Amortiguación, Suspención Y Frenos

Amortiguadores, Suspensión

Y

Frenos

Curso: 5° 1° Industria

Alumnos: Gutiérrez Sebastián, Francia Juan y Hoyos Natanael

Profesor: Rodolfo Ravarotto

Introducción

La suspensión de un vehículo tiene como objetivo absorber las desigualdades del terreno sobre el que se desplaza, a la vez que mantiene las ruedas en contacto con el suelo, proporcionando un adecuado nivel de confort y seguridad de marcha.

Sus funciones básicas son las siguientes:

-Reducción de fuerzas causadas por irregularidades del terreno.

-Control de la dirección del vehículo

-Mantenimiento de la adherencia de los neumáticos a la carretera

-Soporte de la cargar del vehículo

-Mantenimiento de una correcta alineación de las ruedas

-Mantenimiento de la altura optima del vehículo

El comportamiento del vehículo vendrá determinado en gran medida por el tipo suspensión que lleve. Así por ejemplo, mediante su reglaje es posible variar la característica del coche (subvirador o sobrevirador).

El peso del vehículo se compone en dos partes denominadas:

-masa suspendida: integrada por todos los elementos cuyo peso es soportado por el bastidor o chasis (carrocería, motor, etc.).

-masa no suspendida: constituida por el resto de los componentes (sistema de frenos, llantas, etc.)

En enlace entre ambas masas es materializado por la suspensión. El sistema está compuesto por un elemento elástico y otro de amortiguación, cuya misión es neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida originada por el elemento elástico al adaptarse a las irregularidades del terreno transformando la energía que almacena el resorte en calor.

El amortiguador representa uno de los componentes de mayor importancia en los vehículos.

Evolución

El pasado

Los primitivos automóviles de finales del siglo XIX eran básicamente carruajes de caballos con motor. Las velocidades que alcanzaban eran muy reducidas y apenas necesitaban suspensión. Según fueron incrementándose las prestaciones se fue haciendo patente la exigencia de dotarlos de confort y manejabilidad. De hecho hasta 1898 las primeras suspensiones eran simples ballestas (aúnan cualidades elásticas con cierto poder amortiguante) como las de los coches de caballos.

Ballesta primitiva.

Hoy en día se siguen empleando ballestas, pero como elemento elástico en conjunción con modernos amortiguadores telescópicos. Su uso se restringe a vehículos pesados como camiones, camionetas, todo terreno e incluso algún deportivo de renombre como el Chevrolet Corvette.

Ballestas como elemento elástico.

Enseguida se vio la necesidad de amortiguar el movimiento oscilatorio que creaban las ballestas. Así, entre 1898 y 1899 y basándose en un invento para bicicletas los fabricantes comienzan a instalar unos primeros amortiguadores que consistían en dos simples brazos unidos mediante un tornillo con un disco de fricción entre ellos (Figura adjunta abajo). La resistencia se ajustaba apretando o aflojando el tornillo. Como es de esperar, estos amortiguadores no eran muy duraderos, y su funcionamiento dejaba bastante que desear.

Amortiguador de Fricción.

Entre las desventajas que presentan los amortiguadores de fricción frente a los actuales amortiguadores hidráulicos se encuentran las siguientes:

• En tanto no se supera la fuerza de fricción la suspensión permanece bloqueada, y el vehículo queda sin suspensión.

• Una vez superada dicha fuerza de fricción, la fuerza amortiguadora disminuye en vez de aumentar con la velocidad, como sería deseable.

• Su comportamiento se altera con el desgaste.

• Es necesario reponer las piezas desgastadas periódicamente

El uso de amortiguadores de fricción en automoción es ya prácticamente Inexistente.

El presente

Actualmente y desde hace unos años atrás se ha impuesto en la industria el uso de los amortiguadores hidráulicos. En estos, la fuerza amortiguadora es función creciente con la velocidad.

Han existido otros tipos de amortiguadores hidráulicos, como son los giratorios y los de pistón, pero apenas se estilan y los que actualmente se utilizan son los de tipo telescópico.

Amortiguador hidráulico telescópico actual.

Básicamente, los amortiguadores hidráulicos telescópicos constan de un pistón que trabaja dentro de un cilindro en el que hay aceite. Sobre el pistón existen una serie de orificios y unas válvulas pre comprimidas que permiten el paso de aceite de una parte a otra del pistón cuando la presión supera un valor dado. Los orificios representan el paso permanente y las válvulas el paso de apertura por presión respectivamente.

El paso permanente vienen a ser orificios fijos (salvo cuando el amortiguador es un monotubo regulable, en cuyo caso la regulación suele consistir en la variación del tamaño del orificio) que restringen el flujo del caudal. En el caso de las válvulas de apertura por presión, para que estas se abran es necesario ejercer sobre ellas una determinada presión y a medida que ésta aumenta la apertura va siendo mayor.

Flujo de aceite a través del paso permanente.

Flujo de aceite a través de las válvulas de apertura por presión.

En la siguiente figura se puede ver en detalle el pistón con los discos que componen las válvulas de apertura por presión y la aguja que regula el diámetro de la válvula de apertura por área cuando el amortiguador es variable, como es nuestro caso. Si se mueve la rosca de ajuste de la dureza del amortiguador para “ablandarlo”, la aguja abrirá el orificio facilitando el paso del aceite y disminuyendo la rigidez del amortiguador y viceversa.

Explosión del pistón de un amortiguador monotubo.

Cuando la velocidad entre ambos extremos del amortiguador es baja, las válvulas de apertura por presión permanecen cerradas y el aceite pasa a través de los orificios del paso permanente. Una vez la presión del aceite alcanza la de tarado de las válvulas de presión, éstas empiezan a abrirse y dejan pasar el aceite. Cuanto más aumenta la presión, las válvulas se abren más hasta que su apertura es completa y la ley de fuerza en el amortiguador queda controlada nuevamente por el paso del aceite a través del orificio del paso permanente.

Lo normal es que las válvulas de extensión y compresión sean diferentes, lo

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