Reparacion de Sistemas de Suspension

CONALEP PLANTEL TULTITLAN 194 PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS AUTOTRONICA 3er. SEMESTRE

NOMBRE DEL ALUMNO:

NOMBRE DEL MODULO: REPARACION DE

SISTEMAS DE SUSPENSION.

NOMBRE DEL DOCENTE:

Agosto-Diciembre-2014

MISIÓN

Formar Profesionales Técnicos a través de un Modelo Académico para la Calidad y Competitividad en un sistema de formación que proporciona a sus egresados la capacidad de trabajar en el sector productivo nacional o internacional, mediante la comprobación de sus competencias, contribuyendo al desarrollo humano sustentable y al fortalecimiento de la sociedad del conocimiento.

VISIÓN 2007-2030

Somos la institución de formación técnica del Sistema de Educación Media Superior de la nación que mejor responde a las necesidades de los sectores productivos del país, con estándares de clase mundial.

POLÍTICA DE LA CALIDAD

“En el Conalep Estado de México estamos comprometidos con la formación de Profesionales Técnicos-bachilleres de alto nivel competitivo, formados en Valores Cívicos, Institucionales y de Desarrollo Humano Sustentable, con el fin de satisfacer los requisitos de nuestros clientes y mejorar continuamente la eficacia del Sistema de Gestión de la Calidad”.

2 Elaboro Conalep Tultitlan

VALORES CONALEP

COMPROMISO CON LA SOCIEDAD Reconocemos a la sociedad como la beneficiaria de nuestro trabajo, considerando la importancia de su participación en la determinación de nuestro rumbo. Para ello debemos atender las necesidades especificas de cada región, aprovechando las ventajas y compensando las desventajas en cada una de ellas.

RESPETO A LA PERSONA Consideramos a cada una de las personas como individuos dignos de atención, con intereses más allá de lo estrictamente profesional o laboral.

RESPONSABILIDAD

Cada uno de nosotros debe responsabilizarse del resultado de su trabajo y tomar sus propias decisiones dentro del ámbito de su competencia.

3 Elaboro Conalep Tultitlan

COMUNICACIÓN Fomentamos la fluidez de comunicación institucional, lo que implica claridad en la transmisión de ideas y de información, así como una actitud responsable por parte del receptor.

COOPERACIÓN El todo es más que la suma de las partes, por lo que impulsamos el trabajo en equipo, respetando las diferencias, complementando esfuerzos y construyendo aportaciones de los demás

MENTALIDAD POSITIVA Tenemos la disposición para enfrentar retos con una visión de éxito, considerando que siempre habrá una solución para cada problema y evitando la inmovilidad ante la magnitud de la tarea a emprender.

4 Elaboro Conalep Tultitlan

CALIDAD Hacemos las cosas bien desde la primera vez, teniendo en mente a la persona o área que hará uso de nuestros productos o servicios, considerando lo que necesita y cuando lo necesita.

5 Elaboro Conalep Tultitlan

CONTRATO DE APRENDIZAJE EN EL AULA Y TALLER AUTOMOTRIZ (PARA EL ALUMNO) 1. CUMPLIR CON EL REGLAMENTO DE LA ESCUELA EN GENERAL. 2. ASISTIR PUNTUALMENTE A LAS CLASES EN EL AULA Y TALLER. 3. ORDEN Y LIMPIEZA EN EL AULA. 4. PARTICIPAR ACTIVAMENTE EN LAS CLASES Y TALLER. 5. RESPETO A COMPAÑEROS, DOCENTES Y ADMINISTRATIVOS. 6. USAR LENGUAJE ADECUADO. 7. PORTAR CORRECTAMENTE EL EQUIPO DE SEGURIDAD PERSONAL EN EL TALLER AUTOMOTRIZ Y RESPETAR EL REGLAMENTO INTERNO. 8. CUMPLIR CON TRABAJOS Y TAREAS. 9. REALIZAR SUS REPORTES DE PRÁCTICAS. 10. FORMAR SU PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS DE LAS ACTIVIDADES A REALIZAR (CUADERNO, REPORTE DE PRACTICAS Y TAREAS)Y LAS ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DE LA MATRIZ DE VALORACIÓN O RUBRICA EN CADA RESULTADO DE APRENDIZAJE. 11. REALIZAR TODAS LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE QUE INDIQUE EL PROFESOR EN CADA SESION DE CLASE.

Nota. Todo lo anterior con lleva a un aprendizaje significativo, por eso es importante que el alumno cumpla en todos los aspectos, para que no se vea afectado en la disminución de su calificación, ya que es parte del cumplimiento de la rubrica de evaluación de cada resultado de aprendizaje.

_____________________ Nombre y firma del tutor.

________________________ Nombre y firma del alumno.

6 Elaboro Conalep Tultitlan

REPARACION DE SISTEMAS DE SUSPENSION. INTRODUCCION. El módulo de Reparación de sistemas de suspensión, corresponde al núcleo de formación profesional, es de tipo transversal y se imparte en el tercer semestre de las carreras de Profesional Técnico y Profesional Técnico-Bachiller Automotriz, Profesional Técnico y Profesional TécnicoBachiller en Autotrónica y Profesional Técnico y Profesional Técnico-Bachiller en Motores a diesel. Tiene como finalidad, que el alumno aplique la tecnología de los diversos sistemas de suspensión y amortiguamiento empleados actualmente en la reparación y mantenimiento automotriz para efectuar los procedimientos de mantenimiento y desarrollar las habilidades de reparación de los sistemas de suspensión de los vehículos automotrices, de acuerdo a las especificaciones del fabricante. El presente módulo está conformado por dos unidades de aprendizaje. La primera unidad, aborda los conocimientos y procedimientos requeridos para diagnosticar las fallas en el sistema de suspensión, ya que éste es la base para iniciar los procesos de reparación; la segunda unidad, desarrolla los procesos de la reparación y mantenimiento del sistema de suspensión, así como las pruebas que tiene que correr para su completa verificación. La contribución del módulo al perfil de egreso de las carreras en las que está considerado; incluye el desarrollo de competencias para reparar sistemas de suspensión, siguiendo los procedimientos técnicos de verificación establecidos en el manual del fabricante y sus especificaciones. La formación profesional del PT y el PT-B está diseñada con un enfoque de procesos, lo cual implica un desarrollo secuencial en la adquisición de competencias profesionales que incluye funciones productivas integradas en las etapas de instalación, manejo, operación, diagnóstico, mantenimiento y mejora de diversos sistemas. En este sentido, el módulo de Reparación de sistemas de suspensión, constituye uno de los más fuertes aportes técnicos en la formación del alumno en el sector, dado que en el mercado existe una alta demanda de este tipo de habilidades que le permitirán incursionar con éxito en el cada vez más competido campo laboral. Además, estas competencias se complementan con la incorporación de otras competencias básicas, profesionales y genéricas que refuerzan la formación tecnológica y científica, y fortalecen la formación integral de los educandos; que los prepara para comprender los procesos productivos en los que están involucrados para enriquecerlos y transformarlos; así como para resolver problemas, ejercer la toma de decisiones y desempeñarse en diferentes ambientes laborales, con una actitud creadora, crítica, responsable y propositiva: De la misma manera, fomenta el trabajo en equipo, el desarrollo pleno de su potencial en los ámbitos profesional y personal, y la convivencia de manera armónica con el medio ambiente y la sociedad. La tarea del docente tendrá que diversificarse con el fin de coadyuvar a que sus alumnos desarrollen las competencias propuestas en el módulo, realizando funciones tanto de facilitador 7 Elaboro Conalep Tultitlan

del aprendizaje como de preceptor, que consistirán en la guía y acompañamiento de los alumnos durante su proceso de formación académica y personal, y en la definición de estrategias de participación que permitan incorporar a su familia en un esquema de corresponsabilidad que coadyuve a su desarrollo integral. Por último, es necesario que al final de cada unidad de aprendizaje se considere una sesión de clase en la cual se realice la recapitulación de los aprendizajes logrados, en lo general, por los alumnos, con el propósito de verificar que éstos se hayan alcanzado o, en caso contrario, determinar las acciones de mejora pertinentes. Cabe señalar que en esta sesión el alumno que haya obtenido insuficiencia en sus actividades de evaluación o desee mejorar su resultado, tendrá la oportunidad de entregar nuevas evidencias. PROPÓSITO DEL MÓDULO Reparar sistemas de suspensión, utilizando la tecnología de punta empleada en el mantenimiento automotriz, los equipos y los elementos complementarios de apoyo, de acuerdo a los sistemas instalados, a las especificaciones del fabricante y a los procedimientos de seguridad y de calidad requeridas. MAPA DEL MODULO

8 Elaboro Conalep Tultitlan

Unidad de aprendizaje: 1 Diagnóstico de fallas en el sistema de suspensión. Propósito de la unidad:Emitir el diagnóstico de fallas del sistema de suspensión a partir de la problemática detectada, considerando la información técnica y el manual del fabricante, para establecer el tipo de reparación o mantenimiento a efectuar.

Resultado de aprendizaje: 1.1 Identifica el funcionamiento y características de los sistemas de suspensión, de acuerdo a su tipo y manuales del fabricante. A. Revisión técnico-histórica de los sistemas de suspensión. Principios de la suspensión. En tiempos de los carruajes una preocupación fue tratar de hacer más cómodos los vehículos. Los caminos empedrados eran una tortura para los ocupantes, pues cada hoyo o piedra que las ruedas pasaran se registraba donde se sentaban con la misma magnitud. Se acolcharon los asientos, se pusieron unos resortes en el pescante del cochero, para reducir esos impactos, pero el problema aún no se resolvía. Hasta que se colgó la cabina del carruaje, con unas correas de cuero, desde unos soportes de metal que venían de los ejes de modo que quedaba suspendida por cuatro soportes y cuatro correas.

El resultado no fue el deseado, aunque los golpes eran parcialmente absorbidos, la cabina se bamboleaba sin control, añadiendo a los golpes el mareo. Sin embargo, podemos decir que ahí nació el concepto de suspensión: un medio elástico que además de sostener la carrocería asimile las irregularidades del camino. A medida que las suspensiones evolucionaban y se hacían más eficientes, las ruedas disminuyeron su tamaño. Se llama suspensión al conjunto de elementos elásticos que se interponen entre los órganos suspendidos (bastidor, carrocería, pasajeros y carga) y los órganos no suspendidos (ruedas y ejes). Su misión es absorber las reacciones producidas en las ruedas por las desigualdades del terreno, asegurando así la comodidad del conductor y pasajeros del vehículo y, al mismo tiempo, mantener 9 Elaboro Conalep Tultitlan

la estabilidad y direccionabilidad de éste, para que mantenga la trayectoria deseada por el conductor. Principio básico Las primeras suspensiones estaban formadas por un "eje rígido" en cuyos extremos se montaban las ruedas. Como consecuencia de ello, todo el movimiento que afecta a una rueda se transmite a la otra del mismo eje. En la figura inferior podemos ver como al elevarse una rueda, se extiende su inclinación al eje y de este a la otra rueda. Como el eje va fijado directamente sobre el bastidor, la inclinación se transmite a todo el vehículo. Este montaje es muy resistente y más económico de fabricar, pero tiene la desventaja de ser poco cómodo para los pasajeros y una menor seguridad.

El sistema de suspensión "independiente" tiene un montaje elástico independiente que no esta unido a otras ruedas. A diferencia del sistema rígido, el movimiento de una rueda no se transmite a la otra y la carrocería resulta menos afectada.

10 Elaboro Conalep Tultitlan

SUSPENSIONES DELANTERAS Los sistemas de suspensión de las ruedas delanteras deben permitir el movimiento vertical de las mismas con respecto al bastidor, cualquiera que sea la orientación de la rueda. En la actualidad, para los vehículos de turismo se utilizan exclusivamente los sistemas de suspensión independiente de las ruedas delanteras, pues un eje rígido presenta el inconveniente de que los movimientos y vibraciones de una de las ruedas se transmiten en parte a la otra, mientras que en la suspensión independiente, los movimientos de una rueda no afectan en absoluto a la otra, al tiempo que se suprime el eje con lo que se ahorra en peso. Esto se traduce en una mayor comodidad en la conducción del vehículo y mejor estabilidad del mismo al haber disminuido el peso no suspendido. En este tipo de suspensión se emplean ballestas, muelles, barras de torsión y amortiguadores, indistintamente, siendo muy variados los sistemas utilizados. Tipos de suspensiones delanteras. BRAZOS ARTICULADOS SUPERPUESTOS o PARALELOGRAMO DEFORMABLE Como puede verse en la figura de al lado, los brazos A y B van unidos por un lado al chasis por medio de los ejes de giro C y D y por el otro lado a la mangueta E, de este modo la mangueta puede girar para orientar la rueda mientras que los brazos permanecerían inmóviles gracias a las rótulas F y G, sobre la mangueta se monta el cubo de la rueda. Entre los dos brazos se interpone el muelle helicoidal y el amortiguador que serán los encargados de absorber las irregularidades de la carretera. Los brazos no están paralelos entre sí sino que tienen una cierta inclinación, esto se

11 Elaboro Conalep Tultitlan

hace para reducir el “cabeceo” de la parte delantera del vehículo en las frenadas y el “encabritamiento” en las aceleraciones. Para lograr estos efectos se le da cierta inclinación hacia delante al brazo inferior. De esta manera, cuando se produce una frenada brusca, la rótula B avanza cuando la carrocería se hunde bajo el efecto de una frenada brusca, al mismo tiempo, en la acción de frenado, el portamangueta A tiende a ser arrastrado por el disco C tirando de la rótula inferior hacia atrás, contrarrestando el efecto anterior. Así quedan compensados ambos esfuerzos atenuándose el cabeceo del vehículo en las frenadas. En las aceleraciones bruscas, el tren delantero queda descargado de peso y, en consecuencia la carrocería se levanta arrastrando con ella ambos brazos de suspensión, con lo cual la rótula inferior del porta mangueta se desplaza hacia atrás. Sin embargo, este efecto es contrarrestado por el empuje A que ejerce la rueda sobre el portamangueta en la aceleración, quedando limitado el levantamiento de la carrocería por esta causa (efecto de encabritamiento). SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE MULTIBRAZO Este sistema es una evolución del sistema anterior. La diferencia fundamental de este sistema es que los elementos de guía (brazos) de la suspensión tienen varios brazos oscilantes anclados mediante cojinetes elásticos. Su ventaja radica en la disminución de peso del conjunto y en que se puede montar también en el eje trasero, sobre todo en lo casos de ruedas autodireccionables.

Suspensiones Multibrazo o Multilink. Las suspensiones multibrazo se basan en el mismo concepto básico que sus precursoras las suspensiones de paralelogramo deformable, es decir, el paralelogramo está formado por dos brazos transversales, la mangueta de la rueda y el propio bastidor. La diferencia fundamental que aportan estas nuevas suspensiones es que los elementos guía de la suspensión multibrazo pueden 12 Elaboro Conalep Tultitlan

tener anclajes elásticos mediante manguitos de goma. Gracias a esta variante las multibrazo permiten modificar tanto los parámetros fundamentales de la rueda, como la caída o la convergencia, de la forma más apropiada de cara a la estabilidad en las distintas situaciones de uso del automóvil. Esto significa que las dinámicas longitudinal y transversal pueden configurarse de forma precisa y prácticamente independiente entre sí, y que puede alcanzarse un grado máximo de estabilidad direccional y confort

SISTEMA DE BARRAS DE TORSIÓN Este sistema tiene la ventaja de poderse regular la altura del vehículo. Las barras de torsión que seutilizan van ancladas longitudinalmente al chasis por un extremo y al brazo oscilante inferior por el otro. Estas barras macizas, están fabricadas en un acero muy resistente y elástico que le confiere una elasticidad excepcional. Cuando está en funcionamiento, las subidas y bajadas de las ruedas hacen que el brazo oscile y por tanto, empiece a trabajar la barra con un movimiento de torsión. Como los extremos van estriados podemos regular la altura de nuestro vehículo. Lógicamente habrá que tener en cuenta el servicio que vayamos a hacer del vehículo porque, si lo elevamos mucho subimos el centro de gravedad del vehículo con el consiguiente riesgo de vuelco si vamos a cierta velocidad y tomamos una curva pronunciada.

13 Elaboro Conalep Tultitlan

Sistema de suspensión delantera por barras de torsión

Suspensión McPherson. Esta suspensión fue desarrollada por Earle S. McPherson, ingeniero de Ford del cual recibe su nombre. Este sistema es uno de los más utilizados en el tren delantero aunque se puede montar igualmente en el trasero. Este sistema ha tenido mucho éxito, sobre todo en vehículos más modestos, por su sencillez de fabricación y mantenimiento, el coste de producción y el poco espacio que ocupa.

14 Elaboro Conalep Tultitlan

Con esta suspensión es imprescindible que la carrocería sea mas resistente en los puntos donde se fijan los amortiguadores y muelles, con objeto de absorber los esfuerzos transmitidos por la suspensión. Es un tipo de suspensión de ruedas independientes, cuya particularidad es que el amortiguador hace las veces de soporte de la rueda guiando las oscilaciones verticales y absorbiendo parte de los esfuerzos longitudinales. El muelle se encuentra apoyado en la carrocería en su parte superior y unido mediante una copela al cuerpo del amortiguador.

Suspensión delantera McPherson con triangulo inferior anclado al subchasis.

Suspensión delantera McPherson con dobles brazos anclados al chasis

15 Elaboro Conalep Tultitlan

Suspensión delantera McPherson con doble triangulo o brazo.

16 Elaboro Conalep Tultitlan

Suspensión McPherson con brazo inferior y barra estabilizadora.

La figura muestra un modelo detallado de una suspensión McPherson con brazo inferior y barra estabilizadora.La mangueta (1) de la rueda va unida al cubo (2) permitiendo el giro de éste mediante un rodamiento (3). A su vez la mangueta va unida al bastidor a través de dos elementos característicos de toda suspensión McPherson: • El brazo inferior (4) que va unido a la mangueta (1) mediante una unión elástica (A) (rótula) y unido al bastidor mediante un casquillo (B).

17 Elaboro Conalep Tultitlan

• El conjunto muelle helicoidal-amortiguador. El amortiguador (5) va anclado de forma fija a la parte superior de la mangueta (1) y el muelle (6) es concéntrico al amortiguador y está sujeto mediante dos copelas superior (C) e inferior (D). El amortiguador está unido al bastidor por su parte superior mediante un cojinete de agujas (7) y una placa de fijación (8). En las ruedas delanteras se hace necesaria la existencia de este cojinete axial ya que el amortiguador al ser solidario a la mangueta gira con ésta al actuar la dirección. La suspensión tipo McPherson forma un mecanismo de tipo triángulo articulado formado por el brazo inferior (4), el conjunto muelle-amortiguador y el propio chasis. El lado del triángulo que corresponde al muelle-amortiguador es de compresión libre por lo que sólo tiene un único grado de libertad: la tracción o compresión de los elementos elásticos y amortiguador. Al transmitirse a través del muelle-amortiguador todos los esfuerzos al chasis es necesario un dimensionado más rígido de la carrocería en la zona de apoyo de la placa de fijación (8). Como elementos complementarios a esta suspensión se encuentra la barra estabilizadora (9) unida al brazo inferior (4) mediante una bieleta (10) y al bastidor mediante un casquillo (E), y en este caso un tirante de avance (11). SUSPENSIONES TRASERAS SUSPENSIÓN DE LAS RUEDAS TRASERAS: En los vehículos dotados de motor delantero, suele emplearse el eje rígido de las ruedas traseras, propulsoras o no, y entonces se dispone la suspensión por ballestas o muelles helicoidales. En cualquier caso, el disponer de un sistema u otro dependerá de las prestaciones que queramos obtener tales como el confort y la estabilidad, el accionamiento de las ruedas delanteras o traseras y del propio diseño del automóvil. Los tipos de suspensión más utilizados son: suspensión rígida, suspensión semirígida y suspensión independiente. A continuación las estudiamos más detalladamente. SUSPENSIÓN RÍGIDA.Las dos ruedas van montadas sobre un mismo eje. Cualquier movimiento de una rueda, repercute en la otra y por supuesto sobre los pasajeros. Tiene el inconveniente de que al pasar la rueda un obstáculo, la carrocería no conserva su posición horizontal. Por todo ello este sistema ha caído en desuso quedando sola y exclusivamente para remolques, camiones pesados y algún todo-terreno. Hasta que Citroën no inventó la tracción delantera, los automóviles estaban dotados de propulsión a las ruedas traseras, por lo que el eje trasero había que adaptarlo a tal disposición. Con este fin se concibieron los ejes traseros con un carácter que encerraba a la transmisión final, al diferencial y a los semiejes de la transmisión. En la figura se muestra un eje rígido de un tren trasero actuando de eje propulsor. Está compuesto por la unión de dos tubos de forma de forma cónica llamados “trompetas”, que sirven de alojamiento a los palieres, y con una gran cavidad central que sirve de alojamiento al diferencial. El elemento elástico utilizado es el amortiguador telescópico y la ballesta. En la figura se muestra un eje rígido de un tren trasero para un vehículo de tracción delantera, está constituido por un eje unido alos cubos de las ruedas, por medio de las manguetas

18 Elaboro Conalep Tultitlan

yrodamientos. Sobre este eje se apoyan los elementos desuspensión. En este caso se utiliza amortiguador y muelle helicoidal. Eje rígido no propulsor y muelle

Además para estabilizar el eje y generar un único centro de balanceo de la suspensión, se añade una barra transversal que une el eje con el bastidor. A esta barra se le conoce con el nombre de de barra "Panhard". Tanto las barras longitudinales como la barra Panhard dispone de articulaciones elásticas que las unen con el eje y la carrocería.

