Suspensión del AutomóvilPara reducir los efectos incómodos de las irregularidades del camino, los automóviles están dotados de un sistema de suspensión. El objetivo de este sistema es evitar que estas oscilaciones se transmitan a los pasajeros o la carga. Esto se logra a través de un conjunto de uniones elásticas bien elaboradas que constituyen el sistema de suspensión.

El sistema de suspensión comienza en el mismo neumático, capaz de "alisar" las irregularidades mas pequeñas del camino, debido a su propia naturaleza elástica, y termina en el asiento, último eslabón de la cadena camino-pasajero.

Oscilaciones y su influencia.

Durante el movimiento de un vehículo por un camino se pueden producir oscilaciones muy variables en cuanto a amplitud y frecuencia, dependiendo del camino y la velocidad del vehículo.

El fenómeno de la influencia de las oscilaciones en la sensación de confort del viaje ha sido estudiado desde hace mucho tiempo.

De estos estudios se ha establecido que las oscilaciones mas perjudiciales son aquellas  de baja frecuencia  (entre 20 y 150 Hz)  que están próximas a las frecuencias naturales de oscilación de los órganos internos del ser humano. Frecuencias mas altas o mas bajas son mas tolerables, aunque por ello no dejan de ser incómodas.

Los sistemas de suspensión de los automóviles se diseñan especialmente para amortiguar lo mayor posible las oscilaciones mas perjudiciales y tratan a su vez de minimizar el efecto de todas las otras.

Como funciona un sistema de suspensión

Cuando se habla de suspensión, nos estamos refiriendo a un sistema en el cual, un objeto se mantiene suspendido en el aire apoyado o suspendido sobre una unión elástica con otro objeto que sirve de apoyo sobre el suelo.

Todos sabemos que un cuerpo suspendido adquiere movimiento si sobre él se realiza una fuerza, habremos podido darnos cuenta que la velocidad que adquiere el cuerpo en un tiempo determinado dependerá de la masa (peso) del cuerpo, así tenemos que nos cuesta mucho esfuerzo poner en movimiento un cuerpo pesado como un automóvil, empujándolo, mientras que con muy poco

esfuerzo podemos poner en movimiento empujando una bicicleta. Este fenómeno de oponer resistencia al movimiento de acuerdo a la masa se conoce como inercia.

Este fenómeno de la inercia es el que da pie a la posibilidad de elaborar sistemas de suspensión.El esquema de la figura 1 muestra un cuerpo pesado que representa el peso del automóvil suspendido por un elemento elástico (resorte) que se apoya sobre otro cuerpo mas ligero que representa los neumáticos.

Si ahora aplicamos una fuerza vertical de corta duración al apoyo para levantarlo, tal y como sucede cuando un cuerpo en movimiento encuentra una protuberancia del camino, el apoyo, de poca inercia reacciona con facilidad y se mueve en dirección vertical copiando el perfil de la protuberancia. Pero no pasa lo mismo con el cuerpo pesado, este ultimo ofrece un mayor resistencia al movimiento debido a su elevada inercia, por lo que la subida del apoyo se produce principalmente a expensas de la contracción del resorte, reduciendo notablemente el efecto de subida del cuerpo pesado, no obstante el cuerpo pesado siempre se moverá alguna cantidad. Este elemental esquema mecánico constituye la esencia de los sistemas de suspensión.

Amortiguador

El sistema de suspensión descrito arriba adolece aun de un gran problema.

Cuando un sistema elástico se saca de su posición de equilibrio, es decir, se estira o encoge el resorte separando o juntando los cuerpos, y luego se suelta, el sistema no vuelve directamente a la posición de equilibrio, si no que comienza a oscilar alrededor de ella, un tiempo mas o menos largo, en dependencia de la resistencia al movimiento que encuentre. En el caso que nos ocupa, la resistencia al movimiento del cuerpo pesado se limita a la resistencia del aire que lo rodea y a las pérdidas internas del material del resorte, esta resistencia es en general muy pequeña y el sistema se mantendrá oscilando por largo tiempo.

Este efecto de oscilación por largo tiempo después de haber sucedido el evento perturbador es a todas luces indeseado, y en la práctica se resuelve con el uso del amortiguador.

Figura 1.

El amortiguador es un dispositivo colocado entre el cuerpo suspendido y el apoyo, en paralelo con el resorte, que produce una cierta resistencia al movimiento mutuo. Esta resistencia ha sido calculada y probada para influir poco en el fenómeno de movimiento mutuo cuando se produce la perturbación, pero que amortigua rápidamente la posibilidad de la oscilación natural del sistema elástico después.

Componentes de la suspensión

Un sistema de suspensión moderno de un vehículo de carretera tiene los componentes siguientes:

1.- El neumático

2.- El mecanismo de soporte.

3.- El amortiguador.

4.- La barra estabilizadora.

5.- Los soportes elásticos de la carrocería.

6.- El asiento de los pasajeros.

Todos estos elementos participan en mayor o menos grado en la disminución de la transmisión de las oscilaciones del camino, y/o las generadas por las partes en movimiento del propio vehículo, a los pasajeros o a la carga.  No todas están presentes en todos los vehículos, por ejemplo, muchas máquinas agrícolas o de la construcción de lento andar, casi delegan toda la suspensión al asiento del operador y a los neumáticos cuando están presentes.

El neumático

El sistema de suspensión en el automóvil comienza en el contacto del neumático con el camino. La propia elasticidad del caucho relleno de aire proporciona un enlace muy elástico  capaz de moverse por un camino sin apenas transmitir las oscilaciones de pequeña magnitud al resto del vehículo. La presión de inflado repercute mucho en la capacidad del neumático de evitar la transmisión de ondulaciones al vehículo. Una presión excesiva endurece el neumático y esta rigidez dificulta la absorción y se empeora la suspensión.

La propia naturaleza del neumático es muy importante, así tenemos que los de cuerdas radiales son mas elásticos que los de cuerdas diagonales, y por tanto mejores en la suavidad de la suspensión.

El mecanismo de soporte

Siempre, el elemento que soporta las ruedas se conecta a la carrocería a través de un mecanismo muy elástico que permite el movimiento relativo de las ruedas y la carrocería, tal y como se representa esquemáticamente en el sistema de suspensión elemental tratado arriba como un resorte. Este mecanismo en la práctica tiene dos diseños básicos.

1.- Eje de carga transversal con una rueda en cada extremo, unido a la carrocería a través de un elemento elástico de soporte de carga.

2.- Mecanismo trapezoidal independiente por cada rueda, unido a la carrocería a través de un elemento elástico de soporte de carga. (conocido como suspensión independiente).

Este elemento elástico de unión puede tener diferente naturaleza como veremos mas abajo, no obstante de ahora en adelante se le llamarán muelles.

En la descripción del sistema elemental de suspensión descrito mas arriba se ha anotado la importancia de que el elemento de apoyo sea sustancialmente mas ligero que el elemento suspendido, mientras mas grande sea la masa suspendida en relación a la masa de apoyo, mejor serán absorbidas las irregularidades del terreno.

Por eso los fabricantes de automóviles tratan de aligerar lo mas posible las partes del automóvil que corresponden al mecanismo de suspensión es decir las que están por debajo de los muelles. Estos elementos serían los propios neumáticos, los mecanismos de montaje de las ruedas, los frenos y los ejes o mecanismos de carga.

Muelles

Los muelles, son con mucho, el elemento mas importante en la absorción de las irregularidades del terreno, estos elementos elásticos que hemos convenido en llamar muelles pueden ser:

1.- Resortes de acero en espiral.

2.- Resortes de acero en hojas superpuestas.

3.- Bolsas de aire.

4.- Barra de torsión.

5.- Combinaciones de ellos.

Resortes de acero en espiral

Estos tipos de muelles son los mas utilizados en los automóviles ligeros, resultan ser como se muestra en la figura 2, un grueso alambre de acero almanganeso templado arrollado como un cilindro en espiral ascendente, generalmente de diámetro y paso constantes.

Estos resortes tienen la característica de que la distancia de compresión es proporcional a la carga que soportan, es decir para carga doble se reducen a la mitad de tamaño.

Esto los hace muy elásticos y por lo tanto útiles para las suspensiones mas suaves como las de los automóviles de pasajeros y la suspensión delantera de los camiones ligeros, donde la carga no varía de manera notable entre el vehículo vacío y cargado. En los camiones pesados donde la diferencia entre vehículo vacío y cargado es muy grande no son apropiados ya que si se fabrican de acuerdo al peso de la carga, resultarán muy rígidos cuando el vehículo marche vacío.

Otra ventaja de estos muelles es que son de relativa pequeñas dimensiones para la carga que soportan.

Una desventaja de los muelles de espiral es que ellos en si mismos no sirven para producir sujeción en la dirección de movimiento entre el eje de las ruedas y el cuerpo del vehículo, por lo que deben estar acompañados de unos tensores de agarre a ese fin.

Figura 2.

En el esquema de la figura 3 puede verse un típico montaje del muelle en espiral, nótese que está colocado dentro de un mecanismo de palancas en forma de horquillas, que unen el eje de la rueda (aro rojo) al vehículo, a través de los puntos de pivote (puntos rojos en las horquillas), Estas horquillas pueden pivotar en esos puntos permitiendo el movimiento relativo de la rueda en dirección vertical, pero impiden movimiento relativo alguno en dirección horizontal, con lo que se garantiza que la rueda y el vehículo estén rígidamente unidos durante las frenadas.

