Sistema de Suspensión

La suspensión del automóvil es fundamental, tanto para la seguridad como para la comodidad en la carretera. En el siguiente post estaremos tocando el tema del sistema de suspensión del coche, los tipos existentes, su objetivo y la importancia que tiene en el buen funcionamiento del automóvil.

No debe confundirse con la amortiguación, la suspensión de un automóvil no tiene el mismo papel en absoluto a pesar de que la confusión entre los dos es común entre los menos conocedores. Sin embargo, el vocabulario es bastante revelador ya que la suspensión suspende y los amortiguadores amortiguan.

Así que veamos un poco más en detalle este dispositivo, su función y las diferentes variantes que puede encarnar.

¿Qué es el Sistema de Suspensión?

El sistema de suspensión en un vehículo son los elementos que permiten conectar las masas no suspendidas (típicamente la rueda, los sistemas de frenado, de tracción, etc.) con las masas suspendidas (típicamente el chasis, el motor y todos los componentes del vehículo).

El uso de la suspensión viene impuesto por las irregularidades de la superficie sobre la que se mueve el vehículo. Reduce el impacto sobre la máquina, evitando roturas y desgastes excesivos, mejorando el confort de conducción y manteniendo el contacto entre las ruedas y el suelo a pesar de sus irregularidades, condición imprescindible para la adherencia a la carretera.

Además, el hecho de que un vehículo tenga una masa requiere el uso de un mecanismo de retorno para evitar que el sistema se hunda indefinidamente a medida que avanza la rugosidad del terreno.

Así, la suspensión consta de un dispositivo de conexión entre las “masas no suspendidas” y las “masas suspendidas”, un resorte y posiblemente un amortiguador.

También distinguimos entre suspensiones de “rueda independiente” en las que en un mismo eje se separa la parte izquierda de la parte derecha, y las suspensiones de “eje rígido” donde se unen las partes izquierda y derecha.

¿Para qué sirve la suspensión del coche?

La función de la suspensión del automóvil es garantizar que las ruedas permanezcan en contacto con el suelo y que el automóvil permanezca estable.

De hecho, el camino está lleno de irregularidades, tales como agujeros, baches y desniveles. La suspensión ayuda a mantener el agarre en la carretera, a pesar de las irregularidades del terreno.

Asimismo, en las curvas y durante la aceleración o el frenado, la suspensión del coche aporta flexibilidad al vehículo y ayuda a mantener su equilibrio.

Su función es, por tanto, básica y esencial, es decir, suspender el coche en el aire. Por lo tanto, es el enlace, junto al amortiguador, entre las masas suspendidas (automóvil) y las masas no suspendidas (ruedas).

Su objetivo es mantener el coche a una determinada altura mientras se puede modular, es decir, relajarse y flexionarse. Desafortunadamente, cuanto más lo flexionemos, más tenderá a relajarse fuertemente: es el retorno de la energía acumulada.

Este fenómeno, por lo tanto, induce un rebote. Cuanto más se presione el resorte, con más fuerza volverá a su estado inicial, lo que tenderá a provocar el famoso rebote. Para evitarlo, instalamos un dispositivo para limitar la intensidad de sus movimientos verticales, por eso es el famoso amortiguador.

Es bastante simple: sin la suspensión, el automóvil sería incontrolable.

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Dispositivos de Suspensión

La suspensión se ha beneficiado de una variedad de dispositivos que se usan para cumplir su función principal. Algunos de ellos ya son parte fundamental de los sistemas de suspensión actuales.

1. Muelles helicoidales

Este es el dispositivo más familiar, es un simple resorte helicoidal hecho de metal flexible que vuelve a su estado original cuando ya no está bajo estrés. Puede ser más corto o largo, dependiendo de si deseas una distancia al suelo mayor o menor.

Los resortes cortos son ampliamente aclamados para automóviles con un temperamento más deportivo, y los vemos en particular en muchos chasis deportivos opcionales como por ejemplo: paquete BMW M, paquete Mercedes AMG, Audi S-Line, etc.

En el eje delantero, el resorte generalmente se encuentra alrededor del amortiguador, mientras que en la parte trasera está bastante desfasado con este último, justo al lado.

2. Barra de torsión

Los coches más económicos pueden beneficiarse de lo que se denomina eje de torsión. En última instancia, es casi lo mismo que los resortes helicoidales, se trata de explotar la flexibilidad de un elemento metálico para suspender el automóvil en el aire.