SUSPENSIÓN SEMIRRÍGIDA Estas suspensiones se caracterizan por que las ruedas están unidas entre sí, como en el eje rígido, pero transmiten menos las irregularidades del terreno al resto del vehículo. Se puede utilizar este sistema tanto en tracción delantera como en propulsión trasera. En algunos casos se prescinde de los muelles pues el mismo eje hace de barra de torsión. Hay dos variantes de este sistema que son el eje de Dion y el eje Deltalink. En el eje de Dion, las ruedas están unidas mediante semiejes articulados al diferencial, el cual es parte de la masa suspendida, ya que está unido al chasis del vehículo. El giro se transmite a las ruedas por semiejes como en la suspensión independiente. Las dos ruedas están unidas de forma rígida, mediante una traviesa o eje de Dion, anclado al chasis. Este sistema, respecto al de eje rígido, tiene la ventaja de tener menos peso no suspendido, ya que el eje de Dion pesa menos que el conjunto diferencial. 19 Elaboro Conalep Tultitlan

Tiene como elemento elástico el muelle helicoidal y va acompañado de dos tirantes longitudinales para limitar el desplazamiento longitudinal del vehículo.

En la suspensión con eje Deltalink, las ruedas van tiradas mediante dos brazos longitudinales, unidos al eje Deltalink. Este eje está formado por dos brazos transversales unidos entre sí mediante cojinetes elásticos. El guiado de los brazos se realiza con tirantes transversales y como elemento elástico, utiliza el muelle helicoidal y el amortiguador. También se denomina suspensión semindependiente porque el eje va anclado de una forma elástica y no totalmente rígida.

El "eje torsional" es otro tipo de suspensión semirrígida (semi-independiente), utilizada en las suspensiones traseras, en vehículos que tienen tracción delantera (como ejemplo: Volkswagen Golf). La traviesa o tubo que une las dos ruedas tiene forma de "U", por lo que es capaz de deformarse un cierto ángulo cuando una de las ruedas encuentra un obstáculo, para después una vez pasado el obstáculo volver a la posición inicial.

20 Elaboro Conalep Tultitlan

Las ruedas están unidas rígidamente a dos brazos longitudinales unidos por un travesaño que los une y que se tuerce durante las sacudidas no simétricas, dando estabilidad al vehículo. Esta configuración da lugar, a causa de la torsión del puente, a una recuperación parcial del ángulo de caída de alto efecto de estabilización.

SUSPENSIONES INDEPENDIENTES Suspensión de eje oscilante. La peculiaridad de este sistema que se muestra en la figura inferior es que el elemento de rodadura (1) y el semieje (2) son solidarios (salvo el giro de la rueda), de forma que el conjunto oscila alrededor de una articulación (3) próxima al plano medio longitudinal del vehículo. Este tipo de suspensión no se puede usar como eje directriz puesto que en el movimiento oscilatorio de los semiejes se altera notablemente la caída de las ruedas en las curvas. Completan el sistema de suspensión dos conjuntos muelle-amortiguador telescópico (4)

Una variante de este sistema es el realizado mediante un eje oscilante pero de una sola articulación mostrado en la figura inferior. Esta suspensión es utilizada por Mercedes Benz en sus 21 Elaboro Conalep Tultitlan

modelos 220 y 300. La ventaja que presenta es que el pivote de giro (1) está a menor altura que en el eje oscilante de dos articulaciones. El mecanismos diferencial (2) oscila con uno de los palieres (3) mientras que el otro (4) se mueve a través de una articulación (6) que permite a su vez un desplazamiento de tipo axial en el árbol de transmisión. El sistema también cuenta con dos conjuntos muelle-amortiguador (7).

Suspensión de brazos tirados o arrastrados Este tipo de suspensión independiente se caracteriza por tener dos elementos soporte o "brazos" en disposición longitudinal que van unidos por un extremo al bastidor y por el otro a la mangueta de la rueda. Si el eje es de tracción, el grupo diferencial va anclado al bastidor. En cualquier caso las ruedas son tiradas o arrastradas por los brazos longitudinales que pivotan en el anclaje de la carrocería. Este sistema de suspensión ha dado un gran número de variantes cuyas diferencias estriban fundamentalmente en cuál es el eje de giro del brazo tirado en el anclaje al bastidor y cuál es el elemento elástico que utiliza. En la figura inferior se muestra como los brazos tirados pueden pivotar de distintas formas: en la figura de la derecha los brazos longitudinales pivotan sobre un eje de giro perpendicular al plano longitudinal del vehículo. Este tipo de suspensión apenas produce variaciones de vía, caída o avance de la rueda. En la figura de la izquierda pivotan los brazos sobre ejes que tienen componentes longitudinales, es decir sobre ejes oblicuos al plano longitudinal del vehículo. A esta última variante también se la conoce como "brazos semi-arrastrados" y tiene la ventaja de que no precisa estabilizadores longitudinales debido a la componente longitudinal que tiene el propio brazo o soporte. Aquí las variaciones de caída y de vía dependen de la posición e inclinación de los brazos longitudinales por lo tanto, permite que se varié durante la marcha la caída y el avance de las ruedas con lo que se mejora la estabilidad del vehículo. En cuanto al tipo de elementos elásticos que se utilizan en estas suspensiones, se encuentran las barras de torsión y los muelles.

22 Elaboro Conalep Tultitlan

Sistemas de suspensión de brazos tirados con barras de torsión. Las barras se montan de manera transversal a la carrocería. Como mínimo se utilizan dos, pudiendo llegar incluso a montar cuatro en vehículos cuyo tarado deba ser mayor. Por ejemplo, existen modelos que montan dos barras de torsión en el puente trasero, mientras que un modelo similar pero con mayor motorización, monta cuatro barras unidas por una gemela.

Suspensión brazos tirados y barras de torsión longitudinales.(Figura 37). Suspensión brazos tirados y muelle helicoidal. (Figura 39).

23 Elaboro Conalep Tultitlan

24 Elaboro Conalep Tultitlan

Suspensión McPherson Esta suspensión fue desarrollada por Earle S. McPherson, ingeniero de Ford del cual recibe su nombre. Este sistema es uno de los más utilizados en el tren delantero aunque se puede montar igualmente en el trasero. Este sistema ha tenido mucho éxito, sobre todo en vehículos más modestos, por su sencillez de fabricación y mantenimiento, el coste de producción y el poco espacio que ocupa. Con esta suspensión es imprescindible que la carrocería sea mas resistente en los puntos donde se fijan los amortiguadores y muelles, con objeto de absorber los esfuerzos transmitidos por la suspensión.

25 Elaboro Conalep Tultitlan

Suspensión de paralelogramo deformable La suspensión de paralelogramo deformable junto con la McPherson es la más utilizada en un gran número de automóviles tanto para el tren delantero como para el trasero. Esta suspensión también se denomina: suspensión por trapecio articulado y suspensión de triángulos superpuestos.

En la figura inferior se muestra una suspensión convencional de paralelogramo deformable. El paralelogramo está formado por un brazo superior (2) y otro inferior (1) que están unidos al chasis a través de unos pivotes, cerrando el paralelogramo a un lado el propio chasis y al otro la propia mangueta (7) de la rueda. La mangueta está articulada con los brazos mediante rótulas esféricas (4) que permiten la orientación de la rueda. Los elementos elásticos y amortiguador coaxiales (5) son de tipo resorte helicoidal e hidráulico telescópico respectivamente y están unidos por su parte inferior al brazo inferior y por su parte superior al bastidor. Completan el sistema unos topes (6) que evitan que el brazo inferior suba lo suficiente como para sobrepasar el límite elástico del muelle y un estabilizador lateral (8) que va anclado al brazo inferior (1).

26 Elaboro Conalep Tultitlan

Con distintas longitudes de los brazos (1) y (2) se pueden conseguir distintas geometrías de suspensión de forma que puede variar la estabilidad y la dirección según sea el diseño de estos tipos de suspensión.

Suspensiones Multibrazo o Multilink Las suspensiones multibrazo se basan en el mismo concepto básico que sus precursoras las suspensiones de paralelogramo deformable, es decir, el paralelogramo está formado por dos brazos transversales, la mangueta de la rueda y el propio bastidor. La diferencia fundamental que aportan estas nuevas suspensiones es que los elementos guía de la suspensión multibrazo pueden tener anclajes elásticos mediante manguitos de goma. Gracias a esta variante las multibrazo permiten modificar tanto los parámetros fundamentales de la rueda, como la caída o la convergencia, de la forma más apropiada de cara a la estabilidad en las distintas situaciones de uso del automóvil. Esto significa que las dinámicas longitudinal y transversal pueden configurarse de forma precisa y prácticamente independiente entre sí, y que puede alcanzarse un grado máximo de estabilidad direccional y confort.

27 Elaboro Conalep Tultitlan

Clasificación general de las suspensiones. Los diferentes tipos de suspensión son: - Suspensiones conjugadas: Cuando las ruedas delanteras y traseras del mismo lado están intercomunicadas, los esfuerzos sufridos por una de ellas son soportados también por la otra del mismo lado, manteniéndose en todo momento más horizontal. Ejemplo: Citroën 2 CV, Dyane 6, C8,..... - Suspensiones de flexibilidad variable: La rigidez de la suspensión aumenta a medida que se va cargando el vehículo. Es el sistema empleado cuando el peso del vehículo varía mucho cuando va cargado y cuando va vacío. Ejemplo: Algunos camiones de poco tonelaje y algunos remolques grandes. - Suspensión de amortiguación controlada: Cuando se dispone a los amortiguadores de electroválvulas que permiten variar, a voluntad del conductor, los pasos calibrados de aceite entre las cámaras, de manera que se pueden conseguir tres tipos de suspensiones (deportiva, normal o media y confortable). Ejemplo: Vehículos automóviles deportivos y de muy altas prestaciones. - Suspensiones neumáticas: Se sustituyen los amortiguadores, muelles o barras de torsión por unos cojines de aire en cada rueda, efectuando ellos la amortiguación gracias a la variación de volumen y presión del aire del cojín. Ejemplo: Camiones de cualquier tonelaje y delicada carga. - Suspensiones hidroneumáticas: Se combinan elementos hidráulicos y neumáticos para proporcionar la amortiguación y elasticidad necesarias. Ejemplo: Citroën GS, CX. - Suspensiones hidroactivas: Además de las ventajas de la suspensión hidroneumática, se puede adaptar la inclinación de la carrocería cuando surgen los obstáculos, cambia la velocidad, se gira el volante o se actúa en los frenos. Citroën C-5, XM.

28 Elaboro Conalep Tultitlan

SISTEMAS DE SUSPENSIÓN CONVENCIONALES Los diferentes sistemas de suspensión convencionales son: EN LAS RUEDAS DELANTERAS: - Brazos articulados superpuestos ó paralelogramo deformable. - Suspensión independiente multibrazo - Suspensión independiente McPherson - Sistema de barras de torsión EN LAS RUEDAS TRASERAS: - Suspensión rígida. - Suspensión semirrígida. Eje Dion Eje Deltalink Eje oscilante de una articulación Eje oscilante de dos articulaciones

- Suspensiones independientes. Eje oscilante de una articulación Eje oscilante de dos articulaciones Brazos tirados y barras de torsión longitudinales Brazos tirados y barras de torsión transversales Eje autodireccional Brazos tirados y muelle helicoidal

SUSPENSIONES REGULABLES. Suspensión neumática en automóviles Este tipo de suspensión se esta utilizando desde hace pocos años sobre todo en vehículos de alta gama. La suspensión neumática basa su funcionamiento en las propiedades que ofrece el aire sometido a presión. En esta suspensión, se sustituye el resorte mecánico (muelle, ballesta o barra de torsión) por un fuelle o cojín de aire que varía su rigidez. La suspensión neumática permite: Adaptar la carrocería a distintas alturas en función de las necesidades de marcha. Adaptar la suspensión y la amortiguación a la situación de la calzada y a la forma de conducir.

29 Elaboro Conalep Tultitlan

Se caracteriza por su elevada flexibilidad, notable capacidad de amortiguación de las vibraciones y por la autorregulación del sistema que permite mantener constante la distancia entre el chasis y la superficie de carretera independientemente de la carga presente en el vehículo. La suspensión neumática es un sistema complejo y de coste elevado, ya que integra numerosos componentes y necesita de una instalación de aire comprimido para su funcionamiento. Esta suspensión es muy utilizada en vehículos industriales (autobuses, camiones, etc). Automóviles que utilizan esta suspensión tenemos: Audi A8, Mercedes de la Clase E, S, R, etc. y algunos todo terreno como el VW Touareg, el RangeRover y el Audi Q7 entre otros. La suspensión neumática se puede aplicar tanto en el eje trasero o integral a la cuatro ruedas. Con esta suspensión se puede variar la altura de la carrocería manual o automáticamente en función de la velocidad, de las características de la calzada y el estilo de conducción. Se conecta o desconecta la suspensión en las patas telescópicas con un volumen de aire adicional.

Suspensión neumática integral Esta suspensión se aplica a las cuatro ruedas, mantiene la altura del vehículo a un valor teórico constante mediante un sistema de amortiguación neumática en el eje delantero y en el eje trasero, independiente de la carga. La distancia entre el eje y la carrocería es determinada por cuatro sensores de altura llamados transmisores de nivel del vehículo. En el caso de existir diferencias con respecto al valor teórico, mediante el compresor y las electroválvulas de suspensión se varía el volumen de aire en el muelle neumático, que vuelve a 30 Elaboro Conalep Tultitlan

regular la altura de la carrocería hasta alcanzar el valor teórico. Como ejemplo utilizaremos como base la suspensión neumática montada en el automóvil de la marca Audi y modelo A8. Es novedoso el sistema que reduce el balanceo de la carrocería mediante unas barras estabilizadoras activas, denominado «ACTIVE CURVE SYSTEM». Unos actuadores hidráulicos unen las dos mitades de cada barra y permiten variar la rigidez de esa unión y por tanto del conjunto de la estabilizadora. Este sistema sólo se puede combinar con la suspensión neumática, no con la otra.

En recta o en conducción «offroad» se desacoplan las dos partes; en el primer caso para que el movimiento vertical de una rueda producido por un bache no se transmita a la otra y el confort sea mayor; en el otro, para que el recorrido libre de cada rueda sea el mayor posible. En curva, se regula independientemente la rigidez de cada estabilizadora para obtener una mayor estabilidad. Un responsable de Mercedes-Benz me dijo que se permitía cierto balanceo para que «no se pierda la sensación de estar tomando una curva». La suspensión es independiente en las cuatro ruedas, de paralelogramo deformable tanto en el eje delantero como en el trasero. Como elemento elástico hay dos posibilidades: muelles helicoidales o neumáticos. Salvo por cambios en algún perfil de los brazos, es similar al del modelo reemplazado. Con los muelles metálicos, los amortiguadores tienen una respuesta variable mediante un sistema mecánico. Con la suspensión neumática, la respuesta de los amortiguadores está regulada electrónicamente (combinación llamada «AIRMATIC DC»).

31 Elaboro Conalep Tultitlan

La suspensión neumática permite seleccionar entre distintos niveles de altura de la carrocería. En el superior, la altura libre es 255 mm, 53 mm más que con la de muelles (202). Si se opta por el 32 Elaboro Conalep Tultitlan

paquete «ON&OFFROAD», hay un nivel adicional que permite tener hasta 285 mm. En el modelo anterior las alturas eran 210, 261 y 291 según el tipo de suspensión. En la tabla siguiente es posible ver distintas cotas características en función del tipo de suspensión. Suspensión Hidroneumática Esta suspensión combina un sistema mixto de elementos hidráulicos y neumáticos que garantiza una suspensión suave y elástica, facilitando, además, el reglaje y nivelación de la carrocería de forma automática. Esta suspensión proporciona la confortable sensación de "flotar", una gran estabilidad, que hace que apenas se noten las desigualdades del terreno y también un notable agarre de las ruedas al mismo. Este tipo de suspensión tiene como principio la utilización de unas esferas que tienen en su interior un gas (nitrógeno) que es compresible y que se encuentran situadas en cada una de las ruedas. La función que realiza el gas es la del muelle y esté es comprimido por la acción de un liquido LHM (liquido hidráulico mineral) que recorre un circuito hidráulico que comunica cada una de las cuatro ruedas.

El esquema hidráulico de suspensión esta formado por 6 bloques hidráulicos: • Uno por cada rueda, formado por un cilindro, un amortiguador y una esfera de suspensión (figura inferior) •

Dos correctores de altura, uno para el eje delantero y otro para el eje trasero.

33 Elaboro Conalep Tultitlan

Esfera de suspensión Las esferas son bloques neumáticos, similares al acumulador principal, que cumplen la misión del muelle. En su interior se encuentra un gas (nitrógeno) a la presión de tarado que constituye el elemento elástico de la suspensión. La presión de tarado y el volumen de la esfera depende de: •

La temperatura máxima de funcionamiento.

•

El desplazamiento del pistón en ambos sentidos.

•

La masa soportada por cada eje y el confort.

La presión de tarado de las esferas es idéntica en el mismo eje, pero distinta entre la parte delantera y la trasera debido a las diferencias de carga a soportar.

34 Elaboro Conalep Tultitlan

Amortiguador Los amortiguadores de este tipo de suspensión aprovechan el circuito hidráulico para desarrollar su función. Esto se consigue frenando el paso del líquido entre el cilindro y la esfera. El amortiguador es de doble efecto y va insertado en el interior de la esfera. Esta constituido por una arandela de acero sinterizado en cuya periferia se han efectuado unos orificios. Unas válvulas deformables en forma de laminillas obturan el paso de aceite por los orificios. El número de laminillas depende de la carga soportada por cada eje. Por ejemplo, el eje delantero puede montar un amortiguador con tres láminas para la compresión y tres para la extensión, y el amortiguador trasero, cinco para la compresión y cinco para la extensión. En los modelos más recientes se utilizan amortiguadores disimétricos. Estos montan distinto número de láminas para la compresión y para la extensión. Cilindro Es el encargado de transmitir los movimientos de las ruedas a través del brazo de suspensión al líquido hidráulico. El cilindro alberga el pistón, unido al vástago que se desliza por su interior, y el líquido a presión. Por su parte superior va unido a la esfera de la suspensión, a la que transmite la presión hidráulica. En la figura inferior podemos ver el comportamiento del elemento de suspensión cuando pasa la rueda por un realce o un bache en la carretera. En le primer caso el brazo de suspensión (sube) se acerca a la carrocería, el émbolo empuja el líquido hacia la cámara inferior de la esfera y comprime el nitrógeno de la cámara superior que actúa como muelle. Al separarse el brazo de suspensión (baja) de la carrocería por el efecto de un bache, arrastra el émbolo, y el nitrógeno se distiende empujando al líquido hacia el cilindro. Cuando funciona normalmente sin ninguna variación, el líquido que llena la parte superior del cilindro y la cámara inferior del conjunto elástico, se mantiene en equilibrio con la presión del gas.