Una vista más real de este mecanismo puede verse en la figura 4. El rectángulo negro representa la rueda delantera montada sobre un eje saliente de una pieza en cuyos extremos hay unas articulaciones de bola que a su vez se acoplan a las horquillas del mecanismo de suspensión. Esas articulaciones de bolas permiten al eje de la rueda el movimiento relativo adecuado con las horquillas tanto en la dirección vertical, así como en el ángulo direccional. Una gruesa pieza de acero está rígidamente acoplada al vehículo y a en ella se acoplan las horquillas y se soporta el muelle de carga. El cilindro que se observa dentro del muelle es el amortiguador cuya utilidad se explicó mas arriba y se detalla mas abajo.

Este no es el único diseño del mecanismo de soporte, este es generalmente utilizado para la suspensión delantera independiente, de vehículos con tracción trasera, la utilización de la tracción delantera, donde una barra de transmisión se acopla al centro de la rueda, impide la colocación del muelle en esa posición por lo que se acude a otros diseños que liberan el espacio para esta barra. Haciendo clic aquí puede ver imágenes de diferentes diseños.

Muelles de hojas superpuestas

Figura 3.

Figura 4.

Abundantemente utilizados en los vehículos de carga por su simplicidad y larga duración, los muelles de hojas o ballestas (figura 5) están construidos por la superposición de hojas de acero al manganeso templado de diferente longitud como se muestra en la figura.

Figura 5.

La razón por la que se fabrican de este modo se explica por lo siguiente:

Estos muelles funcionan como una placa plana curvada que se flexiona al aplicarle una carga, la práctica demuestra que la figura geométrica de este tipo mas elástica y ligera es la placa plana  mas ancha en el centro y terminada en punta en los extremos tal y como se muestra a continuación en la figura 6.

Figura 6.

El dibujo 1 representa la forma de la placa plana con una determinada resistencia cuya flexión es la mayor posible cuando se aplica una carga en el centro, obsérvese la forma, tiene el máximo ancho en el centro, y termina aguzada.

Abajo, en el dibujo 2, la misma placa mostrando la sección lateral curvada y la fuerza F en el centro, tal y como se usaría en el automóvil para soportar la carga.

Si fabricamos nuestra ballesta con la placa plana óptima y más flexible, resultaría demasiado ancha para ser colocada en el poco espacio donde debe ir, por eso, lo que se hace es cortar en tiras esa plancha y colocarlas unas encima de las otras para formar un paquete que reduce notablemente las dimensiones pero conserva la elasticidad máxima. No es difícil darse cuenta que cada hoja será más pequeña que la que le precede si consideramos la primera tira cortada desde el centro de la plancha.

El paquete de hojas se asegura a través de un perno con tuerca que atraviesa todas las hojas utilizando un agujero practicado en todas las hojas en el centro.

Los extremos de la hoja mas larga, conocida como maestra han sido doblados para formar un cilindro pequeño por donde se une al vehículo, utilizando un casquillo de goma dura.En la figura 7 que sigue puede verse un típico uso de estos muelles de hojas en un camión pesado de doble eje trasero.

Observe el muelle formado por tres hojas de diferente tamaño, acoplado al chasis del camión en el centro. Las ruedas están quitadas para facilitar la vista del muelle. Observe también, que los extremos del muelle están sujetos a los ejes en los "ojos"  de los extremos de la hoja maestra a través de gruesos pernos y que hay unos robustos tensores que aseguran los ejes al chasis y así poder hacer el muelle mas ligero ya que no tiene que soportar las enormes cargas de frenado.

No es muy difícil darse cuenta que con la carga y la consecuente flexión del muelle tendiendo a enderezarse, la distancia entre los ejes varía, separándose y acercándose durante los movimientos ondulatorios en las irregularidades del camino.

Los amortiguadores están pintados de rosado.

Bolsas de aire

Figura 7.

A partir del desarrollo de cauchos y fibras de refuerzo cada vez más resistentes, las bolsas de aire como elemento flexible, han ido adquiriendo más y más 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 figura 8 a continuación 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.

Figura 8.

Barra de torsión

La barra de torsión como elemento de soporte de la carga es también muy utilizada.

En este caso la rueda está montada en un mecanismo oscilante que pivota en algún punto de unión a la carrocería tal y como se vio en el caso de los

muelles de espiral. Esta pieza pivotante para moverse con respecto a la carrocería tiene que torcer una barra de acero templado que está fija en el otro extremo al vehículo, de manera que el peso del automóvil mantiene la barra parcialmente torcida, con los aumentos y disminuciones de la carga al transitar por las irregularidades del camino la barra absorbe los movimientos verticales del neumático torciéndose más o menos.

Las barras de torsión pueden estar  transversal o longitudinalmente al vehículo.

En la figura 9 se muestra un esquema de montaje de una suspensión delantera con barras de torsión longitudinales al vehículo. Observe que cada rueda está montada en una horquilla que que pivota en dos puntos y está a su vez acoplada al extremo curvo de una barra de torsión, de manera que debe torcer esta barra para poder moverse en sentido vertical. El otro extremo de la barra de torsión está rígidamente sujeto al cuerpo del vehículo.

Figura 9.

Observe que la utilización de las barras de torsión facilita el paso de las barras de transmisión del movimiento a la rueda tan comunes hoy en los vehículos ligeros de tracción delantera.

El amortiguador

Al principio del tema se ha descrito la función del amortiguador, ahora detallaremos en su construcción.

Erróneamente muchas personas piensan que el amortiguador participa en el soporte de carga del vehículo. Lo real es que el amortiguador, aunque importante para mejorar la suavidad de la suspensión y la estabilidad del vehículo en caminos tortuosos, no es imprescindible, de hecho la mayor parte de los vehículos que circulan por el mundo lo hacen con los amortiguadores en mal estado o sin ellos. No obstante son muy importantes para un manejo mas seguro.

Amortiguadores de fricción

Los primeros amortiguadores eran de fricción o rozamiento, la figura 10 muestra uno típico, están constituidos por dos brazos, uno de los cuales se acopla al mecanismo de la rueda, y el otro a la carrocería del vehículo. Esos brazos terminan en unos discos separados por un material de fricción y apretados por una pieza de acero templado que funciona como resorte de diafragma. Un perno en el centro mantiene el conjunto y sirve además para apretar mas o menos el resorte de diafragma y así lograr mayor resistencia por fricción al movimiento relativo de los brazos.

Cuando el vehículo transita por un camino abrupto y las ruedas suben y bajan copiando el perfil del terreno las ruedas se mueven hacia arriba y hacia abajo con respecto al vehículo comprimiendo los muelles

Figura 10. Típico amortiguador por fricción.

Figura 11.

Figura 12.

de la suspensión, estos brazos ofrecen resistencia al movimiento para amortiguar las posibles oscilaciones libres del sistema y hacer mas confortable el camino.

Estos amortiguadores aunque efectivos eran de doble acción, es decir se oponen al movimiento relativo de las ruedas y el vehículo en las dos direcciones, tanto cuando la rueda sube respecto al vehículo como cuando bajan. Este doble efecto es en ocasiones indeseado porque "endurecen" un tanto la suspensión, además su duración no es muy larga ya que el material de fricción está sometido a un severo trabajo de desgaste especialmente en caminos accidentados.

Hoy en día los amortiguadores de fricción para los automóviles han caído en desuso y en su lugar se utilizan los amortiguadores hidráulicos.

Amortiguadores hidráulicos

La figura 11 muestra un esquema del funcionamiento del amortiguador hidráulico de simple acción.

Los aros negros son los lugares por donde el amortiguador se ancla a la carrocería y al soporte de la rueda respectivamente, de manera que durante el movimiento relativo de las ruedas los aros de separan y acercan. Para hacerlo el vástago acoplado al cilindro superior y en cuyo extremo hay un pistón, debe moverse dentro del aceite que contiene el otro cilindro herméticamente sellado.

Para que el pistón se mueva, debe transferirse el aceite de un lado al otro del pistón, a través de los agujeros practicados en él. Estos agujeros son de diferente diámetro, de manera que por uno de ellos el aceite fluye con relativa dificultad mientras que por el otro (de mayor diámetro), el aceite pasa libremente. Una válvula de simple acción cierra o abre el orificio grande en dependencia de la dirección de movimiento del vástago.

De esta forma durante la carrera de compresión la válvula se abre y el vástago baja libremente, mientras que en la carrera de expansión, la válvula se cierra y el amortiguador ofrece gran resistencia al movimiento porque el aceite fluye con mucha dificultad por el pequeño agujero.

La parte superior está llena de gas  (aire u otro)  lo que permite utilizando la compresibilidad del gas, que el aceite se contraiga o dilate con los cambios de temperatura y además absorbe los pequeños movimientos de las ruedas en las irregularidades menores del camino.

Aunque este es el principio básico de operación, la búsqueda de mayores prestaciones y durabilidad, han hecho que los fabricantes de amortiguadores hidráulicos hayan creado verdaderos ingenios mecánicos en el interior, utilizando múltiples cilindros, válvulas múltiples, resistencia al movimiento diferente en ambas direcciones y toda clase de mejoras.

Las fotos de las figuras 12 y 13 muestran vistas de amortiguadores reales, observe la foto de abajo, los muelles de espiral de la suspensión están incorporados como un conjunto con los propios amortiguadores, especialmente en las motocicletas.

En las vistas de suspensión de aquí, también puede verse que es muy común para la suspensión delantera en los vehículos con tracción en ese puente.

