Tema 7. Sistemas de suspensión especiales. - Efa Moratalaz

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EFA MORATALAZ. 1º DE ELECTROMECÁNICA DE VEHÍCULOS. CIRCUITOS DE FLUIDOS, SUSPENSIÓN Y DIRECCIÓN. TEMA 7.- SISTEMAS DE SUSPENSIÓN ESPECIALES 1.- ÍNDICE 2.- INTRODUCCIÓN 3.- SUSPENSIONES CONJUGADAS 4.- SUSPENSIONES DE FLEXIBILIDAD VARIABLE 5.- SUSPENSIONES DE AMORTIGUACIÓN CONTROLADA 6.- SUSPENSIONES NEUMÁTICAS 7.- SUSPENSIONES HIDRONEUMÁTICAS 8.- SUSPENSIONES HIDRACTIVAS 2.- INTRODUCCIÓN El incremento de las exigencias requeridas al automóvil nos conduce, dentro de la parcela de la suspensión a la búsqueda de sistemas que se adapten a las circunstancias de la vía por la que se circula, adoptando el sistema de suspensión del vehículo una flexibilidad y una rigidez variable, que puede ser elegida por el conductor (ciudad, deportiva, todo terreno, ...) o bien sin intervención del conductor que es la llamada suspensión inteligente donde es el propio vehículo el que determina su comportamiento, resultando así un vehículo de gran confort, estabilidad y de gran seguridad activa. Los sistemas de suspensión que estudiaremos en este tema 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. - 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. - 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). - 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. - Suspensiones hidroneumáticas: Se combinan elementos hidráulicos y neumáticos para proporcio nar la amortiguación y elasticidad necesarias. - Suspensiones hidractivas: 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. 3.- SUSPENSIONES CONJUGADAS En este tipo de suspensión, las ruedas (delantera y trasera) del mismo lado están intercomunicadas. Aunque esta intercomunicación puede conseguirse por procedimientos hidráulicos, lo más normal es que se haga de forma mecánica. Como puede verse en la figura, el sistema se compone de: - Dos brazos oscilantes (A y A’) - Dos varillas (B y B’) - Una carcasa (K) - Un cilindro (D) - Dos muelles (C y E) - Dos muelles espirales (F y G) - Topes elásticos (H e I) 104

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TEMA <strong>7.</strong>- SISTEMAS DE SUSPENSIÓN ESPECIALES<br />

1.- ÍNDICE<br />

2.- INTRODUCCIÓN<br />

3.- SUSPENSIONES CONJUGADAS<br />

4.- SUSPENSIONES DE FLEXIBILIDAD VARIABLE<br />

5.- SUSPENSIONES DE AMORTIGUACIÓN CONTROLADA<br />

6.- SUSPENSIONES NEUMÁTICAS<br />

<strong>7.</strong>- SUSPENSIONES HIDRONEUMÁTICAS<br />

8.- SUSPENSIONES HIDRACTIVAS<br />

2.- INTRODUCCIÓN<br />

El incremento <strong>de</strong> las exigencias requeridas al automóvil nos conduce, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la parcela <strong>de</strong> la<br />

<strong>suspensión</strong> a la búsqueda <strong>de</strong> sistemas que se adapten a las circunstancias <strong>de</strong> la vía por la que se<br />

circula, adoptando el sistema <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> <strong>de</strong>l vehículo una flexibilidad y una rigi<strong>de</strong>z variable, que<br />

pue<strong>de</strong> ser elegida por el conductor (ciudad, <strong>de</strong>portiva, todo terreno, ...) o bien sin intervención <strong>de</strong>l<br />

conductor que es la llamada <strong>suspensión</strong> inteligente don<strong>de</strong> es el propio vehículo el que <strong>de</strong>termina su<br />

comportamiento, resultando así un vehículo <strong>de</strong> gran confort, estabilidad y <strong>de</strong> gran seguridad activa.<br />

Los sistemas <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> que estudiaremos en este tema son:<br />

- Suspensiones conjugadas: Cuando las ruedas <strong>de</strong>lanteras y traseras <strong>de</strong>l mismo lado están<br />

intercomunicadas, los esfuerzos sufridos por una <strong>de</strong> ellas son soportados también por la otra <strong>de</strong>l<br />

mismo lado, manteniéndose en todo momento más horizontal.<br />

- Suspensiones <strong>de</strong> flexibilidad variable: La rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> aumenta a medida que<br />

se va cargando el vehículo. Es el sistema empleado cuando el peso <strong>de</strong>l vehículo varía mucho<br />

cuando va cargado y cuando va vacío.<br />

- Suspensión <strong>de</strong> amortiguación controlada: Cuando se dispone a los amortiguadores <strong>de</strong><br />

electroválvulas que permiten variar, a voluntad <strong>de</strong>l conductor, los pasos calibrados <strong>de</strong> aceite entre<br />

las cámaras, <strong>de</strong> manera que se pue<strong>de</strong>n conseguir tres tipos <strong>de</strong> suspensiones (<strong>de</strong>portiva, normal o<br />