La diferencia aquí es que no es una barra de hierro enrollada en forma de resorte, sino una barra de metal recta, que puede girar longitudinalmente. Un extremo del tubo está unido a las masas suspendidas (el marco) y el otro a las masas no suspendidas (brazo tirado conectado a la rueda).

3. Hojas metálicas planas o ballestas

Aquí hay una tercera variación de la suspensión de metal. Después de los resortes y los tubos que pueden deformarse en su longitud, aquí están las barras metálicas planas. Se fijan al marco por ambos lados y entonces es suficiente aprovechar su flexibilidad a lo largo.

La ventaja aquí es tener un sistema económico y particularmente resistente a cargas pesadas, solo hay que apilarlas una encima de la otra para tener algo que resista el peso. Por ello, es muy usada para vehículos de carga.

Por otro lado, realmente no es ideal para un buen manejo, el sistema sigue siendo bastante básico y tosco.

4. Puntales

El puntal es el elemento esencial de la suspensión MacPherson. Con su forma cilíndrica y su vástago que lo supera, su aspecto es similar al de un amortiguador convencional. De hecho, el puntal asume la función de absorción de un amortiguador además de ubicar el muelle y posicionar la suspensión.

La función de amortiguación se realiza de forma diferente, dependiendo del tipo de puntal. A diferencia de las suspensiones convencionales, las que tienen puntales no utilizan nunca un amortiguador independiente.

Las dos categorías de puntales son: sellados y de cartucho reemplazable.

El puntal del tipo sellado está diseñado para que el extremo del sello esté permanentemente cerrado, impidiendo cualquier posibilidad de acceso al cartucho del amortiguador insertado en el pilar.

Los puntales reparables están diseñados para permitir la sustitución del amortiguador. El extremo superior del tubo de este tipo de puntal está cerrado por un manguito roscado.

El amortiguador dentro del puntal reparable se suele sumergir en un líquido. Esto significa que el amortiguador contiene aceite que toca y lubrica la pared interna del puntal.

La estanqueidad está garantizada por el manguito roscado, una junta tórica y la junta del vástago del pistón. La reparación de este tipo de puntal impone una limpieza intensiva del interior del puntal, una limpieza absoluta y gran cuidado durante el montaje incluyendo el rellenado con aceite nuevo.

Para simplificar la renovación de los puntales, los fabricantes ahora están insertando cartuchos.

Diferentes Tipos o Sistemas de Suspensión

Existe una gran cantidad de tipos de sistemas de suspensión. En la práctica, su uso depende en gran medida de la carga a transportar, los costes de fabricación y el tipo de vehículo.

1. Suspensión tipo MacPherson

Es el tipo más común, utilizado en el eje delantero de rueda independiente de los automóviles actuales. Consiste en un solo brazo de suspensión transversal (o triángulo en el tipo conocido como “pseudo MacPherson”) por lado.

La unión entre las masas suspendidas y no suspendidas se realiza mediante una rótula en el lado de la rueda y una copa en el lado del chasis. El amortiguador y el resorte helicoidal son concéntricos en el puntal unido rígidamente al muñón de la dirección.

La barra estabilizadora proporciona una guía longitudinal del brazo transversal.

Este tipo de suspensión es muy común en el automóvil de producción porque el sistema es simple y, por lo tanto, económico. También es muy eficaz porque mantiene la rueda bastante perpendicular al suelo.

Más aun, cuando el vehículo rueda, hay un agarre de comba negativo en el pandeo. Esto asegura un buen rendimiento del lado de la carretera.

Earle S. MacPherson fue un ingeniero nacido en el Reino Unido. Después de trabajar en la división Chevrolet de General Motors en Estados Unidos, llegó a Francia para trabajar en la división europea del fabricante Ford, fue allí donde desarrolló su sistema de suspensión, que se utilizó por primera vez en el Ford Vedette en 1949.

2. Suspensión de barra de torsión trasera

Este tipo de suspensión se usa mucho en automóviles, a veces se le llama “eje semirrígido”. La viga que conecta los dos brazos es más o menos flexible en torsión, su rigidez limita la toma de rollo. Las masas no suspendidas izquierda y derecha se fijan al final de los brazos tirados.