35 Elaboro Conalep Tultitlan

Constitución y funcionamiento Cada rueda lleva acoplada una unidad de suspensión hidroneumática independiente, como la representada en la figura inferior, unida al brazo de suspensión de cada rueda. Cuando la rueda encuentra un obstáculo, el brazo (9) transmite el movimiento al pistón (5) a través de la bieleta (11) y el empujador (12) que comprime el aceite de la cámara 6, presionando y comprimiendo el gas contenido en la cámara A de la esfera (2) que, en este caso, hace las funciones de muelle o ballesta, recuperándose, al bajar la rueda, por el retroceso del pistón. Entre la parte inferior de la esfera y el cilindro existe una válvula bidireccional (3) que hace las funciones de amortiguador al regular el paso de aceite de un lado a otro.

36 Elaboro Conalep Tultitlan

Corrección automática La corrección automática de esta suspensión, que mantiene la altura de la carrocería portante al aumentar o disminuir la carga del vehículo, se consigue haciendo entrar aceite a presión en el cilindro (1) cuando aumenta la carga o haciéndole salir, cuando ésta disminuye, por medio de una válvula de corredera (válvula niveladora). Posicionado de tres alturas diferentes El sistema permite, además, dar tres niveles de altura al vehículo: una normal para marcha por ciudad, una alta para circular por malos caminos con grandes desniveles y otra baja, que hace descender la carrocería y el centro de gravedad del vehículo para correr a grandes velocidades por autopista. Válvula niveladora (corrector de alturas) Esta válvula mantiene constante la altura del vehículo con respecto al suelo independientemente de la carga de que este disponga. El corrector de alturas es una válvula distribuidora de tres vías con las siguientes posiciones:   

Utilización con admisión, comunica los cilindros de suspensión con la fuente de alta presión. Utilización con escape, comunica los cilindros de suspensión con el depósito. Utilización aislada de admisión y escape, distribuidor en posición neutra.

37 Elaboro Conalep Tultitlan

Suspensión hidractiva Esta suspensión se caracteriza por la posibilidad de obtener dos suspensiones en una, al permitir la utilización de una suspensión confortable y cambiar a una suspensión mas rígida cuando las condiciones de marcha así lo precisen, y convengan unos reglajes más duros para minimizar los esfuerzos de la carrocería: casos de golpes bruscos del volante, virajes cerrados, frenadas bruscas, etc. Estos dos estados de conducción: "confort" y "sport" son escogidos por un calculador que se encarga de transmitir las ordenes necesarias después de recibir por medio de unos sensores la información del estado de marcha. La rigidez del balanceo es asegurada por dos barras estabilizadoras. Comparando este sistema con la hidroneumática, en el caso de una curva pronunciada, se pasa al estado firme y se bloquea el enlace hidráulico entre las dos esferas de un mismo eje. Esta disposición tiene como efecto frenar el balanceo y aumentar la rigidez del dispositivo estabilizador. En el diagrama de bloques de la figura inferior, se puede ver las diferentes señales de entrada procedentes de los sensores que informan de los estados de conducción.

38 Elaboro Conalep Tultitlan

1. Interruptor de mando: permite al conductor imponer la posición "sport", es decir la posición del estado rígido. Cuando el botón está en esta posición, el calculador deja de activar la electroválvula cuando la velocidad del vehículo supera los 30 km/h. 2. El captador del volante de la dirección: se encarga de generar señales que permitirán definir el ángulo y la velocidad del volante. Cuando el calculador recibe estas señales las compara con los valores de umbral que guarda en memoria y varían con la velocidad del vehículo. Cuando estos valores son superiores, ordena el paso al estado rígido. 3. El captador de distancia: permite al calculador definir la velocidad del vehículo. Está compuesto por una sonda y un interfase que calcula y determina la aceleración del vehículo deduciendo de ésta la velocidad con respecto al tiempo; es decir que mide la variación de la velocidad por segundo. 4. El captador del recorrido del pedal del acelerador: se encarga de dar a conocer la posición del pedal de acelerador. Está constituido por una resistencia variable cuyo cursor es mandado por el pedal. El calculador toma las variaciones bruscas del pedal de aceleración para comandar el paso al estado o posición "rígida". 5. El captador de presión de frenos: informa de una presión de frenada superior al valor de referencia. Consta de un monocontacto cerrado en reposo hasta que llega a una presión de frenado mayor de 35 bares en que queda abierto. En este caso, y a una velocidad superior de 30 km/h, el calculador ordena una posición rígida para que evite las variaciones del asentamiento longitudinal debidas a desplazamientos de masas. 6. Captador del desplazamiento de la carrocería: permite definir la altura de la carrocería y los desplazamientos de la suspensión. Se trata de un captador óptico-electrónico formado por emisores y receptores ópticos entre los que se desplaza una corona fónica unida a la barra estabilizadora. La rotación de ésta es captada por el elemento óptico. 7. El calculador toma en cuenta la amplitud y la velocidad de los desplazamientos de la carrocería para evitar la desestabilización del vehículo cuando, por ejemplo, pasa por un badén.

39 Elaboro Conalep Tultitlan

40 Elaboro Conalep Tultitlan

Suspensión convencional autonivelante pilotada Esta suspensión esta constituida por una suspensión mecánica por muelles, cuya regulación del nivel trasero de la carrocería se realiza hidráulicamente de forma mecánica. Se diferencia de la "suspensión convencional pilotada electrónicamente" por el sistema autonivelante trasero. Este sistema mantiene una geometría de suspensión constante en cualquier trayecto y de forma independiente a la carga del vehículo. Según la carga, se regula la altura y, según los sensores de frenado, aceleración, ángulo y velocidad de giro de la dirección y velocidad del vehículo, el calculador electrónico varía el tarado de los amortiguadores.

Gestión electrónica de la suspensión La suspensión está gobernada por una centralita electrónica o unidad de control que gestiona los amortiguadores en tiempo real sobre las cuatro ruedas. La suspensión puede funcionar teniendo en cuenta dos lógicas de funcionamiento, auto y sport, operando sobre los amortiguadores que pueden trabajar con tarados blandos o rígidos. En las modalidad auto, el sistema regula automáticamente los amortiguadores transformándolos de suaves a rígidos y viceversa, en función de las informaciones suministradas por los sensores que estudian las condiciones de marcha. En la modalidad sport, el tarado de los amortiguadores es siempre para una conducción deportiva sin compromisos con una suspensión confortable. 41 Elaboro Conalep Tultitlan

La centralita controla la dureza de los amortiguadores teniendo en cuenta la información que recibe los sensores, con velocidades inferiores a 5 km/h no excita las electroválvulas que gobiernan los amortiguadores por lo que la suspensión se pone en modalidad HARD (dura), para velocidades entre 5 y 20 km/h, se excitan las electroválvulas y la suspensión se pone en modalidad SOFT (suave). Con velocidades superiores a 180 km/h se activa la modalidad HARD. Si el conductor elige la modalidad SPORT desde el cuadro de instrumentos, la centralita no alimenta las electroválvulas por lo que la suspensión se mantendrá en la modalidad HARD. La centralita recibe información de diferentes sensores, estos son: •

Sensor de aceleración: sirve para detectar las aceleraciones verticales de la carrocería.

•

Sensor tacométrico: mide el número de revoluciones a la salida de la caja de cambios.

• Sensor de frenado: esta colocado en la bomba de frenos y se trata de un contacto normalmente abierto, que se cierra cuando la presión de frenado alcanza un valor de 10 bar. • Sensor de velocidad y ángulo de rotación del volante: su función es detectar la posición angular del volante, así como la velocidad con la cual se alcanza esta posición.

Suspensión de amortiguación pilotada En la década de los años 80 llegaron al mercado los primeros sistemas de regulación electrónica de los amortiguadores. Entonces se trataba de variaciones manuales por medio de electromotores. Estos sistemas fueron sustituidos por rápidos sistemas electromagnéticos con diferentes niveles de amortiguación. Simples reguladores de valores límite, también llamados reguladores adaptativos, se encargaban de seleccionar según la situación de marcha, entre 2 y 3 características diferentes de amortiguación (suave, media y firme). El cambio de un modo a otro lo realiza el conductor por lo que la rigidez de la suspensión no es continuamente variable.

42 Elaboro Conalep Tultitlan

Los desarrollos posteriores condujeron a los actuales sistemas de regulación electrónica de tercera generación que incorporan válvulas de Control Continuo de la Amortiguación (Continuous Damping Control - CDC). Estos sistemas se pueden adaptar de forma óptima a los criterios principales de la regulación de la amortiguación del vehículo, es decir una buena amortiguación del chasis, una reducida variación de la carga sobre la rueda y un buen aislamiento con respecto al chasis en caso de ligeros baches. Suspensión de amortiguación pilotada "inteligente" Esta suspensión cuya característica principal es que varía la dureza de los amortiguadores por medio de unas válvulas de rigidez (electroválvulas) que son controladas a su vez por una centralita electrónica. En la figura inferior se muestra un esquema de este tipo de suspensión, donde tenemos los amortiguadores (1), tanto delanteros como traseros, que están controlados por una unidad electrónica de control (2) que se alimenta de la información registrada a partir de una serie de sensores. Estos sensores miden parámetros como la posición y velocidad de giro del volante (3), la posición del pedal del freno (4), la aceleración vertical, longitudinal y transversal (5) mediante acelerómetros y la velocidad del vehículo (6).

El paso de un modelo de suspensión blando a duro o viceversa depende de ciertos factores. La unidad de control puede ordenar el paso de una suspensión blanda y confortable a una suspensión mas dura en situaciones donde prima la estabilidad del vehículo. Estas situaciones son: 

 

Un giro brusco o a alta velocidad el sensor del volante (3) capta un movimiento rápido de este o el acelerómetro transversal (5) registra una fuerte aceleración centrífuga debida a la alta velocidad de paso de curva. Aceleraciones fuertes registradas por el acelerómetro longitudinal (5). Frenadas fuertes detectadas por el sensor de pedal de freno (4) unido a la del acelerómetro longitudinal (5). 43

Elaboro Conalep Tultitlan

  

Fuertes oscilaciones verticales debidas al estado irregular del pavimento registradas por el acelerómetro longitudinal (5). Altas velocidades detectadas por el captador de velocidad (6). Variaciones importantes de tracción entre las ruedas registradas por la unidad de control de tracción que informa a la unidad de control de suspensión.

Amortiguación de regulación continua CDC (Continuous Damping Control) Los elementos principales que intervienen en el Control Continuo de la Amortiguación (Continuous Damping Control - CDC) son: Una Unidad de Control Electrónico (ECU), los brazos telescópicos delanteros y los amortiguadores traseros, en cuyo exterior se encuentra montada la válvula proporcional que regula la suspensión y unos sensores, tanto en las ruedas, que informan de la aceleración vertical de las ruedas, como en la carrocería, que transmiten información sobre los movimientos de la carrocería del vehículo. Este sistema de suspensión es utilizado por el fabricante Opel en sus modelos Astra.

El sistema de amortiguación adaptativa CDC en el Opel Astra se compone de cuatro amortiguadores hidráulicos controlados por válvulas solenoide, cuyas características pueden variar continua y adecuadamente a las condiciones de la carretera, los movimientos del vehículo y el estilo de conducción. Junto con un sensor de aceleración lateral y otros datos procedentes del CAN (por ejemplo, la velocidad del vehículo y la posición del pedal del acelerador) tres sensores de aceleración de la carrocería y dos de las ruedas ofrecen a la unidad de control toda la información que necesita para lograr la mejor amortiguación. Utilizando un algoritmo de tiempo real, la unidad de control calcula la fuerza necesaria de amortiguación que se requiere en cada una de las ruedas y envía la señal eléctrica correspondiente a las cuatro válvulas solenoide proporcionales en la columna telescópica y en el amortiguador, la cual controla el flujo de aceite y, en consecuencia, las características de cada amortiguador.

44 Elaboro Conalep Tultitlan

Principios físicos del amortiguamiento automotriz y Movimientos de la carrocería       

Transmitir las fuerzas de aceleración y de frenada entre los ejes y bastidor. Resistir el par motor y de frenada Resistir los efectos de las curvas Conservar el ángulo de dirección en todo el recorrido Conservar el paralelismo entre los ejes y la perpendicularidad del bastidor Proporcionar una estabilidad adecuada al eje de balanceo Aguantar la carga del vehículo

Cuando el vehículo circula por un terreno irregular, las ruedas están sometidas a una serie de impactos que se transmiten a la carrocería a través de los elementos de unión. Si el terreno es llano, las pequeñas irregularidades del mismo son absorbidas por la elasticidad de los neumáticos. Cuando las irregularidades son grandes, los impactos producidos serían acusados por los ocupantes del vehículo, de no mediar la suspensión; la unión elástica que ésta supone es capaz de absorber dichas reacciones.

45 Elaboro Conalep Tultitlan

La absorción de estas reacciones se consigue por la acción combinada de los neumáticos, la elasticidad de los asientos y el sistema de suspensión.

Cuando un automóvil pasa sobre un resalte o sobre un hoyo, se produce un golpe sobre la rueda que se transmite por medio de los ejes al chasis y que se traduce en oscilaciones. Una mala conducción o un reparto desequilibrado de las cargas pueden también originar "oscilaciones". Estos movimientos se generan en el centro de gravedad del coche y se propagan en distintos sentidos. MOVIMIENTOS DE LA CARROCERÍA En el movimiento de la carrocería influye: - El diseño de las suspensiones, es decir, la solución técnica adoptada en su concepción. - El tarado de los muelles y amortiguadores. - Las cotas de batalla y vías delantera y trasera. - Reparto de pesos entre los ejes delanteros y traseros.

46 Elaboro Conalep Tultitlan

Giro sobre el eje X: Balanceo. Movimiento sobre el eje X: Vaivén. Giro sobre el eje Y: Cabeceo. Movimiento sobre el eje Y: Bailoteo. Giro sobre el eje Z: Guiñada. Movimiento sobre el eje Z: Bandazo.

El balanceo de la carrocería se percibe sobre todo en las curvas y para mitigar sus efectos tenemos los muelles (cuanto más duros sean menos se inclinará la carrocería) y las barras estabilizadoras. También existen otros métodos más eficaces como las suspensiones pilotadas o las hidroneumáticas. El movimiento debido al vaivén puede ser producido por numerosas causas, un ejemplo de ello son las ráfagas fuertes de viento frontal o incluso cuando llevamos un amortiguador en mal estado. El cabeceo se puede producir tanto por los defectos que puedan haber en el asfalto como en una aceleración o frenadas bruscas, también puede ser debido a los “tirones” del motor. El diseño de los brazos de la suspensión son los que pueden eliminar este movimiento. El bailoteo es un movimiento típico que se produce en carreteras levemente onduladas. La guiñada se produce sobre todo en situaciones de cambios bruscos de dirección, como por ejemplo en un adelantamiento o al hacer un trompo. Los bandazos suelen ser provocados por el viento lateral. Para evitar sus efectos influyen numerosos elementos en el diseño del vehículo como es el reparto de pesos entre ejes, el perfil del neumático, la aerodinámica lateral del coche,... Geometría de la suspensión Para entender los variados sistemas que existen de suspensión, se hace necesaria una definición detallada de las variables que definen el comportamiento de una suspensión. Ángulo de convergencia y ángulo de divergencia: Es el ángulo definido entre cada una de las ruedas y el eje longitudinal del vehículo, siempre en su proyección horizontal. Ángulo que forman los planos de las ruedas en relación con el eje de marcha del coche, visto desde arriba La convergencia/divergencia se usa para estabilizar al coche a expensas de la tracción.

47 Elaboro Conalep Tultitlan

Convergencia

Divergencia

Ángulo de avance: Es el que provoca la autoalineación de las ruedas, esto es, que el vehículo vuelva a su posición de línea recta cuando hemos tomado una curva o incluso que se mantenga en línea recta si no provocamos un giro actuando sobre el volante; por tanto es el encargado de dotar al vehículo de un elevado grado de estabilidad. Avance o Cáster. Es el ángulo formado entre la vertical y la recta que une los pivotes de la mangueta de una rueda (cuanto mayor es éste ángulo, mayor es la tendencia de las ruedas a volver a su punto neutro.

Ángulo de caída: Es un ángulo que queda definido entre el plano de la rueda y la vertical al suelo por el centro de la rueda. En la figura podemos ver que la caída es positiva (suele estar comprendido entre 0 y 2º). También existe la caída negativa que suele darse en coches de gran potencia o de competición. El ángulo de caída hace que se reduzca el esfuerzo de giro en el volante, evita el desgaste de neumáticos y de los rodamientos. Una diferencia de mas de 1º entre los dos lados origina un desvío de la trayectoria que es necesario corregir con el volante, ocasionando siempre un desgaste anormal en los neumáticos.

48 Elaboro Conalep Tultitlan

Caídas o camber Caída es el ángulo que forma el plano de la rueda con la vertical. Es negativo cuando las ruedas se juntan en su parte superior y positivo cuando lo hace en la inferior. La caída afecta a la tracción del coche. Generalmente, cuanta mayor caída negativa, se aumenta el agarre, aumentando la tracción lateral de las ruedas. La caída se regula intentando mantener la máxima superficie del neumático en contacto con el suelo. Las caídas delanteras, guardan una estrecha relación con el caster, de tal manera que cuanto mayor sea el ángulo de caster, menos caída necesitará.

Resultado de aprendizaje: 1.2 Emite el diagnóstico de fallas del sistema de suspensión y sus componentes, verificando su funcionamiento de acuerdo al manual de especificaciones. A. Revisión de los componentes y el funcionamiento del sistema de suspensión. Componentes genéricos de los sistemas de suspensión automotrices. - Muelles Individuales y con hojas múltiples. El sistema de suspensión esta compuesto por un elemento flexible o elástico (muelle de ballesta o helicoidal, barra de torsión, muelle de goma, gas o aire) y un elemento amortiguación (amortiguador), cuya misión es neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida originadas por el elemento flexible al adaptarse a las irregularidades del terreno. BALLESTAS: Las ballestas están compuestas por una serie de hojas de acero de diferentes longitudesunidas por un tornillo (capuchino) en el centro y unas abrazaderas que permiten que las 49 Elaboro Conalep Tultitlan

láminas sedeslicen al cargar un peso sobre ellas, forman un conjunto elástico de gran resistencia a la rotura. Suflexibilidad se expresa en milímetros por cien kilogramos de carga. Se utiliza en vehículos pesados (camiones, remolques, vehículos 4 x 4, etc.). La hoja más larga suele tener en sus extremos unos orificios “ojos”, para sujetarlas al chasis con unos pasadores. Uno de los apoyos es fijo y el otro es móvil, unido al chasis a través de una pieza llamada gemela, que permite aumentar o disminuir la longitud favoreciendo los movimientos de flexión. Las ballestas se montan en sentido longitudinal en los vehículos industriales y van sujetas al eje de las ruedas mediante unos abarcones. En los turismos se utiliza el montaje transversal. Soportan la carga en el punto medio y están unidas a los brazos por los extremos. Actualmente, en muchos vehículos se utilizan ballestas parabólicas (son más gruesas por el centro que por los extremos), que, aunque tienen un proceso de fabricación más complicado y por tanto son más caras, presentan la gran ventaja de soportar la misma carga con un menor peso.

50 Elaboro Conalep Tultitlan

-MUELLES HELICOIDALES: Los muelles helicoidales están constituidos por un hilo de acero con un diámetro comprendido entre 10 y 15 milímetros, arrollado en forma de hélice. La flexibilidad de los muelles depende de:     

El diámetro del hilo. El diámetro del muelle. El número de espiras. El ángulo de inclinación de las espiras. La calidad del acero empleado.

51 Elaboro Conalep Tultitlan

Con los muelles cónicos, al disminuir el diámetro de las espiras de manera progresiva de unextremo a otro, se consigue una flexibilidad variable a medida que se aplasta el muelle. Los muelles tienen excelentes cualidades elásticas, pero poca capacidad de almacenar energía, de ahí la necesidad del amortiguador para que absorba la reacción del muelle.

Características No pueden transmitir esfuerzos laterales, y requieren, por tanto, en su montaje bielas de empuje lateral y transversal para la absorción de las reacciones de la rueda. Trabajan a torsión, retorciéndose proporcionalmente al esfuerzo que tienen que soportar (fig. inferior), acortando su longitud y volviendo a su posición de reposo cuando cesa el efecto que produce la deformación.

