Suspensión

VÍDEOS

MONTAJE Y DESMONTAJE DEL AMORTIGUADOR

1. Exponer el amortiguador

1) Localiza la base de montaje del amortiguador. Los amortiguadores son pistones cilíndricos rellenos de líquido hidráulico y normalmente tienen la forma de un cono metálico con una envoltura alrededor.

• Abre el capó y busca los tornillos del amortiguador (un círculo de tres tornillos en una bandeja dentro del compartimento del motor) a cada lado del automóvil, próximo al parabrisas. En el centro de este anillo de tornillos se encuentra el propio amortiguador. No sueltes aún ninguno de estos tornillos, especialmente el central, sino que úsalo como tu punto guía.

2) Quita la rueda. Primero suelta los tornillos que fijan la rueda con una llave inglesa y eleva el automóvil con un gato mecánico, colocándolo de acuerdo a las instrucciones del manual del fabricante para cambiar un neumático. Una vez hayas elevado el automóvil, coloca un gato hidráulico debajo para darle estabilidad. Quita los tornillos que fijan la rueda y retírala.

• Siempre es importante usar un soporte para gatos hidráulicos para fijar el automóvil. No intentes hacer este trabajo sin el soporte. Los gatos pueden caerse de repente, dejar caer el automóvil y atraparte bajo él. Los gatos usan fuerza hidráulica que puede perderse de repente y necesitan fijarse con soportes para hacer el trabajo de forma segura. Invierte en un par de soportes para gatos.

3) Quita el soporte de las líneas de frenado si es necesario. Es posible que necesites quitar los soportes de las líneas de frenado de la base de montaje del amortiguador. No están presentes en todos los automóviles, así que salta este paso si no ves un enganche pequeño sujetando las líneas de frenado al amortiguador.

• Si lo ves, desatornilla el enganche con el destornillador adecuado y mueve las líneas de frenada para poder quitar el amortiguador.

4) Retira la barra estabilizadora si fuera necesario. La barra estabilizadora trabaja junto a la base de montaje del amortiguador para estabilizar el automóvil bajo condiciones irregulares del asfalto o saltos. Para hacerlo, quita el gancho que lo fija con una llave inglesa y quita la barra estabilizadora.

• Busca un pequeño enganche de metal que una una barra metálica (normalmente negra) al amortiguador y quítalo. De nuevo, no siempre es un obstáculo en todos los automóviles; quizá solo necesitas soltar el amortiguador de la dirección para liberarlo. Una vez hayas retirado todos los obstáculos, estarás listo para cambiar el amortiguador.

2. Quitar el amortiguador

1) Quita los tornillos de la dirección. Suele haber dos o tres tornillos largos que sujetan el amortiguador a la dirección. Quítalos retirando las tuercas de la base de montaje y soltando el amortiguador.

• Este suele estar oxidado y ser difícil de quitar. Puedes vaporizar un poco de WD-40 en los tornillos antes de soltarlos. Prueba a "martillear" unas cuantas veces la propia dirección para soltar un poco los elementos antes de dar directamente a los tornillos que fijan la dirección. Quizá necesitarás también un poco de aceite o lubricante.
• Dependiendo del modelo del automóvil, quizá tendrás que colocar el gato debajo de la dirección para elevarlo ligeramente y ver los tornillos.

2) Abre el capó y busca las torres del amortiguador para quitar los tornillos. Suelen encontrarse en la mitad del guardabarros y parecen cilindros. Suelen estar sujetos por tres tornillos. Quita estos tornillos.

• Al haber quitado los tornillos de la dirección, el amortiguador puede caerse. Puede ser de ayuda tener un compañero que sujete la base de montaje del amortiguador mientras tú sueltas los tornillos.

3) Tira del amortiguador. No desatornilles el tornillo central de la parte superior de la bandeja del amortiguador hasta que hayas comprimido los muelles (si lo haces). Si tienes una base de montaje de amortiguador, puedes tirar el amortiguador viejo y pasar a montar la nueva base de montaje del amortiguador.