Los amortiguadores son parte de la suspensión como un conjunto, y han sido elaborados y probados estrictamente para esa suspensión, no es bueno, ni recomendable utilizar amortiguadores diferentes a los previstos por el fabricante como hace mucha gente, el resultado puede ser indeseable y además puede perjudicarse notablemente la estabilidad del vehículo. Lo mismo sucede con la forma de montaje, el lugar y el ángulo conque están montados los amortiguadores es parte integrante del trabajo adecuado de estos aparatos, modificarlos puede ser peligroso.

La barra estabilizadora.

No todos los vehículos están dotados de barra estabilizadora, este componente juega un papel menos importante en el sistema de suspensión, no obstante su uso representa claras ventajas en la estabilidad del vehículo.

Este elemento es esencialmente una barra de acero  elástica en forma de U alargada conectada en un extremo, al mecanismo de suspensión de un lado del vehículo, y en el otro extremo al otro lado del mecanismo de suspensión de la otra rueda, representada de color naranja en la figura de abajo.

 Esta barra torciéndose, transfiere parte de la carga adicional aplicada a la suspensión del un lado, a la suspensión del otro lado, cuando el vehículo hace un giro, reduciendo notablemente la inclinación de la carrocería.

La barra, como puede apreciarse en la figura 14 se monta en unos soportes acoplados al cuerpo del vehículo que permiten su rotación.

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.

La elasticidad asociada a la barra determina cuan 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.

Las fotos que siguen muestran vistas reales del montaje de barras estabilizadoras.

Sistema de Frenos

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Frenos de discoEste tipo de freno adoptado en la mayoria de los vehículos de turismo, tiene la ventaja sobre el freno de tambor de que su acción se frenado es mas enérgica, obteniendo, por tanto, un menor tiempo de frenado que se traduce en una menor distancia de parada. Ello es debido a que elementos de fricción van montados al aire, al disponer de una mejor refrigeración, la absorción de energía y transformación en calor se puede realizar más rapidamente.

Otra de las ventajas de estos frenos es que en ellos no aparece el fenómeno de "fading" que suele presentarse en los frenos de tambor. Este efecto se produce cuando por un frenado enérgico o frenados sucesivos, el tambor no tiene tiempo de avacuar el calor absorbido en la transformación de energía. En estas condiciones, el tambor se dilata alejando la superficie de adherencia del contacto con las zapatas, quedando momentaneamente el vehículo sin frenos.En los frenos de disco al mejorar la evacuación del calor no existe calentamiento crítico y por tanto dilatación, pero en caso de haberla el disco se aproximaria más a las pastillas de freno, lo cual favoreceria la presión y efecto de frenado.

 

ConstituciónEl freno de disco esta formado por un disco que se une al buje de la rueda o forma parte de él, girando con la rueda y constituyendo el elemento móvil de frenado. Sobre este disco, abarcando aproximadamente la quinta parte de la superficie del mismo, va montada una mordaza sujeta al puente o mangueta en cuyo interior se forman los cilindros por los que se desplazan los pistones. A estos pistones se unen las pastillas de freno de un material similar a los ferodos de las zapatas utilizadas en los frenos de tambor.

Por el interior de la mordaza (2) van situados los conductos por donde se comunica el liquido de freno a los cilindros (3), acoplando en (A) el latiguillo de freno y en (B) el purgador. El liquido a presión, procedente del circuito de frenos y que entra por (A), desplaza a los pistones (4) hacia el interior, aplicando las pastillas de freno (5) sobre el disco (1), las cuales, por fricción, detienen el giro del mismo.

 

Sistemas de mordazas o pinza de frenoSegún el sistema empleado para la sujección de la mordaza o pinza, los frenos de disco se clasifican en:

Freno de pinza fijaTambien llamada de doble acción, la mordaza va sujeta de forma que permanece fija en el frenado. La acción de frenado se realiza por medio de dos o cuatro pistones de doble acción, desplazables, que se ajustan a caja una de las caras del disco.

En este tipo de pinzas, cada pistón se encuentra en cada mitad de la mordaza. Durante el proceso de frenado, actúa una presión hidráulica sobre los dos pistones y cada pistón aprieta la pastilla contra el disco.Los frenos de pinza fija contra el disco de freno son muy sólidos, por lo que se emplea en vehículos rápidos y pesados.

 

Freno de pinza oscilanteEn este tipo de freno la mordaza o pinza (1) se halla sujeta con un perno (2) que sirve de eje de giro. Al aplicar presión al liquido para accionar el pistón (3) se ejerce una presión igual y opuesta sobre el extremo cerrado del cilindro. Esto obliga a la mordaza a desplazarse en dirección opuesta a la del movimiento del pistón, ya que describe un pequeño giro alrededor del perno, con lo cual la mordaza empuja a la otra pastilla (4) contra el disco (5) quedando aprisionada entre las pastillas (4) y (6).

Freno de pinza flotanteTambien llamado de reacción, el freno de disco de pinza flotante sólo utiliza un pistón, que cuando se acciona aprieta la pastilla de freno correspondiente contra el disco de freno. La fuerza con la que el pistón aprieta la pastilla contra el disco genera una fuerza opuesta o de reacción. Esa fuerza opuesta desplaza la pinza de freno y aplica la otra pastilla contra el disco. Si en el eje trasero se monta un sistema pinza flotante, éste se puede utilizar también como freno de estacionamiento (freno de mano) por activación mecánica.

Dentro de los frenos de pinza móvil podemos encontrar:

Bastidor flotante Pinza flotante

Bastidor flotante: esta formado por un bastidor flotante (2) que se monta sobre un soporte (1) unido al portamangueta. El bastidor flotante se fija sobre el soporte (1) mediante chavetas (6) y muelles (3), de manera que pueda deslizarse lateralmente en la acción de frenado. En el bastidor flotante (2) esta labrado el unico cilindro, contra cuyo pistón (8) se acopla la pastilla (5), mientras que la otra se aloja en el lado opuesto del disco.

El pistón está provisto de un anillo obturador (7), que realiza estanqueidad necesaria. El guardapolvos (9) impide la entrada de suciedad en el cilindro. En la acción de frenado, el pistón es desplazado hacia afuera del cilindro aplicando a la pastilla de ese lado contra el disco, mientras la pinza se desliza sobre el soporte en sentido contrario, aplicando la otra pastilla contra la cara contraria del disco, consiguiendose con esta acción de frenado del mismo.

 

Pinza flotanteEste es el sistema de frenado de disco mas utilizado actualmente, debido a las ventajas que presenta con respecto al sistemas de freno anterior. Estas ventajas se traduce en una menor fricción de la pinza en su deslizamiento, que supone un accionamiento mas silencioso y equilibrado, que además atenúa el desgaste de las pastillas y lo reparte mas uniformemente.Este sistema esta constituido por la pinza de frenos (1), la cual esta acoplada al portapinza (2)

en las guías (3) fijadas por unos tornillos y protegidas de la suciedad por los guardapolvos (5). El portapinza, a su vez, va fijado al portamangueta por medio de otros tornillos.

Cuando la presión del liquido enviado por la bomba de frenos produce el desplazamiento del pistón (7) en el interior de la pinza (3), la pastilla de freno (4) se aplica contra el disco (5), mientras que la pinza es desplazada en sentido contrario aplicando la otra pastilla también contra el disco, produciendose la acción de frenado. El movimiento de la pinza es posible gracias al montaje deslizante en los tornillos guía (2), que le permiten un cierto recorrido axial, equilibrando los esfuerzos en ambas caras del disco.

 

Sistema de reglajeUna vez cesa el esfuerzo de frenado, las placas de friccion (pastillas), debido al efecto producido por el pequeño alabeo en la rotación del disco, tienden a separarse de él y el pistón retrocede una distancia tal que permite mantener un determinado juego entre el disco y las pastillas.El reglaje o aproximación de las pastillas de freno al disco se realiza en este sistema de frenos

de una forma automática, empleando para ello mecanismos de acción simple situados en el interior del cilindro. Entre los sistemas principales de regulación empleados en la actualidad destacan los siguientes:

Regulación con junta de hermetismo. Regulación mediante perno y manguito roscado.

Regulación con junta de hermetismoEl sistema consiste en colocar un anillo obturador elástico (1) a base de un retén en una garganta (2) situada en el interior del cilindro (figura inferior).Cuando se ejerce la acción de frenado, la presión del líquido que entra por el conducto (3) actúa sobre la cara frontal del anillo obturador (1) y del pistón (4) haciendo desplazar a éste y produciendo una deformación lateral en el anillo en el sentido de desplazamiento. Al soltar el pedal de freno, retrocede el líquido de freno por el conducto (3) y el anillo obturador (1), que habia sido deformada, vuelve por elasticidad a su posición de reposo, empujando al pistón (4) hacia atrás en un recorrido proporcional a la deformación efectuada. De esta forma queda compensado el desgaste de las pastillas, dejando la holgura normal de funcionamiento por aproximación automática de reglaje.

Regulación mediante perno y manguito roscadoEste sistema, además del retén o anillo obturador (6) de hermetismo, lleva por el interior del pistón (7), que es hueco un perno (1) roscado al manguito (2) que se apoya a través de un rodamiento del bolas (3) sobre la chapa (5) solidaria al pistón. Entre el manguito (2) y el pistón va situado el muelle (4) con sus espiras dispuestas en sentido de avance del manguito.

Al desplazarse el pistón (7) por efecto de la presión del líquido de frenado, realiza una carrera igual al juego existente entre la pastilla y el disco. Como consecuencia de ello el retén se deforma proporcionalmente al desplazamiento del émbolo. Cuando cesa el esfuerzo, el retén recupera la posición de reposo produciendo, como en el caso anterior, el retroceso del pistón.

