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Nuevos componentes, nuevos diseños
y un mayor trabajo de ingeniería han
sido las claves para optimizar este
sistema.
Desde los primeros sistemas, en que
las ruedas estaban unidos
directamente a la estructura del
vehículo, hasta los sistemas
inteligentes que actúan
electrónicamente sobre los
componentes
Introducción
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La masa suspendida,
comprende todos los mecanismos cuyo peso es soportado por el
chasis o bastidor (motor, carrocería autoportante, carga, pasajeros,
etc.).
La masa no suspendida,
abarca las partes del vehículo que está permanentemente en contacto
con el suelo, en este caso están las ruedas y los elementos asociados
a el, como la suspensión con los muelles, amortiguadores, brazos,
barras estabilizadoras, ejes, rodamientos, etc).
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Funciones:
• Absorbe y amortigua las
vibraciones, oscilaciones y
sacudidas que recibe el vehículo.
• Transmite a la carrocería la fuerza
de marcha y de frenaje.
• Soporta la carrocería sobre los ejes
y mantiene la adecuada relación
geométrica.
Soporte por muelles
Soporte sin muelles
Soporte por muelles
Soporte por muelles
Soporte sin muelles
Soporte sin muelles
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Sistema de suspensión • Oscilaciones y comodidad en la conducción
(1) Cabeceo
(2) Balanceo
(3) Rebote
(4) Desviación
2. Oscilación del peso soportado por muelles
La oscilación de peso soportado por muelles puede clasificarse en
las siguientes categorías:
(1) Cabeceo.- El cabeceo es la oscilación hacia arriba y hacia abajo
con respecto al centro de gravedad del vehículo, Sucede
especialmente cuando el vehículo se encuentra con grandes baches
o socavones en la carretera o al conducir sobre una carretera no
asfaltada e irregular.
(2) Balanceo.- Al tomar curvas o al conducir en carreteras con
baches, los muelles de un lado del vehículo se expanden mientras
que los del otro lado se contraen.
(3) Rebote.- El efecto de rebote es el movimiento hacia arriba y hacia
abajo de toda la carrocería del automóvil.
(4) Desviación.- La desviación es el movimiento de la línea central
longitudinal del vehículo hacia la izquierda o la derecha con respecto
al centro de gravedad del vehículo.
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Sistema de suspensión • Oscilaciones y comodidad en la
conducción
3. Oscilación del peso no suspendido
(1) Saltos
Los saltos se producen cuando las ruedas botan hacia arriba y hacia abajo. Esto
suele suceder en carreteras onduladas, al conducir a velocidad media o alta.
(2) Bamboleo
El bamboleo es la oscilación hacia arriba y hacia abajo en direcciones opuestas a
las de las ruedas izquierda y derecha, que hacen que las ruedas salten sobre la
superficie de la carretera.
(3) Enrollado
El enrollado es el efecto que se produce cuando el par de aceleración o frenado
que actúa en los muelles de hojas intenta enrollarlos en torno al eje.
OBSERVACIÓN:
Medidas para evitar este efecto:
•Muelles de hojas asimétricas
El efecto de enrollado se reduce desplazando el eje trasero de forma que se
encuentre ligeramente por delante del centro del muelle de hojas. Esto también
sirve para reducir el movimiento de arriba abajo de la carrocería durante la
aceleración y la deceleración.
•Ubicación del amortiguador
El enrollado puede reducirse montando los amortiguadores lejos del centro de
enrollado y montándolos oblicuamente. Es decir, montando uno delante del eje y
el otro detrás del eje.
(1) Salto
(2) Bamboleo
(3) Enrollado
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Componentes principales: • Los resortes: neutralizan los
sobresaltos de la superficie del
camino.
• Amortiguadores: mejoran la
comodidad de marcha limitando la
libre oscilación de los resortes.
• Estabilizadores: (barra anti-balanceo,
previene la oscilación del vehículo.
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Suspensiones de eje rígido
Ambas ruedas están soportadas por un alojamiento
del eje o eje trasero. Por tanto, las ruedas izquierda
y derecha se mueven juntas. Las características de
las suspensiones de eje rígido son:
•El número de piezas es reducido y la estructura es
simple. Por tanto, el mantenimiento es sencillo.
•Es suficientemente duradera para el servicio
pesado.
•Al girar, la carrocería se inclina poco.
•Hay poco cambio en la alineación debida a los
movimientos hacia arriba y hacia abajo de las
ruedas. Por tanto, los neumáticos se desgastan
menos.
