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Suspensión
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Introducción
Se llama suspensión al conjunto de elementos elásticos que se
interponen entre los órganos suspendidos (bastidor, carrocería,
pasajeros y carga) y los órganos no suspendidos (ruedas y ejes).
Su misión es absorber las reacciones producidas en las ruedas por las
desigualdades del terreno, asegurando así la comodidad del conductor
y pasajeros del vehículo y, al mismo tiempo, mantener la estabilidad
y direccionabilidad de éste, para que mantenga la trayectoria deseada
por el conductor.
Además también es necesario que cumplan con otras funciones complementarias:
Cuando el vehículo circula por un terreno irregular, las ruedas están sometidas a una serie de impactos que se transmiten a la carrocería a través de los elementos de unión. Si el terreno es llano, las pequeñas irregularidades del mismo son absorbidas por la elasticidad de los neumáticos. Cuando las irregularidades son grandes, los impactos producidos serían acusados por los ocupantes del vehículo, de no mediar la suspensión; la unión elástica que ésta supone es capaz de absorber dichas reacciones.
La absorción de estas reacciones se consigue por la acción combinada de los neumáticos, la elasticidad de los asientos y el sistema de suspensión.
Cuando un automóvil
pasa sobre un resalte o sobre un hoyo, se produce un golpe sobre la rueda que
se transmite por medio de los ejes al chasis y que se traduce en oscilaciones.
Una mala conducción o un reparto desequilibrado de las cargas pueden
también originar "oscilaciones". Estos movimientos se generan
en el centro de gravedad del coche y se propagan en distintos sentidos. Los
tres tipos de oscilaciones existentes serian:
Características
que debe reunir la suspensión
Como los elementos de suspensión han de soportar todo el peso del vehículo,
deben ser lo suficientemente fuertes para que las cargas que actúan sobre
ellos no produzcan deformaciones permanentes.
A su vez, deben ser muy elásticos, para permitir que las ruedas se adapten
continuamente al terreno sin separarse de el. Esta elasticidad en los elementos
de unión produce una serie de oscilaciones de intensidad decreciente
que no cesan hasta que se ha devuelto la energía absorbida, lo que coincide
con la posición de equilibrio de los elementos en cuestión; dichas
oscilaciones deben ser amortiguadas hasta un nivel razonable que no ocasione
molestias a los usuarios del vehículo.
La experiencia demuestra que el margen de comodidad para una persona es de 1
a 2 oscilaciones por segundo; una cifra superior excita el sistema nervioso,
aunque tampoco conviene bajar el valor mínimo porque se favorece el mareo.
Un muelle blando tiene gran recorrido y pequeño numero de oscilaciones bajo la carga, mientras que un muelle duro tiene menor recorrido y mayor numero de oscilaciones. Este mismo efecto se manifiesta al variar la carga que gravita sobre el muelle.
Influencia
de la carga en la suspensión
Si en los vehículos las cargas fueran constantes resultaría fácil
adaptar una suspensión ideal, pero como esto no se da en ningún
caso (al ser la carga variable, especialmente en vehículos de transporte)
los elementos elásticos deben calcularse para que aguanten el peso máximo
sin pérdida de elasticidad.
En estas condiciones es imposible obtener una suspensión ideal ya que,
si se calcula para un peso mínimo, la suspensión resulta blanda
en exceso cuando aquel aumenta; si se calcula para el peso máximo, entonces
resulta dura cuando el vehículo marcha en vacío o con poca carga.
Efectos
de un elemento de flexibilidad variable
Se ha visto que las oscilaciones de la suspensión aumenta y disminuye
en función de la carga y el grado de dureza de los muelles. Por tanto,
si se mantiene la oscilación constante, conseguiríamos, una suspensión
que se acerca a la ideal.
Para ello se tiene que colocar un elemento de unión cuya flexibilidad
sea variable, de modo que, al aumentar la carga, aumente asimismo su rigidez
para mantener constante la deformación.
Esto es muy difícil de conseguir con resortes metálicos; por tanto,
las suspensiones basadas en este tipo de elementos (ballestas, muelles, barras
de torsión, etcétera.) necesitan llevar acoplado un sistema amortiguador
de oscilaciones que recoja la energía mecánica producida y evite
su transmisión a la carrocería.
En las suspensiones neumáticas o hidroneumáticas se consigue la
flexibilidad variable aumentando o disminuyendo la presión interna en
sus elementos, como se verá al estudiar estos sistemas.
El sistema de suspensión esta compuesto por un elemento flexible (muelle de ballesta o helicoidal, barra de torsión, muelle de goma, gas o aire) y un elemento amortiguación (amortiguador), cuya misión es neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida originadas por el elemento flexible al adaptarse a las irregularidades del terreno.
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