Sistemas de suspensión.
La suspensión va situada entre la carrocería del vehiculo y las ruedas. Aparte del confort, una buena suspensión debe aislar la carrocería del vehículo, de los movimientos y vaivenes producidos por el mal estado de la calzada y mantener el contacto de las ruedas al suelo. La suspensión del vehículo da estabilidad al vehículo pues absorbe las fuerzas transversales, verticales y longitudinales.
Elementos de la suspensión.
Los elementos de la suspensión deben ser los suficientemente elásticos para permitir el contacto de las ruedas a la calzada y lo suficientemente fuertes para que las cargas del vehículo que actúan sobre ellos no produzcan deformaciones permanentes.
Ballestas
Son una serie de hojas o laminas de acero especial unidas entre si por abrazaderas y por un tornillo llamado perno capuchino. La hoja mayor se le denomina con el nombre de maestra y va curvada en sus extremos, formando los llamados ojos de ballesta. Normalmente las ballestas van unidas a la carrocería mediante un punto fijo y un punto móvil. El punto fijo se consigue interponiendo un pasador a través de uno de los ojos de ballesta y el móvil mediante un sistema de anclaje llamado gemelas. Las gemelas tienen forma de ocho (8), uno de sus huecos va unido al chasis y el otro al ojo de ballesta mediante un silentblock.
Las hojas se desplazan entre ellas para realizar la función de amortiguar y el número de hojas y la dimensión de las mismas depende de la carga que tienen que soportar.
Las ballestas pueden ir montadas de forma transversal o longitudinal.
Muelles helicoidales
Los muelles helicoidales son unos arrollamientos helicoidales de acero, que absorben los movimientos de subida y bajada del vehículo. El diámetro y el número de espiras dependen de la carga que tienen que soportar. Las espiras de los extremos son de forma plana para su acoplamiento.
Barra de torsión
Es una barra cilíndrica de acero, en los extremos posee un estriado para su acoplamiento. Por un lado se une a la carrocería del vehículo y por el otro al brazo de suspensión. Debe saber que si a una barra de acero la ajustamos en un punto y por el otro intentamos torcerla, intentará volver a su posición de origen. Cuando el vehículo pasa por alguna oscilación del terreno, la rueda con su movimiento retuerce la barra de torsión que tiende a volver a su posición inicial.
Las barras de torsión pueden ir montadas de forma transversal o longitudinal.
Barra estabilizadora
La barra estabilizadora es una barra de acero que conecta dos ruedas del mismo eje. Cuando un vehículo toma una curva, el lado interior del vehiculo tiende a inclinarse hacia abajo, mientras el lado exterior lo hace hacia arriba. La función de la barra estabilizadora es evitar que haya inclinación en la carrocería del vehículo.
Elementos de la suspensión.
Amortiguador
Es un dispositivo que sirve para reducir los movimientos que se producen en el vehículo. Siempre van montados con algún otro elemento de suspensión (muelles, ballestas, barras etc.) Cada rueda lleva un amortiguador.
El amortiguador es un cilindro hueco lleno de aceite hidráulico, el cilindro está divido en dos cámara mediante un embolo que se desplaza hacia arriba y abajo. El embolo dispone de unos orificios calibrados que permiten el paso del aceite de una cámara hacia la otra, consiguiendo con este efecto amortiguar los golpeteos.
Un extremo del cilindro está unido a la carrocería y el extremo del embolo a la rueda. Cuando el vehículo pasa por un bache el embolo se desplaza hacia arriba y el aceite pasa de forma calibrada por las válvula de compresión produciéndose el efecto amortiguador. Cuando termina el bache el amortiguador vuelve a su estado, pasando esta vez el aceite por la válvula de expansión volviéndose a producir el efecto amortiguador. El amortiguador disminuye la intensidad de las oscilaciones.
Los amortiguadores deben ser sustituidos según recomendaciones del fabricante, según el número de kilómetros. En el mercado podemos encontrar gran variedad de amortiguadores pero hemos de tener en cuenta a la hora de cambiar el amortiguador las recomendaciones del fabricante. Es importante cambiar los 2 amortiguadores del mismo eje a la vez.
Brazos de suspensión
Son los encargados de unir las ruedas con el bastidor, pueden ir situados de forma transversal y longitudinal.
Buje
El buje une la rueda con el vehículo, dentro tiene unos rodamientos que permiten el giro de la rueda.