Este tipo de suspensión se encuentra en los ejes traseros de pequeños tirones delanteros. La cavidad de la inclinación es cero cuando se empuja la suspensión. Es una suspensión económica, lo que explica su uso.

3. Suspensión de doble horquilla

Como las suspensiones MacPherson, estas también usan triángulos. Pero esta vez se usan dos, uno más alto y otro más bajo. El portador de nudillos está conectado por dos rótulas, una al triángulo inferior y la otra al triángulo superior.

El marco está conectado en 4 articulaciones, dos por triángulo. Un amortiguador y un sistema de muelles están articulados en uno de los dos triángulos. Esta suspensión a veces se denomina "suspensión de paralelogramo deformable".

Este tipo de suspensión se encuentra en la mayoría de coches de competición y coches de gama alta (GT). Su interés radica en la infinidad de ajustes posibles en función de los puntos de anclaje de las diferentes uniones.

Así, todos los movimientos del caucho, son regulables e incluso pueden ser variables. Pero además, a diferencia de la suspensión tipo MacPherson, proporciona una mejor tracción dependiendo de la configuración aplicada al tren.

Al igual que con la suspensión MacPherson, se combina una barra estabilizadora para mejorar el comportamiento físico del chasis.

4. Suspensión deslizante

Es una suspensión donde la rueda puede moverse deslizándose en una guía. El conjunto de la estructura es rígida. Esta suspensión fue utilizada durante mucho tiempo en motocicletas, donde fue reemplazada por la suspensión basculante.

Tiene la ventaja de permitir la construcción de un cuadro más sólido (toda la parte trasera es rígida), pero permite menos recorrido.

5. Suspensión con brazo oscilante

No se usa mucho en automóviles, excepto para cargas pesadas, típicamente remolques de camiones y tanques militares, es del tipo “independiente”. Sin embargo, su uso es masivo para la parte trasera de vehículos tipo motocicleta, donde reemplazó la suspensión deslizante en la parte trasera.

Consiste en un brazo de suspensión, la rueda y el marco se fijan con un pasador. Un amortiguador y un sistema de resortes se conectan mediante una rótula al brazo de suspensión.

Este tipo de suspensión es muy compacta, lo que permite el uso de brazos de suspensión de gran dimensión y así soportar una carga muy elevada. No hay una “cavidad de inclinación” en el pandeo, de ahí el uso para motocicletas y vehículos de orugas. Este tipo de suspensión también proporciona una excelente tracción.

Una mejora de esta suspensión es la suspensión de Christie utilizada en los tanques donde el elemento de amortiguación está desplazado a una posición aproximadamente horizontal.

Esta solución permite proteger el amortiguador y especialmente aumentar sus dimensiones. En efecto, para tener grandes deflexiones, sería necesario acercar el amortiguador al eje de rotación, lo que genera fuerzas importantes, o alargar la carrera del amortiguador, que luego se vuelve incompatible con el vehículo.

6. Suspensión telescópica

Esta es la suspensión reservada para la industria de la motocicleta y la aviación. Se instala mediante un par de amortiguadores y sistemas de resortes en la parte delantera de las motocicletas para permitir la orientación de las ruedas y limitar la deformación durante las tensiones laterales.

En el campo de la aviación, se utiliza un único sistema de amortiguador y resorte, la orientación se garantiza mediante dos pequeños brazos de suspensión que no desempeña otro papel que el de guía.

Esta suspensión se prefiere por una razón de ligereza, esencial en la aviación. Las suspensiones no ayudan al vuelo, no es necesario cargar la aeronave con ellas.

Por las mismas razones de ligereza, este tipo de suspensión se utiliza en motocicletas, aunque las razones físicas difieren. En este caso, el objetivo es reducir las masas no suspendidas, siendo el tren más reactivo, con menos inercia.

7. Suspensión neumática

Es el tipo de suspensión más cómodo pero también el más caro. La idea aquí es suspender el coche mediante bolsas de aire. Como habrás adivinado, no se trata solo de instalar tubos inflados en lugar de resortes.

Se necesita todo un sistema para poder suministrarles aire, porque siempre hay pérdida de aire. Por lo tanto, se necesita un circuito neumático que conecte las bolsas de aire a un compresor eléctrico controlado por la electrónica.

Tan pronto como la computadora detecta una caída de presión, el compresor envía aire. Ten en cuenta que esta es la única suspensión controlable electrónicamente que puede corregir la actitud del automóvil.