Cuando el juego entre el disco y las pastillas, a causa del desgaste es excesivo, el émbolo tiene que avanzar más en su recorrido para efectuar el frenado, obligando con ello al manguito a girar sobre el perno de roscado. Esta rotación se produce por efecto del muelle que, al estar dispuesto en sentido de avance, aumenta su diámetro interno liberando al manguito de su posición de bloqueo con el pistón.Al cesar la acción de frenado, el pistón solo retrocede por efecto del retén la carrera que le permite el castillo, ya que, al hacer tope con el mismo, queda bloqueado por el muelle que ha recobrado su diámetro primitivo.

En la figura inferior podemos ver un sistema de regulación automático con perno y manguito roscado utilizado en un freno de disco para las ruedas traseras. Este freno de disco tambien esta preparado para ser accionado con el freno de mano mediante la palanca acodada (3) y la guía de cable (1).

 

En los sistemas de disco, vistos hasta ahora, las pastillas de freno se montan sobre las pinzas de freno de forma simetrica sobre el disco de freno; sin embargo, actualmente se tiende a montar las pastillas de forma asimetrica, como se muestra en la figura inferior. Ambas pastillas estan decaladas sobre el disco siguiendo el giro de éste. La ventaja fundamental de este montaje estriba en que con ella disminuyen la vibraciones que pueden producirse en la frenada, debidas a los posibles alabeos del disco.

 

En los vehículos de altas prestaciones se suelen utilizar frenos de disco de 4 pistones con mordaza fija. Estos pistones pueden empujar una sola pastilla por cada lado del disco de freno, o también se puede dividir la pastilla en dos partes por lo que cada pistón empuja una pastilla. Con esto se consigue una cierta distancia entre pastillas, creandose asi un espacio que mejora la evacuacion del calor generado en la frenada. Para una misma superficie de rozamiento comparativamente con las pastillas convencionales, este sistema presenta la ventaja principal de que las temperaturas de funcionamiento son menores, al tiempo que disminuyen también los ruidos y vibraciones producidos en la acción de frenado. Por otra parte, puede aumentarse la superficiede fricción y, con ello, la eficacia de frenado.

 

Disco de frenoEl material para fabricar los discos de freno es la fundición gris nodular de grafito laminar, ya que garantiza una estabilidad de las prestaciones durante el periodo de vida de los discos. El disco puede ser macizo o con huecos (autoventilado), por donde circula el aire en forma de ventilador centrífugo

Los discos de freno pueden ser:

Clasicos (macizos) Ventilados Taladrados o perforados Estriados cerámicos

Discos clasicos o macizosEstos discos poseen una superficie de friccion solida y lisa, no poseen ningun tipo de ventilacion y son muy propensos a acumular calor, suciedad y tienden a cristalizar las pastillas. Tienen la ventaja de ser economicos de fabricar y como desventaja es que tienden a recalentarse impidiendo una frenada efectiva y a cristalizar las pastillas. Se doblan bajo el estres continuo.

Discos ventiladosLos discos ventilados son como si se juntasen dos discos, pero dejando una separación entre ellos, de modo que circule aire a traves de ellos, del centro hacia afuera, debido a la fuerza centripeta. Con ello se consigue un mayor flujo de aire sobre los discos y por lo tanto mas evacuación de calor.

Discos perforadosLos discos perforados aumentan la superficie del disco con las perforaciones y ademas llevan aire fresco a la pastilla del freno. Una perforación es como un pequeño tunel, las paredes del tunel seria el aumento de superficie capaz de disipar calor, ademas de cuando la perforación llega a la zona de las pastillas, llega con aire fresco que las refresca evitando el calentamiento en exceso.

Normalmente se usan discos ventilados en vehiculos de serie de media potencia. Para altas potencias se utilizan los perforados.

Discos estriadosEstos discos se podrian clasificar dentro de los "perforados" ya que la finalidad del estriado o rayado es mejorar la refrigeración de los mismos. El estriado tiene la funcion principal de remover el aire caliente y de limpiar la pastilla de polvo y crear una superficie idonea para el frenado, con la unica desventaja que desgasta mas rapido la pastilla en pro de una mejor y mas efectiva frenada.

Discos ceramicosLos discos de frenos Carbo-Ceramicos, tienen sus origenes en la industria de la aviacion, mas tarde a principio de la decada de los 80 se utilizaron en las competiciónes de F1, actualmente algunos automoviles muy exclusivos y de altas prestaciones tambien los utilizan como el Porche 911 Turbo.Estan hechos de compuesto de Carbono en una base Ceramica para darle la resistencia tan alta a las temperaturas que estos operan..Los discos son de color negro (por el carbono) y ceramica como compuesto base, por eso a medida que se desgastan se desprende un polvo negro. Las pastillas que usan estos discos son tambien de carbo-ceramica o de carbono.La principal ventaja de estos frenos es su bajisimo peso, su altisimo poder de frenado por la alta friccion y su gran poder estructural que evita roturas grietas y fallas a altisimas temperaturas. Pueden detener un vehiculo de 320 Kms/h a 0 en menos de 30 metrosSu desventaja es su alto precio.

 

Pastillas de frenoPara cumplir con la normativa vigente de la fabricación de vehículos, la composición de las pastillas cambia dependiendo de cada fabricante. Aproximadamente 250 materiales diferentes son utilizados, y pastillas de calidad utilizan entre 16 a 18 componentes.

Ejemplo de composición:

20% aglomerantes: Resina fenólica, caucho

10% metales: Lana de acero, virutas de cobre, virutas de zinc, virutas de latón, polvo de aluminio

10% fibras: Fibras de carbón, fibras orgánicas, lana mineral, fibras químicas 25% material de relleno: Óxido de aluminio, óxido de hierro, sulfato sódico 35% deslizantes: Grafito, sulfuro de cobre, sulfuro de antimonio

Sistema de Frenos

Indice curso

 

Dispositivos de frenadoPara frenar el vehículo se necesita absorber la energía cinética producida en su desplazamiento. Esto se realiza por fricción entre dos piezas de elevado coeficiente de adherencia, una de ellas fija, como son las zapatas o pastillas de freno, y la otra móvil, que pueden ser los tambores o los discos de freno, según se empleen frenos de tambor o frenos de disco o la combinación de ambos en las distintas ruedas.El frotamiento entre sí de estos dos elementos detiene el movimiento de las ruedas y transforma la energía de movimiento en calor, que es disipado a la atmósfera por las corrientes de aire que circulan a través de ellos durante el desplazamiento del vehículo.

Según los elementos empleados y la forma de efectuar el desplazamiento de la parte móvil, los frenos empleados en las ruedas pueden ser de dos tipos:

Frenos de tambor Frenos de disco

 

Frenos de tamborEste tipo de freno esta constituido por un tambor, que es el elemento móvil, montado sobre el buje de la rueda por medio de unos tornillos o espárragos y tuercas, del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente o la mangueta. En este plato van instalados los elementos de fricción, llamados ferodos, y los mecanismos de accionamiento para el desplazamiento de las zapatas.

 

Tambor El tambor es la pieza que constituye la parte giratoria del freno y que recibe la casi totalidad del calor desarrollado en el frenado.Se fabrica en fundición gris perlitica con grafito esferoidal, material que se ha impuesto por su elevada resistencia al desgaste y menor costo de fabricación y que absorbe bien el calor producido por el rozamiento en el frenado. Cabe destacar también, para ciertas aplicaciones, las fundiciones aleadas, de gran dureza y capaces de soportar cargas térmicas muy elevadas.

El tambor va torneado interior y exteriormente para obtener un equilibrado dinámico del mismo, con un mecanizado fino en su zona interior o de fricción para facilitar el acoplamiento con los ferodos sin que se produzcan agarrotamientos. En la zona central lleva practicados unos taladros donde se acoplan los espárragos de sujeción a la rueda y otros orificios que sirven de guía para el centrado de la rueda al buje.El diámetro de los tambores, según las características del vehículo, esta normalizado según la norma UNE 26 019.

Plato de frenoEl plato de freno esta constituido por un plato portafrenos o soporte de chapa embutida y troquelada, sobre el que se monta el bombín o bombines de accionamiento hidráulico y las zapatas de freno y demás elementos de fijación y regulación.Las zapatas se unen por un extremo al bombín y por el otro a un soporte fijo o regulable; a su vez, se mantienen unidas al plato por medio de un sistema elástico de pasador y muelle, que permite un desplazamiento de aproximación al tambor y las mantiene fijas en su desplazamiento axial. El muelle, que une las dos zapatas, permite el retroceso de las mismas a su posición de reposo cuando cesa la fuerza de desplazamiento efectuada por el bombín.

Forma y características de las zapatasLas zapatas de freno están formadas por dos chapas de acero soldadas en forma de media luna y recubiertas un su zona exterior por los ferodos o forros de freno, que son los encargados

de efectuar el frenado por fricción con el tambor.Los forros de freno se unen a la zapata metálica por medio de remaches embutidos en el material hasta los 3/4 de espesor del forro para que no rocen con el tambor, o bien pegados con colas de contacto. El encolado favorece la amortiguación de vibraciones y, como consecuencia, disminuyen los ruidos que éstas ocasionan durante el frenado.

 

Tipos de freno de tamborSegún la forma de acoplamiento de las zapatas al tambor para ejercer el frenado, los frenos de tambor se clasifican en los siguiente tipos:

Freno de tambor SimplexEn este tipo de freno las zapatas van montadas en el plato, fijas por un lado al soporte de articulación y accionadas por medio de un solo bombín de doble pistón. Este tipo de frenos de tambor es de los mas utilizados sobre todo en las ruedas traseras.

