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Sistema de Suspensión |
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Finalidad |
Componentes |
Diseño de los Resortes |
Diseño de los Montajes de Struts
Barras Estabilizadoras |
Bujes
Finalidad del sistema de suspensión:
Mientras examinamos los componentes del sistema de suspensión y cómo funcionan juntos, recuerde que un vehículo en movimiento es mucho más que unas ruedas que giran. Cuando la llanta gira, el sistema de suspensión está en un estado de equilibrio dinámico, compensando y ajustando continuamente según las condiciones de conducción cambiantes. El sistema de suspensión de hoy en día es ingeniería automotriz de la mejor clase.
Los componentes del sistema de suspensión realizan seis funciones básicas:
• Mantienen la altura correcta del vehículo
• Reducen el efecto de las fuerzas de impacto
• Mantienen una alineación correcta de las ruedas
• Suportan el peso del vehículo
• Mantienen las llantas en contacto con la carretera
• Controlan la dirección de viaje del vehículo
Sin embargo, para que esto ocurra, todos los componentes de la suspensión, tanto delanteros como traseros, deben estar en buenas condiciones de funcionamiento.
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Componentes principales de un sistema de suspensión moderno:
En este momento es importante entender que los componentes principales de la suspensión de un vehículo en movimiento son los Struts, Los Amortiguadores, Los Resortes y las llantas. Prestaremos atención primero al diseño y la función de los resortes. En la siguiente sección examinaremos detalladamente la función y el diseño de los amortiguadores y los ensamblajes de struts.
Los resortes soportan el peso del vehículo, mantienen la altura del vehículo y absorben los impactos de la carretera. Los resortes son los enlaces flexibles que permiten que el bastidor y la carrocería se desplacen relativamente inalterados mientras que las llantas y la suspensión siguen los baches de la carretera.
Los resortes son el enlace comprimible entre el bastidor y la carrocería. Cuando se pone una carga adicional en los resortes o el vehículo se encuentra con un bache en la carretera, los resortes absorberán la carga comprimiéndose. Los resortes son un componente muy importante del sistema de suspensión que proporciona comodidad de viaje. Los amortiguadores y los struts ayudan a controlar qué tan rápidamente se permite que los resortes y la suspensión se muevan, lo cual es importante para mantener las llantas en contacto firme con la carretera.
Durante el estudio de los resortes, el término bote se refiere al movimiento vertical (hacia arriba y hacia abajo) del sistema de suspensión. El recorrido de la suspensión hacia arriba que comprime el resorte y el amortiguador se conoce como aplastamiento o compresión. El recorrido de la llanta y la rueda hacia abajo que extiende el resorte y los amortiguadores se denomina rebote o extensión.

Cuando el resorte es desviado, almacena energía. Sin amortiguadores y struts, el resorte se extenderá y liberará esta energía a una velocidad incontrolada. La inercia del resorte hace que éste bote y se sobreextienda. Luego, se recomprime, pero de nuevo se desplazará demasiado lejos. El resorte continúa botando a su frecuencia natural hasta que se utiliza toda la energía que se puso originalmente en él.
Si los struts o los amortiguadores están desgastados y el vehículo se encuentra con un bache en la carretera, el vehículo botará a la frecuencia de la suspensión hasta que se haya usado toda la energía del bache. Esto puede permitir que las llantas pierdan contacto con la carretera.
Los struts y los amortiguadores que estén en buenas condiciones permitirán que la suspensión oscile a través de uno o dos ciclos decrecientes, limitando o absorbiendo el movimiento excesivo, y manteniendo las cargas verticales ubicadas sobre las llantas. Esto ayuda a mantener las llantas en contacto con la carretera.
Al controlar el movimiento de los resortes y la suspensión, los componentes tales como los terminales de la dirección funcionarán dentro de sus límites designados y, mientras el vehículo está en movimiento, se mantendrá la alineación dinámica de las ruedas.
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Diseños de los resortes:
Antes de discutir el diseño de los resortes, es importante entender el peso soportado y no soportado. El peso soportado es el peso soportado por los resortes. Por ejemplo, la carrocería, la transmisión, el bastidor y el motor del vehículo serían peso soportado. El peso no soportado es el peso que no es soportado por los resortes, como por ejemplo las llantas, las ruedas y los ensamblajes de frenos.
Los resortes permiten que el bastidor y el vehículo viajen inalterados mientras la suspensión y las llantas siguen la superficie de la carretera. La reducción del peso no soportado proporcionará menos impacto de la carretera. Un alto peso soportado, junto con un bajo peso no soportado, proporciona una mejor suspensión y también mejora la tracción de las llantas.
Hay cuatro diseños principales de resortes que se utilizan hoy en día: espiral, de láminas, de barra de torsión y de aire.
Resortes Espirales
El resorte que se utiliza más comúnmente es el resorte espiral. El resorte espiral es un tramo de barra de acero para resortes con forma redonda que está enrollado en forma de espiral A diferencia de los resortes de láminas, los resortes espirales convencionales no desarrollan fricción entre las láminas. Por lo tanto, proporcionan una suspensión más suave.
El diámetro y la longitud del alambre determinan la resistencia de un resorte. Un aumento en el diámetro del alambre producirá un resorte más fuerte, mientras que un aumento en su longitud lo hará más flexible.

