Circuitos neumáticos e hidráulicos y dinámica de suspensiones en vehículos

Circuitos neumáticos e hidráulicos

Circuitos neumáticos e hidráulicos están formados por el conjunto de componentes necesarios para poder realizar el desplazamiento del actuador. Según el fluido que empleen se llamarán circuitos neumáticos, hidráulicos y mixtos.

Distintos tipos de circuitos

• Con cilindro de simple efecto: se emplea en los circuitos en los que no es necesario realizar fuerza en la fase de retroceso. Retrocede por su propio peso o por la fuerza de un muelle.
• Con cilindro de doble efecto: son los más empleados en los circuitos. Permiten realizar fuerza en sus dos desplazamientos, tanto en salida como en retroceso.
• Circuitos con finales de carrera: su misión consiste en automatizar el funcionamiento del circuito. Los más empleados son:
  • Mecánicos: válvulas 3/2 con accionamiento por rodillo.
  • Eléctricos: captadores de proximidad magnéticos.

Circuitos en vehículos

Ejemplos de circuitos en vehículos: circuito neumático del freno de motor, circuito hidráulico de la dirección, circuito neumático gestionado electrónicamente, circuito hidráulico gestionado electrónicamente, circuito hidráulico de barras estabilizadoras desacoplables.

Dinámica de la suspensión

Centro de balanceo y centro de gravedad

El centro de balanceo es un punto imaginario a través del cual actúa la fuerza centrífuga. El centro de gravedad también es un punto imaginario en el que se concentra toda la masa del vehículo.

Transferencia de carga

La transferencia de carga puede ser longitudinal, transversal o vertical, dependiendo de las maniobras y aceleraciones que sufra el vehículo.

Masas suspendidas y no suspendidas

Una masa suspendida es aquella que no está en contacto directo o indirecto con el suelo (por ejemplo, la carrocería y elementos soporte). Una masa no suspendida está en contacto con el suelo directamente o indirectamente (por ejemplo, ruedas, discos, bujes).

Oscilación

La oscilación está provocada por el movimiento de una masa en ascenso y descenso; se define por su periodo, amplitud y frecuencia.

Elementos que intervienen en la suspensión

Silentblocks y cojinetes elásticos

Silentblocks y cojinetes elásticos son elementos fabricados cuya misión es amortiguar los golpes entre piezas. Los cojinetes son elementos de caucho que permiten la unión facilitando un pequeño desplazamiento relativo.

Rótulas

Las rótulas son elementos de unión y fijación de suspensión y dirección, que permiten un pequeño giro manteniendo la geometría entre piezas.

Mangueta y buje

La mangueta de la suspensión es una pieza fabricada con acero o aleaciones que une el buje de la rueda con el sistema de suspensión y dirección.

Trapecio o brazo de suspensión

Los trapecios o brazos de suspensión son brazos articulados, generalmente fabricados en fundición o acero, que soportan la carga del vehículo a través de la suspensión.

Tirantes de suspensión

Los tirantes de suspensión son brazos de acero que sirven como sujeción y absorben pequeños desplazamientos y esfuerzos.

Barra estabilizadora

La barra estabilizadora (anti-balanceo) tiene como misión principal reducir la inclinación de la carrocería en las curvas.

Topes de suspensión

Los topes de suspensión pueden ser elásticos o semirrígidos y sirven como tope de la suspensión para evitar que ésta se deteriore o alcance extremos de recorrido.

Elementos elásticos

Entre los elementos elásticos se incluyen:

• Muelles de goma: elementos elásticos empleados en vehículos antiguos; están sometidos a esfuerzos de tracción y compresión.
• Barra de torsión: barra unida a la carrocería y al trapecio; al aplicarle torsión se retuerce y vuelve a su estado inicial.
• Ballestas: elementos elásticos constituidos por una o varias hojas de acero, unidas por medio de un perno central llamado capuchino y una abrazadera que permite el deslizamiento cuando se somete a carga.
• Muelles helicoidales: hilo de acero elástico enrollado en forma de hélice. Sus características incluyen: altura, diámetro, número de espiras, ángulo de inclinación y tipo de material. Existen muelles de resistencia lineal y progresiva. Los muelles helicoidales presentan ventajas como un mejor tarado, mantenimiento casi constante de la frecuencia, menor probabilidad de llegar pronto al tope y mejor utilización del recorrido del muelle.

Amortiguador

El amortiguador se encarga de transformar la energía provocada por las oscilaciones en calor, mediante la resistencia al flujo de fluido interno. Pueden ser: de fricción, de palanca, giratorio, telescópico (monotubo, bitubo, variable), entre otros diseños.

Tipos de suspensiones mecánicas

Las suspensiones mecánicas pueden ser de eje rígido o independientes:

Suspensión de eje rígido

Está formada por una viga o eje de metal unida a la carrocería a través del sistema de suspensión; puede ser con puente o con eje de De Dion.

Suspensión independiente

En la suspensión independiente cada rueda se monta sobre su propio soporte o eje, permitiendo el movimiento independiente de cada rueda. Tipos habituales:

• Paralelo deformable
• McPherson
• Brazos tirados
• Multibrazo

Documento corregido y estructurado por un profesor experto en Tecnología Industrial.