• Se recomienda que las primeras veces que se intenta comprimir los muelles se use un compresor o abrazadera.

4) Si puedes conseguir un compresor de muelles, considera quitar el muelle. Asegúrate de que el compresor es seguro y no apunta en la dirección de cualquier cosa que no quieras que se dañe, comprime el muelle o pide a alguien con experiencia que lo haga.

• En la parte más superior del amortiguador se encuentra una tuerca grande similar a un disco que en realidad es la relación del amortiguador. Quita esta tuerca con un trinquete y una junta, y sujeta la barra del amortiguador con una llave inglesa justo debajo de la relación del amortiguador.

5) Monta el amortiguador nuevo. Pon el muelle sobre el amortiguador nuevo. Asegúrate de incluir todas las partes de goma del amortiguador viejo. Instala la relación del amortiguador sobre el muelle y cambia la barra siguiendo el par de torsión especificado por el fabricante.

3. Montar el amortiguador nuevo

1) Monta la base de montaje del amortiguador nueva en la dirección. Coloca de nuevo los tornillos, bien fijos pero que permitan al montaje moverse con libertad.

2) Coloca la base de montaje en la torre del amortiguador y pon sus tornillos. Ahora sí aprieta los tornillos con una llave inglesa, fijando la base de montaje a la dirección siguiendo el par de torsión especificado por el fabricante.

3) Coloca la rueda. Aprieta los tornillos con los dedos antes de bajar el automóvil. Elévalo ligeramente para quitar el soporte del gato hidráulico, después el gato en sí y baja el automóvil. Fija la rueda siguiendo las instrucciones del fabricante, así como los tornillos de la torre del amortiguador.

4) Realiza una comprobación final para asegurarte de que todo está correctamente colocado. Haz una prueba a baja velocidad para evaluar con seguridad el automóvil. Evita conducir a alta velocidad o las zonas con mucho tráfico. Es posible que el automóvil necesite algunos ajustes.

5) Repite el proceso con todos los amortiguadores que vayas a cambiar. Es más barato cambiar los amortiguadores según sea necesario, pero lo más común es cambiarlos todos de una vez, así que hazlo si piensas invertir en 2 o 4 amortiguadores nuevos. El proceso es básicamente el mismo para todos los amortiguadores independientemente de la posición.

Suspensión convencional

1. Principios Físicos

Parte de los mecanismos del automóvil están soportados por la carrocería y se denominan pesos suspendidos. Estos configuran el conjunto chasis: carrocería grupo, motor-propulsor. Otros mecanismos están apoyados directamente en el firme, como son: el eje y las ruedas, y se denominan pesos no suspendidos.

La suspensión consiste en interponer entre el chasis-carrocería y las ruedas ciertos elementos deformables capaces de absorber las irregularidades del pavimento.

Su misión es la de evitar al máximo que las incidencias de la carretera se trasmitan a los órganos del vehículo y que se mantenga siempre el contacto del neumático con el pavimento, a fin de:

• Proteger a los ocupantes y al vehículo de las irregularidades.
• Mejorar el funcionamiento de la dirección permitiendo una buena estabilidad.
• Contribuir a la seguridad activa del vehículo.

2. Elementos de suspensión

2.1. Resortes

Son unos elementos construidos de acero especial para resortes, a los que se le aplican diferentes tratamientos térmicos para mejorar sus propiedades, tales como elasticidad, resistencia mecánica...

Muelles

Están constituidos por una varilla cilíndrica (10 a 14 milímetros de diámetro) de acero especial, arrollado en hélice. El muelle helicoidal trabaja a torsión retorciéndose con los esfuerzos exteriores que soporta. Esta torsión se traduce en una disminución de la longitud del muelle al ser cargado, volviendo a su posición primitiva, por su elasticidad, cuando cesa la fuerza que actúa sobre él.

