Tecnologia del automovil

Suspensión y direccion

 

La suspensión es el conjunto de mecanismos que conforman la unión al suelo de la carrocería y los órganos mecánicos internos , en una primera época con un objetivo de confort de los ocupantes, aunque hoy día ha pasado a ocupar un lugar mucho más primordial el aspecto de seguridad = estabilidad. La dirección es el mecanismo básico que permite dirigir al vehículo , ya que al contrario del ferrocarril, las ruedas no van guiadas. Sistemas de Suspensión, amortiguación y dirección Se dice que algo está suspendido cuando se encuentra colgado de algún soporte por medio de una cuerda, una cadena etc. Este elemento mediante el cual se suspende algo, recibe el nombre de suspensión (Figura Nº 1). En el caso que nos ocupa, la suspensión de un auto es un conjunto de elementos más o menos complejo que sirve para suspender el peso del vehículo de un soporte constituido por las ruedas.

Un poco de Historia

Una preocupación de los fabricantes de carruajes fue tratar de hacer más cómodos los vehículos. Los caminos empedrados eran seguramente una tortura para los ocupantes de los antiguos carros de tracción animal, pues cada hoyo o piedra que las ruedas pasaran se registraba exactamente ahí, donde se sentaban, en la misma magnitud.

Se hicieron varios intentos para reducir esos impactos, acolchando los asientos o poniendo unos resortes en el pescante del cochero, (para empezar no estuvo mal) pero el problema aún no se resolvía hasta que alguien tuvo la idea de colgar la cabina del carruaje, con unas correas de cuero, desde unos soportes de metal más o menos acerado que venían de los ejes de modo que aquella quedaba suspendida por cuatro soportes y cuatro correas El resultado fue que aunque los golpes del rodaje eran parcialmente absorbidos por tal sistema, resultó ser una verdadera coctelera pues se mecía y bamboleaba sin control, añadiendo al relativo confort las delicias del mareo. Sin embargo, en estricto sentido, podemos decir que ahí nació el concepto de suspensión: un medio elástico que además de sostener la carrocería asimile las irregularidades del camino. En la medida en que las suspensiones evolucionaron y fueron haciéndose más eficientes, las ruedas disminuyeron su tamaño. Esto se entiende porque las ruedas de gran diámetro reducían el efecto de las irregularidades del camino; las ruedas pequeñas las registraban más debido a que entraban en los hoyos en mayor proporción. Con el desarrollo del motor de combustión interna aplicado a los vehículos, las ruedas también evolucionaron, de la rueda de rayos (radios) pasaron al de metal estampado y al de aleación ligera; de la llanta de hierro a la de hule macizo, después al neumático de cuerdas o tiras diagonales y finalmente al radial. Una suspensión actual de tipo convencional cuenta básicamente con dos elementos: un resorte (o muelle helicoidal) y un amortiguador. El resorte tiene como función principal absorber las irregularidades del camino para que no se transmitan a la carrocería (figura Nº 3). El amortiguador a su vez, tiene la función de controlar las oscilaciones de la carrocería (figura Nº 4). Con esta combinación de elementos se logra una marcha cómoda, segura y estable, acorde con los requerimientos de los automóviles y los caminos actuales  Obviamente, los componentes mencionados no trabajan solos, pues se encuentran integrados en conjuntos mecánicos que funcionan como un equipo y que juntos constituyen el sistema denominado; suspensión Evidentemente, la labor de los amortiguadores mantiene a las Ilantas en contacto con el pavimento al reducir tanto el número como la magnitud de las oscilaciones; esto se traduce en tracción efectiva y seguridad de rodaje.

La Suspensión

se puede observar el ensamble típico de un conjunto de pata telescópicacon el amortiguador ubicado dentro del resorte. Otros elementos de la suspensión, como las horquillas,colaboran en combinación con cojinetes de metal-goma enla labor de proporcionar buena calidad de rodaje. En la figura Nº 6 está ilustrada una horquilla elemental. A la horquilla sólo le queda el nombre pues ha evolucionado tanto que en su forma actual dista mucho de parecerse. Los ángulos de los soportes, el tipo de los cojinetes y la estructura de la pieza cumplen ahora funciones más complejas que la de soportar la rueda.

La Suspensión Independiente

En un eje rígido, como es el caso del eje trasero de un camión de carga, (o como hace pocos años algunos automóviles) la suspensión a base de resorte elípticos no evita que los movimientos de la rueda de un lado se transmitan al otro, es decir, si una rueda rebota transmitirá buena parte de su inestabilidad a su compañera de eje. Este problema se solucionó con el diseño de suspensiones independientes, en las que los rebotes de una rueda no son transmitidos a su compañera de eje.

La Dirección

Pocos mecanismos aparentan tanta simplicidad como el de la dirección y sin embargo oculta entre los ángulos de su geometría una compleja relación entre sus componentes. Veremos ahora lo más sencillo: el Ilamado trapecio de la dirección. as ruedas directrices se encuentran divergentes entre sí cuando describen una curva; este fenómeno da la impresión de ser una aberración pues las ruedas parecen dirigirse a distintas direcciones separándose una de la otra. En la figura Nº 13 se aclara este concepto; si observamos, la divergencia obedece al retraso que la rueda derecha tiene respecto a la izquierda (distancia A), según el sentido de marcha en curva, lo que no sucede en marcha recta. También se puede observar que las trayectorias de las cuatro ruedas son paralelas entre sí al recorrer la curva, conservando siempre un centro de giro común.Asimismo se puede apreciar que las traseras describen una circunferencia de menor diámetro. El vehículo y el centro de giro se acercarán o se alejarán uno del otro en la proporción que la dirección sea girada en mayor o menor medida. En trayectoria rectilínea el centro de giro desaparece y de girarse el volante en la dirección contraria se presentará de nuevo en el lado opuesto.

El ángulo de avance

¿Se ha preguntado el lector por qué cuando se suelta el volante al terminar un viraje, el volante y el vehículo retoman solos la trayectoria rectilínea?

Pues bien, este efecto es el resultado de una disposición geométrica muy sencilla de la suspensión. El punto de apoyo superior del eje de pivoteo se encuentra retrasado en relación con el inferior, según el sentido de marcha, de modo que dicho eje resulta inclinado hacia atrás. Si el eje de pivoteo fuera completamente vertical, sería necesario regresar a mano el volante después de doblar una esquina en vez de deslizarlo entre los dedos. Para aclarar un poco más este concepto, echemos un vistazo a la dirección de una bicicleta. Si observamos la "horquilla" apreciaremos que tiene una inclinación hacia atrás por el punto de apoyo superior y hacia adelante (avance) por el inferior. Esta disposición permite pedalear sin empuñar el manubrio, manteniendo la bicicleta una trayectoria rectilínea. Este mismo resultado se obtiene en la dirección de un automóvil donde se logra obtener el ángulo "n".

Luis Fernando Cantor Bueno

Ing. Electronica , CRF