media y confortable).<br />

- Suspensiones neumáticas: Se sustituyen los amortiguadores, muelles o barras <strong>de</strong> torsión<br />

por unos cojines <strong>de</strong> aire en cada rueda, efectuando ellos la amortiguación gracias a la variación <strong>de</strong><br />

volumen y presión <strong>de</strong>l aire <strong>de</strong>l cojín.<br />

- Suspensiones hidroneumáticas: Se combinan elementos hidráulicos y neumáticos para<br />

proporcio nar la amortiguación y elasticidad necesarias.<br />

- Suspensiones hidractivas: A<strong>de</strong>más <strong>de</strong> las ventajas <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> hidroneumática, se<br />

pue<strong>de</strong> adaptar la inclinación <strong>de</strong> la carrocería cuando surgen los obstáculos, cambia la velocidad, se<br />

gira el volante o se actúa en los frenos.<br />

3.- SUSPENSIONES CONJUGADAS<br />

En este tipo <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong>, las ruedas (<strong>de</strong>lantera y trasera) <strong>de</strong>l mismo lado están<br />

intercomunicadas. Aunque esta intercomunicación pue<strong>de</strong> conseguirse por procedimientos<br />

hidráulicos, lo más normal es que se haga <strong>de</strong> forma mecánica.<br />

Como pue<strong>de</strong> verse en la figura, el sistema se compone <strong>de</strong>:<br />

- Dos brazos oscilantes (A y A’)<br />

- Dos varillas (B y B’)<br />

- Una carcasa (K)<br />

- Un cilindro (D)<br />

- Dos muelles (C y E)<br />

- Dos muelles espirales (F y G)<br />

- Topes elásticos (H e I)<br />

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Interconexión elástica <strong>de</strong> muelles<br />

Detalle <strong>de</strong>l amortiguador <strong>de</strong> inercia<br />

El funcionamiento <strong>de</strong>l sistema es el siguiente:<br />

Cuando la rueda <strong>de</strong>lantera encuentra un obstáculo, el brazo A sube también y hace palanca sobre<br />

el punto fijo para que la varilla B tire <strong>de</strong>l cilindro, venciendo la fuerza <strong>de</strong> los muelles C y F. El<br />

movimiento <strong>de</strong>l cilindro D hacia la izquierda hace que se estiren los muelles E y G, al tiempo que se<br />

estira la varilla B’ que hace bajar el brazo A’ y ésta intenta bajar la rueda. Evi<strong>de</strong>ntemente, la rueda<br />

no pue<strong>de</strong> bajar más por estar en contacto con el terreno, por lo que será la carrocería <strong>de</strong>l vehículo la<br />

que suba poniéndose <strong>de</strong> esta forma a la misma altura que la parte <strong>de</strong>lantera, al tiempo que <strong>de</strong>ja la<br />

rueda trasera preparada para subir el mismo obstáculo.<br />

Hay que resaltar que los muelles C y F tienen periodos <strong>de</strong> oscilación diferentes que hacen que las<br />

oscilaciones <strong>de</strong> uno sean frenadas por el otro (efecto amortiguador).<br />

En cada una <strong>de</strong> las ruedas se monta un amortiguador <strong>de</strong> inercia cuyo interior contiene un peso<br />

(A) <strong>de</strong> unos 3 Kg. apoyado en un resorte (B) <strong>de</strong> forma que, cuando la rueda sube por efecto <strong>de</strong> un<br />

obstáculo, el peso tien<strong>de</strong> a quedarse quieto por inercia comprimiendo el muelle. Cuando la rueda<br />

baja al pasar el obstáculo, el peso reacciona <strong>de</strong> forma contraria, tirando <strong>de</strong>l muelle y frenando, en<br />

ambos casos, el movimiento oscilatorio <strong>de</strong> la rueda.<br />

Este sistema es el utilizado en los automóviles marca Citroën 2 CV. Dyane 6, C-8 y ASK-400<br />

Existe otro tipo <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> conjugada llamada Hidrolastic, empleada por la casa Austin<br />

Morris, consiste en disponer para cada rueda una unidad <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> in<strong>de</strong>pendiente que<br />

<strong>de</strong>sempeña las funciones <strong>de</strong> muelle y amortiguador. Esta unidad está fijada al bastidor y va unida a<br />

los elementos <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> (brazos) <strong>de</strong> cada rueda. Una tubería une las unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>lantera y<br />

trasera <strong>de</strong> cada lado <strong>de</strong>l vehículo, con el fin <strong>de</strong> que el fluido (aceite) que llena las cámaras pase <strong>de</strong><br />

una unidad a otra.<br />

Cuando los <strong>de</strong>splazamientos <strong>de</strong> la rueda son muy pequeños, la presión sobre el líquido es<br />

insuficiente para mover la válvula y no actúa, por tanto, el sistema, siendo estos pequeños<br />

obstáculos absorbidos por la elasticidad <strong>de</strong> los neumáticos.<br />

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Suspensión Hidrolastic Unidad <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong><br />