Ballestas

Están compuestas por una serie de láminas superpuestas, de diferentes longitudes, construidas en acero elástico para muelles. Este tipo de resorte tiene un rendimiento bastante débil en elasticidad.

Las láminas son unidas por un perno central que las atraviesa, y unas abrazaderas que permiten que las láminas se deslicen al cargar un peso sobre ellas.

Las ballestas se montan en los vehículos de forma longitudinal o transversal respecto al sentido de marcha.

Barras de torsión

Son barras macizas fabricadas de un material elástico que le confiere una elasticidad excepcional.

2.2. Amortiguadores

Su funcionamiento se basa en un pistón que se desliza en un cilindro. El cilindro está lleno de aceite. Es necesario permitir el paso del aceite entre un lado y otro del pistón para que este pueda moverse.

Amortiguador de doble efecto

Este amortiguador constituye una válvula de doble efecto a un determinado nivel de aceite. Esta válvula dispone de agujeros calibrados provistos a su vez de válvulas, dispuestas en sentido opuesto. La mitad de ellas funciona a expansión y la otra mitad a compresión.

2.3. Tirantes

También llamados estabilizadores longitudinales, son brazos de acero muy resistentes, con articulaciones elásticas en sus extremos, colocadas entre la estructura del vehículo y los sistemas de suspensión. Tienen la misión de unir longitudinalmente la suspensión al chasis para absorber los desplazamientos longitudinales y esfuerzos de reacción en las frenadas y aceleraciones del vehículo.

2.4. Barras estabilizadoras

Para evitar que el vehículo se incline con el consiguiente peligro de vuelco, sobre todo al tomar una curva, se montan barras estabilizadoras sobre los trenes delantero y trasero.

Elementos de neumática e hidráulica

Actividades

1) Dentro de los elementos de la neumática, se utilizan masivamente en aplicaciones industriales debido a las excelentes cualidades que presenta. Nombra cada una de ellas.

• El aire atmosférico es un elemento abundante en la naturaleza

• Puede ser fácilmente transportado por canalizaciones, incluso a grandes distancias, siendo innecesarios los conductos del retorno.

• Es comprensible, lo que facilita el almacenaje y transporte en depósitos.

• No existe riesgo de explosión ni incendio en ambientes peligrosos.

• No hay problemas por las fugas, debido a la limpieza del aire, lo que lo hace especialmente importante en la industria alimenticia y farmacéutica.

• Un manejo fácil de sus elementos sin que entrañen peligrosidad

2) Describe un grupo compresor y numera los distintos tipos de compresores.

El grupo compresor ha sido diseñado para ofrecer un caudal del aire limpio y seco a una presión preestablecida, con el objeto de asegurar un funcionamiento eficiente de todas las máquinas y mecanismos.

Las presiones ideales de empleo del aire comprimido oscilan entre 4 y 8 bar, siendo lo habitual 6 bar. El corazón de cualquier circuito neumático es el grupo compresor.

Tipos de compresores:

a) Compresor de émbolo:

• De pistón.
• De diafragma

b) Compresores rotativos:

• De paletas o multicelular
• De tornillo helicoidal
• Compresores roots.

c) Turbocompresores:

• Axiales
• Radiales

3) Haz un resumen sobre los distintos tipos de compresores que enumera la unidad.

Compresores de pistón:

Su funcionamiento  se basa en tomar aire por la válvula de aspiración en la carrera descendente del pistón, accionado por un cigüeñal, y expulsarlo a la zona de alta presión, a través de la válvula de escape,  mientras la de aspiración permanece cerrada. Suelen tener uno o varios cilindros.

Durante el trabajo de compresión del aire, se produce un aumento de la temperatura de este. Posteriormente el aire es vertido a la red y en su circulación se produce un descenso de temperatura que conlleva una caída de la presión en esta, perdiéndose así la capacidad de trabajo, lo que obliga a una refrigeración del cilindro.