Como resultado, podemos elevar el nivel de altura del chasis para ganar distancia al suelo o incluso compensar una carga.

Los sistemas de suspensión neumática se dividen en dos tipos:

• Compensación de carga manual.
• Compensación de carga automática.

El sistema de inflado manual se puede controlar para un vehículo nuevo y también se puede instalar en casi todos los vehículos fabricados sin esta opción.

Varios tipos de sistemas inflables manuales están disponibles. Un sistema común de inflado manual, utiliza un motor de corriente continua con revoluciones rápidas, y se acciona manualmente desde el asiento del conductor.

Otro tipo de sistema manual, en cambio, realiza el inflado mediante una válvula montada en la parte trasera del vehículo.

Partes de una Suspensión Delantera Independiente

Los sistemas de suspensión delantera son bastante complejos. Asumen tareas que pueden parecer incluso contradictorias. Una de ellas es la de mantener las ruedas firmemente en posición y al mismo tiempo permitir que se dirijan a la derecha o a la izquierda.

Además, debido a la transferencia de peso durante la frenada, la suspensión delantera debe absorber la parte más importante del par de frenado de la rueda delantera. Mientras se realizan estas tareas, también debe proporcionar una conducción cómoda y estabilidad en la conducción.

Los componentes esenciales de los sistemas de suspensión de enlace desigual son, el pivote de dirección, los brazos, las rótulas, los amortiguadores y los muelles.

Nudillo: El conjunto, llamado nudillo, está formado por el eje de la rueda y el nudillo de la dirección. La mangueta está conectada a la rueda por los rodamientos de la rueda y el lugar donde se conectan el cubo de la rueda y los rodamientos de la rueda.

En el brazo de la suspensión hay un codillo de dirección. En la mayoría de los casos, la rótula de dirección y el manguito de dirección están forjados en una sola pieza.

Brazos de suspensión: La función principal de los brazos de suspensión superior e inferior de una suspensión delantera independiente es la de ubicar la rueda. Determinan la posición del sistema y sus componentes en relación con el vehículo y se fijan al chasis mediante casquillos de goma.

Los movimientos de los brazos permiten que la rueda se mueva verticalmente en respuesta a las irregularidades de la carretera. El extremo exterior de cada uno de los brazos está conectado a la rueda mediante articulaciones esféricas insertadas en los brazos y el pivote de dirección.

Los dos tipos de brazos de suspensión son los siguientes:

• El triángulo, también llamado brazo de dos puntos o brazo A.
• El brazo tipo I o de un solo punto.

El brazo en A proporciona una mayor estabilidad lateral que el brazo I es más ligero y ocupa menos espacio que el triangulado.

Sin embargo, el brazo I requiere modificaciones en el diseño de la suspensión para compensar una estabilidad lateral reducida.

Rótula. Una rótula conecta el pivote de la dirección en el brazo de la suspensión que permite girar las ruedas delanteras. La barra cónica de la rótula sobresale de la carcasa, pasa por una articulación de goma que contiene el lubricante en la carcasa y evita que entre la suciedad.

Algunas rótulas requieren una lubricación periódica. Una rótula soporta el peso del vehículo, y se suele montar en el brazo de suspensión que soporta o actúa como soporte del muelle.

La bola de carga también se denomina bola cargada a tensión o a compresión. El nombre depende de cómo la carga tiende a empujar la bola en la carcasa (compresión) o para extraerlo de la envoltura (tensión).

Las rótulas de seguimiento suelen denominarse rótulas cargadas únicamente por fricción. La bola seguidora se encuentra en el brazo de suspensión, que no soporta el muelle. La bola de seguimiento no soporta el peso del vehículo y no tiene que someterse al mismo esfuerzo que la bola de carga.

Dependiendo de la posición del muelle, la rótula superior o inferior será la que soporte la carga. En el caso de las suspensiones MacPherson, normalmente sólo hay una rótula en cada lado del vehículo y es una rótula de arrastre.

En las suspensiones de puntal modificadas, la bola soporta la carga porque el muelle está situado entre el brazo inferior y un travesaño del bastidor.

Algunas rótulas están equipadas con un indicador de desgaste. El desgaste de la rótula hace que la bola sea presionada hacia la boquilla de lubricación en el alojamiento de la rótula. La rótula debe ser sustituida cuando el hombro del acoplamiento y la parte inferior de la envoltura son iguales.