4.- SUSPENSIONES DE FLEXIBILIDAD VARIABLE<br />

Este sistema <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> permite variar la rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> a medida que se va<br />

cargando el vehículo, siendo más dura cuanto más peso tenga que soportar el vehículo, <strong>de</strong> este<br />

modo se evita que al cargar el vehículo, la carrocería llegue a rozar con la rueda produciéndose un<br />

<strong>de</strong>sgaste anormal en ésta. También conseguimos una mayor comodidad para los pasajeros o la carga<br />

pues la <strong>suspensión</strong> no llega a ser dura cuando el vehículo está vacío ni excesivamente blanda<br />

cuando va cargado.<br />

La flexibilidad variable se consigue con el siguiente conjunto:<br />

- Ballesta (A)<br />

- Ballestín (B)<br />

- Topes (E y F)<br />

- Abarcones (H)<br />

- Palier (G)<br />

El funcionamiento es el siguiente:<br />

Cuando el vehículo está sin carga (vacío), el sistema adopta la posición <strong>de</strong> la figura. A medida<br />

que se va cargando, la ballesta (A) va perdiendo flecha, hasta llegar un momento (según los<br />

kilogramos que se van añadiendo al vehículo) en que los extremos <strong>de</strong>l ballestín (B) entran en<br />

contacto con los topes (E) y (F), a partir <strong>de</strong> ese momento y a medida que vamos añadiendo carga al<br />

vehículo trabajarán conjuntamente la ballesta y el ballestín aumentando la rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong>l sistema.<br />

Lógicamente el ballestín supone una ayuda a la ballesta principal por lo que los vehículos que<br />

utilizan este sistema tienen menos averías por rotura <strong>de</strong> hojas <strong>de</strong> ballestas (el peso se reparte entre<br />

ballesta y ballestín).<br />

Este sistema es muy empleado en pequeños camiones (3.500 kg) que se utilizan para reparto <strong>de</strong><br />

mercancías en ciudad que continuamente están variando el<br />

peso <strong>de</strong>l transportado.<br />

Hay dos variantes, en una <strong>de</strong> ellas se dispone, en vez<br />

<strong>de</strong> ballesta y ballestín, <strong>de</strong> ballesta y ballestón. Este sistema<br />

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consiste en poner una o más hojas en la parte inferior <strong>de</strong> la ballesta. Es frecuente encontrarse con<br />

que las hojas <strong>de</strong>l ballestón tienen distinto grosor a las <strong>de</strong> la ballesta; el funcionamiento <strong>de</strong>l conjunto<br />

es similar al anterior y es el sistema adoptado en vehículos tales como el Land Rover en las<br />

suspensiones traseras (don<strong>de</strong> se van a tener que soportar mayores esfuerzos).<br />

La otra variante consiste en disponer <strong>de</strong> muelles helicoidales<br />

cónicos obteniendo así una flexibilidad variable progresiva, o también, colocar muelles helicoidales<br />

con diferente separación <strong>de</strong> espiras ó disponiendo un muelle adicional (doble resorte) por el interior<br />

<strong>de</strong>l muelle principal que empezará a actuar cuando el principal se haya flexionado una cierta<br />

cantidad.<br />

Muelle helicoidal cónico Muelle helicoidal con diferente separación <strong>de</strong><br />

espiras Doble resorte<br />

5.- SUSPENSIONES DE AMORTIGUACIÓN CONTROLADA<br />

Las características i<strong>de</strong>ales <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> <strong>de</strong> un vehículo serían aquellas que permitieran<br />

disponer <strong>de</strong> unos tarados blandos en recta, para absorber mejor las irregularida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l terreno que<br />

resultan molestas para los pasajeros, y <strong>de</strong> unos tarados duros cuando se circula por curvas o a alta<br />

velocidad para ganar en estabilidad <strong>de</strong>l vehículo.<br />

Con las suspensiones convencionales <strong>de</strong> muelles, amortiguadores, ballestas, ...., lo que se hace es<br />

adoptar una solución <strong>de</strong> compromiso que responda lo mejor posible a las diferentes condiciones <strong>de</strong><br />

utilización <strong>de</strong>l vehículo, teniendo en cuenta que, a medida que se gana en confort, se pier<strong>de</strong> en<br />

rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> y por tanto en estabilidad y a la inversa, si diseñamos un sistema muy<br />

estable per<strong>de</strong>remos comodidad.<br />

El sistema <strong>de</strong> amortiguación controlada a<strong>de</strong>cua la <strong>suspensión</strong> <strong>de</strong>l vehículo a las condiciones <strong>de</strong><br />

conducción que elige el conductor y que pue<strong>de</strong>n ser:<br />

- Suspensión <strong>de</strong>portiva: Es una <strong>suspensión</strong> dura que permite un buen agarre y estabilidad<br />

<strong>de</strong>l vehículo en curvas y a alta velocidad<br />

- Suspensión normal: Es una <strong>suspensión</strong> media, se busca un compromiso entre la<br />

comodidad y la estabilidad.<br />

- Suspensión confortable: La <strong>suspensión</strong> es blanda dando preferencia al confort, se utiliza<br />

para circular por carreteras en mal estado.<br />

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El sistema está compuesto por cuatro amortiguadores dotados <strong>de</strong> electroválvulas que están<br />

gobernadas por una centralita electrónica que recibe información <strong>de</strong>:<br />