Compresor de diafragma o membrana:
Su funcionamiento es similar al anterior, pero en vez de pistón utiliza una membrana sintética flexible de goma para producir la acción de bombeo. Su principal ventaja reside en la imposibilidad de que el aceite lubricante pase al aire, al estar interpuesta la membrana.

Compresor rotativo de paletas o multicelular:

Está constituido por un cárter cilíndrico en cuyo interior gira un rotor excéntrico provisto de un cierto número de paletas deslizables en el interior de unas ranuras.

Cuando el rotor gira, la inercia mantiene a las paletas pegadas a la pared, mientras en la excentricidad hace que el volumen de las células varié constantemente, comprimiendo el aire a medida que se acerca al orificio de salida.

Compresor de tornillos:

Está formado por dos tornillos helicoidales, engranados entre sí, que arrastran en su giro el aire axialmente. Se utilizan en los equipos de aire acondicionado domésticos.

Compresor root:

Como se ve en el dibujo, el aire es simplemente transportado de derecha a izquierda, sin modificar su volumen en el hueco comprendido entre ambos rotores y la carcasa exterior. Se utilizaron en los primeros motores sobrealimentados o turbo.

Turbocompresores:

Uno es el turbocompresor radial, llamado así porque aspira el aire en su parte central para lanzarlo

radialmente hacia la periferia por la acción de la fuerza centrífuga. La aceleración del aire se produce en sentido radial. Una posterior disminución de su velocidad hace que su presión aumente hasta el límite deseado.

4) En qué consiste el depósito o acumulador de aire.

A la salida del compresor, se dispone de un depósito de acero y forma cilíndrica, capaz de albergar una buena cantidad de aire comprimido. Esto supone una reserva de aire a presión necesaria para abastecer a los diferentes consumidores cuando la demanda es superior a la producción del compresor, evitando caídas de presión de la red. Al mismo tiempo que amortigua las pulsaciones del caudal de salida del compresor, estas pulsaciones generan ondas de presión que pueden resultar perjudiciales para los aparatos consumidores.

Por lo general, los acumuladores están provistos de diversos accesorios, tales como termómetro y manómetro, válvula de cierre y de vaciado del agua y válvula limitadora de presión. Con el termómetro y el manómetro controlaremos la temperatura y presión del aire en el acomulador.

Leyes de hidráulica y neumática

MAGNITUDES FÍSICAS DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA

Magnitudes son todas aquellas características que podemos medir, para lo cual las comparamos con una cantidad, a la que llamamos unidad.

Ejemplo:
El volumen del recipiente
El volumen de un recipiente es una característica de este que podemos medir. Para medirlo comparamos su volumen con el número de litros que puede contener. En este caso hemos utilizado el litro como unidad. Por todo ello, deducimos que el volumen es una magnitud física y el litro una unidad de esta.

-Densidad
Se llama densidad de un cuerpo a la masa que dicho cuerpo tiene por unidad de volumen.

-Viscosidad
Es una propiedad de los fluidos, que se define como la resistencia que ofrecen las moléculas que configuran el fluido al deslizarse unas sobre otras. Cuanto mayor es la viscosidad de un líquido, mayor es también la resistencia que este presenta al fluir.

Si la viscosidad es demasiado alta, aumenta la fricción; y en caso contrario, si la viscosidad es demasiado baja, aumentan las fugas internas al perder el efecto de sellado, lo que hace disminuir la eficacia de la bomba y aumentar las temperaturas.

La viscosidad se mide con un viscosímetro, que consiste en un sencillo tubo, terminado en un orificio calibrado, a través del cual se deja escurrir el líquido de prueba.

-Presión
Se define presión como la relación o cociente entre la fuerza y la superficie sobre la que actúa la misma: P = F/S

Según el sistema de unidades empleado al valorar la fuerza, tenemos las siguientes unidades de presión:

• Sistema Técnico: 1 kgf/cm²
• Sistema Internacional: 1 N/m² = 1 Pa

Presión atmosférica
La Tierra se halla envuelta de una masa de aire, a la que llamamos atmósfera. Toda esa masa de aire, en la que estamos sumergidos, ejerce una presión sobre la superficie de la tierra y el mar, debida a su propio peso.

