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Función y mantenimiento del sistema de suspensión automotriz
julio 29, 2021
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Principio básico
Principio de funcionamiento
El sistema de suspensión sostiene la carrocería y mantiene los neumáticos conectados a la carretera
El sistema de suspensión existe por dos motivos: aislar las irregularidades de la carretera para que la conducción sea más cómoda y mantener los neumáticos en contacto con la carretera cuando el vehículo circula por superficies irregulares. Para los conductores centrados en el manejo, mejorar la suspensión tiene un objetivo claro: mejorar el control.
Los muelles de suspensión suelen ser muelles helicoidales porque son fáciles de fabricar, ofrecen un rendimiento eficiente y son económicos. En física, un muelle almacena energía. Cuando se aplica una fuerza fija al muelle, este se deforma. Cuando se retira la fuerza, el muelle tiende a volver a su estado original.
Sin embargo, cuando un muelle rebota, la amplitud de la oscilación puede superar su longitud original. La resistencia por fricción y el amortiguador ralentizan entonces la oscilación libre del muelle. Por eso el amortiguador es esencial: controla el movimiento del muelle después del impacto.
Un muelle típico es un muelle lineal. Esto significa que la cantidad de compresión y deformación bajo fuerza sigue la ley de Hooke’: F=KX, donde F es la fuerza aplicada, K es el coeficiente de elasticidad y X es la deformación. Por ejemplo, si un muelle lineal que soporta 40Kg se comprime 1 cm, cada 40Kg adicionales de peso aumentarán la compresión en otro 1 cm.
En el uso real del vehículo, los muelles de suspensión soportan más que una simple carga vertical. Incluso cuando el muelle está completamente extendido, permanece bajo presión para mantenerse en su sitio en el coche. En un diseño convencional de suspensión con muelle y amortiguador, el muelle sostiene la carrocería y absorbe los impactos de carreteras irregulares, así como las fuerzas de aceleración, desaceleración, frenado y paso por curva.
Lo más importante es mantener el neumático en contacto constante con la carretera mientras se controlan las vibraciones. Mejorar el contacto entre los neumáticos y la carretera es una consideración principal cuando se busca mejorar el manejo.
Comportamiento del muelle
La función de los muelles
La rigidez del muelle afecta al confort, la tracción, la altura de la carrocería y el manejo
Las funciones principales de los muelles son mantener el confort del vehículo y conservar los neumáticos en pleno contacto con el suelo. Usar muelles incorrectos puede afectar negativamente tanto a la calidad de conducción como al manejo.
Si los muelles son completamente rígidos, el sistema de suspensión no funcionará correctamente. Una configuración de muelles rígidos puede reducir al mismo tiempo el confort y la maniobrabilidad. Cuando el coche salta sobre una superficie irregular, los neumáticos pueden perder contacto con el suelo. Si esto ocurre al acelerar, frenar o tomar una curva, el coche pierde tracción.
Si los muelles son demasiado blandos, la suspensión puede hacer tope, es decir, quedarse sin recorrido. Si esto ocurre al tomar una curva, el coeficiente del muelle pasa a ser prácticamente infinito porque no queda espacio para la compresión. La transferencia inmediata de peso puede provocar entonces pérdida de tracción.
Un recorrido largo del amortiguador puede ayudar a evitar que la suspensión haga tope, pero eleva la carrocería. Una carrocería más alta implica un centro de gravedad más alto, y un centro de gravedad más alto tiene un impacto decisivo en el comportamiento dinámico. Por esa razón, unos amortiguadores demasiado blandos pueden perjudicar la maniobrabilidad.
Si la carretera fuera absolutamente plana, no serían necesarios los muelles ni la suspensión. Cuando las carreteras son más irregulares, se necesitan muelles más blandos para ayudar a que los neumáticos se mantengan en contacto con la carretera, y debe aumentarse el recorrido del muelle. La irregularidad de la carretera determina la rigidez del muelle, pero hasta qué punto debe ser blando es una cuestión crítica que a menudo requiere la experiencia de fabricantes de automóviles y equipos de competición.
En general, los muelles más blandos ofrecen mayor confort y mejor tracción en carreteras irregulares. Sin embargo, en carreteras normales pueden hacer que la suspensión oscile más hacia arriba y hacia abajo, afectando a la maniobrabilidad. En vehículos con componentes aerodinámicos importantes, los muelles blandos también pueden provocar cambios de altura a alta velocidad, generando características de conducción distintas a baja y alta velocidad.
Los muelles tienen dos funciones principales: amortiguan la suspensión o el chasis frente al terreno para mantener el confort, y ayudan a mantener los neumáticos en contacto con el suelo cuando el coche circula sobre superficies irregulares. Estos objetivos pueden entrar en conflicto, por lo que pueden requerirse distintos factores de elasticidad.