La rótula no es más que una esfera encerrada en una carcasa. Mientras la esfera se mantenga en su envoltura no esté desgastada, la rótula asegura una fuerte unión.

Bujes: Los bujes de goma o poliuretano se encuentran en muchos componentes de la suspensión, como los brazos de torsión y los tirantes. Los casquillos proporcionan un buen giro, reducen el número de puntos que hay que engrasar y permiten una ligera desalineación durante el montaje.

Los casquillos también ayudan a absorber los golpes de la carretera, ya que permiten cierto movimiento, y reducen el ruido en el habitáculo.

Los bujes de la suspensión pueden deteriorarse con bastante rapidez, provocando el desgaste de los neumáticos. También son una causa común de desalineación de la geometría de la suspensión.

Los bujes de repuesto están disponibles en dos variedades: originales o de rendimiento. Los casquillos de alto rendimiento suelen ser de poliuretano de alta calidad y se venden principalmente para mejorar la dirección y el manejo.

Los casquillos de uretano más duros eliminan el encaje o el juego no deseado entre los distintos componentes de la suspensión.

¿Cuál es la diferencia entre suspensión y amortiguadores?

La suspensión es un sistema que se conforma de 3 partes: el neumático, los resortes de suspensión y los amortiguadores:

Para dar un ejemplo concreto, cuando el automóvil encuentra una imperfección en la carretera, el resorte de suspensión ayuda a mantener el movimiento vertical del vehículo para que permanezca nivelado.

En un impacto debajo del neumático, el automóvil tendería a seguir moviéndose hacia arriba y hacia abajo. Son los amortiguadores los que reducen este movimiento. Esto permite que los neumáticos permanezcan en la carretera tanto como sea posible.

Todo el sistema de suspensión está diseñado para maximizar la fricción de los neumáticos con el contacto con el suelo. Esto proporciona control sobre la estabilidad de la dirección y permite un buen manejo mientras se mantiene la comodidad de los pasajeros.

Los muelles y los amortiguadores, como los neumáticos, sufren todos los rigores de la madre naturaleza y de la carretera: arena, rocas, sal en invierno, lluvia, nieve, etc. Todo esto degrada su estado por corrosión.

Además, aunque podríamos pensar que el rendimiento de un automóvil está influenciado solo por la fuerza del motor, la forma aerodinámica del automóvil y la calidad de los neumáticos, otras partes del automóvil son igualmente importantes.

No importa cuánta potencia pueda acelerar tu automóvil de 0 a 100 km, si no puedes controlarlo, no puedes esperar rendimiento. Por lo tanto, resulta que los resortes de suspensión y los amortiguadores son igualmente esenciales para el correcto funcionamiento de tu vehículo.

El sistema de suspensión no se limita a absorber irregularidades en la calzada. Cuando está defectuoso, impide una buena frenada y virajes. Existe un peligro real al conducir con un sistema de suspensión defectuoso. Corres el riesgo de perder el control de tu vehículo.

¿Cómo saber si la suspensión está defectuosa?

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La temperatura debe estar por encima de los siete grados Celsius para realizar la siguiente prueba. Si hace más frío, el líquido hidráulico de los amortiguadores será más viscoso, lo que aumenta la rigidez de la parte del vehículo. Puede parecer que los amortiguadores funcionan bien, pero no lo harán en un clima más cálido.

• Presiona el parachoques en las 4 esquinas del automóvil lo más fuerte que puedas. El peso que apliques debe hacer que el automóvil se mueva hacia arriba y hacia abajo.
• Ahora observa: si el automóvil solo salta y regresa rápidamente a su posición original, los amortiguadores están bien. Si hace más de un salto, hay que cambiarlos.

Mientras conduces, si notas que el coche reacciona con lentitud y que sientes molestias, es más probable que hayas roto la suspensión.

Si notas un desgaste desigual de los neumáticos, podría ser en el sistema de suspensión. No te demores en reparar, porque tendrás que agregar el precio de dos neumáticos nuevos, además de la reparación del sistema de suspensión.

Un sistema de suspensión desgastado puede ser ruidoso, por lo que debes estar alerta y no siempre manejes la música a todo volumen. Presta atención a tu coche en todo momento.

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