- La velocidad <strong>de</strong>l vehículo<br />

- La posición <strong>de</strong>l pedal <strong>de</strong>l acelerador<br />

- La frenada<br />

- Las aceleraciones longitudinales, transversales y verticales<br />

- El ángulo <strong>de</strong> giro y la velocidad <strong>de</strong> rotación <strong>de</strong>l volante<br />

Suspensión <strong>de</strong> amortiguación controlada pilotada electrónicamente<br />

Hay que <strong>de</strong>stacar que la mayoría <strong>de</strong> los vehículos que adoptan este tipo <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> permiten<br />

adoptar dos modos <strong>de</strong> utilización: uno automático que la amortiguación es controlada electrónica y<br />

automáticamente en función <strong>de</strong> la utilización <strong>de</strong>l vehículo, y otro impuesto, don<strong>de</strong> la amortiguación<br />

es en modo <strong>de</strong>portivo cuando así lo selecciona el conductor (se le encen<strong>de</strong>rá un testigo luminoso en<br />

el cuadro <strong>de</strong> instrumentos cuando se adopte esta solución).<br />

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Las informaciones que recibe <strong>de</strong> los sensores son analizadas por el calculador electrónico que<br />

compara estas informaciones con los valores que tiene almacenados en su interior. Cuando<br />

sobrepasa alguno <strong>de</strong> estos valores, provoca una toma <strong>de</strong> <strong>de</strong>cisones, según el programa<br />

preestablecido, que actúa sobre las electroválvulas situadas en los amortiguadores y que hacen<br />

variar los orificios calibrados <strong>de</strong>l amortiguador.<br />

Captador <strong>de</strong>l <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong> la carrocería Calculador<br />

El amortiguador está compuesto por 3 cámaras (A, B y C) que están unidas por pequeños<br />

orificios, así tenemos que la cámara A y B están unidas por los orificios H e I, la B y la C con los<br />

pequeños orificios J y K y las cámaras A y C que se pondrán en comunicación cuando actúen las<br />

dos electroválvula EV1 y EV2. Como ya hemos mencionado, las electroválvulas son pilotadas por<br />

el calculador electrónico que or<strong>de</strong>na su apertura y cierre en función <strong>de</strong> los parámetros que recibe <strong>de</strong><br />

los sensores.<br />

El funcionamiento <strong>de</strong>l sistema, según el tipo <strong>de</strong> conducción, es el siguiente:<br />

CONFORTABLE: La electroválvula EV1 cerrada y la electrovávula EV2 abierta. Se permite el<br />

paso <strong>de</strong> aceite <strong>de</strong> la cámara A a la B por los orificios H e I, también <strong>de</strong> la cámara A a la C por la<br />

electroválvula EV2 que las comunica, y finalmente <strong>de</strong> la cámara B a la cámara <strong>de</strong> compensación C<br />

por los pequeños pasos J y K<br />

MEDIO o NORMAL: Esta <strong>suspensión</strong> es un poco más dura que la anterior. Ahora permanece<br />

cerrada la EV2 y se abre la EV1 que al tener los pasos <strong>de</strong> la A a la C más pequeños, le cuesta un<br />

poco más pasar al aceite <strong>de</strong> una cámara a otra.<br />

DEPORTIVA: En esta posición las dos electroválvulas permanecen cerradas <strong>de</strong> modo que se corta<br />

la comunicación entre las cámaras A y C por las electroválvulas y sólo permanece la comunicación<br />

entre A y B y entre B y C. De esta forma el recorrido <strong>de</strong>l émbolo es frenado en sus movimientos <strong>de</strong><br />

compresión y distensión <strong>de</strong>bido a la dificultad <strong>de</strong>l paso <strong>de</strong> aceite por los orificios H e I. Se consigue<br />

así un tarado muy duro con gran estabilidad pero con disminución <strong>de</strong>l confort.<br />

6.- SUSPENSIONES NEUMÁTICAS<br />

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En este tipo <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> se intercala entre las ruedas y los elementos suspendidos un resorte<br />

neumático (<strong>de</strong> goma sintética reforzada con fibra <strong>de</strong> naylon en forma <strong>de</strong> cojín) constituido por un<br />

pistón montado sobre el eje <strong>de</strong> las ruedas o en los brazos <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> <strong>de</strong> las mismas, un diafragma<br />

<strong>de</strong> caucho y una placa <strong>de</strong> cierre en la parte superior, unida al bastidor. Todos estos elementos<br />

forman un conjunto herméticamente cerrado que impi<strong>de</strong> la salida <strong>de</strong>l aire contenido en su interior.<br />

Fuelle o cojín neumático Situación <strong>de</strong> un resorte neumático en un vehículo<br />

Cuando una rueda sube o baja <strong>de</strong>bido a una <strong>de</strong>sigualdad <strong>de</strong>l firme, el<br />

resorte se comprime o distien<strong>de</strong> comportándose como un fuelle. La<br />

variación <strong>de</strong> volumen provoca una variación <strong>de</strong> presión en el interior <strong>de</strong>l<br />

cojín que le obliga a recuperar su posición inicial <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> superar la<br />