•Como el peso no suspendido es grande, la
conducción no es cómoda.
•Dada la influencia mutua del movimiento de las
ruedas izquierda y derecha, es normal que se
produzcan vibraciones y oscilaciones.
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SUSPENSION RIGIDA
SUSPENSION RIGIDA CON RESORTES
ESPIRALES
SUSPENSION RIGIDA CON RESORTES DE
BALLESTA
PUENTE O EJE
RESORTES ESPIRALES
CHASIS
BALLESTAS
EN LA SUSPENSION RIGIDA, TODAS LAS TREPIDACIONES DE UNA RUEDA SE TRANSMITEN
A LA OTRA POR MEDIO DEL MISMO EJE
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(2) Cada rueda está soportada por un brazo independiente
montado en la carrocería del vehículo. Por tanto, las ruedas
izquierda y derecha se mueven por separado. Las características
de las suspensiones independientes son:
•El peso no suspendido es bajo y la conducción es cómoda.
•Los muelles no están relacionados con la posición de las
ruedas; por tanto, se pueden utilizar muelles más blandos.
•Como no hay ningún eje que conecte la rueda izquierda y la
rueda derecha, es posible bajar la posición de montaje del piso y
el motor. Esto significa que el centro de gravedad del vehículo
estará más bajo.
•Esta estructura es más compleja.
•La banda de rodadura y la alineación cambian con los
movimientos de arriba a abajo de las ruedas.
•Hay muchos modelos equipados con una barra estabilizadora
para reducir el balanceo en el viraje y mejorar la comodidad de
conducción.
Suspensiones independientes
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VENTAJAS DE LA SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE:
-Mayor confort.
-Mayor seguridad.
-Mayor adherencia en curvas aún en condiciones de piso desparejo.
-Mayor volumen ocupado por el sistema, que permite un piso más
plano.
-Piso de baúl más bajo, que posibilita un volumen mayor del mismo.
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Topes de suspensión
• Elementos de caucho de
las suspensiones colocados
de manera que desarrollen
su función durante el último
espacio de flexión de los
muelles.
Son resortes de goma que absorben
las oscilaciones mediante la
generación de fricción interna cuando
se deforman debido a una fuerza
exterior.
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Bocinas de suspensión
• Elemento mecánico
que sirve de apoyo de
un eje de giro y que
por su determinada
disposición, reduce la
fricción para facilitar
dicho giro.
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AMORTIGUADORES • Dispositivo destinado a disminuir las oscilaciones de un
motor o los movimientos verticales de las ruedas de un
vehículos
• TIPOS:
• POR SU FUNCIONAMIENTO:
• Tipo de acción única
• Tipo de acción múltiple
• POR SU CONSTRUCCIÓN
• Tipo de un solo tubo
• Tipo de dos tubos
• POR SU MEDIO DE TRABAJO
• Hidráulico
• Con gas
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Compuesto por una serie de láminas
de acero, superpuestas, de longitud
decreciente.
Se usa en camiones y automóviles
pesados. La hoja más larga se llama
maestra y entre las hojas se
intercala láminas de zinc para
mejorar su flexibilidad
Su principal ventaja es la gran capacidad
de soportar grandes cargas con pequeñas
deformaciones,
Muelle tipo ballesta
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Están formados por un alambre de acero
enrollado en forma de espiral, tienen la
función de absorber los golpes que
recibe la rueda
Muelles helicoidales o resortes
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Es un elemento elástico que actúa
de filtro entre la carrocería y las
ruedas.
Barra de torsión
Se retuerce cuando la rueda se desplaza de su posición de equilibrio hacia arriba o
hacia abajo y luego vuelve a su posición original amortiguando, en este retorno, el
efecto rebote de las ruedas.
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Se le conoce también como barra
contra vuelcos o barra
antibalanceo.
Está cconstituida por una barra
metálica que une las dos ruedas de
un mismo eje.
Barra estabilizadora
Permite tener una suspensión flexible y confortable, aumentando artificialmente la
rigidez en curvas.
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Son elementos mecánicos articulados
que permiten los movimientos
verticales de la rueda y que en
función de su longitud y disposición,
guían ésta a lo largo de su recorrido
vertical, dando el efecto de caída y
convergencia.
