modernamente en casi todos los turismos en sustitucin de las ballestas, pues tienen la ventaja de conseguir una elasticidad blanda debido al gran recorrido del resorte sin apenas ocupar espacio ni sumar peso. Los muelles helicoidales estn elaborados mediante un hilo metlico normalmente circular o elptico, enrollados en caliente o fro sobre un cilindro. En los lineales, el dimetro del hilo se conserva constante en todas las espiras del muelle, en tanto que en los variables, el dimetro del hilo vara de unas espiras a otras.

ConstitucinConsisten en un arrollamiento helicoidal de acero elstico formado con hilo de dimetro variable (de 10 a 15 mm); este dimetro vara en funcin de la carga que tienen que soportar; las ltimas espiras son planas para facilitar el asiento del muelle sobre sus bases de apoyo

Una de las caractersticas es de que no pueden transmitir esfuerzos laterales, y requieren, por tanto, en su montaje bielas de empuje lateral y transversal para la absorcin de las reacciones de la rueda. Trabajan a torsin, retorcindose proporcionalmente al esfuerzo que tienen que soportar, acortando su longitud y volviendo a su posicin de reposo cuando cesa el efecto que produce la deformacin.La flexibilidad de los muelles est en funcin del nmero de espiras, del dimetro del resorte, del paso entre espiras, del espesor o dimetro del hilo, y de las caractersticas del material. Se puede conseguir muelles con una flexibilidad progresiva, utilizando diferentes dimetros de enrollado por medio de muelles helicoidales cnicos (figura inferior), por medio de muelles con paso entre espiras variable o disponiendo de muelles adicionales.

Usando muelles adicionales se puede obtener una suspensin de flexibilidad variable en el vehculo. En efecto, cuando ste circule en vaco, slo trabaja el muelle principal (1) y cuando la carga es capaz de comprimir el muelle hasta hacer tope con el auxiliar (2) se tiene un doble resorte, que, trabajando conjuntamente, soporta la carga sin aumentar la deformacin, dando mayor rigidez al conjunto. En la figura inferior puede apreciarse de forma grfica las tres posiciones del muelle: sin montar, montado en el vehculo y el muelle bajo la accin de la carga.

Las espiras de un muelle helicoidal no deben, en su funcin elstica, hacer contacto entre sus espiras; es decir, que la deformacin tiene que ser menor que el paso del muelle por el nmero de espiras. De ocurrir lo contrario, cesa el efecto del muelle y entonces las sacudidas por la marcha del vehculo se transmiten de forma directa al chasis.6.2.3 Barra de torsin

Una barra de torsin es un elemento de acero que conecta los ejes de la suspensin con el fin de reducir el movimiento del chasis causado por una fuerte demanda en los giros. El objetivo es mantener sin cambios la geometra del coche, aumentando as la estabilidad. Este tipo de resorte utilizado en algunos turismos con suspensin independiente, est basado en el principio de que si a una varilla de acero elstico sujeta por uno de sus extremos se le aplica por el otro un esfuerzo de torsin, esta varilla tender a retorcerse, volviendo a su forma primitiva por su elasticidad cuando cesa el esfuerzo de torsin.Disposicin y montaje de las barras de torsin. El montaje de estas barras sobre el vehculo se realiza fijando uno de sus extremos al chasis o carrocera, de forma que no pueda girar en su soporte, y en el otro extremo se coloca una palanca solidaria a la barra unida en su extremo libre al eje de la rueda. Cuando sta suba o baje por efecto de las desigualdades del terreno, se producir en la barra un esfuerzo de torsin cuya deformacin elstica permite el movimiento de la rueda.Las barras de torsin se pueden disponer paralelamente al eje longitudinal del bastidor o tambin transversalmente a lo largo del bastidor

En vehculos con motor y traccin delanteros se montan una disposicin mixta con las barras de torsin situadas longitudinalmente para la suspensin delantera y transversalmente para la suspensin trasera.

2.2.4 Barras estabilizadorasCuando un vehculo toma una curva, por la accin de la fuerza centrfuga se carga el peso del coche sobre las ruedas exteriores, con lo cual la carrocera tiende a inclinarse hacia ese lado con peligro de vuelco y la correspondiente molestia para sus ocupantes.

La elasticidad asociada a la barra determina cun efectiva es para contrarrestar la inclinacin del vehculo. Esta elasticidad tpicamente viene dada por el dimetro de la barra. Una barra muy elstica no transferir mucha fuerza desde una rueda a otra, por lo que no ser muy efectiva para impedir la inclinacin. Una barra rgida transferir mayor fuerza, pero esto impactar en el confort de conduccin, ya que si una rueda circulando en lnea recta pasa por sobre un obstculo, perturbar ms la rueda opuesta que una barra muy elstica. Para evitar estos inconvenientes se montan sobre los ejes delantero y trasero las barras estabilizadores, que consisten esencialmente en una barra de acero elstico cuyos extremos se fijan a los soportes de suspensin de las ruedas; de esta forma, al tomar una curva, como una de las ruedas tiende a bajar y la otra a subir, se crea un par de torsin en la barra que absorbe el esfuerzo y se opone a que esto ocurra, e impide, por tanto, que la carrocera se incline a un lado, mantenindola estable. El mismo efecto se produce cuando una de las ruedas encuentra un bache u obstculo, creando, al bajar o subir la rueda, un par de torsin en la barra que hace que la carrocera se mantenga en posicin horizontal. En caso de circular en lnea recta y en condiciones normales la accin de la barra es nula.