A 25 ºC y al nivel del mar, la presión atmosférica vale 1,033 kg/cm²

La presión atmosférica varía con la altitud. Está claro que a alturas elevadas, al haber menos longitud de columna de aire, el peso del aire que hay por encima será menor, pues hay menos cantidad, y por tanto, la presión será menor.

La atmósfera y el bar

Si expresamos la presión atmosférica en kgf/m² o N/m², obtenemos números muy grandes. En la práctica se utilizan múltiplos de estos, como son:

• El kgf/cm², al que llamamos la atmósfera técnica:

1 atmósfera técnica = 1kgf/cm²

• El bar, que equivale a 100.000 pascales:

1 bar = 100.000 pascales

-Propiedades de la presión en los fluidos

Entre las propiedades de la presión en los fluidos podemos enumerar:

1. La presión en todos los puntos de un mismo plano horizontal es la misma.
2. En un fluido en reposo, la fuerza debida a la presión es perpendicular a la superficie de contacto y hacia fuera.
3. Los fluidos solo trabajan a compresión.

-Presiones absolutas y relativas

En las mediciones de presión se ha de diferenciar entre presión absoluta o barométrica y presión relativa o manométrica, según donde situemos el cero en la escala.

La presión absoluta se mide con relación al vació y la presión relativa se mide con relación a la presión atmosférica local.

En neumática e hidráulica se utilizan siempre valores de presión relativa, es decir, presiones por encima de la atmosférica del lugar en que se efectúa la medición.

-Caudal

Se define como caudal a la cantidad de fluido que pasa por la sección de un conducto en la unidad de tiempo. Esta cantidad de fluido puede ser expresada en masa o en volumen, debiendo distinguir el caudal másico o el caudal volumétrico.

-Potencia

La potencia desarrollada por una bomba o compresor es igual al caudal de fluido que bombea por la presión a la que bombea.

La potencia consumida por un receptor es igual al caudal de fluido que recibe por la presión a la que lo recibe.

-Ley fundamental de los gases (ley de Boyle-Mariotte)

Las tres magnitudes que determinan las condiciones en que se encuentra un gas son:

• ·   La presión
• ·   El volumen
• ·   La temperatura

A temperatura constante, consideramos el producto de la presión a que está sometido un gas por el volumen que ocupa se mantiene constante.

-Principio de continuidad

En un tubo cerrado, el caudal del fluido que circula por él es el mismo en cualquier punto o tramo de su recorrido, aunque estos sean de distintos diámetros.

-Principio de Pascal

La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite íntegramente a todos sus puntos en todas sus direcciones.

-Pérdidas de carga

Al circular un líquido por una tubería con sus longitudes, diámetros y accesorios, se produce un rozamiento de las moléculas entre sí y contra las paredes de la tubería, por lo cual se experimenta una pérdida de presión a medida que el fluido avanza en la conducción. A esta pérdida de presión es lo que llamamos pérdida de carga, pérdida de presión o caída de presión.

Circuito de Fluidos. Suspensión y Dirección. Parte 3.

-Acoplamiento de árboles
Son órganos mecánicos que transmiten el movimiento entre dos árboles coaxiales.

• Acoplamientos rígidos. Se emplean para unir los extremos de dos árboles que guardan entre sí una alineación perfecta

-Manguito de dos mitades. El arrastre está asegurado por la adherencia de las dos  mitades del manguito debido a la presión que ejercen los tornillos.

-Manguito de platos y casquillo cónico. El arrastre es doblemente asegurado; de una  parte, por la adherencia de los conos; y de otra, por la presión de los tornillos. 