Brazos de suspensión:
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Sistema de suspensión Tipos de suspensión y sus características
(1) Tipo de eje de salida con barra de torsión
(2) Tipo de resorte de hojas paralelas
(3) Tipo de brazo delantero con vástago lateral,
Tipo de eje de salida con vástago lateral
(4) Tipo de cuatro enlaces
Tipos de suspensión y sus características
Hay varios tipos de suspensión de eje rígido.
En esta sección se describen los tipos de
suspensión de eje rígido utilizados actualmente
en los vehículos y sus características.
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Sistema de suspensión Tipos de suspensión y sus características
(2/3)
(1) Tipo de eje de salida con barra de torsión
Eje de salida
Barra de torsión
Barra estabilizadora
No hay elevación
(1) Eje de salida con viga de torsión
Este tipo se utiliza principalmente en la suspensión trasera de
vehículos con el motor delantero y tracción delantera
(FF), y emplea una estructura consistente en un brazo de
suspensión y una barra estabilizadora soldada a un eje
trasero que se puede torcer (hay algunos modelos que no
tienen barra estabilizadora).
Cuando se produce balanceo (por ejemplo, en virajes o en
carreteras en mal estado) la barra estabilizadora se dobla con
el eje trasero. Como resultado, se reduce el balanceo
mediante la barra estabilizadora, que permite mantener la
estabilidad del vehículo.
Al izar el vehículo con un gato no se debe izar la sección de la
viga de torsión.
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Sistema de suspensión Tipos de suspensión y sus características
(2) Tipo de resorte de hojas paralelas
Eje trasero
Resorte de hojas
Tipos de suspensión y sus
características
(2) Muelle de hojas paralelas
Este tipo de suspensión se utiliza para la
suspensión delantera de camiones y
autobuses, etc., y para la suspensión
trasera de vehículos comerciales.
Características:
•La estructura de la suspensión es simple,
pero relativamente sólida.
•Es difícil utilizar un muelle muy blando; por
tanto, la conducción no es muy cómoda.
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Sistema de suspensión Tipos de suspensión y sus características
(3) Tipo de brazo delantero con vástago lateral,
Tipo de eje de salida con vástago lateral
Vástago de control lateral
Brazo delantero
Suspensión delantera
Suspensión trasera
Eje de salida
Vástago de control lateral
(3) Brazo delantero/trasero con
vástago lateral
Este tipo de suspensión se utiliza para
las suspensiones delantera y trasera del
LandCruiser, de camiones, etc.
Características:
•La comodidad en la conducción es
buena.
•La rigidez es elevada.
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Sistema de suspensión Tipos de suspensión y sus características
(4) Tipo de cuatro enlaces
Brazo de control superior
Vástago de control lateral
Brazo de control inferiorBrazo de control superior
Estabilizador
(4) De 4 enlaces
Este tipo se utiliza para la
suspensión trasera. Es de
todas las suspensiones de
eje rígido la que proporciona
la mayor comodidad en la
conducción.
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Tipos de suspensión y sus características
(1) Tipo tirante MacPherson
(2) Tipo espoleta doble
•Tipo de eje de Semiarrastrc
Brazo de suspensión
Hay varios tipos de suspensión
independiente.
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Tipos de suspensión y sus características
Estabilizador
Barra estabilizadora
Brazo inferior
Travesaño de la suspensión
REFERENCIA:
Desplazamiento del
muelle
Tipo tirante MacPherson
Es el sistema de suspensión independiente más
utilizado para la suspensión delantera.
Este tipo también se utiliza como suspensión
trasera de FF.
Características:
•La estructura de la suspensión es relativamente
sencilla.
•Como hay un número reducido de piezas, es
ligera, por lo que se puede reducir el peso no
suspendido.
•Como el espacio ocupado por la suspensión es
pequeño, se puede aumentar el espacio dedicado al
compartimento del motor.
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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.
Suspensión Mac Pherson:
El muelle se encuentra apoyado en la carrocería en su parte superior y unido
mediante una copela al cuerpo del amortiguador.