6.1.5Silentblocks y cojinetes elsticosSon aislantes de caucho u otro material elastmero que se encargan de amortiguar las reacciones en los apoyos de la suspensin. Su misin es amortiguar los golpes existentes entre dos elementos en los que existe movimiento. Suelen montarse a presin o atornillados. Su sustitucin debe realizarse cuando el caucho est deteriorado o exista holgura en la unin.Los cojinetes elsticos son elemento de caucho que permite la unin de los componentes de la suspensin facilitando un pequeo desplazamiento. Su montaje suele realizarse mediante bridas o casquillos elsticos. Estos cojinetes son muy utilizados para el montaje de las barras estabilizadoras.

6.2.6RtulasLas rtulas constituyen un elemento de unin y fijacin de la suspensin y de la direccin, que permite su pivota miento y giro manteniendo la geometra de las ruedas.La fijacin de las rtulas se realiza mediante tornillos o roscados exteriores o interiores. Las rtulas permiten el movimiento de la suspensin en los tres ejes, son partes pequeas en relacin al esfuerzo que realizan y al desgaste que sufren, por lo cual su diseo y fabricacin es muy importante para la seguridad de los ocupantes del vehculo.Su sustitucin debe realizarse si existe en estas algn dao como por ejemplo, si esta deformada a causa de algn golpe, o cuando existen holguras.

6.2.7Mangueta y bujeLa mangueta de la suspensin es una pieza fabricada con acero o aleaciones que une el buje de la rueda y la rueda a los elementos de la suspensin, tirantes, trapecios, amortiguador, etc.La mangueta se disea teniendo en cuenta las caractersticas geomtricas del vehculo. En el interior del buje se montan los rodamientos o cojinetes que garantizan el giro de la rueda.

6.1.8Trapecios o brazos de suspensinSon brazos articulados fabricados en fundicin o en chapa de acero embutida que soportan al vehculo a travs de la suspensin. Unen la mangueta y su buje mediante elementos elsticos (silentblocks) y elementos de guiado (rtulas) al vehculo soportando los esfuerzos generados por este en su funcionamiento. Este elemento tiene por objeto definir la posicin relativa de la rueda respecto de la carrocera y, simultneamente, el de transmitir parte de los esfuerzos que rueda y carrocera deben intercambiar (el remanente es absorbido por los muelles de la suspensin). Puede estar constituido por uno o por varios brazos dispuestos, referidos al coche, en sentido longitudinal, transversal e incluso oblicuo.

Tirantes de suspensin.Son brazos de acero longitudinales o transversales situados entre la carrocera y la mangueta o trapecio que sirven como sujecin de estos y facilitan su guiado. Absorben los desplazamientos y esfuerzos de los elementos de la suspensin a travs de los silentblocks o cojinetes elsticos montados en sus extremos.

6.2.9Topes de suspensin.Estos topes pueden ser elsticos o semirrgidos en forma de taco o en forma de casquillo. Su funcin es servir de tope para el conjunto de la suspensin, de manera que en una compresin excesiva esta no se detiene. El montaje de este elemento es muy diverso dependiendo de la forma del taco. Por ejemplo, en las suspensiones McPherson se monta en el interior del vstago del amortiguador, mientras que en las suspensiones por ballesta se suele montar anclado en la carrocera.

6.2.10 AmortiguadoresEstos elementos son los encargados de absorber las vibraciones de los elementos elsticos (muelles, ballestas, barras de torsin), convirtiendo en calor la energa generada por las oscilaciones.Cuando la rueda encuentra un obstculo o bache, el muelle se comprime o se estira, recogiendo la energa mecnica producida por el choque, energa que devuelve a continuacin, por efecto de su elasticidad, rebotando sobre la carrocera. Este rebote en forma de vibracin es el que tiene que frenar el amortiguador, recogiendo, en primer lugar, el efecto de compresin y luego el de reaccin del muelle, actuando de freno en ambos sentidos; por esta razn reciben el nombre de los amortiguadores de doble efecto.Los amortiguadores pueden ser "fijos" y "regulables", los primeros tienen siempre la misma dureza y el segundo pueden variarla dentro de unos mrgenes. En los ms modernos modelos este reglaje se puede hacer incluso desde el interior del vehculo. Marcas conocidas de fabricantes de amortiguadores serian: Monroe, Koni, Bilstein, Kayaba, De Carbn, etc.