52 Elaboro Conalep Tultitlan

La flexibilidad de los muelles está en función del número de espiras, del diámetro del resorte, del paso entre espiras, del espesor o diámetro del hilo, y de las características del material. Se puede conseguir muelles con una flexibilidad progresiva, utilizando diferentes diámetros de enrollado por medio de muelles helicoidales cónicos (figura inferior), por medio de muelles con paso entre espiras variable o disponiendo de muelles adicionales.

En la figura inferior puede apreciarse de forma gráfica las tres posiciones del muelle: sin montar, montado en el vehículo y el muelle bajo la acción de la carga.

Las espiras de un muelle helicoidal no deben, en su función elástica, hacer contacto entre sus espiras; es decir, que la deformación tiene que ser menor que el paso del muelle por el número de espiras. De ocurrir lo contrario, cesa el efecto del muelle y entonces las sacudidas por la marcha del vehículo se transmiten de forma directa al chasis.

53 Elaboro Conalep Tultitlan

-BARRAS DE TORSIÓN: Las barras de torsión están fabricadas de aceros de alto límite elástico, sustituyen tanto a las ballestas como a muelles. El peso del vehículo aplica una torsión inicial a la barra, proporcionando la altura adecuada a la carrocería y consiguiendo así el efecto muelle. Van fijadas por un extremo al chasis y por el otro al brazo oscilante de la rueda, de manera que, los movimientos de ésta implican una torsión de la barra que se opone a ellos. Las barras de torsión pueden ir en posición longitudinal o transversal a la marcha del vehículo. En los vehículos que se monta este tipo de suspensión, el peso del vehículo aplica una torsión inicial a la barra que proporciona el efecto muelle deseado, al igual que ocurría con los muelles helicoidales. Las suspensiones del tipo de barra de torsión incorporan generalmente un dispositivo de ajuste de la altura del chasis del vehículo con respecto al suelo que permite la corrección de la misma por variación del posicionamiento de la barra de torsión mediante levas de reglaje. En funcionamiento, el brazo oscila y hace trabajar la barra dándole un movimiento de torsión. Por tanto, da lugar a un resorte que ocupa poco espacio y de un montaje muy simple. En los extremos posee una forma particular (estriada), que sirve de anclaje; un extremo va unido al chasis y el otro al brazo oscilante.

-Barras estabilizadoras. Cuando un vehículo toma una curva, por la acción de la fuerza centrífuga se carga el peso del coche sobre las ruedas exteriores, con lo cual la carrocería tiende a inclinarse hacia ese lado con peligro de vuelco y la correspondiente molestia para sus ocupantes.

54 Elaboro Conalep Tultitlan

Para evitar estos inconvenientes se montan sobre los ejes delantero y trasero las barras estabilizadores, que consisten esencialmente en una barra de acero elástico cuyos extremos se fijan a los soportes de suspensión de las ruedas; de esta forma, al tomar una curva, como una de las ruedas tiende a bajar y la otra a subir, se crea un par de torsión en la barra que absorbe el esfuerzo y se opone a que esto ocurra, e impide, por tanto, que la carrocería se incline a un lado, manteniéndola estable. El mismo efecto se produce cuando una de las ruedas encuentra un bache u obstáculo, creando, al bajar o subir la rueda, un par de torsión en la barra que hace que la carrocería se mantenga en posición horizontal. En caso de circular en línea recta y en condiciones normales la acción de la barra es nula.

55 Elaboro Conalep Tultitlan

-Silentblocks y cojinetes elásticos Son aislantes de caucho u otro material elastómero que se encargan de amortiguar las reacciones en los apoyos de la suspensión. Su misión es amortiguar los golpes existentes entre dos elementos en los que existe movimiento. Suelen montarse a presión o atornillados. Su sustitución debe realizarse cuando el caucho esté deteriorado o exista holgura en la unión. Los cojinetes elásticos son elemento de caucho que permite la unión de los componentes de la suspensión facilitando un pequeño desplazamiento. Su montaje suele realizarse mediante bridas o casquillos elásticos. Estos cojinetes son muy utilizados para el montaje de las barras estabilizadoras.

56 Elaboro Conalep Tultitlan

-Topes de suspensión Estos topes pueden ser elásticos o semirrígidos en forma de taco o en forma de casquillo. Su función es servir de tope para el conjunto de la suspensión, de manera que en una compresión excesiva esta no se detiene. El montaje de este elemento es muy diverso dependiendo de la forma del taco. Por ejemplo, en las suspensiones McPherson se monta en el interior del vástago del amortiguador, mientras que en las suspensiones por ballesta se suele montar anclado en la carrocería. -TIRANTES: También son llamados estabilizadores longitudinales, son brazos de acero muy resistente, con articulaciones elásticas en sus extremos, colocados entre la estructura del vehículo y los sistemas de suspensión. La misión de los tirantes es absorber los desplazamientos longitudinales o cabeceos del vehículo y los esfuerzos de reacción en las frenadas y aceleraciones del vehículo.

-Rótulas. Las rótulas constituyen un elemento de unión y fijación de la suspensión y de la dirección, que permite su pivotamiento y giro manteniendo la geometría de las ruedas.La fijación de las rótulas se realiza mediante tornillos o roscados exteriores o interiores.

57 Elaboro Conalep Tultitlan

Su sustitución debe realizarse si existe en estas algún daño como por ejemplo, si esta deformada a causa de algún golpe, o cuando existen holguras. -Mangueta y buje La mangueta de la suspensión es una pieza fabricada con acero o aleaciones que une el buje de la rueda y la rueda a los elementos de la suspensión, tirantes, trapecios, amortiguador, etc. La mangueta se diseña teniendo en cuenta las características geométricas del vehículo. En el interior del buje se montan los rodamientos o cojinetes que garantizan el giro de la rueda.

58 Elaboro Conalep Tultitlan

-BRAZOS DE SUSPENSIÓN: Se colocan únicamente en los casos en los que el vehículo utiliza la suspensión independiente y se utilizan tanto para el tren delantero como para el trasero; su misión consiste en unir el bastidor con las ruedas y además servir como soporte al muelle y al amortiguador. Evidentemente, por las fuerzas que han de soportar han de ser muy resistentes. Los brazos de suspensión pueden estar colocados de dos formas diferentes (transversales o longitudinales):

Los brazos transversales se pueden encontrar en ejes traseros y en ejes delanteros mientras que, los brazos longitudinales sólo se utilizan en los ejes traseros; dentro de los longitudinales podemos encontrar dos variantes, por un lado los brazos tirados o arrastrados y los brazos tirados oblicuos o semiarrastrados. -Amortiguadores. Estos elementos son los encargados de absorber las vibraciones de los elementos elásticos (muelles, ballestas, barras de torsión), convirtiendo en calor la energía generada por las oscilaciones.

59 Elaboro Conalep Tultitlan

Cuando la rueda encuentra un obstáculo o bache, el muelle se comprime o se estira, recogiendo la energía mecánica producida por el choque, energía que devuelve a continuación, por efecto de su elasticidad, rebotando sobre la carrocería. Este rebote en forma de vibración es el que tiene que frenar el amortiguador, recogiendo, en primer lugar, el efecto de compresión y luego el de reacción del muelle, actuando de freno en ambos sentidos; por esta razón reciben el nombre de los amortiguadores de doble efecto. Los amortiguadores pueden ser "fijos" y "regulables", los primeros tienen siempre la misma dureza y los segundos pueden variarla dentro de unos márgenes. En los más modernos modelos este reglaje se puede hacer incluso desde el interior del vehículo. Marcas conocidas de fabricantes de amortiguadores serian: Monroe, Koni, Bilstein, Kayaba, De Carbón, etc. Tipos de amortiguadores Los más empleados en la actualidad son los de tipo telescópico de funcionamiento hidráulico. Dentro de estos podemos distinguir:   

Los amortiguadores hidráulicos convencionales (monotubo y bitubo). Dentro de esta categoría podemos encontrar los fijos y los regulables. Los amortiguadores a gas (monotubo o bitubo). No regulables Los amortiguadores a gas (monotubo). Regulables

60 Elaboro Conalep Tultitlan

Amortiguadores hidráulicos convencionales Son aquellos en los que la fuerza de amortiguación, para controlar los movimientos de las masas suspendidas y no suspendidas, se obtiene forzando el paso de un fluido a través de unos pasos calibrados de apertura diferenciada, con el fin de obtener la flexibilidad necesaria para el control del vehículo en diferentes estados. Son los más usuales, de tarados pre-establecidos (se montan habitualmente como equipo de origen). Son baratos pero su duración es limitada y presentan pérdidas de eficacia con trabajo excesivo, debido al aumento de temperatura. No se suelen utilizar en conducción deportiva ni en competición. Estos amortiguadores de tipo telescópico y de funcionamiento hidráulico están constituidos (fig. inferior) por una cilindro (A) dentro del cual puede deslizarse el émbolo (B) unido al vástago (C), que termina en el anillo soporte (D), unido al bastidor. Rodeando el cilindro (A) va otro concéntrico, (F), y los dos terminan sellados en la parte superior por la empaquetadura (E), por la que pasa el vástago (C), al que también se une la campana (G), que preserva de polvo al amortiguador. El cilindro (F) termina en el anillo (H), que se une al eje de la rueda y se comunica con el cilindro (A) por medio del orificio (I). El cilindro (A) queda dividido en dos cámaras por el pistón (B); éstas se comunican por los orificios calibrados (J y K), este último tapado por la válvula de bola (L). Así constituido el amortiguador, quedan formadas las cámaras (1, 2 y 3), que están llenas de aceite. Cuando la rueda sube con relación al chasis, lo hace con ella el anillo (H) y, a la vez que él, los cilindros (A y F), con lo cual, el líquido contenido en la cámara (2) va siendo comprimido, pasando a través de los orificios (J y K) a la cámara (1), en la que va quedando espacio vacío debido al movimiento ascendente de los cilindros (A y F). Otra parte del líquido pasa de (2) a la cámara de compensación (3), a través del orificio (I). Este paso forzado del líquido de una cámara a las otras, frena el movimiento ascendente de los cilindros (A y F), lo que supone una amortiguación de la suspensión.

61 Elaboro Conalep Tultitlan

Cuando la rueda ha pasado el obstáculo que la hizo levantarse, se produce el disparo de la ballesta o el muelle, por lo que (H) baja con la rueda y con él los cilindros (A y F). Entonces el líquido de la cámara (1) va siendo comprimido por el pistón y pasa a la cámara (2) a través de (J) (por K no puede hacerlo por impedírselo la válvula antirretorno L), lo que constituye un freno de la expansión de la ballesta o el muelle. El espacio que va quedando vacío en la cámara (2) a medida que bajan los cilindros (A y F), se va llenando de aceite que llega de la cámara (1) y, si no es suficiente, del que llega de la cámara de compensación (3) a través de (I). Por tanto, en este amortiguador vemos que la acción de frenado es mayor en la expansión que en la compresión del muelle o ballesta, permitiéndose así que la rueda pueda subir con relativa facilidad y que actúe en ese momento el muelle o la ballesta; pero impidiendo seguidamente el rebote de ellos, que supondría un mayor número de oscilaciones hasta quedar la suspensión en posición de equilibrio. Según el calibre del orificio (J), se obtiene mayor o menor acción de frenado en los dos sentidos; y según el calibre del orificio (K), se obtiene mayor o menor frenado cuando sube la rueda. En el momento que lo hace, el aceite contenido en la cámara inferior (2) no puede pasar en su totalidad a la superior (1), puesto que ésta es más reducida, debido a la presencia del vástago (C) del pistón; por ello se dispone la cámara de compensación (3), para que el líquido sobrante de la cámara inferior (2) pueda pasar a ella. Todo lo contrario ocurre cuando la ruedabaja: entonces el líquido que pasa de la cámara superior (1) a la inferior (2) no es suficiente para llenarla y por ello le entra líquido de la cámara de compensación (3). Este tipo de amortiguador se ha visto que es de doble efecto; pero cuando la rueda sube, la acción de frenado del amortiguador es pequeña y cuando baja es grande (generalmente, el doble), consiguiéndose con ello que al subir la rueda, sea la ballesta o el muelle los que deformándose absorban la desigualdad del terreno y, cuando se produzca la expansión, sea el amortiguador el que lo frene o disminuya las oscilaciones.

62 Elaboro Conalep Tultitlan

La energía desarrollada por el muelle en la "compresión" y "expansión" es recogida por el amortiguador y empleado en comprimir el aceite en su interior. La energía, transformada en calor, es absorbida por el líquido. Como el amarre de los resortes se realiza entre el elemento suspendido y el eje oscilante de las ruedas, los amortiguadores se montan también sujetos a los mismos elementos, con el fin de que puedan frenar así las reacciones producidas en ellos por los resortes. Esta unión se realiza con interposición de tacos de goma, para obtener un montaje elástico y silencioso de los mismos. La temperatura ambiente y el calor absorbido por el aceite en el funcionamiento de los amortiguadores hidráulicos, influyen sobre la viscosidad del líquido, haciendo que el mismo pase con más o menos dificultad por las válvulas que separan las cámaras, resultando una suspensión más o menos amortiguada. Por esta razón, en invierno, en los primeros momentos de funcionamiento, se observa una suspensión más dura, ya que el aceite, debido al frío, se ha hecho más denso; en verano, o cuando el vehículo circula por un terreno irregular, el aceite se hace más fluido y se nota una suspensión más blanda. Amortiguador hidráulico presurizado Un avance en la evolución de los amortiguadores consiste en presurizar el interior de los amortiguadores, esto trae consigo una serie de ventajas. No presurizados Tienen la pega de que se puede formar en ellos bolsas de aire bajo las siguientes condiciones.    

El amortiguador se almacena o transporta horizontal antes de ser instalado. La columna de aceite de la cámara principal cae por gravedad cuando el vehículo permanece quieto durante mucho tiempo. El aceite se contrae como consecuencia de su enfriamiento al final de un viaje y se succiona aire hacia la cámara principal. Como consecuencia de ello, en especial en días fríos, algunos amortiguadores pueden padecer lo que se conoce como "enfermedad matinal".

Presurizados Es un tipo de configuración empleada hoy en día en la mayoría de vehículos cuando se busca mejorar las prestaciones de los amortiguadores de doble tubo convencionales. La solución consiste en añadir una cámara de gas de baja presión (4 bares) es una presión suficiente, ya que la fuerza amortiguadora en compresión la sigue proporcionando el aceite en su paso por las válvulas del émbolo. De esta forma la fuerza de extensión realizada por el amortiguador en su posición nominal es baja. Esto permite utilizar esta solución en suspensiones McPherson en las que se requieren diámetros de amortiguador mas elevados. Sus ventajas respecto de los no presurizados son las siguientes: 63 Elaboro Conalep Tultitlan

     

Respuesta de la válvula mas sensible para pequeñas amplitudes. Mejor confort de marcha Mejores propiedades de amortiguación en condiciones extremas (grandes baches). Reducción de ruido hidráulico. Siguen operativos aunque pierdan el gas Respecto a los amortiguadores monotubos, los de doble tubo presurizados tienen la ventaja de tener una menor longitud y fricción para las mismas condiciones de operación.

Amortiguadores a gas Estos amortiguadores a gas trabajan bajo el mismo principio básico que los hidráulicos, pero contienen en uno de sus extremos nitrógeno a alta presión (aproximadamente 25 bares). Un pistón flotante separa este gas del aceite impidiendo que se mezclen. Cuando el aceite, al desplazarse el vástago, comprime el gas, esté sufre una variación de volumen que permite dar una respuesta instantánea y un funcionamiento silencioso. Los amortiguadores a gas además de amortiguar también hacen en cierto modo de resorte elástico, es por ello que este tipo de amortiguadores vuelven a su posición cuando se deja de actuar sobre ellos.

64 Elaboro Conalep Tultitlan





Amortiguadores de gas no regulables: suelen ser amortiguadores monotubo o bitubo, muy resistente a golpes, de alta duración y de alta resistencia a la pérdida de eficacia por temperatura de trabajo. Aunque el precio es mayor, se ve compensado por su durabilidad y fiabilidad. Es un tipo de amortiguador de muy alta calidad. Su uso es ciertamente recomendable para los vehículos de altas prestaciones. Amortiguadores de gas regulables: Son amortiguadores monotubo, con o sin botella exterior, con posibilidad de variación de tarados. Es un tipo de amortiguador de alta tecnología, con precio alto pero proporcional a su eficacia, por eso es el mas usado en conducción deportiva, en los vehículos de competición y de altas prestaciones.

B. Emisión del diagnóstico de fallas VERIFICACIÓN Y CONTROL DE LOS SISTEMAS DE SUSPENSIÓN En primer lugar, hemos de tener en cuenta que la suspensión, junto a los frenos y la dirección, ocupa un lugar primordial en la seguridad activa del vehículo, por tanto, es muy importante vigilar el correcto funcionamiento de este conjunto. Como ejemplo cabe citar, que si hacemos una prueba con dos vehículos totalmente iguales, uno con amortiguadores nuevos y el otro con amortiguadores desvanecidos, y circulando a la misma velocidad, cuando deciden detener el coche, el vehículo que lleva mal los amortiguadores tarda un 30% más en detener el vehículo. Cualquier intervención que realicemos en la suspensión se hará siguiendo las indicaciones dadas por el fabricante, tanto en utillaje como en el proceso de trabajo y en los recambios utilizados.

65 Elaboro Conalep Tultitlan

Si en el taller disponemos de una estación Pre-ITV, podemos someter el vehículo a examen, antes del cual nos cercioraremos de que la presión de los neumáticos es la indicada por el fabricante, que los neumáticos son los indicados por el fabricante y que el coche sólo va cargado con el conductor. Colocado el eje delantero sobre la plataforma de medida, esperaremos unos segundos hasta que las ruedas terminen de vibrar, después haremos la misma operación con el eje trasero y finalmente analizaremos los resultados para proceder. Si nos salen unos resultados entre el 45 y el 100 %, la suspensión está correcta. Si nos salen unos resultados entre el 25 y el 45 %, estamos con unos amortiguadores en condiciones regulares, se aconsejará al cliente cambiar los amortiguadores (siempre se cambiarán los dos del mismo eje, aunque sólo uno este mal). Si nos salen unos resultados entre el 0 y el 25 %, estamos ante unas condiciones peligrosas y será imprescindible el cambio de amortiguadores o cualquier otro elemento de amortiguación. En ocasiones, después de hacer los reglajes oportunos en la suspensión o por indicación del propietario del vehículo, hemos variado la altura del vehículo, deberemos regularle la altura de los faros porque los haces de luz que desprenden los faros no estarán ajustados y puede darse el caso de que provoque deslumbramientos (si nos quedan muy altas) o una pérdida de visión nocturna (si nos han quedado bajas). La verificación de un sistema de suspensión deberá comenzar con las oportunas pruebas del vehículo en carretera, que ponen de manifiesto las anomalías existentes. Un recorrido por carretera sinuosa da idea de la estabilidad y balanceo en curvas, que si es deficiente indica una suspensión blanda en exceso. Si se hace circular el vehículo por carreteras en mal estado, podrán constatarse los golpeteos y ruidos que puedan existir. Del resultado de estas pruebas se obtendrán los siguientes síntomas: a) Suspensión blanda: porque las ballestas, muelles, barras de torsión, etc., han perdido flexibilidad, lo que se produce con el paso del tiempo debido a las cargas que tienen que soportar constantemente. Se manifiesta también en que la altura de la carrocería al suelo disminuye. La reparación en este caso consiste en cambiar el elemento defectuoso. También la suspensión puede resultar blanda debido a unos amortiguadores en mal estado, en cuyo caso deberán sustituirse, teniendo la precaución de montar los nuevos del mismo tipo que los viejos, para que no existan nunca tipos de dureza diferentes, sobre todo en un mismo eje. Por esta misma razón es aconsejable sustituir los dos del mismo eje a la vez. b) Suspensión dura: debido al agarrotamiento parcial de una ballesta, amortiguador, eje de articulación de suspensión, etc., en cuyo caso deberá desmontarse el elemento defectuoso y proceder a su limpieza y reparación ó sustitución si es preciso. c) Suspensión ruidosa: Debido a la rotura de alguna hoja de ballesta, muelle o barra de torsión, encuyo caso es necesario cambiarlos. También pueden provenir los ruidos de los amortiguadores, 66 Elaboro Conalep Tultitlan

sus casquillos elásticos o los brazos oscilantes, barra estabilizadora y, en general, de cualquier articulación elástica del sistema. En cualquier caso, será necesario localizar el ruido y cambiar la pieza defectuosa. Siempre que se observe cualquier casquillo deteriorado deberá cambiarse, aunque no sea el causante del ruido. d) Vibraciones en la suspensión: Debidas generalmente a holguras en los ejes de los brazos oscilantes o deformaciones de los mismos, en cuyo caso se producen irregularidades en el sistema dedirección, como se verá en próximos temas. También pueden ser debidas a defectos de los amortiguadores, los cuales hay que desmontar para su comprobación, o bien, utilizar una máquina especial que los prueba montados en el vehículo. Finalizada la prueba en carretera, se procederá a inspeccionar el vehículo tratando de localizar holguras o desgastes de los componentes, especialmente en las articulaciones de rótulas, brazos de suspensión, etc., y en la unión de estos elementos al chasis. Fundamentalmente se revisarán los siguientes puntos: 1.- Desgastes de las rótulas en las que se orienta la mangueta (figura ), que se pondrán de manifiesto por holguras, que se notan al forzar la rueda de arriba abajo teniéndola levantada. Si existe holgura o una pérdida importante de grasa de la rótula por desgaste del guardapolvo, deberá sustituirse dicha rótula, lo cual se realiza soltando sus fijaciones al portamangueta y brazo de suspensión respectivamente (fig.). Cuando la rótula va fijada por cono y tuerca (fig.), para soltarla de su fijación ha de utilizarse un útil (C) que se acopla entre el brazo (B) y el extremo del perno de la rótula (A). Actuando sobre el tornillo del útil se consigue el despegue del cono de fijación.

