COMPONENTES DEL SISTEMA DE SUSPENSINEl sistema de suspensin est compuesto por un elemento flexible o elstico (muelle de ballesta o helicoidal, barra de torsin, bujes, gas o aire) y un elemento amortiguacin (amortiguador), cuya misin es neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida originadas por el elemento flexible al adaptarse a las irregularidades del terreno.Elementos de suspensin simplesEn las suspensiones simples se utilizan como elementos de unin, unos resortes de acero elstico en forma de: Ballesta, Muelle helicoidal Barras de torsinEstos 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.BallestasLas 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.

Montaje de las ballestasEl 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.

Muelles helicoidales

Estos 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.

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 (fig. inferior).

CaractersticasNo 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 (fig. inferior), 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) (fig. inferior) 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.

Barra de torsinEste tipo de resorte utilizado en algunos vehculos 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 (fig. inferior).

Disposicin y montaje de las barras de torsin: El montaje de estas barras sobre el vehculo se realiza (fig. inferior) 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. +++++++++++++++

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.

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.

Bujes 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 elementos 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.

RtulasLas rtulas constituyen un elemento de unin y fijacin de la suspensin y de la direccin, que permite su pivotamiento y giro manteniendo la geometra de las ruedas. La fijacin de las rtulas se realiza mediante tornillos o roscados exteriores o interiores. 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 (figura inferior).

Mangueta 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.

Trapecios 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 (bujes, cojinetes elsticos) y elementos de guiados (rtulas) al vehculo soportando los esfuerzos generados por este en su funcionamiento.

Tirantes de suspensinSon 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 el desplazamiento y esfuerzos de los elementos de la suspensin a travs de los bujes o cojinetes elsticos montados en sus extremos.

Topes de suspensinEstos 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.

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 los segundos pueden variarla dentro de unos mrgenes. Tipos de amortiguadores: Los ms empleados en la actualidad son los de tipo telescpico de funcionamiento hidrulico. Dentro de estos podemos distinguir: Los amortiguadores hidrulicos convencionales (monotubo y bitubo). Dentro de esta categora podemos encontrar los fijos y los regulables. Los amortiguadores a gas (monotubo o bitubo). No regulables Los amortiguadores a gas (monotubo). Regulables

Amortiguadores hidrulicos convencionalesSon aquellos en los que la fuerza de amortiguacin, para controlar los movimientos de las masas suspendidas y no suspendidas, se obtiene forzando el paso de un fluido a travs de unos pasos calibrados de apertura diferenciada, con el fin de obtener la flexibilidad necesaria para el control del vehculo en diferentes estados. Son los ms usuales, de medidas pre-establecidas. Son baratos pero su duracin es limitada y presentan prdidas de eficacia con trabajo excesivo, debido al aumento de temperatura. No se suelen utilizar en conduccin deportiva ni en competicin.Estos amortiguadores de tipo telescpico y de funcionamiento hidrulico estn constituidos (fig. inferior) por una cilindro (A) dentro del cual puede deslizarse el mbolo (B) unido al vstago (C), que termina en el anillo soporte (D), unido al bastidor. Rodeando el cilindro (A) va otro concntrico, (F), y los dos terminan sellados en la parte superior por la empaquetadura (E), por la que pasa el vstago (C), al que tambin se une la campana (G), que preserva de polvo al amortiguador. El cilindro (F) termina en el anillo (H), que se une al eje de la rueda y se comunica con el cilindro (A) por medio del orificio (I). El cilindro (A) queda dividido en dos cmaras por el pistn (B); stas se comunican por los orificios calibrados (J y K), este ltimo tapado por la vlvula de bola (L).As constituido el amortiguador, quedan formadas las cmaras (1, 2 y 3), que estn llenas de aceite. Cuando la rueda sube con relacin al chasis, lo hace con ella el anillo (H) y, a la vez que l, los cilindros (A y F), con lo cual, el lquido contenido en la cmara (2) va siendo comprimido, pasando a travs de los orificios (J y K) a la cmara (1), en la que va quedando espacio vaco debido al movimiento ascendente de los cilindros (A y F). Otra parte del lquido pasa de (2) a la cmara de compensacin (3), a travs del orificio (I). Este paso forzado del lquido de una cmara a las otras, frena el movimiento ascendente de los cilindros (A y F), lo que supone una amortiguacin de la suspensin.

