SuspensiĆ³n del auto. Dispositivo y propĆ³sito
contenido
La suspensiĆ³n del automĆ³vil conecta la parte de rodamiento del automĆ³vil con las ruedas. De hecho, este es un sistema de suspensiĆ³n, que incluye una serie de piezas y ensamblajes. Su esencia es asumir el impacto de varias fuerzas que surgen en el proceso de movimiento a lo largo de la carretera y hacer que la conexiĆ³n entre el cuerpo y las ruedas sea elĆ”stica.
Las suspensiones, delantera y trasera, junto con el bastidor, las vigas del eje y las ruedas forman el chasis del automĆ³vil.
Varias caracterĆsticas del vehĆculo estĆ”n directamente determinadas por el tipo y el diseƱo especĆfico de la suspensiĆ³n. Entre los principales parĆ”metros de este tipo se encuentran el manejo, la estabilidad e incluso la suavidad.
La masa no suspendida es un conjunto de componentes que inciden directamente en la carretera con su peso. En primer lugar, se trata de ruedas y piezas de suspensiĆ³n y mecanismos de freno directamente conectados a ellas.
Todos los demĆ”s componentes y partes, cuyo peso se transfiere a la carretera a travĆ©s de la suspensiĆ³n, constituyen la masa suspendida.
La proporciĆ³n de masa suspendida y no suspendida tiene un efecto muy fuerte en el rendimiento de conducciĆ³n del automĆ³vil. Cuanto menor sea la masa de los componentes no suspendidos en relaciĆ³n con los suspendidos, mejor serĆ” el manejo y la suavidad de marcha. Hasta cierto punto, esto tambiĆ©n mejora la dinĆ”mica del automĆ³vil.
Demasiada masa no suspendida puede provocar un aumento de la inercia de la suspensiĆ³n. En este caso, circular por una carretera ondulada podrĆa daƱar el eje trasero y provocar un accidente grave.
Casi todos los componentes de la suspensiĆ³n estĆ”n relacionados con el peso no suspendido del vehĆculo. Es comprensible, por tanto, el deseo de los ingenieros de reducir el peso de la suspensiĆ³n de una forma u otra. Con este fin, los diseƱadores intentan reducir las dimensiones de las piezas o utilizar aleaciones mĆ”s ligeras en lugar de acero. Cada kilogramo ganado mejora gradualmente las caracterĆsticas de funcionamiento del automĆ³vil. El mismo efecto se puede conseguir aumentando la masa suspendida, pero para ello tendrĆ”s que aƱadir un peso muy importante. Para turismos, la relaciĆ³n es de aproximadamente 15:1. AdemĆ”s, un aumento de la masa total empeora la dinĆ”mica de aceleraciĆ³n.
En cuanto a comodidad
Un vehĆculo en movimiento vibra constantemente. En este caso, se pueden distinguir oscilaciones de frecuencia relativamente baja y de alta frecuencia.
Desde el punto de vista de la comodidad, el nĆŗmero de vibraciones del cuerpo por minuto debe estar en el rango de 60 a 120.
AdemĆ”s, debido al uso de neumĆ”ticos y otros componentes elĆ”sticos, las masas no suspendidas experimentan vibraciones de mayor frecuencia, alrededor de 600 por minuto. El diseƱo de la suspensiĆ³n debe mantener tales vibraciones al mĆnimo para que no se sientan en la cabina.
Y, por supuesto, los baches y las sacudidas son inevitables durante la conducciĆ³n, cuya intensidad depende del estado de la superficie de la carretera. Combatir eficazmente el impacto de las sacudidas debido a los baches en la carretera es una de las tareas importantes de la suspensiĆ³n.
En tƩrminos de manejabilidad
El vehĆculo debe mantener una determinada direcciĆ³n de movimiento y al mismo tiempo cambiarla fĆ”cilmente a voluntad del conductor. Una de las funciones de la suspensiĆ³n es proporcionar suficiente estabilizaciĆ³n de las ruedas direccionales para que el automĆ³vil continĆŗe moviĆ©ndose en lĆnea recta, independientemente de los baches aleatorios que se produzcan debido a los defectos de la superficie de la carretera.