67 Elaboro Conalep Tultitlan

2.- Holguras en articulaciones de brazos oscilantes, que pueden comprobarse intentando mover el brazo correspondiente con ayuda de una palanca, teniendo la rueda levantada del suelo. En caso de encontrar holguras, deberá desmontarse el brazo de suspensión para sustituir el casquillo elástico deteriorado. La extracción puede verse en la figura 4 y el montaje del nuevo silenblok en la figura. 3.- Deberá comprobarse el estado, posicionamiento y montaje de la barra estabilizadora, ver figuratanto en sus extremos como en el casquillo elástico. 4.- Se comprobará si existen fugas de líquido en los amortiguadores, lo que se detecta por las manchas que dejan. Esto indica mal estado del amortiguador, será necesaria la sustitución, teniendo en cuenta que deben cambiarse siempre los dos del mismo eje, aunque el otro esté bien. 5.- Si la suspensión es blanda, deberán desmontarse los amortiguadores para comprobar su estado, lo cual se realiza abriéndolos a mano hasta su máxima extensión. Este movimiento debe producirse de manera que el amortiguador vaya abriéndose sin saltos ni irregularidades. Si resulta fácil y rápida su apertura, el amortiguador se encuentra deteriorado. La misma prueba debe realizarse cerrando el amortiguador y los resultados deben ser similares. En el desmontaje y montaje de amortiguadores, hay que poner especial atención de colocar los correspondientes anillos de caucho y arandelas en la mismaposición que llevaban antes de desmontar. 6.- Deberá inspeccionarse el estado de los muelles helicoidales, constatando las posibles roturas o el posicionamiento defectuoso sobre sus soportes. En cualquier caso de anomalía se sustituirá el elemento defectuoso. En las suspensiones de tipo McPherson (figura), se desmontará todo el conjunto soltándole de sus fijaciones inferior y superior. Posteriormente y utilizando el útil al efecto (figura), podrá desmontarse el amortiguador. Sin este útil capaz de comprimir el muelle mientras se sueltan las fijaciones del amortiguador a la copela superior, no puede ser desmontado éste, ya que la soltar la tuerca de fijación se produciría el disparo del muelle, con el consiguiente riesgo de accidente. 7.- En los sistemas de suspensión por barras de torsión deberá realizarse una inspección del estado de las barras y una verificación de alturas de la carrocería, que determina el estado de la suspensión. Cuando esta altura sea insuficiente, deberá procederse al reglaje correspondiente. Si alguna de las barras estuviera en mal estado, deberá ser sustituida, para lo cual se procederá a descomprimir la suspensión y posteriormente a retirar la barra de torsión. El montaje de la nueva barra se realiza posicionando el brazo de suspensión a una determinada altura (especificada por el fabricante) por medio de un útil como el representado en la figura. En esta posición se introduce la barra, quedandoposteriormente la carrocería a la altura adecuada del suelo.

68 Elaboro Conalep Tultitlan

69 Elaboro Conalep Tultitlan

1.- Suspensiones neumáticas. Falta de presión de aire en el calderín principal. Fugas de aire por las canalizaciones o racores de unión. Nivelador defectuoso o mal regulado. Pérdida de presión en los elementos neumáticos de rueda por falta de hermeticidad o agrietamiento en las paredes de su cuerpo elástico. 2.- Suspensiones hidroneumáticas. Obstrucción en el depósito de aceite. Mal funcionamiento de la bomba o falta de presión en la misma. Falta de presión en el acumulador por fugas o mal reglaje de la válvula de presión. Fugas de aceite en las canalizaciones. Obstrucción en las canalizaciones. Agarrotamiento en la válvula niveladora. Mal funcionamiento de los elementos de rueda por pérdidas de líquido en los mismos o deformación en sus ejes de articulación (eje del pistón, brazo de rueda, etc.) Cualquiera de estas averías se nota rápidamente en una pérdida de suspensión, debiéndose revisar el sistema para localizar la avería y efectuar su reparación. Finalizadas las reparaciones que hayan sido precisos realizar, se procederá nuevamente a probar el vehículo en carretera, para constatar que los defectos encontrados.

Unidad de aprendizaje: 2 Reparación y mantenimiento del sistema de suspensión. Propósito de la unidad: Realizar el mantenimiento o reparación del sistema de suspensión con base en el reporte del diagnóstico, de acuerdo con las técnicas y procedimientos establecidos en los manuales del fabricante, realizando las pruebas de verificación de funcionamiento.

Resultado de aprendizaje: 2.1. Realiza la reparación y el mantenimiento del sistema de suspensión, de acuerdo al diagnóstico de fallas. A. Preparación del equipo, herramientas, materiales y partes para la reparación y mantenimiento del sistema. Herramientas especiales para el sistema de suspensión.

70 Elaboro Conalep Tultitlan

Extractor de brazo pitman, muy útil debido a que es ajustable en sus brazos, de esta manera nos facilita el trabajo de cambio de gomas o rótula de dirección. Capacidad de 3/4 tonelada en vehículos y camionetas livianas. Diseñado para efectuar muchos otros tipos de extraccion.

Extractor de Brazo Pitman 7314A Sirven para desmontar las rotulas de dirección del brazo pitman, cuando se realizan trabajos de cambio de gomas o rotulas de dirección y se usa como una llave española o pinzas de presión

Extractor Vieletero con Adaptador de Vieletas Redondas Ced-Vie12 Éste dado extra largó, sirve para extraer los árboles (izquierdo y derecho) de la columna de la caja de la dirección en casi todos los modelos de autos, tanto americanos como europeos y asiáticos ya que esta herramienta se acompaña de un juego de ocho llaves especiales en las siguientes medidas: 1 3/16", 1 1/4", 1 5/16", 1 7/16", 1 1/2", 14mm, 17mm y 33.6mm Además de un adaptador especial para vieletas redondas (sin planos), que se ajusta con una llave allem corta por la limitación de espacio, éste dado extractor se acciona con una matraca de 1/2" no incluida.

Juego de Extractores para Suspensión 41690 Kit de extractores para suspensión delantera para brazo pitman, barras de acoplamiento, juntas de rótula y extractor de horquilla. Incluye 5 extractores y maletín organizador. Permite extraer los brazos de la dirección. Extrae barras de acoplamiento, juntas de rótula sin dañar las cubiertas, separador universal de juntas. Incluye extractor de brazo pitman.

71 Elaboro Conalep Tultitlan

Separador de Rótulas OTC6299 Kit de 5 separadores. Incluye 5 principales separadores de rotulas y terminales en su empaque. Usados para remover rotulas y terminales. También para dar servicio general a muchos de los autos y camionetas ligeras No. 6531 medida 11” x 1-1/8” No. 6532 medida 11-3/4” x 1-5/8” No. 6533 medida 11-5/8” x 1-7/16”

Dado para la base del soporte del amortiguador en VW y Audi 7707 Éste dado largo de 1-3/4” esta hecho especialmente para retirar la tuerca de la base del amortiguador. El dado tiene dos puntos de apoyo para poder girar la tuerca y realizar el trabajo. Se utiliza una llave de 7/8”(22mm)

Juego de dados y accesorios especial para el sistema de suspensión o trabajos rudos.

Juego de llaves para el sistema de suspensión.

72 Elaboro Conalep Tultitlan

Pistola de impacto para facilitar el trabajo de suspensión. Con la ayuda de la compresora y manguera.

Opresor de Resortes McPherson 6585 Simplemente la forma más fácil y segura de realizar una compresión de resortes para cambiar el amortiguador, no importa que sean de forma tradicional o de un tamaño superior. Sus 4 sujetadores a presión mantienen el resorte en una posición óptima y segura para trabajar con él. El diseño especial en los brazos del opresor tiene un sistema de rotación lo cual nos ayuda a sujetar resortes de estilo cónico. Alineadora Inalámbrica A860 Alineación Trasera y delantera en los 4 puntos Más de 20,000 modelos, todas las marcas a nivel nacional 8 cámaras ccd con sistema radio Frecuencia inalámbrica.

73 Elaboro Conalep Tultitlan

Balanceadora de Llantas LB702 Balanceo de llantas para autos, camionetas y motocicletas (adaptador opcional). -Mide el balanceo estático y dinámico simultáneamente.

-Pantalla digital LED-DISPLAY de fácil lectura, con opción de balanceo en onzas o gramos.

Prensa de 20 Toneladas KN7420 Prensa de acero con pistón de retorno automático, mesa de trabajo con altura ajustable y descanso para piezas. Ideal para trabajar baleros.

Gato de Servicio de 10 Ton. Un seguro de operación pre-viene que el gato sea operado en un rango superior a su capacidad.

Operación de levante rápida y conveniente con su mecanismo de pedal. El control de bloqueo y descenso se encuentra localizado en la parte de arriba de la manija.

74 Elaboro Conalep Tultitlan

Escáner Genisys EVO OTC 3871, para diagnostico de suspensiones electrónicas. El Genisys Evo ofrece un diagnostico OBDI/OBDII y CAN de los sistemas MOTOR, Transmisión, Airbags, ABS, Carrocería, TPMS y Body, particularmente en vehículos Domésticos Americanos, Incluye una base de datos fastFix y Repair-Track que nos ayuda agilizar la reparación en base al código de falla, así como pruebas bidireccionales y los 9 modos de OBDII.

B. Verificación de las condiciones laborales para el desempeño del trabajo -Prácticas de seguridad. El empleo inadecuado de herramientas de mano da origen a una cantidad importante de lesiones partiendo de la base de que se supone que todo el mundo sabe como utilizar las herramientas manuales más corrientes. A nivel general se pueden resumir en seis las prácticas de seguridad asociadas al buen uso de las herramientas de mano:      

Selección de la herramienta correcta para el trabajo a realizar. Mantenimiento de las herramientas en buen estado. Uso correcto de las herramientas. Evitar un entorno que dificulte su uso correcto. Guardar las herramientas en lugar seguro. Asignación personalizada de las herramientas siempre que sea posible.

Utilización. Para la utilización de la herramienta, el operario deberá conocer los siguientes aspectos:       

El uso correcto de cada herramienta que deba emplear en su trabajo. No se deben utilizar las herramientas con otros fines que los suyos específicos, ni sobrepasar las prestaciones para las que técnicamente han sido concebidas. Utilizar la herramienta adecuada para cada tipo de operación. No trabajar con herramientas estropeadas. Utilizar elementos auxiliares o accesorios que cada operación exija para realizarla en las mejores condiciones de seguridad.

-Higiene y seguridad del taller automotriz. Es muy importante tener en buenas condiciones el taller mecánico ya que la gente hablara muy bien de tu negocio. a) Uso de gogles obligatoriamente 75 Elaboro Conalep Tultitlan

b) Zapatos especiales con casquillo c) Overol -Normas de trabajo. Conocer las normas de higiene y seguridad que se deben tener en cuenta para poder trabajar con elementos y sistemas que utilizan electricidad. Cuando se trabaja en un taller mecánico siempre se esta expuesto a que existan condiciones. Subestandar debido a instalaciones defectuosas y que el personal que allí trabaja pueda cometer acciones subestandar, las que pueden ocasionar daños a las personas, las que se deben evitar para que no se produzcan accidentes. Las condiciones subestandar pueden ser entre otras: - Instalaciones eléctricas defectuosas. - Herramientas o equipos en mal estado. - Ambiente de trabajo inadecuado (Falta de aireación, luminosidad, etc.) - Falta de elementos de protección. De acuerdo al concepto de accidente este es un hecho imprevisto. Sin embargo, el que sea imprevisto no quiere decir que sea impredecible. Todos los accidentes tienen una causa bien definida que los provoca, por esta razón se deben conocer e identificar las causas y tomar las medidas necesarias tendientes a eliminar las causas, es decir, se evitará su repetición al tomar las medidas correctivas que correspondan. - El hombre. - El medio ambiente. Por un lado tenemos que el hombre causará accidentes cuando lleve a cabo acciones subestandar. Por otro lado tenemos al ambiente que causará accidentes cuando existan condiciones subestandar. Las acciones subestandar. Se definen como cualquier acción (cosas que se hacen) o falta de acción (Cosas que no se hacen) que pueden llevar a un accidente. Vemos que se tratan de acciones comunes que muchas veces las hacemos sin pensar en que pueden llevarnos a accidentes, toda acción insegura tiene una explicación. Hay algo que lleva a esa persona a cometer una acción insegura. A ese algo ira dirigido especialmente la acción de prevención. A ese factor que explica las acciones subestandar lo llamaremos factor personal. Los factores personales pueden dividirse en tres grandes grupos:  Falta de conocimiento o habilidad

76 Elaboro Conalep Tultitlan

 Motivaciones incorrectas o actitudes indebidas, se producen cuando la persona trata de ahorrar tiempo, de evitar esfuerzo, de evitar incomodidades o de ganar un prestigio mal entendido. En resumen cuando su actitud hacia su propia persona y la de los demás no es positiva.  Incapacidad física o mental, se produce cuando por diversos motivos o circunstancias la persona ha visto disminuida su capacidad física o mental como por ejemplo cuando no escucha bien, o cuando esta sumamente perturbado por algún problema del tipo familiar, laboral, etc. Riesgos típicos de la especialidad. Con respecto a los riesgos típicos de nuestra Especialidad, podemos decir que hacen referencia a todo riesgo laboral que se produce o provoca en un ambiente de trabajo denominado taller, por tanto se deben considerar todos los factores personales (acciones subestandar) y causas de condiciones subestandar ya mencionados y en espacial al resguardo de posibles accidentes, de incendios por solventes y combustibles ocupados en el proceso productivo y a accidentes por caídas debido al desorden o falta de limpieza, como así también por producto de la inexperiencia o falta de conocimiento del trabajador. Normas de seguridad, disposiciones legales: 1.- Se dispondrá y mantendrán utilizables extintores apropiados en lugares fácilmente accesibles y bien visibles. 2.- Para apagar ropas que estén ardiendo se tendrán preparadas mantas extintoras y otros dispositivos de extinción apropiados, como por ejemplo aspersores.

1.- Los gases y vapores, combustibles, tóxicos o perjudiciales para la salud, deberán evacuarse de los locales de trabajo. 2.- Cuando se pongan en marcha motores de combustión interna en los locales de trabajo, deberán conducirse al exterior los gases de escape.

77 Elaboro Conalep Tultitlan

3.- Si existe el peligro de que durante el trabajo se derramen líquidos combustibles (gasolina, disolventes), deberán retirarse antes de comenzar el trabajo todas las fuentes de ignición que pueden inflamar los vapores combustibles. 4.- Los líquidos combustibles derramados han de recogerse inmediatamente y retirarse de los recipientes de trabajo. 5.- Los lubricantes derramados pueden provocar caídas y por lo tanto deben recogerse inmediatamente. Material de limpieza, aceite viejo o usado. 1.- El material de limpieza usado se recogerá en recipientes cerrados, no combustible. Los recipientes deberán estar caracterizados especialmente. 2.- El aceite viejo se guardará en recipientes caracterizados, hasta el momento de su eliminación por medios apropiados. 3.- El aceite viejo solo podrá eliminar por combustión en las instalaciones aprobadas por las autoridades, previa presentación del informe pericial correspondiente. Lo mismo será también válido para el empleo de aceite viejo con fines de calefacción. Dispositivos de elevación. Trabajos en los vehículos elevados. 1.- Los mecanismos que soportan la carga en las plataformas de elevación, deberán estar asegurados contra descenso inadvertido por medio de dispositivos especiales que actúen automáticamente. 2.- Los dispositivos de elevación transportables solo podrán llevar cargas en la posición más baja posible. 3.- Únicamente está permitido trabajar en o debajo de vehículos elevados, cuando estos estén asegurados contra rodadura, basculación y descenso. 4.- Solo se podrá entrar en vehículos elevados cuando esté garantizado que debido a esa entrada no se volcaran, rodaran o se deslizaran. Aseguramiento de los vehículos contra movimiento. 1.- Antes de comenzar los trabajos, los vehículos deberán asegurarse contra movimiento inadvertido, por ejemplo mediante el freno de estacionamiento, o mediante calzos cuando están elevados. 2.- Las partes de los vehículos accionados mecánicamente y los aparatos adosados, abran de asegurarse contra movimiento inadvertido. Trabajo de limpieza. 1.-La salud o tóxicos. 2.- A diferencia del punto 1, podrán realizarse trabajo de limpieza con líquidos combustibles, pero no con combustibles para motores de gasolina cuando: a) se efectúen en un recinto especial independiente, ó 78 Elaboro Conalep Tultitlan

b) hayan de realizarse forzosamente en otros recintos debido a circunstancias especiales. 3.- cuando se realicen trabajos de limpieza en vehículos con líquidos combustibles, será necesario adoptar las siguientes medidas de seguridad: a) desconectar la batería o cubrir la instalación eléctrica activa, con el fin de impedir que se formen arcos eléctricos. b) no utilizar brochas o pinceles donde haya partes metálicas. c) trabajar a una distancia suficiente de cualquier fuente de ignición. d) no hacerlo en la proximidad de puestos de trabajo donde se realicen operaciones de soldadura. C. Ejecución del proceso de reparación del sistema de suspensión. Diagnóstico general de fallas del Sistema de Suspensión 1. Revisar las quejas sobre fallas de la suspensión por parte del conductor y/o probar el vehículo en el camino 2. Realizar la revisión física de los componentes de la suspensión (bujes, rotulas, varillas, horquillas, amortiguadores, barra estabilizadora). 3. Determinar las piezas a cambiar del sistema de suspensión delantero según su condición física de desgaste. 4. Determinar las piezas a cambiar del sistema de suspensión Trasera según su condición física de desgaste. 5. Determinar el estado de los amortiguadores, y realizar comparativo de los kilómetros recorridos por estos. Reparación del Sistema de Suspensión Delantera 1. Revise los ruidos delanteros, bamboleo, altura de rodaje; determine las reparaciones necesarias. 2. Revise y cambie los brazos de control superiores e inferiores, bujes y flechas 3. Revise y ajuste brazos radiales (de tensión y comprensión) y bujes. 4. Cambie rotulas superiores e inferiores (con ó sin muestras de desgaste). 5. Revise y cambie según sea necesario los mangos, baleros y bujes. 6. Revise y cambie según sea necesario el ensamblaje del muñón de la dirección y brazos de dirección. 7. Revise y cambie de ser necesario los resortes de la suspensión delantera y separadores. 8. Inspeccione y cambie los muelles de la suspensión delantera, separadores, barra de suspensión, soportes, bujes y accesorios en caso de ser necesario. 9. Revise y cambie de ser necesario las barras de torsión y partes de la suspensión delantera. 79 Elaboro Conalep Tultitlan

