Este documento trata sobre los sistemas de suspensión en vehículos, abarcando sus componentes, características y tipologías como suspensiones no independientes, semi-independientes e independientes. Se describen los elementos clave como brazos de control, resortes en espiral, amortiguadores y barras de torsión, así como sus funciones y ventajas. Se discuten las propiedades de cada tipo de suspensión, resaltando la complejidad y beneficios de las suspensiones independientes.

1. FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
OTOÑO 2011
Jorge Eduardo Alcázar Riva Palacio

2. Este es el tema central de donde parten las
investigaciones de la clase de 12:00-13:00 de
DHTICS.
Pero en esta presentación en particular trataremos
* el sistema de suspensión de un vehículo
*Los componentes que conforman las distintas clases de
suspensión automotriz

3. • La suspensión de un vehículo tiene que absorber las
irregularidades del terreno y mantener la estabilidad del
vehículo en cualquier situación. Este sistema deba tener
dos cualidades fundamentales: elasticidad de los
movimientos y suspensión o capacidad de
amortiguación.

4. • Amplitud: se le llama así a la distancia máxima de una oscilación,
respecto a la posición de reposo
• Periodo: es la duración del ciclo de una oscilación completa.
• Frecuencia: es el número de oscilaciones en la unidad de tiempo.
• Amortiguación: describe la disminución progresiva de oscilaciones
• Oscilación: es movimiento ascendente y descendente de un vehículo,
hay tres movimientos oscilatorios que realiza un auto:
• En el eje longitudinal (defensa delantera- defensa trasera):
• basculamiento y balanceos.
• En el eje vertical (del piso-techo del vehículo):
• balanceos por giros bruscos.
• Eje transversal (lado izquierdo a derecho del vehículo y viceversa):
• balanceos en aceleraciones fuertes y frenadas bruscas.

5. Sistema no independiente
En una suspensión no independiente las ruedas izquierda y derecha están
conectadas al mismo eje sólido. Cuando una rueda se mueve hacia arriba o hacia
abajo, hace que la rueda del lado opuesto se incline en su parte superior hacia
afuera o hacia adentro. Normalmente es utilizada en la parte trasera de algunos
automóviles con tracción trasera y en algunos automóviles en la parte delantera
con tracción de cuatro ruedas.
Sistema semi-independiente
Es utilizada en algunos automóviles de tracción delantera, lo cual permite un
movimiento independiente limitado de cada rueda, al transmitir una acción de
torsión al eje sólido de conexión.
Sistema independiente
Una suspensión independiente consiste en que cada rueda esta conectada al
automóvil de forma separada con las otras ruedas, lo cual permite que cada rueda
se mueva hacia arriba y hacia abajo sin afectar la rueda del lado opuesto. La
suspensión independiente se puede utilizar en las cuatro ruedas.

6. Brazos de control:
se conectan la articulación de la dirección, eje de la rueda, con la carrocería o
el chasis. Los brazos oscilan en ambos extremos, permitiendo el movimiento
vertical. Los extremos exteriores permiten la acción oscilatoria para la
operación del carro.
Bujes de hule:
Los bujes torsionales de caucho permiten la acción oscilatoria hacia arriba y
hacia abajo, de los brazos de control.
Rotulas:
permiten la acción oscilatoria entre el extremo de los brazos de control, para el
movimiento de la suspensión verticalpara la acción de viraje del automóvil.

7. Resortes en espiral:
Los resortes en espiral son los más utilizados en los automóviles actuales, se
emplean tanto en la suspensión delantera como la trasera. Un resorte en
espiral es una varilla de acero enrollada. La presión requerida para comprimir
el resorte es el coeficiente del resorte.
El coeficiente del resorte es calculado para hacerlo compatible con cada
automóvil; en algunos casos esto es distinto de derecha a izquierda. Los
resortes en espiral de coeficiente variable proporcionando tasas distintas de
compresión de resorte.
Los resortes se clasifican en función de la deflexión bajo una carga dada, la ley
actual indica que una fuerza aplicada a un resorte hace que este se comprima
en proporción directa a la fuerza aplicada.
Al retirarse la fuerza, el resorte regresa a su posición original, en caso que no
sea sobrecargado. Los automóviles más pesados requieren resortes más
duros. Los resortes están diseñados para soportar en forma adecuada la carga
y proporcionar al mismo tiempo una conducción suave y blanda como sea
posible.
Varilla de tensión:
La varilla de tensión impide que el extremo exterior de un brazo de control se
mueva hacia delante o hacia atrás, un extremo esta fijo al chasis y el otro
extremo al brazo de control en un Angulo de control aproximado de 45º.
[Imagen]Los bujes de caucho en la parte delantera de la varilla de tensión
proporcionan amortiguamiento por los golpes en la varilla de tensión.