Cuando la rueda ha pasado el obstculo que la hizo levantarse, se produce el disparo de la ballesta o el muelle, por lo que (H) baja con la rueda y con l los cilindros (A y F). Entonces el lquido de la cmara (1) va siendo comprimido por el pistn y pasa a la cmara (2) a travs de (J) (por K no puede hacerlo por impedrselo la vlvula antirretorno L), lo que constituye un freno de la expansin de la ballesta o el muelle. El espacio que va quedando vaco en la cmara (2) a medida que bajan los cilindros (A y F), se va llenando de aceite que llega de la cmara (1) y, si no es suficiente, del que llega de la cmara de compensacin (3) a travs de (I). Por tanto, en este amortiguador vemos que la accin de frenado es mayor en la expansin que en la compresin del muelle o ballesta, permitindose as que la rueda pueda subir con relativa facilidad y que acte en ese momento el muelle o la ballesta; pero impidiendo seguidamente el rebote de ellos, que supondra un mayor nmero de oscilaciones hasta quedar la suspensin en posicin de equilibrio.Segn el calibre del orificio (J), se obtiene mayor o menor accin de frenado en los dos sentidos; y segn el calibre del orificio (K), se obtiene mayor o menor frenado cuando sube la rueda. En el momento que lo hace, el aceite contenido en la cmara inferior (2) no puede pasar en su totalidad a la superior (1), puesto que sta es ms reducida, debido a la presencia del vstago (C) del pistn; por ello se dispone la cmara de compensacin (3), para que el lquido sobrante de la cmara inferior (2) pueda pasar a ella. Todo lo contrario ocurre cuando la rueda baja: entonces el lquido que pasa de la cmara superior (1) a la inferior (2) no es suficiente para llenarla y por ello le entra lquido de la cmara de compensacin (3).Este tipo de amortiguador se ha visto que es de doble electo; pero cuando la rueda sube, la accin de frenado del amortiguador es pequea y cuando baja es grande (generalmente, el doble), consiguindose con ello que al subir la rueda, sea la ballesta o el muelle los que deformndose absorban la desigualdad del terreno y, cuando se produzca la expansin, sea el amortiguador el que lo frene o disminuya las oscilaciones.

La energa desarrollada por el muelle en la "compresin" y "expansin" es recogida por el amortiguador y empleado en comprimir el aceite en su interior. La energa, transformada en calor, es absorbida por el lquido. Como el amarre de los resortes se realiza entre el elemento suspendido y el eje oscilante de las ruedas, los amortiguadores se montan tambin sujetos a los mismos elementos, con el fin de que puedan frenar as las reacciones producidas en ellos por los resortes. Esta unin se realiza con interposicin de topes de goma, para obtener un montaje elstico y silencioso de los mismos.La temperatura ambiente y el calor absorbido por el aceite en el funcionamiento de los amortiguadores hidrulicos, influyen sobre la viscosidad del lquido, haciendo que el mismo pase con ms o menos dificultad por las vlvulas que separan las cmaras, resultando una suspensin ms o menos amortiguada. Por esta razn, en invierno, en los primeros momentos de funcionamiento, se observa una suspensin ms dura, ya que el aceite, debido al fro, se ha hecho ms denso; en verano, o cuando el vehculo circula por un terreno irregular, el aceite se hace ms fluido y se nota una suspensin ms blanda.

Amortiguador hidrulico presurizadoUn avance en la evolucin de los amortiguadores consiste en presurizar el interior de los amortiguadores, esto trae consigo una serie de ventajas.No presurizadosTienen la pega 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.Como consecuencia de ello, en especial en das fros, algunos amortiguadores pueden padecer lo que se conoce como "enfermedad matinal".

PresurizadosEs un tipo de configuracin empleada hoy en da en la mayora de vehculos cuando se busca mejorar las prestaciones de los amortiguadores de doble tubo convencionales. La solucin consiste en aadir una cmara de gas de baja presin (4 bares) es una presin suficiente, ya que la fuerza amortiguadora en compresin la sigue proporcionando el aceite en su paso por las vlvulas del mbolo.De esta forma la fuerza de extensin realizada por el amortiguador en su posicin nominal es baja. Sus ventajas respecto de los no presurizados son las siguientes: Respuesta de la vlvula ms sensible para pequeas amplitudes. Mejor confort de marcha Mejores propiedades de amortiguacin en condiciones extremas (grandes baches). Reduccin de ruido hidrulico. Siguen operativos aunque pierdan el gas

Respecto a los amortiguadores monotubos, los de doble tubo presurizados tienen la ventaja de tener una menor longitud y friccin para las mismas condiciones de operacin.

Amortiguadores a gasEstos amortiguadores a gas trabajan bajo el mismo principio bsico que los hidrulicos, pero contienen en uno de sus extremos nitrgeno a alta presin (aproximadamente 25 bar).Un pistn flotante separa este gas del aceite impidiendo que se mezclen. Cuando el aceite, al desplazarse el vstago, comprime el gas, est sufre una variacin de volumen que permite dar una respuesta instantnea y un funcionamiento silencioso. Los amortiguadores a gas adems de amortiguar tambin hacen en cierto modo de resorte elstico, es por ello que este tipo de amortiguadores vuelven a su posicin cuando se deja de actuar sobre ellos.

Amortiguadores de gas no regulables: suelen ser amortiguadores monotubo o bitubo, muy resistente a golpes, de alta duracin y de alta resistencia a la prdida de eficacia por temperatura de trabajo. Aunque el precio es mayor, se ve compensado por su durabilidad y fiabilidad. Es un tipo de amortiguador de muy alta calidad. Su uso es ciertamente recomendable para los vehculos de altas prestaciones. Amortiguadores de gas regulables: Son amortiguadores monotubo, con o sin botella exterior, con posibilidad de variacin de tarados. Es un tipo de amortiguador de alta tecnologa, con precio alto pero proporcional a su eficacia, por eso es el ms usado en conduccin deportiva, en los vehculos de competicin y de altas prestaciones.