10. Cambie bujes de barra estabilizadora soportes y conexiones. 11. Revise y cambie el strut (cartucho del puntal o unidad completa) si es necesario. Reparación del Sistema de Suspensión Trasera 1. Revise ruidos de la suspensión trasera y altura del vehículo; determine las reparaciones necesarias. 2. Revise y cambie brazos laterales, barras de tracción, brazos de control, barras estabilizadoras y bujes de sistemade la suspensión trasera de ser necesario. 3. Revise y cambie los resortes y separadores de la suspensión trasera en caso de ser necesario. 4. Cambie en caso necesario las hojas de muelle, separadores, brazos de suspensión, soportes, bujes. 5. Revise y cambie los struts traseros (cartucho o unidad completa), y montajes superiores. 6. Revise el montaje del eje rígido trasero, para determinar doblamiento, vencimiento o mala inclinación. 7. Inspeccione y cambie rotulas traseras, terminales, y ajustadores de convergencia/ divergencia. Inspección y Verificación de la Reparación del Sistema de Suspensión 1. Una vez reparado el sistema de suspensión del vehículo, revisar que no existan variaciones en la dirección para lo cual se realizara la alineación y balanceo (área a certificar de forma independiente) 2. Revisar que no existan movimientos vibratorios de los componentes del Sistema de Suspensión 3. Revisar funcionamiento de la suspensión (que sea confortable, que no se cargue la dirección a ningún lado, que tenga estabilidad). Comprobando el estado de la suspensión Como ya os hemos comentado, el estado de nuestra suspensión no es una cosa que se pueda ver a simple vista. Por ello para determinar que nuestra suspensión necesita mantenimiento, debemos estar atentos a las indicaciones que nos da el coche y que pueden ser causadas por algún componente de la suspensión que debería ser sustituido. Amortiguadores Existen máquinas que miden las oscilaciones de la suspensión y pueden determinar cuando un amortiguador está en mal estado. Sin embargo, sin máquinas a mano, para saber si los amortiguadores están en mal estado existe una comprobación de las que llamamos “de ojímetro”, que consiste en apretar con nuestro peso (los delgaditos lo tenéis complicado), el muelle en compresión apoyándonos en la carrocería, con cuidado de no hundir las aletas, y soltar de golpe. Si el coche solo sube, el amortiguador está muy probablemente en buen estado, si sube y rebota hacia abajo malo… seguramente nuestro amortiguador esté acabando su vida útil. Si el coche oscila arriba y abajo en marcha, en cualquiera de los ejes o en los dos, en exceso cada vez que 80 Elaboro Conalep Tultitlan

cogemos un bache, o hace extraños cuando cogemos baches en curva, más de lo mismo, lo suyo es llevar el coche al taller a que eche un ojo un profesional, porque probablemente nuestros amortiguadores están dando sus últimos estertores. ¿Y cuánto dura un amortiguador?... Pues depende, como hemos dicho, si lo hacemos trabajar mucho, durará poco, si nos movemos por carreteras con firmes tan planos como la curva de par de un motor turbo moderno, durarán mucho. Los amortiguadores no tienen una vida en kilómetros o años como otros elementos sujetos a mantenimiento de nuestro coche, pero como orientación, se suelen revisar en las revisiones gordas (30.000/50.000/60.000 km), y suelen requerir el cambio con un uso normal tras unos 50.000-60.000 km. Los amortiguadores en mal estado además de poder causar accidentes al causar inestabilidad en el coche (sobre todo en frenada y cuando apoyamos en curva), pueden provocar desgastes irregulares en los neumáticos, por lo que si apreciamos desgastes irregulares en ellos, puede ser el anuncio de unos amortiguadores en mal estado. Los amortiguadores y estructuras ayudan a reducir el desgaste de los componentes del vehículo por movimientos excesivos, además mejora dramáticamente las distancias de frenado y aumentan la estabilidad del vehículo. Su vida útil suele ser de 50.000 Km. aproximadamente, pero esto depende mucho del cuidado en la conducción del vehículo. La forma más fácil de ver si están gastados o reventados es moviendo el auto en una de las esquinas de arriba a abajo, si el auto rebota, los amortiguadores deben ser cambiados.

Los neumáticos pueden dañarse o sufrir desgastes irregulares por fallas mecánicas en el sistema de dirección o presiones inadecuadas, por lo tanto, es fundamental inspeccionarlos permanentemente para verificar la presencia de cortes, impactos o desgastes anormales. Un desgaste poco uniforme indicaría una falta de alineación de las ruedas. El mejor modo de prolongar la duración de los neumáticos es cuidar que estén siempre a la presión correcta y con las ruedas alineadas. La comprobación de la presión debe efectuarse una vez a la semana, dependiendo de la carga del vehículo y siempre antes de realizarse un viaje largo, ésta se efectuará con las llantas frías. La alineación es el ajuste de la geometría del vehículo y esta asegura la maniobrabilidad del vehículo y mantiene a los neumáticos con buen funcionamiento, aumentando su vida útil. Un 81 Elaboro Conalep Tultitlan

vehículo puede desalinearse por impactos con huecos, obstáculos u otro tipo de impactos severos. El chequeo de alineación se la debe realizar cada 8.000 Km. a 10.000 Km. en nuestras condiciones de trabajo o si se ha golpeado con algo, si hay signos de desgaste irregular en los neumáticos o si siente una diferencia en la maniobrabilidad del vehículo o cuando se efectúa un mantenimiento en el sistema de dirección y suspensión. El balanceo es compensar el peso del neumático y el aro en la circunferencia del mismo, es decir, toda la superficie de rodaje debe ser uniforme y equilibrada, ninguna área debe pesar menos o más que la otra. El desbalanceo causa desgaste irregular, vibración y por ende desgaste de las partes mecánicas que soportan el neumático desbalanceado. Este se lo debe realizar cuando se cae alguna pesa, cuando parchamos un daño o cuando cambiamos los neumáticos, también cuando haya signos de vibración o desgaste irregular. Algo muy sencillo y económico que ayuda a mantener los neumáticos es hacerles una rotación cada 10.000 Km. La rotación de los neumáticos extiende la vida de los mismos ahorrándole tiempo y dinero a largo plazo. Esto ayuda a que el desgaste sea más regular y por ende mejore el rendimiento. Desensamble y ensamble de componentes Cambio de amortiguadores. Según el tipo de vehículo, el cambio de amortiguadores puede ser más o menos complicado. En todo caso se necesitan unas herramientas especiales, sobre todo el útil denominado: "tensor del muelle". Por ello se precisan para desmontar los amortiguadores, de unos tensores especiales de gran calidad y autorizados por la legislación vigente.

82 Elaboro Conalep Tultitlan

En la figura inferior tenemos varios tipos de tensor de muelle, aunque existen otros de distintas formas.

La suspensión del tipo McPherson es la más utilizada en suspensiones delanteras debido a su sencillez de construcción y montaje. Esta suspensión es muy efectiva en vehículos de tracción delantera y habitual en vehículos pequeños y de mediano tamaño. Para desmontar el amortiguador y muelle primero se desmonta todo el elemento amortiguador, también llamado "torreta McPherson".

83 Elaboro Conalep Tultitlan

Para empezar el trabajo subimos con el gato la rueda del amortiguador que queremos cambiar, después se quitara la rueda. Al desmontar el elemento de amortiguación es fundamental primero trabajar en la parte de las ruedas y en una segunda fase aflojar el tubo de suspensión por la parte superior (compartimento motor). Se empieza por soltar todas las partes que forman el freno, como por ejemplo los cables de toda la tubería de freno y el asiento del freno. En la parte inferior el tubo de amortiguación esta fijado firmemente a la mangueta mediante unos pasadores y unas tuercas. Quite los tornillos y seguidamente haga palanca para extraer el tubo amortiguador del brazo transversal articulado mediante un desmontable.

También hay que tener en cuenta la rotula de la dirección que se une al amortiguador en algunos modelos de suspensión, por lo que procederemos a extraerla para ello utilizaremos un "extractor de rotulas". En la figura inferior tenemos un ejemplo.

84 Elaboro Conalep Tultitlan

Una vez realizadas las operaciones anteriores el tubo amortiguador queda libre de sujeción en la parte inferior. Ahora solo falta quitar desde arriba las tuercas de soporte del compartimento motor (A). Ahora ya se puede sacar por debajo el tubo de amortiguación. Antes de cambiar desenroscar o limpiar algo en el elemento del amortiguador, el muelle debe estar asegurado con los tensores.

Atención: al tensar los muelles proceda con mucha exactitud. Lo mejor es colocar dos o tres tensores de muelle, nunca uno solo. Los tensores se colocan respectivamente en el anillo superior y en el anillo inferior y se los coloca con suavidad sin tensar todavía el muelle. Solo cuando los tres tensores estén colocados en la posición adecuada. Fíjelos con una llave. Para ello debe proceder de una forma alternada, es decir, no apretar del todo un tensor y luego los demás, sino hacerlo poco a poco en todos. El muelle estará tensado cuando los tensores no puedan sacarse sin tener que emplear algo de fuerza.

Entonces se procede al desmontaje del amortiguador. Para ello desatornille primero la guía superior del tubo de amortiguación y luego desmonte el platillo superior. Ahora saque el muelle sin realizar ningún tipo de esfuerzo. El amortiguador esta protegido por un manguito de goma de la suciedad. Quite este manguito de goma, aunque puede estar sujeto de forma muy firme no debe rasgarse ni romperse. En caso de que se rompa se tendrá que renovar. Así se logra desmontar el amortiguador de muchos vehículos en otros se deben soltar algunas fijaciones mas por el extremo inferior. El amortiguador nuevo se debe "cebar" antes de montarlo. Esto se realiza en la misma posición que ira montado en el vehículo, tirando y empujando el vástago varias veces hasta el tope.

85 Elaboro Conalep Tultitlan

El montaje del amortiguador se produce luego en la secuencia contraria. Al colocar el manguito proceda de la forma contraria. Preste atención al volver a colocar el muelle, pues este solo puede entrar en el platillo inferior en una posición determinada. En el platillo hay un orificio previsto para colocar el extremo del muelle. Fije de forma extremadamente fuerte los platillos y no suelte los tensores bajo ningún concepto hasta que la guía superior esta montada de nuevo. No soltar los tensores uno tras otro, sino de forma paralela. Finalmente coloque el elemento amortiguador de nuevo en el vehículo.

86 Elaboro Conalep Tultitlan

El cambio de los amortiguadores traseros es distinta y normalmente mas sencilla. Se sube con el gato la rueda que queremos cambiar el amortiguador, se suelta la rueda y a diferencia que el cambio de los amortiguadores delanteros el muelle no es necesario soltarlo sino se quiere. Se sueltan los tornillos que sujetan el amortiguador tanto por arriba como por abajo. Importante, antes de soltar los tornillos que sujetan el amortiguador hay que evitar que el muelle empuje hacia abajo el cubo de rueda, para ello sujetaremos este con un calzo u otro gato que lo mantenga en la misma posición. Evitamos con esto que el muelle se salga de su alojamiento, desprendiéndose bruscamente y provocando un posible accidente. En las suspensiones traseras nos podemos encontrar muelles como elemento elástico, pero también podemos encontrar barras de torsión que sustituyen a los muelles como se ve en la figura de abajo. Se trata de una suspensión de ruedas independientes por brazos tirados con barras de torsión transversales.

87 Elaboro Conalep Tultitlan

A tener en cuenta a la hora de sustituir un amortiguador:  

 



 

 

Utilizar la pistola neumática exclusivamente para desmontar los amortiguadores a sustituir, nunca para apretar. No sujetar ni dañar el vástago cromado del pistón con las herramientas utilizadas, ya que si se raya o daña dicha superficie, la consecuencia posterior a medio plazo será que estas marcas deterioran al retén y provocaran pérdidas de aceite, siendo esta avería una de las causas más habituales de defectos en los amortiguadores. Utilizar siempre el compresor o tensor de muelles adecuado, observando previamente su correcto funcionamiento. No utilizar ningún otro tipo de herramienta o utensilio para comprimir el muelle de la suspensión. Recordar que un muelle mal comprimido con un elemento inadecuado puede originar graves heridas. En el caso de columnas McPherson que permitan la sustitución del cartucho, se debe tener en cuenta que después de sustituir el cartucho gastado y antes de colocar el nuevo, es necesario verter un poco de aceite de motor en la columna vacía. Este aceite permitirá la disipación del calor del cartucho. Cebar (comprimir) el amortiguador nuevo varias veces antes de su instalación, para favorecer el correcto funcionamiento del mismo. La fijación superior e inferior de los amortiguadores, deberá apretarse al valor establecido, después que el automóvil asiente sobre las ruedas. De esta forma la suspensión se comprime hasta su posición estática normal, evitando una compresión excesiva en las gomas de montaje al apretar las tuercas. En el montaje de los nuevos amortiguadores, utilizar siempre una llave dinamométrica para apretar las tuercas y tornillos al par de apriete especificado. Una vez sustituidos los amortiguadores, comprobar el correcto reglaje de las cotas direccionales: convergencia o divergencia, avance y caída.

Proceso de trabajo: Desmontaje: La extracción del conjunto de suspensión delantera y porta-mangueta se realizará de la siguiente forma: 1. Aflojar la tuerca de montaje superior de la suspensión ayudado de una llave allen que impida el giro de la varilla del pistón del amortiguador. 2. Alzar el coche sobre caballetes y desmontar las ruedas. 3. Desconectar los latiguillos de frenos y taponarlos para impedir la perdida de líquido de frenos. 4. Quitar los acoplamientos por rótula de las bieletas del sistema de dirección que están unidos a la mangueta por el brazo de dirección. 5. Extraer los tres tornillos que sujetan la barra de acoplamiento de control longitudinal a la carrocería. 88 Elaboro Conalep Tultitlan

6. Retirar el tornillo interior del brazo inferior. 7. Con ayuda de una palanqueta pequeña, sacar el semieje más corto hacia fuera. Tener la precaución de recoger en una bandeja el aceite que pueda caer. 8. Igualmente quitar el semieje de transmisión mayor forzando la suspensión hacia fuera. 9. Para evitar posibles daños a la junta homocinética, no se debe permitir que el conjunto de cubo y eje descienda de su posición normal o a lo máximo debe permanecer dentro de unos 20º. Si el conjunto de cubo y semieje han de permanecer colocados solo intervendríamos quitando los dos tornillos de retención de la columna de suspensión a la porta-mangueta. Verificación: Inspección visual y al tacto de todos los componentes del sistema de suspensión. 1. Verificar el estado de los silentblocs que no estén rotos, agrietados. 2. Verificar el estado de los guardapolvos de los amortiguadores, no estén rotos, agrietados. 3. Verificar el estado de los amortiguadores. Que no tengan fugas de aceite y gas, vástagos defectuosos rayados o doblados. 4. Verificar el juego radial y axial de las rótulas. 5. Verificar el estado de los guardapolvos de las rótulas.

Montaje: 1. Montar el brazo de suspensión inferior sobre el bastidor o carrocería del vehículo. 2. Montar la columna de suspensión sobre la carrocería del vehículo. 3. Montar la mangueta sobre rótula del brazo inferior de suspensión. 89 Elaboro Conalep Tultitlan

4. Montar el semieje de transmisión forzando la suspensión hacia abajo y la mangueta hacia afuera. Montar la arandela y la tuerca del extremo del palier. 5. Unir el amortiguador con la mangueta mediante los dos tornillos de los que dispone en su brida. 6. Montar la rótula de la bieleta del sistema de dirección con la mangueta por el brazo de dirección. 7. Montar la pinza de freno sobre la mangueta. 8. Montar las ruedas del vehículo. 9. Con ayuda del gato hidráulico bajar a la parte delantera del coche de los caballetes. 10. Apretar los tornillos de las ruedas. 11. Apretar la tuerca del montante superior de la suspensión, ayudada de una llave allen que impida el giro de la varilla del pistón del amortiguador y una llave de estrella acodada Resultado de aprendizaje: 2.2 Verifica el funcionamiento de los componentes del sistema de suspensión, corrigiendo los parámetros de operación de acuerdo al manual de especificaciones. A. Corrección del sistema de suspensión de acuerdo a las especificaciones del fabricante. La suspensión amortiguación Es el conjunto de órganos mecánicos que unen de forma no rígida las ruedas a la estructura principal de vehículo con objeto de mantener las ruedas en contacto con el suelo en todo momento y evitar que las irregularidades del terreno se transmitan a los ocupantes del vehículo.

90 Elaboro Conalep Tultitlan

La relación entre suspensión y dirección es muy estrecha, ya que la bieleta dela dirección es en cierto modo un enlace más entre la rueda y la carrocería por lo que su colocación respecto al resto de los brazos de la suspensión es un factor determinante para conseguir un buen comportamiento del vehículo. Al conjunto de parámetros, cotas y ángulos que definen el posicionamiento relativo de todos estos elementos entre sí con relación a la carrocería y al terreno es lo que se conoce como GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN Y SUSPENSION. Los neumáticos. Los neumáticos de un automóvil (y el aire que los llena)constituyen el único y decisivo contacto con la carretera. Son los encargados de asegurar la adherencia en el empuje, en la frenada y en el deslizamiento lateral, la dirección del recorrido del vehículo deseada por el usuario, y la amortiguación de las imperfecciones del pavimento. Son, por lo tanto, fundamentales para la seguridad, el comportamiento y la comodidad. A.- ESTRUCTURA DE UN NEUMÁTICO El neumático está constituido por una estructura interna resistente, carcasa, formada por finos hilos de acero incrustados en goma, y telas superpuesta y entrecruzadas o bien dispuestas en sentido radial realizadas en fibra de nylon, rayón, poliéster etc.

El poliéster es la tela más común que se emplea. Proporciona buena adherencia de la goma, resistencia y flexibilidad excelente, buena disipación de calor, con un peso relativamente bajo. Los neumáticos radiales pueden usar una sola tela sobre la cual están situados una serie de cinturones de acero dispuestos en circunferencias.

91 Elaboro Conalep Tultitlan

La parte que contacta con el suelo es la banda de rodadura o rodamiento, formada generalmente por dos compuestos de goma especial tallada con diversos relieves (dibujo) que asegura el agarre, duración, drenaje de agua, así como la fijación a la carcasa y la evacuación de calor. Esta banda está íntimamente unida a la carcasa mediante el empleo de procesos especiales tales como el de vulcanización. Los talones son las partes destinadas a insertarse en las llantas y están diseñados para asegurar una absoluta impermeabilidad y sujeción. En su interior están situados los aros compuestos de hilos de acero sobre los que se fijan las cuerdas de la carcasa. Dentro de la banda de rodadura están situados los indicadores de desgaste que quedan expuestos cuando la profundidad del dibujo llega al límite crítico de 1,6 mm. B.- IDENTIFICACIÓN DE NEUMÁTICOS. Todos los neumáticos vienen dotados de una serie de inscripciones grabadas en el propio material constructivo del mismo, obligatorio o voluntarias para el fabricante, que definen gran parte de sus características. Además de la marca del fabricante, el modelo y el país de fabricación, en general los neumáticos vienen provistos de varias inscripciones en su pared lateral:

92 Elaboro Conalep Tultitlan

Por ejemplo: P215/65 R15 P significa pasajero, es decir, es un neumático de automóvil de turismo. En neumáticos europeos se omite. Si aparece LT se trata de un vehículo de carga ligero (ligth truck) 215 es el ancho del neumático expresado en mm. Se mide con la presión máxima de inflado y sin carga alguna. 65 indica que la altura del neumático es el 65% de la anchura. R significa neumático radial. Si la marca fuese una B significa que el neumático está construido con capas circulares, y si fuese una D el neumático sería de construcción diagonal. 15 es el diámetro de la llanta expresado en pulgadas. A continuación de las anteriores marcas suele expresarse el Índice o Código de carga y el de Velocidad. Por ejemplo 89H indicanuna carga máxima de 580 (89) kg y velocidad máxima de 210 km/h (H) (Ap. 1 y 2). A partir de 1.991 es obligatoria esta marca. Por tanto se deben observar las siguientes conductas seguras: 1.- Mantener la presión según las especificaciones del constructor del vehículo. 2.- Comprobar la presión regularmente cada 15 días, y siempre que se vaya a hacer un viaje largo y rápido. La comprobación debe hacerse con un manómetro de calidad debidamente calibrado, preferiblemente de uso propio. Bastantesmanómetros de estaciones de servicio en la ruta proporcionan datos falseados. 3.- Hacer la comprobación de presión cuando el neumático esté frío, es decir, antes de empezar a rodar. El dato de presión con neumático en uso no nos indica si aquella era correcta. 4.- No reducir la presión con neumático caliente. Se produciría un calentamiento adicional al reemprender el viaje, con el consiguiente aumento de presión. 5.- Revisar posibles fugas de aire por las válvulas. El tapón de la válvula constituye un elemento de estanqueidad, por lo que su uso es imprescindible. 6.- No rebasar los límites de velocidad y de carga establecidos por el fabricante del coche o por el fabricante del neumático, ya que la velocidad y sobrecarga influyen también sobre el calentamiento. 7.- No olvidar revisar la presión de la rueda de repuesto. 8.- No frenar bruscamente, evitando todo tipo de derrape. 9.- Es imprescindible obtener del fabricante del neumático o del vehículo el dato de presión correcta siempre que se cambien los neumáticos por otros de diferentes características.