8. Muelles de hoja o de ballesta:
-Utilizadas en vehículos pesados.
-Normalmente con puente trasero rígido
-Compuesta por una serie de hojas metálicas apiladas por abrazaderas unidas al
chasis por medio de un punto fijo y un punto fijo y una unión articulada por
gemelas.
Unos muelles de una sola hoja son del tipo de placa de acero de espesor
variable, con una sección central gruesa y delgada hacia ambos lados, lo cual
permite un coeficiente de resorte variable para una conducción suave y una buena
capacidad de soporte de carga. Un muelle de varias hojas posee una hoja principal
con las terminales en cada extremo y varias hojas sucesivas mas cortas unidas
mediante un perno central o abrazadera.
El perno central o abrazadera
se ajusta al eje, lo cual impide movimiento hacia delante i hacia atrás del
eje, conservándolo alineado. En algunos casos se utilizan tacones o grapadas
entre las hojas con el fin de reducir el desgaste, fricción y el ruido. Los muelles de
las hojas poseen un ojo en cada extremo para fijarse con el chasis o bastidor.

9. Articulación de la dirección:
Forma el eje muñón o eje de rueda para soporte del cojinete y de la rueda
Barra estabilizadora
Una barra inclinada o barra estabilizadora se usa en la suspensión delantera
de muchos vehículos y en algunas suspensiones traseras, la barra
estabilizadora es una varilla en forma de U y en cada uno de los extremos
conectada a los brazos de control inferiores a través de montajes de caucho.
En las curvas la fuerza centrifuga transfiere parte del peso del automóvil a las
ruedas exteriores. En caso que posean suspensión independiente no se puede
contrarrestar la tendencia del automóvil a inclinarse hacia el extremo de la
curva.
Para reducir este efecto, la cual es en esencia una barra de torsión
transversal, que cuando se inclina el automóvil, se tuerce para resistir el
movimiento y mantener más nivelado el automóvil.
Amortiguador
Esta lleno de fluido, la función de este fluido es atravesar un paso calibrado. El
diámetro de los orificios condiciona la dureza del amortiguador, el cilindro
puede ser simple o de doble efecto

10. Fuelle o cojín neumático
A partir del desarrollo de cauchos y fibras de refuerzo cada vez mas
resistentes, las bolsas de aire como elemento flexible, han ido
adquiriendo mas y mas utilización en los vehículos dotados con frenos
de aire donde el aire comprimido está disponible. Estas bolsas de aire
proporcionan una suspensión muy suave y suficientemente duradera.
La ventaja principal de las bolsas de aire comparadas con el resto de
los muelles es que su presión interior puede ser modificada de acuerdo
a la carga y con ello mantener la misma altura en el vehículo cargado y
el vacío además de proporcionar casi la misma suavidad de marcha
con independencia de la carga aprovechando la compresibilidad del
aire interior.
En principio, estas bolsas de aire se montan de la misma manera que
los muelles en espiral, sustituyendo estos, pero acompañadas de un
sensible mecanismo neumo-mecánico de control de presión.
Estas bolsas de aire no sostienen el eje en su sitio tal y como los
muelles en espiral, por lo que el uso de tensores de soporte son
necesarios.

11. Barras de torsión:
Formadas por barras con mucha flexibilidad.
Unidas al chasis del vehículo y al trapecio o brazo de
suspensión. La barra se opone al
levantamiento de la rueda.
El rebote se evita mediante amortiguadores de simple efecto
La barra de torsión está sujeta al bastidor y se conecta
indirectamente con la rueda.
En algunos casos el extremo trasero de la barra esta fijo al
chasis y el delantero al brazo de control de la suspensión, que
actúa como palanca; al moverse verticalmente la rueda, la barra
se tuerce.
Las barras de torsión pueden estar montadas longitudinalmente
o transversalmente.
Las barras de torsión están hechas de una aleación tratada por
calor para el acero, durante la manufactura son precisamente
estiradas para darles una resistencia contra la fatiga.

12. Hablemos un poco mas afondo de la suspensión independiente (posición
personal)
Este sistema es más moderno y complejo. Su origen nace en los turismos pero
su versatilidad y ventajas hacen que pronto se adapte al todo terrenos. Su
funcionamiento se basa en unir las ruedas al chasis por medio de un sistema
de sujeción rígido que incluya un resorte elástico. A su vez este sistema no
debe comunicarse con la rueda opuesta, de manera que las dos queden
unidas al chasis pero no entre si, de ahí el nombre de suspensión
independiente. Sus configuraciones son múltiples, puede ser Mc
pherson, multibrazo, de doble trapecio, de brazo simple... Se pueden disponer
en el eje delantero y en el trasero. El resorte elástico que absorba las
irregularidades puede ser un muelle, una barra de torsión o un actuador
neumático, sin embargo no suele ser una ballesta, que están asociadas al eje
rígido. También se pueden disponer barras estabilizadoras con la misma
función que en caso del eje rígido.
Las ventajas de este tipo de suspensión son que ofrece una gran estabilidad y
comodidad al vehículo. En contra tiene que son más complicadas y con más
elementos que mantener, con lo cual sus reparaciones y modificaciones son
más costosas. Además el coche no mantiene una altura constante al suelo ya
que al trabajar la suspensión y no estar unidas las ruedas entre sí por algo
rígido la altura total del coche está constantemente cambiando. En cuanto a
recorridos y eficacia off-road, dejando de lado el tema de la altura libre, se
pueden dejar a nivel del eje rígido. Actualmente la tendencia de los 4x4 es a
montar independiente en las 4 ruedas, con una geometría y tarado nada
recomendables para el todo terreno puro, sin embargo hay modelos que
emplean este sistema desde hace años con gran éxito, como son los