<strong>de</strong>sigualdad <strong>de</strong>l terreno, resultando un cojín elástico.<br />

Los movimientos <strong>de</strong> la rueda se transmiten al émbolo, que se <strong>de</strong>splaza<br />

variando la altura <strong>de</strong>l resorte obteniendo así diferentes presiones en su<br />

interior. Por tanto, la fuerza <strong>de</strong> reacción está en función <strong>de</strong>l <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong>l émbolo y <strong>de</strong> la<br />

presión interna, que permiten conseguir un resorte <strong>de</strong> flexibilidad variable progresiva con una<br />

frecuencia <strong>de</strong> oscilaciones inferior a 1 Hz/seg.<br />

Este sistema necesita una fuente <strong>de</strong> aire comprimido, por lo que se utiliza en aquellos vehículos<br />

equipados con frenos <strong>de</strong> aire comprimido, aprovechando así la instalación <strong>de</strong> aire, es <strong>de</strong>cir, en<br />

vehículos industriales, camiones y autobuses, aunque últimamente se están utilizando mucho en<br />

vehículos todoterreno <strong>de</strong> alta gama e incluso en vehículos SUV.<br />

La acción llevada a cabo por los fuelles neumáticos implica un control constante <strong>de</strong>l aire<br />

comprimido que se encuentra <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> ellos. Esta condición hace posible que la <strong>suspensión</strong> se<br />

adapte a diferentes estados <strong>de</strong> carga, a diferentes repartos <strong>de</strong> peso entre ambos lados <strong>de</strong>l mismo eje<br />

y la posibilidad <strong>de</strong> elevar la altura <strong>de</strong>l bastidor a un <strong>de</strong>terminado nivel.<br />

La disposición pue<strong>de</strong> ser <strong>de</strong> un fuelle por cada rueda o incluso dos por cada rueda.<br />

Esquema <strong>de</strong> una <strong>suspensión</strong> neumática (eje trasero) Suspensión neumática <strong>de</strong>l eje trasero<br />

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En el siguiente esquema se pue<strong>de</strong>n observar los esquemas <strong>de</strong> un vehículo con <strong>suspensión</strong><br />

neumática en el eje <strong>de</strong>lantero y en el trasero, en el primer caso con un fuelle por rueda y en el<br />

segundo con dos fuelles por rueda.<br />

Suspensión neumática. Eje <strong>de</strong>lantero y trasero (1 fuelle) Suspensión neumática. Eje <strong>de</strong>lantero y trasero (2 fuelles)<br />

La alimentación <strong>de</strong>l aire comprimido es proporcionada por el compresor para el circuito general<br />

<strong>de</strong> frenos y para la <strong>suspensión</strong> neumática.<br />

El compresor, que es accionado por el motor térmico, comprime el aire (previamente filtrado) y<br />

lo envía hasta el <strong>de</strong>pósito <strong>de</strong> frenos (son prioritarios los frenos a las suspensiones), alcanzando una<br />

presión en el interior <strong>de</strong> unos 10 Kgf/cm 2 . Una vez alcanzada esta presión, una válvula <strong>de</strong> alivio<br />

situada a la entrada <strong>de</strong>l circuito <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong>, permite el paso <strong>de</strong> aire a la <strong>suspensión</strong> cuando el<br />

circuito <strong>de</strong> frenos ha alcanzado su presión. Por <strong>de</strong>bajo <strong>de</strong> esta presión, el aire sólo alimenta el<br />

circuito <strong>de</strong> frenos; si por cualquier circunstancia, bajara la presión <strong>de</strong> los frenos, esta válvula<br />

permitiría pasar aire <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> a los frenos. En el <strong>de</strong>pósito <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> se almacena el<br />

aire a unos 12 Kgf/cm 2 .<br />

El manómentro va instalado en la cabina para que el conductor pueda ver en todo momento la<br />

presión que tiene el circuito. También la válvula distribuidora 4/3 o válvula <strong>de</strong> accionamiento<br />

manual que está controlada eléctricamente con los botones <strong>de</strong> accionamiento situados en la cabina<br />

para que los maneje el conductor.<br />

Las válvulas <strong>de</strong> nivel (15) son válvulas distribuidoras 4/3 que tienen la misión <strong>de</strong> regular la<br />

cantidad <strong>de</strong> aire que entra o sale <strong>de</strong> los fuelles en función <strong>de</strong> la carga que tenga el vehículo. A ellas<br />

les llega la mayor o menor presión que manda la válvula solenoi<strong>de</strong> (14), según la corriente recibida.<br />

La válvula limitadora <strong>de</strong> presión (4) tiene la misión <strong>de</strong> mantener la presión constante <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong><br />

unos márgenes, mientras que la válvula limitadora <strong>de</strong> altura (19) impi<strong>de</strong> la elevación <strong>de</strong> la<br />

plataforma cuando la altura alcanzada pueda ser perjudicial para el sistema.<br />

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<strong>7.</strong> SUSPENSIÓN HIDRONEUMÁTICA<br />