• Acoplamientos elásticos. Sirven para acoplar árboles que no están bien alineados. Para ello se intercalan entre sus partes rígidas unos órganos deformables elásticos de material diverso que permiten un arranque ligeramente progresivo, absorben las deformaciones angulares de los árboles debido a la torsión y eliminan la transmisión de vibraciones.

• Acoplamientos móviles o variables. Permiten desplazamientos relativos axiales, radiales y angulares de los árboles en movimiento.

-Juntas cardan de cruceta. Se componen esencialmente de dos horquillas unidas a los extremos de los árboles, situadas en planos

Actividades

ACTIVIDADES

1. ¿Para qué llevan las tuercas almenadas sus ranuras?

2. ¿Es indiferente el sentido de las ranuras a la hora de colocar una arandela dentada?
3. Identifica los ejes y cubos ranurados en la transmisión de un vehículo.
4. Localiza en un vehículo los fuelles de la transmisión.

-Comenta los siguientes enlaces:
http://www.es.schaeffler.com
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Es una multinacional española dedicada al diseño, desarrollo, fabricación y distribución de soluciones completas de rodamientos de alta calidad.

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Por lo que da a entender el enlace, es una empresa de cojinetes, cojinetes antifricción, cojinetes lubricados por agua...

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SKF es un proveedor de tecnología líder en el mundo desde 1907. Su punto fundamental es la capacidad para desarrollar continuamente nuevas tecnologías y utilizarlas en la fabricación de productos que ofrecen ventajas competitivas a sus clientes. 

PREGUNTAS

1. Un tornillo de cabeza hexagonal es un elemento...
2. Las arandelas grower, ¿de que material están fabricadas?
3. Las uniones elásticas o silentblocks utilizan un vínculo intermedio flexible, ¿qué material se utiliza?

Circuito de Fluidos. Suspensión y Dirección. Parte 2.

TIPOS DE MOVIMIENTOS

-Movimiento lineal:
En cualquier instante las velocidades  de todos los puntos del cuerpo son iguales y, además, todos los puntos del cuerpo tienen trayectorias rectilíneas paralelas.

Se dice que el pistón tiene un movimiento lineal.

-Movimiento angular:
Un cuerpo tiene movimiento angular cuando las trayectorias de todos sus puntos son circunferencias concéntricas, con centro en el centro de rotación. La velocidad angular de todos sus puntos o, lo que es lo mismo, el número de vueltas que dan en la unidad del tiempo, es la misma.

-Movimiento compuesto (lineal más angular):
Este tipo de movimiento se puede estudiar como un movimiento de rotación cuyo centro de rotación, en ese instante, centro instantáneo de rotación (C.I.R), es el punto de contacto con el suelo. El sentido de giro y la velocidad angular son los de la propia rueda.
Se trata de un movimiento angular con la diferencia de que en este, el centro de rotación no es fijo, sino que varía con el tiempo.

El problema que realmente plantea un movimiento compuesto es calcular el centro instantáneo de rotación. Se pueden presentar dos casos:

• Conocemos el punto fijo del cuerpo, el que hace contacto con el suelo, sobre el que gira en ese instante (centro instantáneo de rotación)
• El cuerpo no tiene ningún punto fijo, pero conocemos la dirección de la velocidad lineal en dos puntos distintos.

ESTUDIO DE LOS MECANISMOS SEGÚN SUS VELOCIDADES

-Engranaje:

Es un conjunto mecánico compuesto de dos o más ruedas dentadas cuyos dientes, enlazados entre sí, transmiten un movimiento circular de un árbol a otro.

-Transmisión simple:

La rueda dentada 1 tiene movimiento de rotación y cada uno de sus dientes va engranando en los entrantes de la rueda dentada 2, a la que transmite su movimiento.

-Trenes de engranaje:

Un tren de engranaje es una sucesión de transmisiones simples.

Tipos de trenes de engranaje:

• Tren de engranaje en paralelo. Es un tren en el que todos los ejes tienen dos engranajes solidarios entre sí.
• Tren de engranaje en serie. Es aquel en el que cada eje tiene solo un engranaje.