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Muelles Características
1. Elasticidad
1. Elasticidad/
2. Constante del
muelle
2. Constante del muelle
Carga
K =
W
a
DondeW = fuerza externa (carga), en N
a = cantidad de contracción
(deformación), en mm
k = constante del muelle en N/mm
= k (constante)
W1
a1
W2
a2
W3
a3
W1
W2
W3
a1
a2
a3
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Muelles Tipos de muelle
1. Introducción Muelle de suspensión
Muelle metálico
Muelle no metálico
Muelle de hojas
Muelle espiral
Muelle de la barra de torsión
Muelle de caucho
Muelle neumático
Muelle de hojas Muelle espiral Muelle de la barra de torsión
Extremo fijo de la
barra de torsión
Torsión aplicada por la palanca
al extremo de la barra
Muelle de caucho Muelle neumático
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Muelles Tipos de muelle
2. Muelles de hojas Perno centralOjal
Clip
Perno de enganche
Largo
Línea de
tangencia
Ángulo de caída
43. www.senati.edu.pe
Muelles Tipos de muelle
pastilla de fricción
Medida para reducir la fricción entre hojas
Extremo graduado
Muelles adicionales
Muelle adicional
Muelle principal
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Muelles Tipos de muelle
Muelle
progresivo
Muelle progresivo
Varilla tensora
Carga Carga
Muelle de distancia desigual Muelles cónicos
Flexión
Carga
Muelles espirales graduados
3. Muelles
espirales
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Muelles Tipos de muelle
4. Muelles de la barra
de torsión/
5. Muelles de goma
4. Muelles de la barra de torsión
5. Muelles de caucho
Torsión
Torsión opuesta
Extremo fijo de la
barra de torsión
Torsión aplicada por la palanca al extremo de la barra
Cojín de caucho
Tope de
resorte
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Amortiguadores Estructura y funcionamiento
Tuerca redonda
Retén del amortiguador
Sello de aceite
Guía del vástago
Vástago del pistón
Cilindro
Retén de rebote
Válvula del pistón
Junta
Aire
Protección del
amortiguador
Depósito
Pistón
Válvula base
Vástago del pistón
Gas
(baja presión)
Válvula del pistón
Líquido
Válvula
base
Tipo relleno de gas
a baja presión
2. Tubos
gemelos
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Amortiguadores Precauciones al realizar tareas de mantenimiento
1. Manipulación de los amortiguadores
Como el sello de aceite, el vástago del pistón y otros componentes de los amortiguadores se
fabrican con gran precisión, deben tomarse las siguientes precauciones al manipularlos:
•No se deben rayar las partes expuestas del vástago del pistón para evitar fugas de líquido del
amortiguador. Además, no se debe aplicar pintura ni aceite al vástago del pistón.
•Para evitar daños en el sello de aceite debidos a interferencia de la válvula del pistón, no se
debe girar el vástago y el cilindro con el amortiguador completamente extendido. Es necesaria
una precaución especial para los amortiguadores llenos de gas, ya que la presión del gas
empuja constantemente el vástago del pistón hacia arriba.
2. Manipulación de amortiguadores llenos de gas
Como en el interior de los amortiguadores llenos de gas se aplica presión constantemente,
deben tomarse las precauciones siguientes además de las antes descritas:
•No intente desmontar amortiguadores no desmontables (incluidos los amortiguadores de tipo
DuCarbon así como amortiguadores llenos de gas a baja presión en los que la tuerca anular
está calafateada).
•Cuando se tiran amortiguadores llenos de gas, primero hay que evacuar el gas.
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Amortiguadores Precauciones al realizar tareas de mantenimiento
(1) Tipo Ducarbon
Orificio
Bolsa de vinilo
Taladrar (2~3 mm)10mm
Gas Pistón
libre Banda de goma
(2) Tipo de tirante MacPherson no desmontable
(3) Tipo de tirante MacPherson desmontable
Área de perforación
SST
3. Evacuación
de gas
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Amortiguadores Precauciones al realizar tareas de mantenimiento
4. Instalación de
un cartucho de
amortiguadores
llenos de gas a
baja presión
Tipo de tirante
Cartucho
Vástago
del pistón
con cilindro
Tuerca
anular
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Elasticidad (mecánica de
sólidos)
En física el término elasticidad designa la propiedad mecánica de
ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se
encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la
forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
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ley de Hooke
Si duplicas la fuerza, el alargamiento también se duplicará. Esto es lo
que se conoce como la ley de Hooke. La ley de Hooke establece que el
alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de
la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme
permanentemente dicho muelle.
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La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional
al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme
permanentemente dicho muelle.
F=k⋅(x−x0)
donde:
•F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el muelle.
•k es la constante elástica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor
es su valor más trabajo costará estirar el muelle. Depende del muelle, de tal forma que
cada uno tendrá la suya propia.
•x0 es la longitud del muelle sin aplicar la fuerza.
•x es la longitud del muelle con la fuerza aplicada.