93 Elaboro Conalep Tultitlan

El balanceo. Es la forma de contrapesar mediante pequeños pesos, normalmente de plomo, la falta de peso en un neumático en conjunto con la llanta (aro) para evitar problemas de galopeteo y el tan molesto movimiento del volante y las vibraciones en velocidades superiores a los 80 km/h. Mientras que la alineación es un proceso realizado con maquinas complejas que miden los ángulos de pisada de una cubierta para que el personal capacitado pueda corregir y llevarlo a los valores de fabrica del vehículo. Los especialistas aconsejan realizar esta tarea cada 10.000 kilómetros y cada vez que se realice alguna modificación en la suspensión. Caso contrario se produce un mal desgaste del neumático, un andar dificultoso que también puede traer aparejado la rotura de bujes y otras partes vitales de la suspensión. Otro factor a tener en cuenta es el inflado de los neumáticos que es lo que permite absorber los golpes ocasionados por el mal estado del pavimento. El inflado es fundamental porque actualmente los neumáticos vienen sin cámara, y por problemas de esfuerzo del talón del neumático sobre la llanta estas se separan y van perdiendo el aire gradualmente, También puede ser consecuencia de un clavo pinchado en la cubierta y al no tener cámara tarda en desinflarse pero pierde el aire necesario. Por todo esto es importante revisar la presión de los neumáticos al menos una vez al mes. La presión adecuada esta indicada en el manual del vehículo, escrita a los lados de las cubiertas o en un adhesivo en el marco de la puerta del conductor. El vehículo debe llevarse para una alineación cuando tiende a girar a uno de los lados cuando circula en una superficie plana y derecha, si ha sufrido un golpe o si ha circulado por un camino exigente. Un mal balanceo esta indicado por una vibración que aparece cuando circula a cierta velocidad pero se esfuma cuando va mas lento o mas rápido. Una falla en suspensión ocasiona el desgaste prematuro de los neumáticos por lo que se recomienda revisarlo en forma periódica.

94 Elaboro Conalep Tultitlan

Ángulos de alineación

- CAIDA O CAMBER1- La caída es el ángulo formado por la vertical y el plano de la rueda, o por el eje de la mangueta y la horizontal. 2- La caída esta positiva cuando las ruedas convergen hacia abajo. 3- La caída esta negativa cuando la ruedas convergen hacia arriba. Observaciones: Los valores del despunte eran antes muy importantes a fin de tener en cuenta el perfil de las carreteras (carreteras bombeadas) y de la tecnología de la época (llantas sin desvíos y ejes de pivotes de manguetas verticales). Ahora este valor se aproxima de 0, posición ideal para conseguir un desgaste mínimo de los neumáticos. En lo contrario, sobre los trenes traseros se encuentran frecuentemente una caída negativa que permite mejorar la estabilidad del vehículo. 4- La caída exagerada sobre un neumático tendrá por efecto de generar un cono y de hacer tirar el vehículo: - hacia el exterior en el caso de una caída positiva exagerada (Fig.4). - hacia el interior en el caso de una caída negativa exagerada. 5- Un defecto de caída se manifestara por un desgasto anormal repartido uniformemente sobre un solo lado de la banda de rodadura.

95 Elaboro Conalep Tultitlan

- INCLINACION DEL PIVOTE DE LA MANGUETA 6- Es el ángulo formado por la vertical y el eje del pivote, el vehículo mirado de frente (Fig.6). - Su acción es primordial sobre la dirección asegurando la vuelta en línea recta de las ruedas, esencialmente en el caso de un giro flojo de las ruedas. En giro fuerte, es el ángulo de avance del pivote de rueda que viene añadirse y compensar la diminución del valor de la inclinación del pivote. - Cuando el pivote se encuentra lejos de su posición de línea recta, hace describir a la mangueta un arco de círculo que tiende a empujar el neumático hacia el suelo; por reacción el casco se levanta. - En cuanto se acaba el giro, el peso del vehículo vuelve a llevar el pivote a su posición de principio es decir las ruedas en línea recta. - En caso de vehículos que tienen un peso flojo sobre el eje director, se mejora la reversibilidad añadiendo un muelle en la cremallera.

96 Elaboro Conalep Tultitlan

- ANGULO INCLUIDO 7- Es el ángulo comprendido entre el eje del pivote y el eje de la mangueta ; representa la suma de los ángulos del pivote y de la caída aumentado de 90°, este valor fijo se desprecia en la práctica (Fig.7). - El Control de este ángulo permite saber si una disimetría entre los lados D e I del vehículo es la consecuencia de una deformación de la mangueta sobre su plano vertical debido a un choque o un accidente. - En todos los casos: La suma caída + pivote, debe ser simétrica a más o menos 1° entre los lados D e I. (IP) Inclinación del pivote de mangueta. (CA) Caída.

97 Elaboro Conalep Tultitlan

- DESVIO AL SUELO 8- ES la distancia "d" sobre el suelo entre la derecha pasando por el centro de la superficie de contacto del neumático al suelo y la proyección del eje del pivote de la mangueta (Fig.8). - El valor del desvío al suelo depende directamente del valor del ángulo incluido y de la forma de la llama. - Es interesante de reducir al máximo el desvío al suelo a fin de no ser tributario de las reacciones al frenado; el desvío contribuye sin embargo al fenómeno de la reversibilidad de dirección, un ligero desvío favorisa el giro en maniobra de aparacamiento.

- AVANCE DEL PIVOTE O CASTER 1- Es el ángulo formado por la vertical y el eje del pivote, el vehículo mirado de lado. (AA') Eje de giro (d) Desvío del avance del pivote (ch) Avance del pivote 2- El avance del pivote esta positivo (+) cuando la cabeza de la mangueta se encuentra inclinada hacia la parte trasera del vehículo. - El avance del pivote esta negativo (-) cuando la cabeza de la mangueta se encuentra inclinada hacia la parte delantera del vehículo (el avance negativo del pivote se utiliza muy pocas veces sobre los coches Europeos). - Cuando el pivote de la mangueta esta orientado hacia la parte trasera del vehículo, la proyección del eje de giro encuentra el suelo en adelante del punto de contacto del neumático (desvío de avance de pivote), cuando se aplica una fuerza al pivote de mangueta, el pivote remolca la ruedas 98 Elaboro Conalep Tultitlan

detrás de él, lo que permite una mejor estabilidad direccional del vehículo y facilita la vuelta en línea recta después de un giro (principio de compensación de la diminución del valor de inclinación del pivote en giro fuerte). Nota: 3- El ángulo de avance del pivote de rueda esta particularmente sensible a las variaciones del asiento del vehículo, en particular la sobre carga del eje trasero. - Un desvío al frenado puede tener por causa un mal ajuste del avance del pivote, disimetría de una rueda del eje delantero con relación a la otra. - Un defecto de avance del pivote no se manifesta por un desgaste anormal del neumático. Atención: 4- Una modificación del valor del avance del pivote produce automáticamente un desajuste del colado de la cremallera (graduable o no graduable según los modelos). En efecto, la variación del avance del pivote genere una modificación del posicionamiento de la dirección.

99 Elaboro Conalep Tultitlan

- TRAZADO DE DIRECCION 5- A fin de evitar el deslizamiento de las ruedas en curva, la rueda exterior a la curva debe describir un círculo más importante que la rueda interior, esto se logra con la orientación de las palancas de dirección sobre los pivotes de las manguetas que forman con relación a las ruedas un ángulo constante por concepción. - Una modificación de estos ángulos no puede ser la consecuencia de un choque (ver la verificación de los ángulos de giro). Esta modificación se traduce por un desajuste del paralelismo en curva y genera un desgaste de los neumáticos y una mala actitud del vehículo en carretera.

- RADIO DE GIRO El radio de giro determina el círculo lo más pequeño sobre el cual el vehículo puede girar. - PARALELISMO 6- Se llama paralelismo, la diferencia de distancia entre la parte delantera y la parte trasera de los neumáticos a altura de la mangueta. 7- Se llama convergencia, la convergencia de la ruedas hacia la parte delantera del vehículo. A más grande que B. La convergencia se representa con el signo positivo (+). 8- Se llama abertura la convergencia de las ruedas hacía la parte trasera del vehículo. A más pequeño que B. La abertura se representara con el signo negativo (-). Nota: La noción admitida que las tracciones delanteras deben tener abertura y los vehículos con propulsión trasera convergencia para compensar la variación del paralelismo en marcha, no es siempre verdadero con vehículos modernos. El sentido de variación del paralelismo esta directamente sujeto a la posición de la cremallera sobre la caja y la implantación de las palancas de dirección sobre los pivotes de mangueras en adelante o atrás del eje de las rótulas. - Un desajuste del paralelismo se traduce por un desgate de la banda de rodadura del neumático debido a la rodadura en deslizamiento, 100 Elaboro Conalep Tultitlan

- El paralelismo sirve a compensar los efectos de cono debidos al despunte entonces. - un despunte positivo se compensara con convergencia, - un despunte negativo se compensara con abertura.

- ALTURA DE CREMALLERA - DISTANCIA ENTRE EJES - DISTANCIA ENTRE RUEDAS 1- El paralelismo varía con la posición del vehículo. Es necesario para reducir al máximo la amplitud de esta variación bloquear la cremallera de manera que cualquiera que sea la altura referente al suelo, la variación del paralelismo sea lo más flojo posible (Fig.1). 2- La distancia entre ejes es la distancia "e" al suelo entre el eje delantero y el eje trasero (Fig.2). 3- La distancia entre ruedas es la distancia "v" al suelo que separa las ruedas de un mismo eje (Fig.3).

101 Elaboro Conalep Tultitlan

Geometría de la suspensión: vista frontal

) GEOMETRÍA DE LA SUSPENSIÓN: VISTA FRONTAL Centro instantáneo de de rotación Centro de balanceo Elección de geometría de suspensión Transferencia diagonal de peso Bump steer y roll steer 102 Elaboro Conalep Tultitlan

Vamos a analizar la influencia de las medidas y ángulos de los componentes de una suspensión por triángulos superspuestos. Comenzaremos colocándonos mirando a la carrilana de frente desde la parte delantera.

CENTRO INSTANTÁNEO DE ROTACIÓN ( Instant center )

El Centro Instantáneo de Rotación ( CIR ) es el punto alrededor del cual gira lateralmente la rueda al comprimirse o extenderse la suspensión. Para localizarlo tendremos que fijarnos en el ángulo y en la longitud de los triángulos de suspensión. Ángulo de los triángulos de suspensión: Vamos a prolongar imaginariamente la línea que une la rótula superior de la mangueta ( upper ball joint ) con la línea que une los dos anclajes de la suspensión en el chasis ( upper pivots ) . Ahora realizamos lo mismo con los anclajes inferiores. Estas dos rectas se cortarán en un punto denominado Centro Instantáneo de Rotación. Si sustituyéramos los dos triángulos articulados por un solo brazo de suspensión rígidamente unido a la mangueta y con un solo anclaje al chasis en este punto ( swing axle ), el recorrido de la rueda sería el mismo. Esto es muy útil para simplificar el análisis y el diseño de la suspensión. En el caso extremo en que los triángulos sean paralelos, este brazo sería infinitamente largo. La distancia existente entre el CIR y la línea que une los anclajes de las manguetas ( kingpin ) define el radio del arco que sigue la rueda al moverse la suspensión ( es decir, la longitud de este brazo imaginario ). Cuanto mayor sea esta distancia, el radio será mayor y la trayectoria de la rueda será más rectilínea - por lo que ganará menos ángulo de caída negativa al comprimirse. Si esta distancia es más corta, la trayectoria de la rueda será más curva, por lo que adquirirá mayor ángulo de caída al comprimirse.

103 Elaboro Conalep Tultitlan

Longitud de los triángulos de suspensión: Si los dos triángulos tienen la misma longitud, esta ganancia de caida ( camber gain rate ) será lineal, por ejempo -1º/cm indica que la rueda ganará 1º de caída negativa al comprimir 1 cm la suspensión, 2º al comprimir 2 cm, etc. Si el triángulo superior es más corto que el inferior, esta ganancia de caída no será lineal: el ratio de ganancia de caída será menor en el primer tramos de compresión y mayor en el último. Por ejemplo, la rueda gana 1º de caída negativa con 1 cm de compresión y 2,5º con 2 cm de compresión. Sin embargo, un brazo superior demasiado corto hace que la suspensión se comporte de manera similar a un eje pivotante ( swing axle ) levantando el chasis ante las fuerzas laterales. Un último punto a tener en cuenta es que la suspensión no solo trabaja a compresión ( bump o jounce ). Ya hemos estudiado que es necesario introducir un determinado prehundimiento ( sag ) de manera que la frecuencia natural del sistema sea la que nos ofrezca el máximo agarre y que la rueda pueda buscar el fondo de las depresiones en el asfalto ( droop o rebound ). Esto implica que la suspensión puede ganar caída negativa al comprimirse pero también ganancia positiva al extenderse por encima de su posición de reposo.

CENTRO DE BALANCEO ( Roll Center ) Si unimos el Centro Instantáneo de Rotación ( CIR ) de la rueda izquierda con el centro de su huella obtendremos una línea. Repetimos esta operación con la rueda derecha. El corte de estas dos líneas nos determina otro punto: el Centro de Balanceo ( CB ). En una goitibera simétrica y en reposo ese cuce se produce en la línea media del chasis. Si los triángulos son paralelos, como el CIR está infinitamente lejano, trazaremos una línea paralela a estos pasando por el centro de la huella. El CB es el punto alrededor del cual rota el CHASIS 104 Elaboro Conalep Tultitlan

cuando comprimimos una de las suspensiones ( la RUEDA gira alrededor del CIR ). Cada eje tiene su propio CB y pueden ser diferentes entre ellos. La unión de los CB determina el eje de balanceo, que es el eje alrededor del cual rota el vehículo en su conjunto. Ya hemos estudiado que podemos considerar que las fuerzas sobre el vehículo pueden aplicarse en el CG. Como la goitibera rota alrededor del CB, la distancia entre el CG y el CB determina el momento de balanceo ( un momento es una fuerza multiplicada por una distancia ). - Si el CG y el CB están en el mismo punto, una acelereación lateral no producirá ninguna inclinación lateral en el chasis. - Si el CG está más alto que el CB ( lo más habitual ), una aceleración lateral producirá una rotación del chasis hacia el exterior de la curva. Cuanto mayor sea esta distancia, mayor será la inclinación. - Si el CG está más bajo que el CB ( poco habitual ), una aceleración lateral producirá una rotación del chasis hacia el interior de la curva. Cuanto mayor sea esta distancia, mayor será la inclinación. A primera vista parecería deseable tener un CB a la altura del CG o por encima de él para evitar el balanceo del chasis hacia el exterior en las curvas. Sin embargo, un CB elevado comporta que la fuerza lateral que ejerce el neumático exterior a través de las suspensiones tenga una componente vertical hacia arriba ( jacking ) que levanta el chasis, lo cual es muy negativo.

Este ratio de rotación ( Roll rate ) se define como el ángulo que se inclina el chasis bajo una aceleración lateral de 1G ( 9,8 m/s2 ). Por ejemplo, un ratio de rotación de 1º/G nos informa de que el chasis se inclinará 1º bajo una aceleración lateral de 1G. Ya hemos visto que la rueda sigue una trayectoria más o menos curva al 105 Elaboro Conalep Tultitlan

comprimirse la suspensión. Esto genera, inevitablemente, un desplazamiento lateral indeseado de la rueda sobre el asfalto ( scrub ). La altura del CB determina este desplazamiento: - Si el CB está por encima del suelo, la compresión de la suspensión deslizará la rueda hacia el interior del vehículo. Cuanto más alto esté el CB mayor será este desplazamiento. - Si el CB está en el suelo el deslizamiento será el mínimo posible. - Si el CB está por debajo del suelo, la compresión de la suspensión deslizará la rueda hacia el exterior del vehículo. Cuanto más bajo esté el CB mayor será este desplazamiento. Este movimiento lateral indeseado tiene varios inconvenientes: - Genera un rozamiento lateral que nos hace perder velocidad. - Modifica continuamente el límite de agarre lateral del neumático. Teniendo en cuenta todos estos factores, lo más habitual en monoplazas de competición es que el CB esté entre unos 3 cm por debajo del suelo y unos 5 cm por encima de este. Así logramos minimizar el levantamiento del chasis y el deslizamiento lateral de la rueda ante los baches. Sin embargo, sufriremos un mayor momento de balanceo que tendremos que contrarestar bajando decididamente el centro de gravedad, mediante un adecuado tarado de las suspensiones, mediante el uso de la barra antibalanceo y jugando con la diferencia de alturas entre los centros de balanceo delantero y trasero como veremos a continuación.

ELECCIÓN DE GEOMETRÍA FRONTAL DE SUSPENSIÓN - El diseño más intuitivo es el de triángulos paralelos y de igual longitud. Tenemos un perfecto control de la caída con el chasis recto ( por ejemplo ante baches, agujeros o hundimiento de la parte delantera en frenadas fuertes ), un no tan buen control del desplazamiento lateral de la huella ( el ancho de vía cambia al comprimirse o extenderse la suspensión, lo que causa inestabilidad y pérdida de energía por rozamientos parásitos ) y un muy mal 106 Elaboro Conalep Tultitlan

contro lde la caída con el balanceo del chasis, que se trasmite íntegramente: dos grados de inclinación del chasis causan dos grados de caída positiva en la rueda exterior.

- Una mejora sería el utilizar triángulos paralelos pero con el inferior más largo. Empeoramos el control de caída con el chasis recto ( importante, por ejemplo en frenada, ya que disminuimos la huella ), el control del ancho de vía es muy bueno y mejoramos algo el control de la caída con el balanceo del chasis.

107 Elaboro Conalep Tultitlan

- El mejor diseño, y el más habitual en competición, es el de triángulos no paralelos ( el triángulo inferior cercano a la horizontal y el superior con una inclinación hacia el centro del chasis ) y con el inferior más largo que el superior ( en una relación de entre 1,2 y 1,5 a 1, es decir, que un brazo superior de 10 cm implica un brazo inferior de entre 12 y 15 cm ). El control de caída en compresión con el chasis recto es mediocre ( en goitiberas nos afecta especialmente en el eje delantero en frenadas muy fuertes y con secciones de neumático más cuadradas ), sin embargo el control del ancho de vía es muy bueno ( buena estabilidad en rectas bacheadas ) y el control de caída con el balanceo del chasis es excelente, ya que logramos que la rueda exterior prácticamente no gane caída positiva con él balanceo lateral del 108 Elaboro Conalep Tultitlan

chasis.

El ángulo de los triángulos se define para situar el CIR y el CB en el lugar deseado. Cuanto más lejos esté el CIR más bajo estará el CB. Solo podremos utilizar una geometría de este estilo cuando estemos seguros de que la rueda exterior no se colocará con caída positiva en las curvas con mucha aceleración lateral ( es buena idea mirar las fotos de las competiciones buscando este efecto ). Además del diseño de la geometría, hay que considerar la flexibilidad de los materiales y las tolerancias de las uniones, que generalmente juegan en 109 Elaboro Conalep Tultitlan

nuestra contra. Por ejemplo, la distancia entre la prolongación del tirante de suspensión que acciona el amortiguador hasta el suelo y el centro de la huella introduce un momento de flexión en la suspensión. A ello hay que unir la flexión de los triángulos, de las articulaciones, de los anclajes al chasis, etc. Mira la foto inicial como ejemplo: ¿ ves la caída positiva en la rueda exterior ? Eso no es bueno...