Con esta disposición, durante el frenado, una de las zapatas llamada primaria se apoya sobre el tambor en contra del giro del mismo y efectúa una fuerte presión sobre la superficie del tambor. La otra zapata, llamada zapata secundaria, que apoya a favor del giro de la rueda, tiende a ser rechazada por efecto del giro del tambor, lo que hace que la presión de frenado en esta zapata sea inferior a la primaria.

Invirtiendo el sentido de giro, se produce el fenómeno contrario: la zapata primaria se convierte en secundaria y la secundaria en primaria.

Este tipo de freno de tambor se caracteriza por no ser el mas eficaz a la hora de frenar, debido a que las zapatas no apoyan en toda su superficie sobre el tambor, pero destaca por su estabilidad en el coeficiente de rozamiento, es decir, la temperatura que alcanza los frenos en su funcionamiento le afectan menos que a los otros frenos de tambor

Freno de tambor DuplexEn este freno, y con el fin de obtener una mayor fuerza de frenado, se disponen las zapatas en forma que ambas resulten primarias. Para ello se acopla un doble bombín de pistón único e independiente para cada zapata, los cuales reparten por igual las presiones en ambos lados del tambor.Estos frenos provistos de bastidores con efecto unilateral son muy eficaces pero sensibles a las variaciones del coeficiente de rozamiento. Presentan la ventaja de que, con su empleo, no se ponen de manifiesto reacciones sobre los rodamientos del buje.

 

Freno de tambor TwinplexEste tipo de freno de tambor es muy similar al Duplex salvo que los puntos de apoyo de las zapatas en vez de ir fijos se montan flotantes. En este freno las dos zapatas son secundarias, pero por un sistema de articulaciones, trabajando en posición flotante, se acoplan al tambor en toda su superficie, evitando el acuñamiento y ejerciendo una presión uniforme sobre el tambor. En un sentido de giro las dos zapatas actuarían como zapatas primarias y en el otro sentido como zapatas secundarias.

Freno de tambor Duo-servoEstá constituido por dos zapatas primarias en serie, con lo cual se aumenta el efecto de autobloqueo. En este freno, una zapata empuja a la otra mediante una biela de acoplamiento. Es un freno altamente eficaz, pero muy sensible a las variaciones del coeficiente de rozamiento. Se consiguen esfuerzos mas elevados de frenado y las zapatas ejercen en cada sentido de giro igual esfuerzo. Este tipo de freno se emplea mucho en frenos americanos.

 

Bombines o cilindros de freno de tamborEstos elementos son los encargados de efectuar el desplazamiento lateral de las zapatas para el frenado del tambor.Según la finalidad que tienen que cumplir y la clase de freno empleado, se construyen tres tipos principales de bombines:

Bombín de doble pistón: esta formado por un cilindro (1) con los taladros (8) de amarre al plato portafrenos. En su interior van alojados los pistones (2) en oposición, sobre los que van roscados los tornillos (3) para el apoyo de las zapatas. Las cazoletas de goma (4) hacen de retén para mantener estanco el interior del cilindro y los pistones se mantienen separados por la acción del muelle (5) centrado sobre las dos cazoletas retén (4).Por el orificio (A), donde se rosca el latiguillo de freno, tiene lugar la entrada de liquido a presión procedente de las canalizaciones del circuito; en el orificio (B) se monta el purgador (6) que sirve para extraer el aire de las canalizaciones. El conjunto va cerrado con los guardapolvos (7), que evitan la entrada de polvo y suciedad al interior del cilindro.

Bombín de émbolo único: su constitución y funcionamiento es parecido al anterior, lleva un solo émbolo y se utiliza en los sistemas en que las dos zapatas son primarias.

Bombín de cilindros escalonado: también llamado "bombín diferencial" este modelo tiene dos pistones o émbolos de diámetros diferentes. El pistón mas pequeño empujaría a la zapata primaria (la que mas frena) y el de mas diámetro empujaría a la zapata secundaria (la que menos frena).

 

Sistema de reglaje de los frenos de tamborEl desgaste que se produce en las frenadas como consecuencia del rozamiento de las zapatas contra el tambor, hace que aquellas queden cada vez mas separadas de este en posición de reposo, lo que supone un mayor recorrido muerto en la acción de frenado y el envió de mayor cantidad de liquido desde la bomba. Para solucionar este problema existen unos sistemas de reglaje que pueden ser manuales o automáticos.

Sistema de reglaje manual:

Sistema Bendix: en este tipo de freno para aproximar las zapatas al tambor cuando se produce el desgaste de los ferodos, se dispone de un sistema mecánico de accionamiento manual, que consiste, en unas levas excéntricas sobre el plato de frenos que limitan el recorrido tope de las zapatas hacia su posición de retroceso. Las excéntricas forman cuerpo con un eje, cuyo extremo posterior sobresale por la parte trasera del plato de freno, resultando así accesible aun con las rueda montada, lo cual supone que la operación de reglaje pueda ser efectuada sin necesidad de desmontar ningún componente.

 

Sistema Girling: en este tipo de freno el reglaje se efectúa sobre el mismo bombín, actuando desde el exterior del plato de freno sobre la corona dentada del émbolo y tornillo ajustador, o sobre el mecanismo ajustador situado en el soporte inferior de apoyo de las zapatas cuyo despiece puede verse en la figura.

Sistemas de reglaje automáticoEn la actualidad y desde hace bastantes años la mayor parte de los vehículos disponen de un sistema de reglaje automático para sus frenos de tambor. Existen tres tipos de sistemas de reglaje automático: el sistema Bendix, el Lucas Girling y el Teves.

Sistema BendixEsta constituido por una palanca (1), articulada en la parte superior de la zapata primaria, que su extremo inferior esta provista de muescas en forma de diente de sierra, con las cuales engrana el trinquete (w), empujado por el muelle (3) y acoplada a la primaria en la ventana (7) de la palanca (1). Ambas zapatas se mantienen en posición de reposo por la acción del muelle (6). La holgura de montaje (H) determina el juego ideal entre zapata y tambor.

FuncionamientoAl frenar, cuando el juego entre zapatas y tambor es superior al juego (H): las zapatas se separan, la zapata secundaria mueve la bieleta, y mueve también la palanca (1) (después de recorrer el juego H). La palanca se desplaza y pasa un número de dientes sobre el trinquete (2) correspondientes al juego a aproximar.Al desfrenar, la palanca no puede regresar por el trinquete dentado. El muelle hace que las

zapatas hagan contacto sobre la bieleta por acción de la palanca y de la palanca del freno de mano. El juego determina entonces el juego ideal entre zapatas y tambor.

 

Sistema GirlingEste sistema hace variar la longitud de una biela situada entre las dos zapatas, primaria y secundaria. Esta constituido por una bieleta de longitud variable, merced a una rueda moleteada que hace tope entre las dos mitades que la forman, que encajan una en el interior de la otra, sin roscar. La bieleta apoya por un extremo en la zapata secundaria y por el otro en la palanca y zapata primaria conjuntamente. En los dientes de la rueda moleteada encaja la punta de la leva, que se articula en la zapata secundaria, fijandose a ella también mediante un muelle.

FuncionamientoAl frenar, las zapatas se separan y liberan así la bieleta. La palanca pivota sobre su eje bajo la acción del muelle y hace girar la rueda del empujador con el dedo: la bieleta se alarga. Si la aproximación es buena (separación pequeña), el esfuerzo ejercido por el resorte es insuficiente para mover la rueda y la longitud de la biela no cambia.Al desfrenar, las zapatas retornan, la palanca vuelve a su posición inicial, su dedo pasa hacia

delante de los dientes de la rueda sin moverla. El alargamiento de la biela ha permitido reducir el juego entre zapatas y tambor.

Sistema TevesEl principio de funcionamiento es el mismo que los sistemas anteriores, por lo que no vamos a explicarlo.

TIPOS DE DIRECCIONLa dirección asistida

La dirección es un mecanismo que nos permite dirigir o direccionar las ruedas del vehículo de acuerdo con la intención del conductor. Todos los sistemas de dirección automotrices utilizan una caja de engranajes (también

conocida como “caja o cajetín de dirección”); según el diseño de este sistema se puede clasificar como: tipo “Piñón y Cremallera” y “tipo integral” (también llamado “Tornillo Sin Fin” entre muchos otros nombres).

Ambos sistemas de dirección son sumamente eficientes de acuerdo con su aplicación, el primero es recomendado para vehículos livianos por sus características de precisión, poco peso y diseño de fácil ubicación en compartimientos de motor con poco espacio; el segundo es más recomendado para vehículos pesados así como camiones ya que su construcción es más robusta.

Existen muchos factores que intervienen en la resistencia al giro del volante, entre otras la presión de inflado del neumático, área de contacto con el suelo, tipo de neumático, tipo de pavimento, velocidad de desplazamiento del vehículo, etc; sin embargo, el factor más determinante es el propio peso del vehículo.Uno de los retos del desarrollo automotriz ha sido el de aliviar el esfuerzo requerido para el giro del volante, en pro de la seguridad y comodidad del conductor; inicialmente los sistemas de engranaje utilizaban relaciones altas, sin embargo, como consecuencia se requería dar gran número de vueltas al volante para realizar maniobras como las de una “vuelta en U”, complicando sobre todo la recuperación del control del vehículo en el momento de acelerar al finalizar la maniobra. En su oportunidad, la ingeniería acudió para resolver este problema a través de un sistema de“Asistencia Hidráulica”, mal llamada en nuestro argot popular como “Dirección Hidráulica” ya que su principio de funcionamiento sigue siendo mecánico, delimitando al sistema hidráulico sólo para asistir al primero.