Una forma de equilibrar estos objetivos es utilizar muelles con un coeficiente de elasticidad compuesto, también conocidos como muelles progresivos. Los muelles progresivos aumentan el coeficiente de fuerza del muelle a medida que se comprimen. Son difíciles de diseñar y fabricar, pero pueden combinar una suavidad inicial con una mayor resistencia a la compresión.
En carreteras bacheadas, la suavidad inicial del muelle mejora la adherencia de los neumáticos. A medida que aumenta la compresión, el coeficiente de elasticidad creciente ayuda a mantener la estabilidad de la carrocería y evita que la suspensión o el muelle hagan tope. Esto puede permitir usar un muelle de menor altura para reducir el centro de gravedad, manteniendo un recorrido corto de suspensión sin hacer tope.
Para crear un muelle progresivo, el coeficiente de elasticidad debe cambiar con la compresión. Muchos muelles progresivos usan muelles de paso desigual o muelles con diámetros variables. Cuando se comprime un muelle de paso desigual, parte de las espiras entran en contacto, cambiando el número efectivo de vueltas y el coeficiente de elasticidad K. Otra forma directa de modificar el coeficiente de elasticidad es cambiar el diámetro de las espiras superiores e inferiores.
Notas de modificación
Modificación de muelles
Cambiar los muelles puede mejorar la maniobrabilidad, pero también modifica muchos comportamientos del vehículo
El objetivo principal de modificar los muelles es mejorar la maniobrabilidad, normalmente usando muelles más rígidos o más cortos. Los muelles controlan muchos factores relacionados con el comportamiento dinámico, por lo que los cambios en los muelles pueden producir cambios complejos en el comportamiento del vehículo.
Aumentar la rigidez puede mejorar la capacidad de la suspensión para resistir el balanceo y reducir la inclinación de la carrocería al tomar curvas. Reducir la altura de marcha baja el centro de gravedad, reduce la transferencia de peso en curva y puede mejorar la estabilidad. Una menor altura también puede crear el efecto estético deseado.
Al mismo tiempo, la modificación de los muelles no debe tratarse como un simple cambio visual. Como los muelles influyen en el confort, la tracción, el recorrido de la suspensión, el comportamiento al hacer tope y el contacto de los neumáticos, cualquier cambio debe considerar el entorno vial del vehículo y su uso real.
Solución de problemas y mantenimiento
Solución de problemas
Escuche si hay sonidos anormales y revise el estado de los amortiguadores
Un síntoma común de fallo es que, cuando el coche circula y vibra hacia arriba y hacia abajo, el sistema de suspensión emite un sonido de golpeteo o golpes sordos. Esto suele indicar que el sistema de suspensión no funciona correctamente, especialmente si el sonido se intensifica en carreteras irregulares.
Causas comunes de fallo de la suspensión
- Daño en el amortiguadorEl amortiguador puede fallar internamente o perder aceite.
- Casquillo del amortiguador rotoUn casquillo dañado puede generar ruido y holgura.
- Pernos de fijación flojosLa tornillería floja puede causar movimientos y sonidos anormales.
Un amortiguador normal se calentará cuando funciona. Si no se calienta, o si se detecta una fuga de aceite, el amortiguador puede estar dañado. Durante la inspección, compruebe también el estado del casquillo del amortiguador. Si el casquillo está roto, debe sustituirse junto con el amortiguador a tiempo.
El sistema de suspensión se encuentra entre las ruedas y la carrocería del coche. Soporta la carrocería y absorbe las vibraciones para ofrecer confort de marcha. También afecta a la capacidad de paso, la estabilidad y el rendimiento de adherencia. El sistema incluye amortiguadores, muelles, barras estabilizadoras, bieletas y otros componentes mecánicos.
Si la carrocería se inclina demasiado durante un giro brusco, el amortiguador, la barra estabilizadora o los componentes del mecanismo de guiado pueden estar dañados. Estos síntomas deben revisarse y no ignorarse, porque el estado de la suspensión afecta directamente a la suavidad y estabilidad del vehículo.
Resumen
Un sistema de suspensión en buen estado equilibra la comodidad, el contacto de los neumáticos y el control
El sistema de suspensión del automóvil es más que un conjunto de muelles y amortiguadores. Soporta la carrocería, absorbe los impactos de la carretera, mantiene los neumáticos en contacto con el suelo y afecta a la comodidad, la estabilidad, la capacidad de paso, la adherencia y el manejo.
Comprender la rigidez de los muelles, el comportamiento de los muelles progresivos, el estado de los amortiguadores, los sonidos anormales y las comprobaciones relacionadas con los frenos facilita detectar problemas a tiempo y mantener un comportamiento más seguro del vehículo en carreteras reales.