La tasa de resorte, que a veces se conoce como tasa de deflexión, se utiliza para medir la resistencia del resorte. Es la cantidad de peso que se requiere para comprimir el resorte 1 pulgada. Por ejemplo: Si se necesitan 100 lb para comprimir un resorte 1 pulgada, se necesitarían 200 lb para comprimir el resorte 2 pulgadas.
Algunos resortes espirales están hechos con una tasa variable. Esta tasa variable se logra fabricando este resorte a partir de materiales que tengan diferentes espesores o enrollando el resorte para que la espiral se comprima progresivamente a una tasa más alta. Los resortes de tasa variable proporcionan una tasa de resorte más baja en condiciones sin carga, por lo que ofrecen una suspensión más suave, y una tasa de resorte más alta en condiciones con carga, lo cual produce más soporte y control.

Los resortes espirales no requieren ajuste y en la mayoría de los casos no presentan dificultades. La falla más común es el pandeo del resorte. Los resortes que se han pandeado por debajo de la altura de diseño del vehículo cambiarán la geometría de alineación. Esto puede crear desgaste de las llantas y problemas de maniobrabilidad, así como desgaste de otros componentes de la suspensión. Durante el servicio de la suspensión es muy importante que se mida la altura del vehículo. Las medidas de la altura del vehículo que no estén dentro de las especificaciones del fabricante requieren el reemplazo de los resortes.

Resortes de Láminas
Los resortes de láminas se diseñan de dos maneras: multilámina y monolámina. El resorte multilámina está hecho con varios platos de acero de diferentes longitudes apilados unos sobre otros. Durante el funcionamiento normal, el resorte se comprime para absorber los impactos de la carretera. Los resortes de láminas se arquean y se deslizan unos sobre otros, permitiendo el movimiento de la suspensión.
Un ejemplo de un resorte monolámina es el resorte de lámina cónica. La lámina es gruesa en el centro y se conifica hacia los dos extremos. Muchos de estos resortes de láminas están hechos con un material compuesto, mientras que otros están hechos de acero.
En la mayoría de los casos, los resortes de láminas se utilizan en parejas, montados longitudinalmente (de delante atrás). No obstante, hay un número creciente de fabricantes de vehículos que están utilizando un solo resorte de láminas montado transversalmente (de lado a lado).

Barra de Torsión
Otro tipo de resorte es la barra de torsión. La barra de torsión es una barra recta o con forma de L de acero para resortes. La mayoría de las barras de torsión son longitudinales, se montan sólidamente en el bastidor en un extremo y se conectan a una pieza móvil de la suspensión en el otro extremo. Las barras de torsión también se pueden montar transversalmente. Durante el movimiento de la suspensión, la barra de torsión experimentará una torsión, proporcionando una acción de resorte.

