Sistemas de Suspensión Vehicular: Componentes Esenciales y Dinámica

Dinámica de la Suspensión Vehicular

Conceptos Clave en la Suspensión

Masa Suspendida

Es la masa que está soportada por la suspensión y se mueve con las ruedas. Incluye la masa de los componentes de la suspensión, como las ruedas, los neumáticos, los frenos y parte de la masa del chasis directamente apoyada sobre las ruedas.

Masa No Suspendida

Es la masa que no está soportada por la suspensión y no se mueve con las ruedas. Incluye la masa de las partes que se mueven con las ruedas, como los brazos de suspensión, los componentes de la dirección y parte de la masa de las ruedas y neumáticos.

Componentes de la Masa Suspendida (MS)

• Rueda
• Freno
• Neumático

Componentes de la Masa No Suspendida (MNS)

• Brazos de suspensión
• Partes móviles de la suspensión (mangueta y buje)
• Parte de la masa de las ruedas y neumáticos que no se mueve con las suspensiones.

Parámetros de Oscilación en la Suspensión

Amplitud

Es el desplazamiento total que realiza el muelle, medido desde el punto de máxima elongación hasta el de máxima compresión.

Frecuencia

Es el número de oscilaciones por unidad de tiempo. Se mide en Hertzios (Hz).

Periodo

Es el tiempo que tarda en realizarse una oscilación completa.

Elementos Elásticos de la Suspensión

Barra Estabilizadora

Tiene forma de U y se ancla en su parte larga a la masa suspendida (carrocería) mediante cojinetes elásticos y en sus extremos, mediante rótulas, al amortiguador, trapecio, etc.

• Reduce la inclinación de la carrocería al tomar una curva.
• Su rigidez depende de la longitud del brazo de palanca, de la longitud central y del diámetro.

Barra de Torsión

Puede ir ubicada en un punto fijo de la carrocería o en el trapecio de la rueda.

• En sus extremos tiene estriados que permiten fijarla por un lado a la carrocería y por el otro al trapecio o brazo de suspensión.
• Permiten regular la altura del vehículo cambiando la posición de anclaje del estriado.

Ejemplos de coches que las equipan: Dodge, Mitsubishi, Peugeot 106, Renault Clio, Citroën Saxo.

Ballestas

Están formadas por varias hojas de acero con forma de arco, denominándose la principal hoja maestra.

• Por un extremo, la hoja maestra se une a la carrocería por medio del ojo de ballesta y por el otro mediante la gemela.
• El perno central (capuchino) une todas las hojas.
• Se emplean en vehículos destinados al transporte de mercancías, furgonetas, camiones y vehículos todoterreno (vehículos pesados).

Muelle Helicoidal

Se trata de un hilo de acero enrollado en forma de hélice.

• Su rigidez (fuerza que hay que aplicar para lograr una cierta deformación) dependerá de:
  • Diámetro exterior del muelle
  • Diámetro del hilo
  • Número de espiras útiles

Existen muelles progresivos y muelles lineales.

Los muelles progresivos van aumentando su rigidez a medida que se van comprimiendo, permitiendo una baja rigidez en la primera parte de la compresión.

Tipos de Amortiguadores

Amortiguador Telescópico

El amortiguador telescópico trabaja en dos ciclos: compresión y extensión. En la extensión, el amortiguador controla los movimientos del peso suspendido de la carrocería. Mientras que en la compresión se controlan los movimientos del eje y las ruedas.

Amortiguador Monotubo

El amortiguador monotubo de gas funciona mediante un pistón que se desplaza dentro de un cilindro lleno de aceite y gas a presión. Cuando hay una variación en la superficie de la carretera, el pistón se mueve, comprimiendo o expandiendo el aceite. Durante la compresión, el gas a presión ayuda a mantener la estabilidad y evita la formación de burbujas en el aceite, lo que podría afectar el rendimiento. Este diseño proporciona una respuesta más rápida y eficiente, mejorando la capacidad del vehículo para manejar irregularidades en la carretera.

Amortiguador Bitubo

Un amortiguador bitubo de gas es un componente del sistema de suspensión de un vehículo. Consiste en dos tubos concéntricos: uno interno que contiene gas a alta presión y otro externo que alberga el aceite. Cuando el vehículo experimenta una compresión o extensión en la suspensión, el pistón interno comprime el gas, absorbiendo así la energía y controlando el movimiento. El aceite en el segundo tubo ayuda a disipar el calor generado durante este proceso. Este diseño mejora la eficiencia y capacidad de respuesta de la suspensión del vehículo.

Componentes Comunes por Eje

Eje Delantero

• Eje rueda delantera
• Amortiguador
• Eje de dirección
• Manillar o semimanillar
• Cartuchos
• Muelles

Eje Trasero

• Bieletas
• Horquillas
• Tubo exterior
• Torretas
• Tija superior
• Eje rueda trasera
• Tubo interior
• Tija inferior