Este sistema <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong>, utilizado por Cotroën en algunos <strong>de</strong> sus mo<strong>de</strong>los, consiste en<br />

combinar un sistema mixto <strong>de</strong> elementos hidráulicos y neumáticos, que garantiza una <strong>suspensión</strong><br />

suave y elástica, facilitando, a<strong>de</strong>más, el reglaje y nivelación <strong>de</strong> la carrocería <strong>de</strong> forma automática.<br />

Esta <strong>suspensión</strong> proporciona la confortable sensación <strong>de</strong> flotar, una gran estabilidad, que hace que<br />

apenas se noten las <strong>de</strong>sigualda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l terreno y también un notable agarre <strong>de</strong> las ruedas al mismo.<br />

Cada rueda lleva acoplada una unidad <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> oleoneumática in<strong>de</strong>pendiente, que va unida<br />

al brazo <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> <strong>de</strong> cada rueda.<br />

Cuando la rueda encuentra un obstáculo, el brazo (9) transmite el movimiento al pistón (5) a<br />

través <strong>de</strong> la bieleta (11) y el empujador (12) que comprime el aceite <strong>de</strong> la cámara B, presioando y<br />

comprimiendo el gas contenido en la cámara A <strong>de</strong> la esfera (2) que, en este caso, hace las funciones<br />

<strong>de</strong> muelle o ballesta, recuperándose, al bajar la rueda, por el retroceso <strong>de</strong>l pistón. Entre la parte<br />

inferior <strong>de</strong> la esfera y el cilindro existe una válvula bidireccional (3) que hace las funciones <strong>de</strong><br />

amortiguador al regular el paso <strong>de</strong> aceite <strong>de</strong> un lado a otro.<br />

Esquema <strong>de</strong> una rueda con<br />

<strong>suspensión</strong> hidroneumática<br />

La corrección automática <strong>de</strong> esta <strong>suspensión</strong>, que mantiene la altura <strong>de</strong> la carrocería portante al<br />

amentar o disminuir la carga <strong>de</strong>l vehículo, se consigue haciendo entrar aceite a presión en el<br />

cilindro (1) cuando aumenta la carga o haciéndole salir, cuando ésta disminuye, por medio <strong>de</strong> una<br />

válvula <strong>de</strong> corre<strong>de</strong>ra.<br />

El sistema permite a<strong>de</strong>más, dar tres niveles <strong>de</strong> altura <strong>de</strong>l vehículo: una normal para marcha por<br />

ciudad, una alta para circular por malos caminos con gran<strong>de</strong>s <strong>de</strong>sniveles y otra baja, que hace<br />

<strong>de</strong>scen<strong>de</strong>r la carrocería y el centro <strong>de</strong> gravedad <strong>de</strong>l vehículo para circular a gran<strong>de</strong>s velocida<strong>de</strong>s.<br />

El circuito hidráulico que regula el sistema <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong>,<br />

está constituido por una bomba <strong>de</strong> alta presión (2), movida<br />

por el motor <strong>de</strong>l vehículo, que aspira aceite <strong>de</strong> un <strong>de</strong>pósito<br />

(1), que es un recipiente <strong>de</strong> unos 3 litros en cuyo interior hay<br />

unos filtros que mantienen constantemente purificado el<br />

aceite que circula por los elementos; la capacidad total <strong>de</strong>l<br />

circuito es <strong>de</strong> unos 7 litros y el <strong>de</strong>pósito tiene unos niveles<br />

máximos y mínimos que <strong>de</strong>ben respetarse.<br />

El aceite a presión que sale <strong>de</strong> la bomba llega al<br />

acumulador (3) que lo mantiene entre 5 y 7 kgf/cm 2 (si se<br />

supera lo envía <strong>de</strong> retorno al <strong>de</strong>pósito). De aquí el aceite sale<br />

para llegar al cerrojo (4) y <strong>de</strong>spués al nivelador (5). Circuito <strong>de</strong> alimentación<br />

Mando manual <strong>de</strong>l<br />

Depósito hidráulico nivelador <strong>de</strong> altura<br />

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El cerrojo tiene la misión <strong>de</strong> aislar los elementos <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> a motor parado para que no se<br />

pierdan aceite o presión cuando el vehículo se pare. Este dispositivo se cierra manualmente <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el<br />

tablero <strong>de</strong> mandos por medio <strong>de</strong> la palanca <strong>de</strong> accionamiento y se abre automáticamente al pisar el<br />

pedal <strong>de</strong>l embrague.<br />

El funcionamiento es el siguiente:<br />

Cuando la rueda encuentra un obstáculo, sube hacia arriba <strong>de</strong>splazando el pistón (ver figura <strong>de</strong> la<br />

unidad oleoneumática), que comprime el aceite en la cámara B y el gas contenido en la cámara A,<br />

haciendo <strong>de</strong> amortiguador y muelle conjuntamente. La presión progresiva en el gas hace que la<br />

carrocería se mantenga estable y nivelada cualquiera que sea la posición <strong>de</strong> las ruedas con respecto<br />

a ella.<br />

Cuando la carrocería baja por una mayor sobrecarga <strong>de</strong>l vehículo, efectúa un <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong>l<br />