Mangueta
Une el buje con los elementos de suspensión y dirección.
Rótula
Es un elemento que une los brazos de suspensión con la mangueta. Esta compuesta por una bola de acero dentro de una carcasa y en el otro extremo dispone de un tronillo para su fijación.
Sistemas de montaje de la suspensión mecánica.
Como hemos venido comentando en unidades anteriores hay gran variedad de fabricantes y modelos de vehículo, lo que hace que la suspensión varíe de unos modelos a otros. En este apartado mostraremos algunos sistemas de montaje con elementos mecánicos.
Suspensión McPherson.
La suspensión McPherson es el máximo exponente de la suspensión independiente.
La suspensión independiente destaca por que cada rueda tiene su propia suspensión por lo que no se transmiten la vibraciones, ni entre ejes ni entre ruedas.
Suspensión con eje rígido
Este tipo de suspensión tiene el inconveniente que las vibraciones se transmiten de un a rueda a otra y por lo tanto a los pasajeros.
Hay una variedad de este tipo de suspensión llamada suspensión por eje semirrígido. Las ruedas están unidas por el mismo eje pero transmiten menos las vibraciones de una a otra.
Suspensión hidroneumática y suspensión inteligente.
Suspensión hidroneumática
Cada rueda tiene un brazo de suspensión que va unido a un vástago y este a su vez a un pistón, que se desplaza en el interior de un cilindro, que en su parte superior dispone de una esfera dividida por una membrana en dos partes. La parte de abajo esta llena de líquido y la superior de gas (normalmente nitrógeno). También dispone el cilindro de un pequeño amortiguador, con pasos calibrados.
El sistema esta compuesto por un depósito, una bomba y una serie de componente que regulan y comunican entre sí los elementos hidroneumáticos de cada rueda.
Suspensión inteligente
Debes suponer que para conseguir la máxima comodidad y estabilidad en el vehículo, la suspensión debería adaptase a las irregularidades del terreno. Una suspensión blanda dará confort al habitáculo mientras que una suspensión dura es preferible para los terrenos con oscilaciones. La suspensión inteligente modifica la dureza de la suspensión según las condiciones de conducción. Hay distintos tipos de suspensión inteligentes pero todas tienen en común, una serie de captadores que mandan la información a la U.C. que procesa la información en milésimas de segundo y manda una respuesta a los actuadores que regulan la suspensión según las condiciones de marcha del vehículo.
Los captadores pueden mandar señales de la velocidad, altura del vehículo, posición del volante, pedal de freno etc. Por ejemplo un vehículo a más velocidad estará más pegado al suelo.
Las suspensiones inteligentes también pueden ser reguladas manualmente.
Mantenimiento, averías y verificación de la suspensión.
La estabilidad del vehículo depende en gran medida de la suspensión. Una mala suspensión puede provocar: una distancia de frenada mayor, peor visibilidad por hundimiento de los faros etc. Aunque no necesita un mantenimiento periódico debemos comprobar los elementos de suspensión.
Como hemos comentado anteriormente los amortiguadores deben ser sustituidos según indicación del fabricante y siempre los dos del mismo eje a la vez.
Un amortiguador en mal estado aumenta la distancia de frenado, hace la dirección mas dura y desgasta el neumático prematuramente.
Si la suspensión está blanda puede ser debido a los amortiguadores o los muelles helicoidales.
En el caso que al utilizar el freno el morro del vehículo se inclina o se hunde excesivamente es síntoma de que algún elemento de la suspensión ha perdido eficacia.
Al romperse los amortiguadores se produce un golpeteo cada vez que hay una oscilación en el terreno.
Si el vehículo pierde adherencia en las curvas es síntoma de desgaste de la suspensión.
En los talleres especializados disponen de Bancos de Prueba de suspensiones, en cuanto notemos que problemas de suspensión lo más recomendable es visitar al mecánico para pasar una prueba por dicho banco de pruebas.
Sistemas de dirección.
Supongo que ya sabrás que la dirección del vehículo es de importancia vital para el buen funcionamiento y confort del vehículo, una dirección en mal estado puede provocar graves consecuencias.
La dirección del automóvil son una serie de elementos y mecanismos necesarios para poder orientar las ruedas delanteras del vehículo según se modifique la posición del volante.