Resortes de Aire
El resorte de aire es otro tipo de resorte que se está volviendo más popular en los autos de pasajeros, los camiones ligeros y los camiones pesados. El resorte de aire es un cilindro de caucho lleno de aire comprimido. Un pistón sujeto al brazo de control inferior se mueve hacia arriba y hacia abajo con el brazo de control inferior. Esto hace que el aire comprimido proporcione una acción de resorte. Si la carga del vehículo cambia, una válvula ubicada en la parte de arriba de la bolsa de aire se abre para añadir o liberar aire del resorte de aire. Un compresor de a bordo suministra aire.
Las llantas como Resortes
Un resorte que se ignora a menudo es la llanta. Las llantas son resortes de aire que soportan el peso total del vehículo. La acción de resorte de aire de la llanta es muy importante para la calidad de la suspensión y la maniobrabilidad segura del vehículo. De hecho, las llantas se pueden considerar como el componente número uno de control de la suspensión. El tamaño, la construcción, la construcción y el inflado de las llantas son muy importantes para la calidad de la suspensión del vehículo.
Hay tres tipos básicos de llantas: de cubierta radial, de cubierta diagonal y cinturada en diagonal.
Las llantas de cubierta radial tienen cuerdas en las cubiertas, que recubren la línea central de la banda de rodamiento y se extienden alrededor de la llanta. Los dos juegos de cinturones están en ángulos rectos. Algunas cubiertas están hechas de alambre de acero; otras están hechas de poliéster u otras sustancias. Hoy en día, las llantas radiales vienen como equipo original en la mayoría de los autos de pasajeros y camiones ligeros.

Las llantas de cubierta diagonal utilizan cuerdas ubicadas en ángulo que atraviesan la línea central de la banda de rodamiento. Las cuerdas de cubiertas alternas se cruzan en ángulos opuestos. Las llantas cinturadas en diagonal son las mismas que las de cubierta diagonal, con la adición de capas de cuerdas, o cinturones, que rodean la llanta debajo de la banda de rodamiento. Estos dos tipos de llantas se encuentran con mayor probabilidad en modelos de vehículos viejos.
La presión de aire determina la tasa de resorte de la llanta. Una llanta sobreinflada tendrá una tasa de resorte más alta y producirá un exceso de impactos de la carretera. Las llantas sobreinfladas transmitirán el impacto de la carretera en lugar de reducirlo. El sobreinflado o el inflado insuficiente también afecta a la maniobrabilidad y el desgaste de las llantas.
Cuando ajuste la presión de las llantas, consulte siempre las especificaciones del fabricante del vehículo, no la especificación que se encuentra en el lado de la llanta. La presión de aire especificada por el fabricante del vehículo proporcionará un funcionamiento seguro y la mejor calidad de la suspensión general del vehículo. La presión de la llanta estampada en el lado es la máxima presión que una llanta está diseñada para mantener a una carga específica.
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Diseño de los montajes de Struts
Los montajes de struts son específicos para cada vehículo y hay numerosos diseños que se utilizan hoy en día en los sistemas de suspensión tanto delantero como trasero. Los tres diseños más comunes son de plato interno, manga central y buje espaciador.

El Diseño de Plato Interno utilizado por General Motors y algunos vehículos Ford cuenta con un plato interno encerrado en caucho moldeado, rodeado por platos de superficie superior e inferior. El plato interno está diseñado para que la barra de pistón del strut no pueda empujar a través del plato de la superficie superior o inferior si el núcleo de caucho falla. Generalmente, este diseño no requiere arandelas. Debido al hecho de que los platos de servicio superior e inferior cubren en la mayoría de los casos la parte de caucho del montaje, es difícil ver si el buje de caucho interior ha fallado. Sin embargo, estos componentes se desgastan con el tiempo y con una inspección minuciosa se puede hacer una recomendación apropiada. El rodamiento está ubicado en la parte inferior del montaje del strut y no se le puede dar servicio. El rodamiento defectuoso requerirá el reemplazo de todo el montaje del strut.

El Diseño de Manga Central uutilizado por Chrysler cuenta con una manga central que está moldeada en el buje de caucho. Este diseño proporciona una mayor estabilidad de lado a lado. El vástago del strut se extiende a través de la manga central. Las arandelas de retención superior e inferior evitan que la barra del strut empuje a través del montaje del strut. El rodamiento es un componente separado del montaje del strut. Si la inspección revela grietas o desgarraduras en el buje de caucho, es necesario reemplazar dicho buje. Si se descubre que el rodamiento está defectuoso, se puede reemplazar por separado.