brazo <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> (ver figura <strong>de</strong>l circuito <strong>de</strong> alimentación), que empuja el pistón <strong>de</strong>l nivelador (5)<br />

hacia el interior disminuyendo el recorrido <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong>, pero, a su vez, origina un giro en la<br />

barra <strong>de</strong> acoplamiento <strong>de</strong> las ruedas (8) a la carrocería, produciendo una torsión en la misma que<br />

hace girar la lengüeta <strong>de</strong> aceite a la unidad oleoneumática. El aumento <strong>de</strong> presión en el elemento <strong>de</strong><br />

rueda obliga a <strong>de</strong>splazar el pistón que, al empujar al brazo <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong>, hace subir nuevamente<br />

la carrocería. Este movimiento ascen<strong>de</strong>nte, suprime la torsión <strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> acoplamiento (7) y la<br />

lengüeta (9) vuelve a su posición primitiva hasta que la carrocería alcance el nivel establecido; en<br />

ese momento se cierran las válvulas <strong>de</strong>l nivelador.<br />

Cuando la rueda baje o la carrocería suba por efecto <strong>de</strong> disminución <strong>de</strong> carga sobre la misma, se<br />

produce el efecto contrario en la torsión <strong>de</strong> la barra <strong>de</strong> acoplamiento que mueve la lengüeta y las<br />

válvulas <strong>de</strong>l nivelador en sentido contrario, <strong>de</strong>jando paso a la presión <strong>de</strong> aceite en los elementos <strong>de</strong><br />

la rueda hacia el <strong>de</strong>pósito, con lo cual, al disminuir la presión en el interior <strong>de</strong>l cilindro, la<br />

carrocería baja, eliminando la torsión y cerrando nuevamente las válvulas <strong>de</strong>l nivelador cuando se<br />

ha alcanzado la altura establecida.<br />

Para establecer los distintos niveles <strong>de</strong> altura en la carrocería se dispone <strong>de</strong> una palanca al<br />

alcance <strong>de</strong>l conductor que acciona el nivelador en uno u otro sentido, disminuyendo o aumentando<br />

así la presión en los cilindros <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong>.<br />

Este sistema <strong>de</strong> nivelación manual permite, a<strong>de</strong>más, po<strong>de</strong>r cambiar las ruedas sin necesidad <strong>de</strong><br />

utilizar el gato hidráulico o <strong>de</strong> tijera. Para ello, se sube la carrocería al máximo, aumentando la<br />

presión <strong>de</strong> sus elementos <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong>; en esta posción, se coloca un calzo en la lado <strong>de</strong> la rueda a<br />

cambiar y se quita la presión, con lo cual, la carrocería ten<strong>de</strong>rá a bajar, pero, como no pue<strong>de</strong> hacerlo<br />

por estar calzada, será la rueda la que suba, quedando libre para ser reemplazada.<br />

El acumulador <strong>de</strong> presión está constituido en su parte superior por una<br />

esfera <strong>de</strong> chapa embutida con dos cámara A y B, separadas por una membrana<br />

elástica (2). La parte superior A contiene gas nitrógeno a una presión <strong>de</strong> 60 kgf/<br />

cm 2 y en la inferior B se aloja el aceite <strong>de</strong> reserva mandado por la bomba <strong>de</strong><br />

alta presión. La parte inferior está formada por un cuerpo cilíndrico don<strong>de</strong> se<br />

aloja el todo el sistema <strong>de</strong> regulación <strong>de</strong>l acumulador y tiene un racor <strong>de</strong><br />

entrada <strong>de</strong> líquido a presión y otro <strong>de</strong> salida o retorno al <strong>de</strong>pósito a baja presión<br />

(ver imagen inferior). Cuerpo superior <strong>de</strong>l acumulador <strong>de</strong> presión.<br />

La válvula niveladora es una válvula <strong>de</strong><br />

corre<strong>de</strong>ra que permite poner en comunicación el<br />

acumulador con las esferas y con el <strong>de</strong>pósito para<br />

mantener la presión en el interior <strong>de</strong> los elementos<br />

<strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> o bien para <strong>de</strong>scargar al <strong>de</strong>pósito.<br />

Válvula niveladora Regulación <strong>de</strong>l acumulador<br />

8.- SUSPENSIÓN HIDRACTIVA<br />

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EFA MORATALAZ. 1º DE ELECTROMECÁNICA DE VEHÍCULOS. CIRCUITOS DE FLUIDOS, SUSPENSIÓN Y DIRECCIÓN.<br />

La <strong>suspensión</strong> hidractiva o <strong>suspensión</strong> hidroneumática pilotada electrónicamente, incluye todos<br />

los órganos <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> hidroneumática con el mismo funcionamiento y, a<strong>de</strong>más, incorpora un<br />

regulador <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z por cada eje (es una esfera adicional), una electroválvula por cada eje y toda la<br />

parte electrónica (calculador y captadores).<br />

Este sistema permite al conductor la elección entre dos tipos <strong>de</strong> conducción, normal y<br />

automática. En la normal, el conductor elige la <strong>suspensión</strong> que más le interese mientras que en la<br />

automática, es el mismo automóvil el que varía la flexibilidad <strong>de</strong> su sistema <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong><br />

adaptándola a las condiciones <strong>de</strong> marcha <strong>de</strong>l vehículo y el tipo <strong>de</strong> conducción, controlando la<br />

inclinación <strong>de</strong> la carrocería, el cambio <strong>de</strong> velocidad, el giro <strong>de</strong>l volante o la actuación <strong>de</strong> los frenos.<br />