Tiene que ser estable, que nos permita una conducción segura, no debe permitir que se transmitan las
vibraciones del pavimento al volante y permitir que el éste vuelva a su posición después de tomar una curva.
Otra de la funciones de la dirección es la desmultiplicación, a mayor desmultiplicación, menor esfuerzo hay que realizar.
En la dirección, podemos encontrar los siguiente elementos comunes: Volante, columna de dirección, caja de dirección, tirantería (elementos de acoplamiento) y ruedas. La tirantería varía de unos modelos a otros.
El volante es el elemento que mueve el conductor para orientar el vehículo.
La columna de dirección: Como su nombre índica es una columna que transmite el movimiento del volante a la caja de dirección. Permite mover el volante en alturas para mayor comodidad del conductor. La columna de dirección también llamada árbol de dirección se deteriora en caso de accidente, para evitar que el volante se clave en el conductor.
A la hora de tener en cuenta la caja de dirección, podemos destacar 2 tipos de dirección mecánica: De
cremallera y de tornillo sin fin. A estos dos tipos se les pueden aplicar una serie de elementos que ayudan al conductor en su maniobrabilidad, son las direcciones asistidas.
Direcciones mecánicas.
Como decíamos en el párrafo anterior podemos distinguir dos tipos de direcciones mecánicas: De cremallera y de tornillo sin fin.
Dirección de cremallera
Este tipo de dirección es la más utilizada en los turismo y esta compuesta por una barra cilíndrica que tiene tallados una serie surcos en forma de cremallera. Un piñón que se encuentra en la caja de dirección y que es dirigido por la columna de dirección es el encargado de engranar en la cremallera y desplazarla en ambos sentidos. La barra cilíndrica está unida a unos brazos llamados bieletas y en cuyos extremos se roscan las rotulas de dirección que son regulables para el correcto posicionamiento de las ruedas. Las rotulas van unidas a la mangueta. En los extremos de la barra de dirección hay unos guardapolvos que la protegen.
Dirección de tornillo sin fin
Un tornillo sin fin es una unión, en la cual un tornillo rueda, haciendo girar ininterrumpidamente un engranaje. La columna de dirección, está unida en su extremo al tornillo sin fin que se encuentra dentro de la caja de dirección. Hay variantes en este tipo de dirección: Tornillo sin y rodillos, tornillo sin fin y tuerca, tornillo sin fin y sector dentado etc.
El tornillo mueve el elemento y este a su vez una serie de tirantería que hacen girar las ruedas.
Direcciones asistidas.
Para las de circuito hidráulico, como ejemplo ilustrativo, utilizaremos una dirección asistida de cremallera. Esta formada por un depósito, bomba, válvula distribuidora, un cilindro y los demás componentes que tiene una dirección mecánica. El depósito esta lleno de un líquido especial para direcciones asistidas y tiene unos indicadores de máximo y mínimo entre los cuales debe permanecer el líquido. El circuito es estanco, por tanto si vemos que baja el nivel es por que hay fugas. La bomba es accionada por el motor mediante una polea y es la encargada de hacer circular el líquido por el circuito. Si el motor está parado no funciona la bomba y por tanto la dirección funciona como una mecánica y no tiene asistencia.
Al girar el volante la columna de dirección mueve el piñón y este a su vez a la cremallera. Una válvula distribuidora hace pasar el líquido a un cilindro que desplaza un embolo en la dirección que gire el volante y asiste a la cremallera.
Puede darse el caso que la bomba en vez de ser accionada por el motor sea eléctrica, los demás componentes son análogos, a este tipo de dirección se le llama electrohidráulica.
En las direcciones asistidas electrónicas la U.C controla un motor eléctrico, que puede ir situado en la cremallera o en la columna de dirección.
La U.C recibe la información de varios sensores: Velocidad del vehiculo, ángulo de giro del volante etc. Las procesa y manda una señal al motor eléctrico que asiste en la proporción necesaria en cada situación.
Alineación de la dirección.
Como podrás comprender las ruedas del vehículo deben tener una posición respecto a la calzada que pisan, tanto en línea recta como en curva, para ello tienen una cierta inclinación que hace que la dirección del vehículo sea estable y no transmita las irregularidades del terreno al conductor.
Las cotas de dirección son las encargadas de hacer que la dirección del vehículo sea segura y que se
transmita el movimiento del volante a las ruedas de forma correcta.