Con una buena estabilizaciĆ³n, las ruedas direccionales regresan a una posiciĆ³n neutral con poca o ninguna intervenciĆ³n del conductor, y el automĆ³vil se mueve en lĆnea recta, incluso si no se sostiene el volante.
El movimiento de las ruedas en relaciĆ³n con la carretera y la carrocerĆa estĆ” determinado en gran medida por la cinemĆ”tica de la suspensiĆ³n.
En tƩrminos de seguridad
La suspensiĆ³n debe proporcionar un agarre Ć³ptimo de los neumĆ”ticos a la calzada para que la superficie de contacto permanezca constante durante el movimiento. Los cambios dinĆ”micos en la configuraciĆ³n (alineaciĆ³n, etc.), asĆ como la geometrĆa de la suspensiĆ³n, deben ser mĆnimos. Esto es especialmente cierto cuando se conduce sobre baches en la carretera y en las curvas. El diseƱo debe incluir elementos que reduzcan el balanceo y minimicen la probabilidad de derrape y vuelco de la mĆ”quina, en otras palabras, proporcionen la suficiente estabilidad.
La suspensiĆ³n de un automĆ³vil generalmente consta de mecanismos de guĆa, componentes elĆ”sticos, un amortiguador de vibraciones, una barra estabilizadora, asĆ como sujetadores, dispositivos de regulaciĆ³n y control.
Mecanismos de guĆa
En primer lugar, se trata de varias palancas, sobre las que puede obtener mĆ”s informaciĆ³n, asĆ como todo tipo de tracciĆ³n, bastidores, extensiones. Depende de ellos cĆ³mo y dentro de quĆ© lĆmites es posible mover las ruedas a lo largo de diferentes ejes y en diferentes planos. AdemĆ”s, transmiten fuerzas de tracciĆ³n y frenado, asĆ como influencias laterales, por ejemplo, durante un giro.
Dependiendo del tipo de mecanismo de guĆa utilizado, todas las suspensiones se pueden dividir en dos grandes clases: dependientes e independientes.
En el dependiente, ambas ruedas de un eje estĆ”n rĆgidamente conectadas entre sĆ por medio de un puente (travesaƱo). En este caso, el desplazamiento de una de las ruedas, por ejemplo, al circular por un foso, provocarĆ” un desplazamiento similar de la otra.
En una suspensiĆ³n independiente, no existe tal conexiĆ³n rĆgida, por lo que los desplazamientos verticales o inclinaciones de una rueda prĆ”cticamente no tienen efecto en las demĆ”s.
Ambas clases tienen sus ventajas y desventajas, que determinan el Ć”mbito de su aplicaciĆ³n. En cuanto a los automĆ³viles de pasajeros, aquĆ una clara ventaja resultĆ³ estar del lado de las suspensiones independientes. Aunque el eje trasero en muchos casos se sigue instalando dependiente, ocasionalmente tambiĆ©n se puede encontrar un sistema semi-independiente de palanca de torsiĆ³n.
En el eje delantero, la suspensiĆ³n dependiente, debido a su alta resistencia y simplicidad de diseƱo, sigue siendo relevante en camiones, autobuses y algunos SUV.
Se dedica a la comparaciĆ³n de sistemas dependientes e independientes.
El diseƱo puede incluir un nĆŗmero diferente de palancas y pueden estar ubicadas de diferentes maneras. De acuerdo con estas caracterĆsticas, se pueden distinguir suspensiones de una sola palanca, de dos palancas y de brazos mĆŗltiples con disposiciĆ³n longitudinal, transversal u oblicua.
Elementos elƔsticos
Estos incluyen resortes, barras de torsiĆ³n, varios tipos de resortes, asĆ como bisagras de caucho y metal (bloques silenciosos), gracias a los cuales las palancas y los resortes son mĆ³viles. Los elementos elĆ”sticos absorben impactos al chocar contra baches en la carretera y suavizan significativamente su impacto en la carrocerĆa, el motor de combustiĆ³n interna y otros componentes y sistemas del automĆ³vil. Y por supuesto, aumentan el nivel de comodidad de los ocupantes de la cabina.
La mayorĆa de las veces, en el diseƱo de una suspensiĆ³n independiente, se utilizan resortes helicoidales cilĆndricos, hechos de acero especial para resortes que utilizan una tecnologĆa especial. Dichos elementos elĆ”sticos son confiables, no necesitan mantenimiento y al mismo tiempo le permiten obtener la mejor suavidad. En los automĆ³viles de pasajeros, los resortes han reemplazado casi por completo a los resortes.