El sistema permite también nivelar uno o ambos ejes cuando se carga el vehículo o se circula por<br />

carreteras en mal estado, así como reducir la altura <strong>de</strong> la carrocería cuando se va rodando a alta<br />

velocidad.<br />

1. Calculador<br />

2. Captador <strong>de</strong> giro <strong>de</strong>l volante<br />

3. Captador <strong>de</strong>l pedal <strong>de</strong>l acelerador<br />

4. Captador <strong>de</strong>l pedal <strong>de</strong> freno<br />

5. Captador <strong>de</strong> velocidad<br />

6. Captador <strong>de</strong> <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong> la carrocería<br />

<strong>7.</strong> Electroválvula<br />

8. Regulador <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z<br />

9. Esferas adicionales<br />

10. Esferas <strong>de</strong>l eje <strong>de</strong>lantero<br />

11. Esferas <strong>de</strong>l eje trasero<br />

Esta <strong>suspensión</strong> ha sufrido varias variaciones, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el mo<strong>de</strong>lo XM, el Xantia hasta el actual que<br />

es el utilizado en el mo<strong>de</strong>lo C-5 y que se llama SC/CAR (Systeme Citroën/Control Active Roulis).<br />

El sistema permite mantener la carrocería horizontal en las curvas, con lo que los neumáticos<br />

trabajan en las mejores condiciones <strong>de</strong> adherencia.<br />

Cuando se supera una inclinación <strong>de</strong> la carrocería <strong>de</strong> más <strong>de</strong> 0,3º, el cilindro recibe o expulsa<br />

líquido a presión, estirándose o encogiéndose, con lo que se aplica una fuerza en sentido contrario a<br />

la inclinación <strong>de</strong> la carrocería.<br />

Como pue<strong>de</strong> verse en la figura siguiente, el sistema está compuesto <strong>de</strong> una parte electrónica, una<br />

parte hidráulica y una parte mecánica.<br />

La parte electrónica está formada por los captadores y el calculador <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong> que es el<br />

auténtico “cerebro” <strong>de</strong> la <strong>suspensión</strong>, a él le llega toda la información <strong>de</strong> los captadores y en base al<br />

programa que tiene preestablecido actúa sobre la electroválvula <strong>de</strong>l regulador SC/CAR.<br />

El sistema hidráulico está formado por la misma fuente <strong>de</strong> presión, <strong>de</strong>pósito, líquido, cilindros<br />

hidráulicos, esferas, un corrector SC/CAR comandado por bieletas y que es el que provoca el<br />

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EFA MORATALAZ. 1º DE ELECTROMECÁNICA DE VEHÍCULOS. CIRCUITOS DE FLUIDOS, SUSPENSIÓN Y DIRECCIÓN.<br />

accionamiento <strong>de</strong> los cilindros par mantener la posición horizontal y que está fijado al eje <strong>de</strong>lantero<br />

y finalmente, un acumulador <strong>de</strong> líquido para el propio sistema.<br />

La parte mecánica está compuesta <strong>de</strong> dos barras estabilizadoras (una <strong>de</strong>lantera y otr trasera) y un<br />

conjunto <strong>de</strong> bieletas y resortes que aseguran la unión entre los dos brazos <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong> <strong>de</strong>lanteros<br />

y el corrector SC/CAR.<br />

Esquema completo <strong>de</strong> un sistema antibalanceo SC/CAR<br />

Mando mecánica <strong>de</strong>l balanceo<br />

En cada eje va instalada una electroválvula, acoplada al regulador <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z. El calculador envía<br />

una señal eléctrica a la electroválvula; ésta se la transmite hidráulicamente al regulador <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z,<br />

el cual or<strong>de</strong>na el cambio <strong>de</strong> estado <strong>de</strong> <strong>suspensión</strong>, imponiendo el modo “firme” o modo “elástico”.<br />

Posición “firme” Electroválvula en reposo Posición “elástica” Electroválvula activada<br />

La electroválvula está en reposo cuando el bobinado no recibe corriente eléctrica. En este caso el<br />

muelle mantiene la aguja sobre su asiento. La salida hacia la utilización está en comunicación con el<br />

<strong>de</strong>pósito. El sistema está en posición “firme”.<br />

La electroválvula está activada cuando recibe corriente eléctrica; se crea una fuerza magnética<br />

sobre el núcleo, el cual está unido a la aguja, que se <strong>de</strong>splaza y se apoya sobre el asiento. La salida<br />

<strong>de</strong> líquido se encuentra en comunicación con la presión <strong>de</strong> alimentación. El sistema está “elástico”.<br />

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