No podemos catalogar los sistemas de Asistencia Hidráulica a la dirección como un invento reciente, sin embargo, se han hecho muy comunes en nuestros días y continúan evolucionando. Entre las últimas modificaciones o mejoras al sistema, encontramos el control electrónico de la presión, lo que permite controlar efectivamente el esfuerzo del conductor en forma variable de acuerdo con los diferentes regímenes de velocidad del automóvil. Aunque aún son pocos los vehículos que controlan la dirección de forma electrónica, debemos suponer que aumentarán de acuerdo con la evolución de los costos a medida que sean incorporados en volumen a los mercados.

Mantenimiento

Los sistemas de dirección se consideran de bajo mantenimiento, pero deben ser sometidos a inspecciones periódicas de componentes sometidos a desgastes, tales como juntas de bola (terminales y rótulas), guardapolvos,

nivel de fluidos de la bomba, reposición y/o reemplazo del fluido de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, mangueras, correas de impulsión de la bomba, etc. Es recomendable la inspección en busca de posibles fugas de fluido que delata el deterioro del sistema. El ruido asociado a las correas del motor al llevar el volante a su tope derecho o izquierdo puede ser indicador de falta de tensión de la correa o que la misma se encuentra dañada. La presencia de ruido en la bomba de dirección puede ser causada por la falta de fluido (utilice sólo el recomendado por el fabricante), también puede evidenciar la obstrucción de alguna manguera o válvula del sistema.

DIRECCION HIDRAULICA

La dirección hidráulica es uno de los avances tecnológicos más sustanciales que han ocurrido en la historia automotriz.

Su principal virtud es que el conductor no debe realizar una fuerza exagerada sobre el volante, lo que permite reaccionar frente a imprevistos y efectuar con facilidad maniobras a bajas velocidades.

El sistema de dirección hidráulica funciona a través de un bomba, que presuriza un fluido líquido y es enviado por tubos y mangueras a la caja de dirección.

En su interior, se ubican sellos que al recibir esta presión impulsan a las varillas de acoplamiento, que unen la caja de dirección con las ruedas. Todo esto se activa únicamente cuando el motor del automóvil está encendido.

Las direcciones hidráulicas comunes poseen mejor control a la hora de estacionarse ya que no demandan esfuerzo alguno, en cambio a altas velocidades requiere un control mayor del volante.

Entonces, el desafío para las firmas fue crear una dirección que se adaptara a las distintas condiciones de manejo. Una de las primeras respuestas a este conflicto son los sistemas de dirección Evo, que significa Dirección de Orificio Electrónicamente Variable. Este sistema disminuye la presión que pasa por la válvula y así se restringe la asistencia al sistema de dirección.

Posterior a la incorporación de este sistema, la filial Delphi de GM creó el sistema Magnasteer, incorporado después en la línea Cadillac. El mecanismo ocupa un fuerte campo magnético variable, que se ubica alrededor del mecanismo de dirección.

El campo magnético aumentará o disminuirá su fuerza según los requerimientos del conductor y creará una resistencia adecuada al movimiento de la dirección.

Así se mejora el control a altas velocidades y durante el tránsito pesado, y el campo magnético disminuirá o desaparecerá de tal forma que la asistencia de la dirección dará suavidad a su operación.

El modelo Opel Astra, por ejemplo, posee una bomba movida por medio de un motor eléctrico y que forma un solo conjunto con la caja de dirección. La ventaja de este sistema es que no necesita tubos o mangueras tan largos. Además, la asistencia crece en la dirección hidráulica.

Hidráulica

Las direcciones hidráulicas fueron de los primeros modelos de dirección asistida que se utilizaron junto con las de vacío. Pero las primeras terminaron por imponerse. Son las más habituales en toda clase de vehículos aunque están siendo sustituidas por las electro-hidráulicas y eléctricas. De forma que apenas se montan en los nuevos modelos.

La dirección hidráulica utiliza energía hidráulica para generar la asistencia. Para ello utiliza una bomba hidráulica conectada al motor. Lo habitual es que esté acoplada directamente mediante una correa.

El funcionamiento puede variar dependiendo del fabricante, pero el modelo más general aprovecha la propia cremallera como pistón hidráulico para generar la asistencia. De esta forma, cuando el conductor gira el volante el sensor hidráulico permite el paso del fluido hacia uno de los lados del pistón, aumentando la presión en ese lado y haciendo que la cremallera se desplace axialmente hacia el lado al que el conductor gira el volante. Una vez que el conductor deja de girar el volante la presión se iguala y la cremallera queda en su posición original.

Electro-hidráulica

La electro-hidraulica es el sistema electrizado con aceite; detenidamente. Para esto es necesario aceite y no agua; si usas agua no es electro-hidráulica (obviamente hablando), pero si es neumática, tu tranquilo.

La dirección electro-hidráulica o EHPS (Electro-Hydraulic Powered Steering) es una evolución de la dirección hidráulica. En vez de utilizar una bomba hidráulica conectada al motor utiliza un motor eléctrico para mover la bomba hidráulica.

Su principal ventaja es que al no estar conectada al motor del vehículo evita los problemas mecánicos asociados a una transmisión por correa. Además reduce el consumo de combustible. En este caso la bomba hidráulica sólo funciona cuando y al ritmo que se necesita para operar la dirección. La alimentación del motor que mueve la bomba se hace a través de la batería.

Estas ventajas frente a las hidráulicas ha hecho que las direcciones electro-hidráulicas hayan ido sustiyendo a las hidráulicas progresivamente.

El funcionamiento de una dirección electro-hidráulica es similar al de una hidráulica.

Eléctrica

Las direcciones eléctricas o EPS (Electrical Powered Steering) son el tipo más reciente de dirección asistida. Su nombre se debe a que utilizan un motor eléctrico para generar la asistencia en la dirección.

Su ventaja frente a las hidráulicas y electro-hidráulicas es que, al no utilizar energia hidráulica son más ligeras y simples al eliminar la instalación y bomba hidráulica.

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Dirección de cremallera

Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria direccional. Va acoplada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico.Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura.

Direcciones asistidasEl más usado hasta ahora es el de mando hidráulico (aunque actualmente los sistemas de dirección con asistencia eléctrica le están comiendo terreno) del que se muestra el esquema básico en la figura inferior. Puede verse en ella que el volante de la dirección acciona un piñón, que a su vez mueve una cremallera como en una dirección normal de este tipo; pero unido a esta cremallera se encuentra un pistón alojado en el interior de un cilindro de manera que a una u otra de las caras puede llegar el liquido a presión desde una válvula distribuidora, que a su vez lo recibe de un depósito, en el que se mantiene almacenado a una presión determinada, que proporciona una bomba y se conserva dentro de unos límites por una válvula de descarga.

Dirección de cremallera hidráulica

Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento hidráulico (cilindro

de doble efecto) independiente del mecanismo desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servo asistencia. Coaxialmente, es decir, en paralelo con el sistema mecánico.La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera

El circuito hidráulico está formado por un depósito (1) y una bomba que suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta válvula acoplada a la dirección, es accionada el mover el volante y tiene como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como ocurre en las direcciones de cremallera.

Tornillo sin fin asistencia hidráulica

Un sistema de dirección de potencia eléctrica en el cual un motor eléctrico está adaptado para aplicar un par de fuerza de asistencia a una columna de dirección en respuesta a una medida del par de fuerza aplicado a la columna de dirección por un conductor de un vehículo, y el motor actúa sobre la columna de dirección a través de un engranaje de tornillo sin fin y de una rueda de engranaje, estando el engranaje de tornillo sin fin provisto sobre un eje de salida del motor y, estando la rueda de engranaje provista sobre un eje de accionamiento, en el que el eje de salida del motor el cual incorpora el engranaje de tornillo sin fin está soportado dentro de un alojamiento por, al menos, dos conjuntos de soportes que están separados axialmente a lo largo del eje de salida, el primero de dichos conjuntos de soporte incluye un medio para permitir el desplazamiento radial de un extremo del eje de salida con respecto a la rueda de engranaje, mientras que el otro conjunto de soporte está adaptado para permitir el desplazamiento angular del eje de salida con respecto al alojamiento , caracterizado porque el primer conjunto de soporte comprende un conjunto de rodamiento que está soportado en una abertura o receso proporcionado excéntricamente dentro del casquillo

Dirección de asistencia variables

Este sistema de dirección se simplifica y es mucho más sencillo que los utilizados hasta ahora. Tiene el inconveniente de estar limitado en su aplicación a todos los vehículos (limitación que no tiene el sistema de dirección hidráulica) ya que dependiendo del peso del vehículo y del tamaño de las ruedas, este sistema no es válido. A mayor peso del vehículo normalmente más grandes son las ruedas tanto en altura como en anchura, por lo que mayor es el esfuerzo que tiene que desarrollar el sistema de dirección, teniendo en cuenta que en las direcciones eléctricas todo la fuerza de asistencia la genera un motor eléctrico, cuanto mayor sea la asistencia a generar por la dirección, mayor tendrá que ser el motor.Un excesivo consumo eléctrico por parte del motor eléctrico del sistema de dirección, no es factible, ya que la capacidad eléctrica del sistema de carga del vehículo está limitada. Este inconveniente es el que impide que este sistema de dirección se pueda aplicar a todos los vehículos, ya que por lo demás todo son ventajas. En la figura inferior se pueden ver los elementos que forman la dirección eléctrica, falta la parte de la columna de dirección que mueve el piñón que a su vez acciona la cremallera.