La figura muestra una disposiciĆ³n esquemĆ”tica de una suspensiĆ³n de resorte con dos brazos transversales.
En la suspensiĆ³n neumĆ”tica, las cĆ”maras de aire se utilizan como elemento elĆ”stico. Cambiando la presiĆ³n del gas en el cilindro en esta realizaciĆ³n, es posible ajustar rĆ”pidamente la rigidez del sistema, asĆ como la distancia al suelo. La adaptaciĆ³n automĆ”tica se logra gracias a un sistema de sensores y una unidad de control electrĆ³nico. Sin embargo, el costo de dicho dispositivo es muy alto y se instala solo en automĆ³viles de Ć©lite. AdemĆ”s, la suspensiĆ³n neumĆ”tica adaptativa es muy difĆcil y costosa de reparar y, al mismo tiempo, bastante vulnerable en carreteras en mal estado.
amortiguador de vibraciones
Ćl hace su papel. EstĆ” diseƱado para amortiguar las vibraciones derivadas del uso de componentes elĆ”sticos, asĆ como los fenĆ³menos resonantes. En ausencia de un amortiguador, las vibraciones en los planos vertical y horizontal reducen significativamente la capacidad de control y, en algunos casos, pueden provocar una emergencia.
Muy a menudo, el amortiguador se combina con elementos elƔsticos en un solo dispositivo, que realiza inmediatamente una serie de funciones.
Barra antivuelco
Esta pieza se instala tanto en el eje delantero como en el trasero. EstƔ diseƱado para reducir el balanceo lateral en las curvas y reducir la probabilidad de que la mƔquina vuelque.
Puede obtener mĆ”s informaciĆ³n sobre el dispositivo y el principio de funcionamiento de la barra estabilizadora.
Sujetadores
Para conectar las piezas de suspensiĆ³n al marco y entre sĆ, se utilizan tres tipos de fijaciones: atornilladas, con y a travĆ©s de componentes elĆ”sticos (bisagras y casquillos de caucho y metal). Estos Ćŗltimos, ademĆ”s de cumplir su cometido principal, tambiĆ©n ayudan a reducir los niveles de ruido al absorber vibraciones en un determinado espectro de frecuencias.
Normalmente, el diseƱo tambiĆ©n prevĆ© limitadores para el recorrido de las palancas. Cuando el vehĆculo pasa por un bache importante, el parachoques de goma absorberĆ” el impacto antes de que el amortiguador alcance su lĆmite superior o inferior. De esta forma se evita el fallo prematuro del amortiguador, de su soporte superior y del silent block inferior.
El tema es demasiado amplio para cubrir todos sus aspectos en un solo artĆculo. AdemĆ”s, los ingenieros de diseƱo trabajan constantemente para mejorar los dispositivos existentes y desarrollar otros nuevos. La direcciĆ³n mĆ”s prometedora son los sistemas con adaptaciĆ³n automĆ”tica a las condiciones especĆficas de la carretera. AdemĆ”s de los amortiguadores neumĆ”ticos ya mencionados, se utilizan, por ejemplo, barras estabilizadoras ajustables, que son capaces de cambiar su rigidez segĆŗn una seƱal de la ECU.
En varios automĆ³viles, se instalan amortiguadores ajustables que cambian la rigidez de la suspensiĆ³n debido a la operaciĆ³n de una vĆ”lvula solenoide.
En una suspensiĆ³n hidroneumĆ”tica, el papel de los componentes elĆ”sticos lo desempeƱan las esferas, cuyas secciones separadas y aisladas estĆ”n llenas de gas y lĆquido. En el sistema Hydractive, la esfera hidroneumĆ”tica forma parte del puntal de suspensiĆ³n.
Sin embargo, todas estas opciones son costosas, por lo que la mayorĆa de los automovilistas tienen que contentarse con los mejores sistemas MacPherson y de resorte con dos horquillas de la actualidad.
Nadie estĆ” a salvo de los problemas en nuestras carreteras, por lo que no estarĆ” de mĆ”s familiarizarse con las seƱales de los posibles. Y asegĆŗrese de leer.