TRANSFERENCIA DIAGONAL DE PESOS En el capítulo 4 hemos estudiado que la transferencia lateral de peso TOTAL depende exclusivamente del peso del vehículo, la altura del centro de gravedad, el ancho de vía y la aceleración lateral. Esto significa que será la misma independientemente del reglaje de las suspensiones - o incluso si utilizamos un eje rígido. Lo que sí que podemos modificar es el repoarto de esta trasferencia entre las ruedas exterior delantera y exterior trasera. Esto es lo que se conoce como transferencia diagonal de pesos y es FUNDAMENTAL a la hora de realizar una puesta a punto competitiva de nuestro vehículo. Cuando tomamos una curva, se produce una transferencia lateral de peso de esta magnitud:

Como vemos, es la relación entre la altura del centro de gravedad y el ancho de vía el que marca esta transferencia, independientemente del diseño de la suspensión. Esta transferencia ser lleva acabo a través de dos caminos: - Una parte se transmite a través de los muelles de suspensión y genera balanceo. Esta trasnferencia es proporcional a la distancia entre el CG y el CB. Cuando EL CG y el CB están en el mismo punto, no se transimte ningún peso 110 Elaboro Conalep Tultitlan

a través de los muelles ( no hay balanceo ). Cuando el CB está en el suelo, toda la transferencia se realiza a través de los muelles ( el balanceo es máximo ).

- Otra parte se transmite a través de los triángulos de la suspensión, sin pasar por los muelles y no genera balanceo. Esta transmisión no depende del reglaje de los amortiguadores pero tiene tres inconvenientes: es muy rápida ( lo que puede sobrecargar la huella exterior haciéndonos perder agarre ), tiene una componente vertical hacia arriba que tiende a levantar el chasis ( jacking ) y no podemos regularla de ningún modo. Es proporcional a la distancia entre el CB y el suelo. Por ello, si el CB está en el suelo se vuelve 0 ( toda la transferencia se realiza a través de los muelles ) y si el CB coincide con el CG toda la transferencia se realiza a través de los triángulos ( y, por ello, no hay balanceo ).

Y aquí es donde entra en juego la puesta a punto: si tenemos diferentes parámetros de altura de los CB, ancho de vía, dureza de muelles en la suspensión delantera y trasera y dureza de las barras antibalanceo delanteras y traseras podemos enviar esta transferencia de pesos en mayor o menor medida hacia la rueda exterior delantera o trasera según nos interese: - Si el ancho de vía de un eje es mayor que el del otro, su rueda exterior recibirá menos peso que la otra rueda exterior - ya que su ratio CG/ancho de vía será menor. De esta manera, un eje delantero más ancho tiende a sobrecargar la rueda exterior trasera y un eje trasero más ancho tiende a sobrecargar la rueda exterior delantera. - Si uno de los ejes tiene el centro de balanceo más bajo que el otro, transferirá más peso a través de los muelles y las barras de torsión, que podremos distribuir a la rueda exterior delantera o trasera en función de los siguientes tres parámetros: 111 Elaboro Conalep Tultitlan

- Si un eje tiene un ratio de dureza de suspensión más elevado que el otro, recibirá mayor transferencia de peso. Si la suspensión trasera es más dura que la delantera, la rueda exterior trasera recibirá más peso en las curvas. El ratio de amortiguación no modifica la magnitud de esta transferencia, pero sí la velocidad de esta transmisión: un amortiguador más cerrado transmite el peso más rápidamente que uno más abierto. - Si un eje tiene una barra antibalanceo más dura que el otro, recibirá mayor transferencia de pesos. - Si un eje tiene el paso de los amortiguadores más cerrado ( especialmente la extensión ), transmitirá más rápidmente el peso. Pero hay que recordar que los amortiguadores no modifican la cantdad de peso transferido. En próximos capítulos veremos cómo regular esta trasnferencia diagonal de pesos en función del comportamiento que queramos dar al vehículo.

BUMP STEER Y ROLL STEER Cuando la suspensión se comprime o se extiende, el tirante de dirección sube y baja junto a la rueda. Si la trayectoria de la rótula que une la mangueta y el tirante de dirección no es paralela a la que sigue el eje de la rueda se producirá un giro indeseado de la dirección. Este giro puede ser causado por la compresión de un amortiguador ante un bache ( bump steer ) disminuyendo la capacidad de agarre máximo del neumático y generando una conduccción nerviosa e imprecisa, con constantes correcciones o por la compresión de los amortiguadores exteriores por el balanceo del chasis ( roll steer ), en el que el efecto es más fácil de compensar girando algo más o menos el volante. Este efecto también se produce en la rueda trasera: la única diferencia es que el tirante de dirección se sustituye por el tirante de ajuste de convergencia y, evidentemente, no podemos compensarlo con el giro del volante. 112 Elaboro Conalep Tultitlan

En ambos casos, el efecto es menor cuanto mayor sea la distancia entre la rótula exterior del tirante de dirección y la línea que une las dos rótulas de suspensión de la mangueta ( kingpin ) ya que, para el mismo desplazamiento lineal, se genera un menor giro. Para evitarlo, debemos de intentar que el tirante de dirección esté diseñado como si fuese un tercer tirante de suspensión teniendo en cuenta tres aspectos: - La rótula exterior del tirante de dirección debe de estar situada en cualquier punto de la línea que une las rótulas inferior y superior de la mangueta o en su prolongación. - La rótula interior del tirante de dirección debe de estar situado en cualquier punto de la línea que une los anclajes superior e inferior de los triángulos en el chasis o en su prolongación. - La prolongación del tirante de dirección debe de pasar por el centro instantáneo de rotación de la suspensión.

Si se cumplen las tres condiciones, la dirección no cambiará con el movimiento de la suspensión. 113 Elaboro Conalep Tultitlan

Vamos a suponer una dirección con la articulación de las manguetas situada por detrás del eje. Para las direcciones con la articulación por delante del eje, invertir todos los resultados: Si la posición de las rótulas hace que el tirante de dirección ( o de ajuste de convergencia ) sea más corto que los triángulos de suspensión, sufriremos divergencia tanto en compresión como en extensión. Si es más largo sufriremos convergencia en compresión y extensión. En el caso de las direcciones de cremallera la posición de la rótula interior se regula instalando una cremallera más o menos larga. En el caso de la dirección por bieletas, la rótula interior está situada en el centro del chasis, por lo que el tirante es exageradamente largo. Si el tirante de dirección no está alineado con el centro instantáneo de rotación las cosas se complican aún más, ya que podemos sufrir convergencia en compresión y divergencia en extensión o viceversa... Por ello, es imprescindible un buen diseño del sistema de dirección y dotarle de algún sistema de ajuste de la posición de las rótulas del tirante de dirección si modificamos la posición de los anclajes de la suspensión en el chasis. Un último detalle: la dirección sin bump steer no existe. Simplemente porque la posición de la rótula interior se desplaza lateralmente al torcer y porque el centro instantáneo de rotación va cambiando al comprimirse la suspensión. Lo que podemos hacer es minimizarlo hasta un límite razonable. Para determinar la posición de las ruedas en movimiento, tanto en línea recta como en curva, todos los órganos que afectan a la dirección, suspensión y ruedas tienen que cumplir unas condiciones geométricas, que están dterminadas por la geometría de giro y la geometría de ruedas. Estas condiciones permiten la orientación de las ruedas delanteras con seguirdad y precisión para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor.

114 Elaboro Conalep Tultitlan

9) GEOMETRÍA DE LA SUSPENSIÓN: VISTA LATERAL - Geometría antihundimiento y antilevantamiento - Anclajes de suspensión: vista lateral GEOMETRÍA ANTI-HUNDIMIENTO Al efectuar una frenada, la transferencia de peso hacia el tren delantero incrementa la carga en la suspensión que produce una compresión que nos resta recorrido útil de la misma y nos modifica la geometría del chasis ( aumentando el ángulo de avance ) y la aerodinámica. Se trata de una fuerza vertical hacia abajo y hacia delante. La geomatría antihundimiento disminuye este efecto. Vamos a observar los triángulos de suspensión desde el lateral del vehículo. Si prolongamos imaginariamente los anclajes superiores del chasis obtenemos una línea. Repitamos la operación con los anclajes inferiores. El punto en el que se cruzan se denomina Centro de Transferencia ( Instant Center ). Este punto imaginario es alrededor del cual gira el eje de la rueda visto lateralmente al compremerse o extenderse la suspensión. En el caso de que estas dos líneas sean paralelas el eje se desplaza en línea recta. La manera más fácil de comprender este efecto es imaginarlo en sentido contrario: si la trayectoria de la rueda a la que obliga la suspensión hace que esta se eleve y se desplace hacia atrás al comprimirse, favorecerá que se hunda al frenar, por lo que tenemos una geometría pro-hundimiento ( prodive ), como en la horquilla de suspensión de una bicicleta, que está inclinada entre 19 y 21 grados hacia atrás respecto a la vertical por lo que se comprime en las frenadas. Por el contrario, si la suspensión impone a la rueda una trayectoria hacia arriba y hacia delante al comprimirse, dificultará que se hunda al frenar, por lo que tendremos una geometría anti-hundimiento ( anti-dive ). Los distintos efectos que podemos lograr respecto a la frenada con este principio son:

115 Elaboro Conalep Tultitlan

- Rueda delantera: - CT por delante de la rueda: Pro-hundimiento ( Pro-dive ) - CT por detrás de la rueda: Anti-hundimiento ( Anti-dive ) - Rueda trasera: - CT por delante de la rueda: Pro-levantamiento ( Pro-lift ) - CT por detrás de la rueda: Anti-levantamiento ( Anti-lift )

En los vehículos a motor, estas geometrías también implican efectos sobre la transferecia de pesos debido a la aceleración del motor y son distintos en los vehículos de tracción delantera y trasera, empleándose especialmente el efecto anti-squat ( antiaplastamiento en la rueda trasera para vehículos de tracción trasera )

La intensidad de todos estos efectos se expresa como un % del efecto total. Su valor se halla trazando una línea entre el Centro de Transferencia y el centro de la huella de la rueda correspondiente ( o una líne paralela a los anclajes desde el centro de la huella si las dos líneas son paralelas ) y determinando el corte de esta línea con la vertical del Centro de Gravedad ( indicado con el símbolo amarillo en el diagrama ). La división de la altura de este punto entre la altura del centro de gravedad y multiplicada por cien nos dará el % del efecto. En la imagen, el anthundimiento delantero tiene un 100% de efecto - ya que el CT está a la misma altura que el CG y el anti-aplastamiento trasero un 50%. Si, por ejemplo, tenemos los anclajes de las suspensiones en el chasis paralelos y horizontales, tendremos un 0% de efecto ya que la línea será paralela al suelo 116 Elaboro Conalep Tultitlan

y a 0 cm de altura. En competición no se suele superar un 30% de anti-hundimiento ( logrado muchas veces con apenas 1-2 grados de inclinación de los anclajes ) debido a una combinación de elementos a favor y en contra: - Ventajas de la geometría anti-hundimiento: - Disminuye el hundimiento de la parte delantera por lo que no modifica la geometría del chasis, la altura libre al suela y la aerodinámica ante frenadas fuertes. - Inconvenientes de la geometría antihundimiento: - Dismimuye la sensibilidad de la suspensión, por lo que hace falta unos muelles más blandos para lograr el mismo ratio de dureza en la rueda, con lo que podemos tener problemas de balanceo lateral excesivo. - Altera la percepción del piloto al no percibir ningún hundimiento de la parte delantera con lo que puede dar la sensación de falta de frenada.

ANCLAJES DE LA SUSPENSIÓN: Vista lateral Acabamos de ver que la altura a la que se situan los anclajes ( vistos desde el lateral ), influyen en las caracteristicas de hundimiento y levantamiento de las suspensiones. Lo más prudente es comenzar con unos anclajes horizontales o incorporar varios anclajes para poder probar las distintas combinaciones fácilmente en función de las características de la bajada. La distancia perpendicular de los anclajes de un triángulo al plano de la rueda ha de ser la misma para que el desplazamiento de la rueda al comprimirse la suspensión sea paralelo al desplazamiento del vehículo. Sin 117 Elaboro Conalep Tultitlan

embrago, la distancia en línea recta no tiene porqué ser igual, lo que permite diseñar triángulos de suspensión asimétricos para poder colocar los anclajes del chasis en las zonas más reforzadas ( arcos o paneles transversales ) para aumentar al máximo la rigidez torsional del chasis, como se puede ver en la fotografía del inicio del artículo. 1.1 GEOMETRÍA DE GIRO. Cuando el vehículo toma una curva, la trayectoria recorrida por cada una de las ruedas es diferente, porque tienen distinto radio de curvatura. Por tanto, la orientación que hay que dar a cada una de ellas es distinta. Mas concretamente, la rueda interior debe girar más grados que la rueda exterior.

La geometría de giro se consigue dando a los brazos de acoplamiento una inclinación determinada de forma que, cuando el vehículo circula en línea recta, la prolongación de los mismos debe coincidir con el centro del eje trasero. Para evitar el arrastre de las ruedas a tomar la curva se recurre al principio de Ackerman: Las trayectorias descritas por las cuatro ruedas del vehículo al describir una curva han ser circunferencias concéntricas; es decir, debe haber 118 Elaboro Conalep Tultitlan

un único centro de giro para las cuatro ruedas llamado centro instantáneo de giro (CIG).

1.2 GEOMTERÍA DE LAS RUEDAS. Para obtener una dirección segura y fácil de manejar las ruedas tienen que obedecer las órdendes del conductor, mantener el vehículo estable y no padecer holguras con las irregularidades del terreno. Por tal motivo las ruedas deben cumplir una serie de condiciones geométricas denominadas cotas de dirección. Éstas son las siguientes. - Ángulo de caída (rueda). -Ángulo de salida (mangueta). -Ángulo de avance (mangueta). -Ángulo includio (mangueta). -Cotas conjugadas. -Convergencia (rueda). 1.2.1 Ángulo de caída (camber). Es el ángulo comprendido entre la horizontal y el eje de la mangueta en el plano tranversal del vehículo. 119 Elaboro Conalep Tultitlan

Es un ángulo pequeño y está comprendido entre 0º y 2º. El ángulo de caída favorece: -Compensa la deformación por flexión del tren delantero. -Desplaza el peso del vehículo sobre el eje, que está apoyado en la parte interior de la mangueta, disminuyendo así el empuje lateral de los cojinetes sobre los que se apoya la rueda. -Evita el desgaste de neumáticos y rodamientos. -Reduce el esfuerzo de giro del volante de dirección. Cuando el ángulo de caida se encuentra mal reglado: -Cuando existe una caída fuera de tolerancia hace que el vehículo se desplace hacia el ángulo con mayor caída. -Provoca un desgaste anormal y rápido del neumático. Por la cara interior si la caída es negativa y por la cara exterior si es positiva. Un ángulo de caida es negativo cuando la parte superior de las ruedas queda volcada hacia el vehículo y positivo cuando queda volcada hacia la parte exterior del vehículo.

120 Elaboro Conalep Tultitlan

1.2.2 Ángulo deCaida (inclinación del pivote / king ping

También llamado ángulo de pivote está formado por el ángulo que forma la prolongación del eje del pivote sobre el cual la rueda gira para orientarse. La misión de este ángulo consiste en: -Reducir el esfuerzo para realizar la orientación de la rueda. -Disminuir el ángulo de caída para mejorar el desgaste. -Favorecer la reversibilidad de la dirección. En caso de que este ángulo se encuentre fuera de sus cotas aparecerían uno o varios de los siguientes inconvenientes: -Desgaste anoral y rápido del neumático en toda su superficie. -La banda de rodadura del neumático está desgastada de forma creciente de un lado a otro. -Un exceso de salida provoca una dureza en la dirección y un retorno muy brusco. -Un defecto de salida provoca poca reversibilidad en la dirección. 1.2.3 Ángulo de avance (caster).

121 Elaboro Conalep Tultitlan

Es el ángulo formado por la prolongación del eje del pivote con el eje vertical que pasa por el centro de la rueda y en sentido de avance de la misma. Este ángulo permite: -Mantener la dirección estable y precisa, con un efecto direcconal o autocentrado del vehículo. -Favorecer la reversibilidad para que las ruedas vuelvan a la línea recta después de tomar una curva. -Evitar las vibraciones en las ruedas y la consiguiente reprecusión en la dirección. -El efecto de avance aumenta en las ruedas directices y disminuye en las ruedas directrices motrices. -En vehículos de tracción delantera el avance suele estar comprendido en unos 3º. -Para vehículos de propulsión trasera este ángulo se comprende entre 5 y 10º. En caso de que los ángulos sean desiguales o estén mal regulados provocaremos que el vehículo muestre poca reversibildiad o excesiva dureza (en defecto y en exceso de ángulo) y que el coche se desvíe hacia el lado que menor avance tenga.

122 Elaboro Conalep Tultitlan

En esta cota, el resultado es positivo cuando, en sentido de marcha, el ángulo sobre sale por la parte delantera, y negativo en caso contrario. 1.2.4 Cotas conjugadas y ángulo incluido.

El ángulo comprendido entre el eje del pivote y el eje de la mangueta. Las cotas conjugadas está formadas por el ángulo incluido y el ángulo de avance. Este ángulo tiene una gran importancia ya que permite reducir los efectos de reacción de las ruedas contra el suelo y diminuir el desgaste de las rótulas y los rodamientos de la mangueta. 1.2.5 Convergencia.

Es el más conocido y el que debe regularse en todos los vehículos. La convergencia determina el paralelismo existente entre los ejes longitudinales de las ruedas visto el vehículo desde arriba y en sentido normal de la marcha. Si desde esta vista ya citada, la parte delantera del neumático se sitúa más cercana hacia el vehículo estamos hablando de convergencia positiva. En 123 Elaboro Conalep Tultitlan

cambio si la parte delantera sale hacia el exterior estamos hablando de convergencia negativa o divergencia. La misión de este ángulo es permitir que las ruedas vallan paralelas en cada eje con la marcha.

Los efectos dinámicos de la convergencia son los siguientes: -En ruedas motrices, el ángulo existente es divergente (-) ya que con la inercia de giro, las ruedas tienden a ponerse rectas. -En ruedas no motrices, el ángulo es positivo ya que por la inercia tienden a ser divergentes. -Un exceso de convergencia provocaría desgaste por la cara exterior del neumático. -Un exceso de divergencia provocaría un desgaste por la cara interior del neumático.

124 Elaboro Conalep Tultitlan

FORMATO PARA PRACTICA EN TALLER

125 Elaboro Conalep Tultitlan

126 Elaboro Conalep Tultitlan

REPORTE DE REPARACION Y REPORTE DE VERIFICACION DE LA SUSPENSION

127 Elaboro Conalep Tultitlan

128 Elaboro Conalep Tultitlan

 

Bibliografía básica: Arías-Paz. Manual de Automóviles, 1ª. Ed. España, Edit C.I.E / DOSSAT 2000, 2006.



Auto Service Manual 2003. AutomotiveService, 1999-2003, Chilton’s 9356. USA, W. G. Nichols, Inc., 2002.



Hermogenes Gil. Técnica actual del automóvil de la A a la Z, 1ª. Ed. España, Edit CEAC, 2005.



Navarro, J. M., Águeda C., E. Ayudante de Reparación de Vehículos, 1ª. Edición, Madrid, España, Paraninfo/ Thomson Learning, 2002.



Negri. Manual de tren delantero, 1a. ed. EE UU, I Edit North Books, 2004.

 

Bibliografía complementaria: Cuidado del Automóvil. Edit Noriega, 2ª ed. México; 1996.



Hetner, Joseph. Mecánica Automotriz, Principios y Prácticas, 1ª. Ed. México, Edit Diana, 1994.



Manual de Reparación de Automóviles. 2ª ed. México, Edit. Noriega, 1996.

 

Páginas Web: Sistema de suspensión. Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos22/sistemasuspension/sistema-suspension.shtml [consulta 30 de mayo 2011]. Suspensión y brazos de control. Disponible en: http://tuning.deautomoviles.com.ar/articulos/suspension.html [consulta 30 de mayo 2011]. Suspensión. Disponible en: http://www.almuro.net/sitios/Mecanica/suspension.asp?sw12=1 [consulta 30 de mayo 2011].





129 Elaboro Conalep Tultitlan