El Diseño de Buje Espaciador utilizado por Volkswagen, Toyota, Mazda, Mitsubishi y los primeros vehículos Chrysler cuenta con un posicionamiento central del rodamiento y un buje interior separado en lugar de una manga interna moldeada. El funcionamiento es similar al estilo que acabamos de describir, excepto que el rodamiento está presionado en el montaje del strut. Los rodamientos, la arandela y el plato superior retienen la barra del strut. Si el buje de caucho está agrietado o desgarrado, o si el rodamiento se está atorando o está agarrotado, es necesario reemplazar el montaje del strut.
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Barras Estabilizadoras
Otro componente importante de un sistema de suspensión es la barra estabilizadora. Este dispositivo se utiliza junto con los amortiguadores para proporcionar estabilidad adicional. La barra estabilizadora es simplemente una barra de metal conectada a los dos brazos de control inferiores. Cuando la suspensión en una de las ruedas se mueve hacia arriba y hacia abajo, la barra estabilizadora transfiere el movimiento a la otra rueda. De esta manera, la barra estabilizadora crea una suspensión más nivelada y reduce la inclinación o ladeado del vehículo durante los virajes.
Dependiendo del espesor y del diseño de la barra estabilizadora, ésta puede proporcionar hasta un 15% de reducción en la cantidad de balanceo o inclinación del vehículo durante los virajes.
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Bujes
Los bujes se utilizan en muchas ubicaciones del sistema de suspensión del vehículo. La mayoría de los bujes están hechos con caucho natural. Sin embargo, en algunos casos, se pueden utilizar compuestos de uretano. Los bujes hechos de caucho natural ofrecen una alta resistencia a la tracción (desgarramiento) y una excelente estabilidad a bajas temperaturas. El caucho natural es un material elastomérico. El término elastomérico se refiere a la naturaleza elástica natural del caucho para permitir el movimiento del buje en un plano de torsión. El movimiento es controlado por el diseño del elemento de caucho. El caucho natural no requiere lubricación, aísla las vibraciones pequeñas, reduce los impactos que se transmiten de la carretera, funciona libre de ruidos y ofrece una gran adaptabilidad al buje. La adaptabilidad al buje permite el movimiento sin atoramiento. El caucho natural resiste las deflexiones permanentes, es resistente al agua y es muy duradero. Además, el caucho natural ofrece altas capacidades de soporte de carga.
Al igual que con todos los componentes del sistema de suspensión, los bujes del brazo de control son componentes dinámicos, lo cual significa que funcionan mientras el vehículo está en movimiento. Los brazos de control actúan como ubicadores, ya que mantienen la posición de la suspensión en relación con el chasis. Se sujetan al bastidor del vehículo con bujes elastoméricos de caucho. Durante el desplazamiento de la suspensión, los bujes del brazo de control proporcionan un punto de pivote para el brazo de control. También mantienen la ubicación lateral y vertical de los puntos pivote del brazo de control, mantienen la alineación dinámica de las ruedas y reducen la transmisión de ruido, los impactos de la carretera y las vibraciones, a la vez que ofrecen resistencia al movimiento de la suspensión

Durante el recorrido de la suspensión, la parte de caucho del buje debe realizar una torsión para permitir el movimiento del brazo de control. Los bujes del brazo de control que están en buenas condiciones actúan como un resorte, es decir, el caucho regresará como un resorte de vuelta a la posición desde la que comenzó. Esta acción de torsión del caucho ofrecerá resistencia al movimiento de la suspensión.
Tal y como se indicó anteriormente, los bujes del brazo de control son componentes dinámicos de la suspensión. A medida que el brazo de control se desplaza realizando el movimiento de aplastamiento y rebote, la parte de caucho del buje se retuerce y se estira. Esta acción transfiere energía al buje y genera calor.
El calor excesivo tiende a endurecer el caucho. A medida que el caucho se endurece, tiende a agrietarse, romperse y luego desintegrarse. Su temperatura determina la vida de un buje de caucho. Las condiciones disparejas de la carretera y/o los amortiguadores o struts defectuosos permitirán un movimiento excesivo de la suspensión, lo cual creará más calor, el cual acorta la vida de los bujes.
Los bujes de caucho no se deben lubricar con aceite a base de petróleo. Un producto a base de petróleo destruirá los bujes. En lugar de ello, utilice un lubricante especial para llantas de caucho o un lubricante a base de silicona.
Los bujes de suspensión desgastados permiten que el brazo de control cambie de posición. Esto produce vibración en la línea de impulsión (principalmente los bujes del brazo de control trasero en tracciones traseras), cambios en el ángulo de la alineación dinámica, desgaste de las llantas y problemas de maniobrabilidad. El desgaste de los bujes del brazo de control (flojedad) creará un sonido sordo mientras se conduce por carreteras disparejas.
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