Cotas de dirección
Las ruedas del vehículo deben tener unos ciertos ángulos para reducir el esfuerzo del conductor, y permitir que el volante vuelva a su posición inicial, de ello se ocupan las cotas de dirección. Las cotas de dirección son: Ángulo de caída, ángulo de salida, ángulo de avance y convergencia.
Ángulo de caída
Las ruedas deberían ir perpendicular a la carretera pero al cargar el vehiculo y al ceder los elementos de la suspensión hacen que estas tengan que ir inclinadas. El ángulo de caída se refiere a la inclinación de las ruedas cuando las miras de frente. Es el ángulo que se forma del eje de simetría de la rueda con respecto a la horizontal. La caída es positiva si las ruedas están más cerca en su punto de apoyo y negativa a la inversa.
Ángulo de salida
Es el ángulo formado por la prolongación del pivote con respecto al eje de simetría vertical del neumático o lo que es lo mismo el ángulo formado por la línea que pa sa por el centro de las rótulas superior e inferior de la mangueta con respecto a la vertical. Con el ángulo de salida se consigue que el volante vuelva a su posición después de tomar una curva.
Ángulo de avance
Convergencia de las ruedas
Un vehículo se dice que tiene convergencia cuando la distancia de la parte de delante de la ruedas es menor que la de detrás. Si es al revés se dice que es divergente. La convergencia se mide en el eje delantero del vehículo.
En los talleres podemos encontrar una máquina denominada alineador de dirección cuya función es
alinear correctamente las ruedas. El alineador de dirección corrige los ángulos de las ruedas.
Si notáramos que nuestro vehículo desgasta ruedas de forma irregular debemos revisar la alineación de dirección.
Mantenimiento, averías y verificación de la dirección.
Los síntomas de avería en la dirección pueden venir: Por pérdida del líquido, dureza, ruidos al girar, mal desgaste de los neumáticos, vibraciones del volante, holguras al mover el volante, desplazamiento del vehículo hacia un lado.
La perdida del líquido es debido a alguna fuga del circuito pues como vimos anteriormente el circuito es estanco.
Si se producen ruidos al girar puede ser por perdidas de líquido, correa de la dirección destensada o algún otro componente en mal estado.
Cuando notamos dureza es debido: Mala presión en los neumáticos, ruedas gastadas, neumáticos de
diferente medida a los proporcionados por el fabricante o algún otro componente en mal estado.
Debemos controlar que los neumáticos delanteros tengan la misma presión, en caso contrario el vehículo tendera a desplazarse hacia el lado del neumático más flojo.
En caso que el volante vibré a una determinada velocidad es debido a mal equilibrado de ruedas y si el vehículo tiende a desplazarse hacia un lado el problema puede estar en la alineación de la dirección.
El mal desgaste de los neumáticos y el mal retorno del volante al girar son otros síntomas de mala alineación de dirección.
En el caso que encontremos cualquiera de estos síntomas de avería debemos ir al taller en el menor tiempo posible.
Ruedas.
Debes conocer que el nombre de rueda se le da al conjunto formado por la llanta y el neumático.
Como dijimos anteriormente los neumáticos son el único punto de apoyo del vehículo con el suelo, por ello son de importancia vital para el buen desarrollo de la conducción y deben estar siempre en buen estado.
También debes recordar que en caso de pequeñas oscilaciones en la calzada están se absorben por la naturaleza elástica de los neumáticos.
Antiguamente los neumáticos llevaban cámara, pero hoy en día todos los neumáticos son del tipo
"Tubeless" aunque hay que tener en cuenta que la industria del neumático está en constante desarrollo y suelen salir innovaciones casi todos los años. La mayor ventaja del neumático tubeless es que no produce reventones.
Como sabrás un neumático sufre múltiples: golpes, derrapes, frenazos... en el desarrollo de su función, de lo que se deduce que la calidad de sus componentes es vital.
Neumáticos.
Esta compuesto por varias capas de caucho alambre y tejidos textiles que se pegan en su fabricación.
Un neumático está formado por varias partes: Carcasa, banda de rodadura, flancos y talón.
Carcasa
Es la encargada de aguantar la presión de inflado del neumático, el exterior es de goma y dentro hay dispuestas varias capas de tejido. La carcasa esta recubierta por varias capas que pueden ser de forma diagonal o radial
Banda de rodadura
Es la zona que contacta con el suelo, aporta al neumático adherencia y resistencia al desgaste, en su parte superior dispone de un dibujo en relieve llamado escultura.