Suspensión

Indice del curso

 

Modelos de suspensión mecánica

Según el tipo de elementos empleados y la forma de montajes de los mismos, existen varios sistemas de suspensión, todos ellos basados en el mismo principio de funcionamiento. Constan de un sistema elástico, amortiguación y barra estabilizadora independientes para cada uno de los ejes del vehículo.

Actualmente existen distintas disposiciones de suspensión cuyo uso depende del tipo de comportamiento que se busca en el vehículo: mayores prestaciones, mas comodidad, sencillez y economía, etc.

 

Principio básicoLas primeras suspensiones estaban formadas por un "eje rígido" en cuyos extremos se montaban las ruedas. Como consecuencia de ello, todo el movimiento que afecta a una rueda se transmite a la otra del mismo eje. En la figura inferior podemos ver como al elevarse una rueda, se extiende su inclinación al eje y de este a la otra rueda. Como el eje va fijado directamente sobre el bastidor, la inclinación se transmite a todo el vehículo.Este montaje es muy resistente y mas económico de fabricar, pero tiene la desventaja de ser poco cómodo para los pasajeros y una menor seguridad.

El sistema de suspensión "independiente" tiene un montaje elástico independiente que no esta unido a otras ruedas. A diferencia del sistema rígido, el movimiento de una rueda no se transmite a la otra y la carrocería resulta menos afectada.

 

 

Suspensiones delanteras y traserasNo todos los modelos de suspensión pueden ser montados en el eje delantero o trasero indistintamente; la mayor o menor facilidad de adaptación a las necesidades específicas de los dos ejes ha determinado una selección, por lo que cada tipo de suspensión se adapta mejor a uno de los dos ejes.

 

Clasificación de las suspensionesSe pueden clasificar las suspensiones mecánicas en tres grupos:

Suspensiones rígidas: en las que la suspensión de una rueda va unida a la otra mediante un eje rígido, se transmiten las vibraciones de una rueda a la otra.

Suspensiones semirigidas: similares a las suspensiones rígidas pero con menor peso no suspendido.

Suspensiones independientes: en esta disposición las ruedas tienen una suspensión independiente para cada una de ellas. Por lo tanto no se transmiten las oscilaciones de unas ruedas a otras.

 

Suspensiones rígidasEsta suspensión tiene unidas las ruedas mediante un eje rígido formando un conjunto. Presenta el inconveniente de que al estar unidas ambas ruedas, las vibraciones producidas por la acción de las irregularidades del pavimento, se transmiten de un lado al otro del eje. Además el peso de las masas no suspendidas aumenta notablemente debido al peso del eje rígido y al peso del grupo cónico diferencial en los vehículos de tracción trasera. En estos últimos el grupo cónico sube y baja en las oscilaciones como un parte integradora del eje rígido. Como principal ventaja, los ejes rígidos destacan por su sencillez de diseño y no producen variaciones significativas en los parámetros de la rueda como caída, avance, etc. El principal uso de esta disposición de suspensión se realiza sobre todo en vehículos industriales, autobuses, camiones y vehículos todo terreno. En la figura inferior se muestra un modelo de eje rígido actuando de eje propulsor. En estos casos el eje está constituido por una caja que contiene el mecanismo diferencial (1) y por los tubos (3) que contienen los palieres. El eje rígido en este caso se apoya contra el bastidor mediante ballestas (2) que hacen de elemento elástico transmitiendo las oscilaciones. Completan el conjunto los amortiguadores (4).

 

 

En la figura inferior vemos una suspensión rígida trasera montada en el vehículo de la marca Lada Niva, que sustituye las ballestas por muelles. Esta suspensión no presenta rigidez longitudinal, de forma que el eje rígido lleva incorporada barras longitudinales que mantienen el eje fijo en su posición, evitando que se mueva en el eje longitudinal.

Ademas para estabilizar el eje y generar un único centro de balanceo de la suspensión, se añade una barra transversal que une el eje con el bastidor. A esta barra se le conoce con el nombre de de barra "Panhard". Tanto las barras longitudinales como la barra Panhard dispone de articulaciones elásticas que las unen con el eje y la carrocería.

 

Suspensión semirigidaEstas suspensiones son muy parecidas a las anteriores su diferencia principal es que las ruedas están unidas entre si como en el eje rígido pero transmitiendo de una forma parcial las oscilaciones que reciben de las irregularidades del terreno. En cualquier caso aunque la suspensión no es rígida total tampoco es independiente. La función motriz se separa de la función de suspensión y de guiado o lo que es lo mismo el diferencial se une al bastidor, no es soportado por la suspensión.

En la figura inferior se muestra una suspensión de este tipo. Se trata de una suspensión con eje "De Dion". En ella las ruedas van unidas mediante soportes articulados (1) al grupo diferencial (2), que en la suspensión con eje De Dion es parte de la masa suspendida, es decir, va anclado al bastidor del automóvil. Bajo este aspecto se transmite el giro a las ruedas a través de dos semiejes (palieres) como en las suspensiones independientes. A su vez ambas ruedas están unidas entre si mediante una traviesa o tubo De Dion (3) que las ancla de forma rígida permitiendo a la suspensión deslizamientos longitudinales. Este sistema tiene la ventaja, frente al eje rígido. de que se disminuye la masa no suspendida debido al poco peso de la traviesa del eje De Dion y al anclaje del grupo diferencial al bastidor y mantiene los parámetros de la rueda prácticamente constantes como los ejes rígidos gracias al anclaje rígido de la traviesa. La suspensión posee además elementos elásticos de tipo muelle helicoidal (4) y suele ir acompañada de brazos longitudinales que limitan los desplazamientos longitudinales.

 

Otra suspensión semirigida "De Dion" pero que utiliza ballestas en vez de muelles

 

En la actualidad hay pocos coches que montan esta suspensión debido a que su coste es elevado. Alfa Romeo es uno de los fabricantes que monto este sistema, mas en concreto en el modelo 75 (figura inferior). En la actualidad lo montan vehiculos como el Honda HR-V y el Smart City Coupe.

 

El "eje torsional" es otro tipo de suspensión semirigida (semi-independiente), utilizada en las suspensiones traseras, en vehículos que tienen tracción delantera (como ejemplo: Wolkswagen Golf). La traviesa o tubo que une las dos ruedas tiene forma de "U", por lo que es capaz de deformarse un cierto angulo cuando una de las ruedas encuentra un obstáculo, para después una vez pasado el obstáculo volver a la posición inicial.

Las ruedas están unidas rígidamente a dos brazos longitudinales unidos por un travesaño que los une y que se tuerce durante las sacudidas no simétricas, dando estabilidad al vehículo. Esta configuración da lugar, a causa de la torsión del puente, a una recuperación parcial del ángulo de caída de alto efecto de estabilización, características que junto al bajo peso, al bajo coste y al poco espacio que ocupan, ideal para instalarla junto con otros componentes debajo del piso (depósito de combustible, escape, etc.). Esta configuración han convertido a este tipo de suspensiones en una de las más empleadas en vehículos de gama media-baja.

 

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Suspensión independienteActualmente la suspensión independiente a las cuatro ruedas se va utilizando cada vez mas debido a que es la más óptima desde el punto de vista de confort y estabilidad al reducir de forma independiente las oscilaciones generadas por el pavimento sin transmitirlas de una rueda a otra del mismo eje. La principal ventaja añadida de la suspensión independiente es que posee menor peso no suspendido que otros tipos de suspensión por lo que las acciones transmitidas al chasis son de menor magnitud. El diseño de este tipo de suspensión deberá garantizar que las variaciones de caída de rueda y ancho de ruedas en las ruedas directrices deberán ser pequeñas para conseguir una dirección segura del vehículo. Por contra para cargas elevadas esta suspensión puede presentar problemas. Actualmente éste tipo de suspensión es el único que se utiliza para las ruedas directrices.

El número de modelos de suspensión independiente es muy amplio y además posee numerosas variantes. Los principales tipos de suspensión de tipo independiente son:

Suspensión de eje oscilante. Suspensión de brazos tirados. Suspensión McPherson. Suspensión de paralelogramo deformable. Suspensión multibrazo (multilink)

Suspensión de eje oscilanteLa peculiaridad de este sistema que se muestra en la figura inferior es que el elemento de rodadura (1) y el semieje (2) son solidarios (salvo el giro de la rueda), de forma que el conjunto oscila alrededor de una articulación (3) próxima al plano medio longitudinal del vehículo. Este tipo de suspensión no se puede usar como eje directriz puesto que en el movimiento oscilatorio de los semiejes se altera notablemente la caída de las ruedas en las curvas. Completan el sistema de suspensión dos conjuntos muelle-amortiguador telescópico (4)

Una variante de este sistema es el realizado mediante un eje oscilante pero de una sola articulación mostrado en la figura inferior. Esta suspensión es utilizada por Mercedes Benz en sus modelos 220 y 300. La ventaja que presenta es que el pivote de giro (1) está a menor altura que en el eje oscilante de dos articulaciones. El mecanismos diferencial (2) oscila con uno de los palieres (3) mientras que el otro (4) se mueve a través de una articulación (6) que permite a su vez un desplazamiento de tipo axial en el árbol de transmisión. El sistema también cuenta con dos conjuntos muelle-amortiguador (7).

 

Suspensión de brazos tirados o arrastradosEste tipo de suspensión independiente se caracteriza por tener dos elementos soporte o "brazos" en disposición longitudinal que van unidos por un extremo al bastidor y por el otro a la mangueta de la rueda. Si el eje es de tracción, el grupo diferencial va anclado al bastidor. En cualquier caso las ruedas son tiradas o arrastradas por los brazos longitudinales que pivotan en el anclaje de la carrocería.Este sistema de suspensión ha dado un gran número de variantes cuyas diferencias estriban fundamentalmente en cuál es el eje de giro del brazo tirado en el anclaje al bastidor y cuál es el elemento elástico que utiliza.En la figura inferior se muestra como los brazos tirados pueden pivotar de distintas formas: en la figura de la derecha los brazos longitudinales pivotan sobre un eje de giro perpendicular al plano longitudinal del vehículo. Este tipo de suspensión apenas produce variaciones de vía, caída o avance de la rueda. En la figura de la izquierda pivotan los brazos sobre ejes que tienen componentes longitudinales, es decir sobre ejes oblicuos al plano longitudinal del vehículo. A esta última variante también se la conoce como "brazos semi-arrastrados" y tiene la

ventaja de que no precisa estabilizadores longitudinales debido a la componente longitudinal que tiene el propio brazo o soporte. Aquí las variaciones de caída y de vía dependen de la posición e inclinación de los brazos longitudinales por lo tanto, permite que se varie durante la marcha la caída y el avance de las ruedas con lo que se mejora la estabilidad del vehículo. En cuanto al tipo de elementos elásticos que se utilizan en estas suspensiones, se encuentran las barras de torsión y los muelles.

 

Sistemas de suspensión de brazos tirados con barras de torsión. Las barras se montan de manera transversal a la carrocería. Como minimo se utilizan dos, pudiendo llegar incluso a montar cuatro en vehículos cuyo tarado deba ser mayor. Por ejemplo, existen modelos que montan dos barras de torsión en el puente trasero, mientras que un modelo similar pero con mayor motorización, monta cuatro barras unidas por una gemela.

Suspensión McPhersonEsta suspensión fue desarrollada por Earle S. McPherson, ingeniero de Ford del cual recibe su nombre. Este sistema es uno de los más utilizados en el tren delantero aunque se puede montar igualmente en el trasero. Este sistema ha tenido mucho éxito, sobre todo en vehículos más modestos, por su sencillez de fabricación y mantenimiento, el coste de producción y el poco espacio que ocupa. Con esta suspensión es imprescindible que la carrocería sea mas resistente en los puntos donde se fijan los amortiguadores y muelles, con objeto de absorber los esfuerzos transmitidos por la suspensión.

 

La figura inferior muestra un modelo detallado de una suspensión McPherson con brazo inferior y barra estabilizadora.La mangueta (1) de la rueda va unida al cubo (2) permitiendo el giro de éste mediante un rodamiento (3). A su vez la mangueta va unida al bastidor a través de dos elementos característicos de toda suspensión McPherson:

El brazo inferior (4) que va unido a la mangueta (1) mediante una unión elástica (A) (rótula) y unido al bastidor mediante un casquillo (B).

El conjunto muelle helicoidal-amortiguador. El amortiguador (5) va anclado de forma fija a la parte superior de la mangueta (1) y el muelle (6) es concéntrico al amortiguador y está sujeto mediante dos copelas superior (C) e inferior (D). El amortiguador está unido al bastidor por su parte superior mediante un cojinete de agujas (7) y una placa de fijación (8). En las ruedas delanteras se hace necesaria la existencia de este cojinete axial ya que el amortiguador al ser solidario a la mangueta gira con ésta al actuar la dirección.

La suspensión tipo McPherson forma un mecanismo de tipo triángulo articulado formado por el brazo inferior (4), el conjunto muelle-amortiguador y el propio chasis. El lado del triángulo que corresponde al muelle-amortiguador es de compresión libre por lo que sólo tiene un único grado de libertad: la tracción o compresión de los elementos elásticos y amortiguador. Al transmitirse a través del muelle-amortiguador todos los esfuerzos al chasis es necesario un dimensionado más rígido de la carrocería en la zona de apoyo de la placa de fijación (8).Como elementos complementarios a esta suspensión se encuentra la barra estabilizadora (9) unida al brazo inferior (4) mediante una bieleta (10) y al bastidor mediante un casquillo (E), y en este caso un tirante de avance (11).

"Falsa" McPhersonActualmente existen múltiples variantes en cuanto a la sustitución del tirante inferior (4) que pueden ser realizada por un triángulo inferior, doble bieleta transversal con tirante longitudinal, etc. A estos últimos sistemas también se les ha denominado "falsa" McPherson, aunque en cualquier caso todos ellos utilizan el amortiguador como elemento de guía y mantienen la

estructura de triángulo articulado.La suspensión clásica McPherson dispone de la barra estabilizadora como tirante longitudinal, mientras que las denominadas "falsa" McPherson ya absorben los esfuerzos longitudinales con la propia disposición del anclaje del elemento que sustituye al brazo inferior.

En la figura inferior se muestra un esquema McPherson donde se ha sustituido el brazo inferior por un triángulo (1) que va unido a la mangueta (2) mediante una rótula (A) y a la cuna del motor (3) mediante dos casquillos (C) y (D). El resto de los componentes es similar al de una McPherson convencional.

 

 

Suspensión de paralelogramo deformableLa suspensión de paralelogramo deformable junto con la McPherson es la más utilizada en un gran número de automóviles tanto para el tren delantero como para el trasero. Esta suspensión también se denomina: suspensión por trapecio articulado y suspensión de triángulos superpuestos.

En la figura inferior se muestra una suspensión convencional de paralelogramo deformable. El paralelogramo está formado por un brazo superior (2) y otro inferior (1) que están unidos al chasis a través de unos pivotes, cerrando el paralelogramo a un lado el propio chasis y al otro la propia mangueta (7) de la rueda. La mangueta está articulada con los brazos mediante rótulas esféricas (4) que permiten la orientación de la rueda. Los elementos elásticos y amortiguador coaxiales (5) son de tipo resorte helicoidal e hidráulico telescópico respectivamente y están unidos por su parte inferior al brazo inferior y por su parte superior al bastidor. Completan el sistema unos topes (6) que evitan que el brazo inferior suba lo suficiente como para sobrepasar el limite elástico del muelle y un estabilizador lateral (8) que va anclado al brazo inferior (1).

Con distintas longitudes de los brazos (1) y (2) se pueden conseguir distintas geometrías de suspensión de forma que puede variar la estabilidad y la dirección según sea el diseño de estos tipos de suspensión.

La evolución de estos sistemas de suspensión de paralelogramo deformable ha llegado hasta las actuales suspensiones llamadas multibrazo o multilink.

 

Suspensiones Multibrazo o MultilinkLas suspensiones multibrazo se basan en el mismo concepto básico que sus precursoras las suspensiones de paralelogramo deformable, es decir, el paralelogramo está formado por dos brazos transversales, la mangueta de la rueda y el propio bastidor. La diferencia fundamental que aportan estas nuevas suspensiones es que los elementos guía de la suspensión multibrazo pueden tener anclajes elásticos mediante manguitos de goma. Gracias a esta variante las multibrazo permiten modificar tanto los parámetros fundamentales de la rueda, como la caída o la convergencia, de la forma más apropiada de cara a la estabilidad en las distintas situaciones de uso del automóvil. Esto significa que las dinámicas longitudinal y transversal pueden configurarse de forma precisa y prácticamente independiente entre sí, y que puede alcanzarse un grado máximo de estabilidad direccional y confort

A principios de los noventa se comenzó a instalar estos sistemas multibrazo en automóviles de serie ya dando buenos resultados aunque había reticencias para los ejes no motores. En la actualidad las grandes berlinas adoptan este sistema en uno de los trenes o en ambos. Para que una suspensión se considere multibrazo debe estar formada al menos por tres brazos.

Las suspensiones multibrazo se pueden clasificar en dos grupos fundamentales:

Suspensiones multibrazo con elementos de guía transversales u oblicuos con funcionamiento similar al de las suspensiones de paralelogramo deformable.

Suspensiones multibrazo que además disponen de brazos de guía longitudinal con un funcionamiento que recuerda a los sistemas de suspensión de ruedas tiradas por brazos longitudinales.

En la figura inferior se muestra en la parte izquierda un sistema multibrazo delantero y en la derecha uno trasero del tipo paralelogramo deformable con tres brazos. La suspensión delantera consta de un brazo superior (1) que va unido a una mangueta (2) larga y curvada mediante un buje de articulación (A) y un brazo inferior transversal (3) que va unido a la mangueta por una rótula doble (B) y al bastidor por un casquillo (C) que aísla de las vibraciones. Cierra el paralelogramo deformable el propio bastidor como en cualquier

suspensión de este tipo.Esta suspensión dispone además de un tercer brazo (4) que hace de tirante longitudinal y que está unido al bastidor y mangueta de la misma forma que el brazo inferior transversal (3). La gran altura de la prolongación de la mangueta consigue una disminución de los cambios de convergencia de la rueda y un ángulo de avance negativo.

 

La suspensión trasera (figura inferior) consta de un brazo superior (1) con forma de triángulo como la delantera, pero dispone de dos brazos transversales, superior (2) e inferior (3) y un tirante longitudinal inferior (4). Las articulaciones son similares al modelo de suspensión delantera.Ambos sistemas poseen como elementos elásticos muelles helicoidales y amortiguadores telescópicos (5) y también barra estabilizadora. Observar que en la disposición delantera el amortiguador va anclado a la barra inferior transversal (3) mediante una horquilla.