Dentro de la escultura podemos encontrar unos pequeños tacos llamados indicadores de nivel o de
desgaste, en caso que el dibujo se desgaste y llegue hasta el indicador de nivel es síntoma que debemos cambiar el neumático.
Hombros
Es la unión entre los flancos y la banda de rodadura.
Flancos
Van situados entre el hombreo y el talón. Los flancos absorben las flexiones del neumático. Es el lugar donde se sitúan normalmente los datos identificativos del neumático
Talón
Permiten que el neumático se ajuste a la llanta de forma hermética. En su interior disponen de unos aros de acero para impedir que el neumático se salga de la llanta.
Nomenclatura del neumático
Son las dimensiones y características del neumático.Si observamos el neumático del dibujo observamos que viene la siguiente inscripción en uno de sus flancos 175/65 R14 82 T. Esa serie de cifras y letras es lo que se denomina la nomenclatura del neumático:
- 175 es la anchura del neumático y viene expresado en mm.
- 65 es la altura del neumático. Viene definido en tanto por ciento. Es un porcentaje del el ancho del neumático. Si en nuestro ejemplo el ancho mide 175 la altura seria el 65% de 175.
- R significa que es radial y 14 es el diámetro de la llanta y se expresa en pulgadas. Recuerda que una pulgada son 25,4 mm.
- 82 es el código de carga. Hay una tabla que nos índica la carga por neumático, en este caso 82 nos indica que la carga máxima por neumático es de 475 kg.
- T es el código de velocidad. Como en el caso de la carga para la velocidad hay otra tabla que nos indica la velocidad máxima para el neumático. En nuestro caso T es 190 KLM/H.
Llanta.
Es el elemento que sirve de apoyo al neumático. Está dividida en el perfil de llanta y el disco. La rueda se une al buje del vehículo mediante el disco que está unido al perfil.
El Disco dispone de una superficie con la que se une al buje, tiene un agujero central y unos orificios de fijación.
El perfil tiene varias zonas diferenciadas: Pestaña, asiento de talón, base y orificio de válvula.
Podemos encontrar en el mercado distintos tipos de llanta según su perfil y según el material que están fabricadas. Hoy en día podemos destacar las llantas de aleación (aluminio, silicio o magnesio) que son más ligeras que las de acero y proporcionan mejor refrigeración a los frenos.
La llanta está identificada por tres parámetros fundamentales:
- La anchura interior, es la distancia de una pestaña a otra y viene definida en pulgadas.
- El diámetro nominal de la llanta, también en pulgadas.
- Forma de la pestaña que viene definida por una letra. La pestaña mas montada en los vehículos es la J.
Mantenimiento de ruedas.
Debes saber que cada neumático tiene una presión de inflado y que es de vital importancia, por tanto debemos regular la presión de los neumáticos con regularidad y comprobar que es la correcta.En algún lugar de nuestra ambulancia (lateral de la puerta, manual,...) tiene que venir la presión de inflado de nuestros neumático. En caso de no encontralo es necesario que contactemos con el fabricante. El no llevar la presión adecuada puede hacer fallar el sistema de suspensión y dirección. Además tienes que tener en cuenta que la vida del neumatico se acorta con el consiguiente gasto económico que se puede evitar.
Un neumático con una presion de inflado excesiva se desgasta por el centro y si tiene poca presión se desgasta por los dos lados. En caso que gaste por uno de los lados hay que hacerle una alineación de dirección.
Las ruedas deben estar equilibradas. Existe en el mercado máquinaria especifica para tal fin cuya funcion es repartir las masas de la rueda por igual. Un mal equilibrado de ruedas supone ruidos en la suspensión, así como un desgaste del neumático prematuro.
Deben cambiarse los dos neumáticos de mismo eje a la vez y tienen que tener el mismo dibujo la banda de rodadura.
En el flanco del neumático puedes encontra la fecha de fabricación, viene definida por 4 dígitos ej: 1210, significa que el neumático se fabricó la semana 12 del año 2010.
Por último y para terminar el tema si quieres cambiar las medidas de las ruedas de tu vehículo debes mirar en la documentación del coche y ver la homologación de neumáticos.
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