Sistema de suspensión | Componentes, tipos, principios de funcionamiento.

El sistema de suspensión es una parte fundamental de cualquier vehículo, ya que está encargado de absorber las irregularidades del terreno y proporcionar una conducción más suave y segura. En este artículo, exploraremos los diferentes componentes de un sistema de suspensión, los diversos tipos de suspensiones que existen y los principios de funcionamiento que hacen que este sistema sea tan efectivo. Si quieres saber más sobre cómo funciona este elemento esencial de tu automóvil, ¡sigue leyendo!

Sistema de suspensión | Componentes, tipos, principios de funcionamiento.

Un sistema de enlaces mecánicos, resortes y amortiguadores que se utilizan para conectar las ruedas al chasis se llama sistema de suspensión. Normalmente tiene dos funciones: controlar el manejo y el frenado del vehículo para garantizar la seguridad y garantizar el confort de los pasajeros ante golpes, vibraciones, etc.

También ayuda a mantener la altura correcta del vehículo y la alineación de las ruedas. También controla la dirección del vehículo y debe mantener la rueda en dirección vertical para garantizar el máximo agarre. La suspensión también protege el propio vehículo y el equipaje de daños y desgaste. El diseño de la suspensión delantera y trasera de un automóvil puede ser diferente.


Lea más sobre el sistema de suspensión:
¿Qué tipos de sistemas de suspensión hay en un vehículo?Sistema de suspensión | Componentes, tipos, principios de funcionamiento.
¿Qué es un sistema de suspensión? Función del sistema de suspensión.Sistema de suspensión | Componentes, tipos, principios de funcionamiento.
Introducción al sistema de suspensión del vehículo.Sistema de suspensión | Componentes, tipos, principios de funcionamiento.


COMPONENTES DEL SISTEMA DE SUSPENSIÓN

Independientemente de su tipo, un sistema de suspensión tiene algunos componentes clave en común:

1. Tobillo o erguido –

Es el componente del sistema de suspensión que se monta encima del cubo de la rueda y a través del cual las ruedas y la suspensión del vehículo se conectan entre sí a través de los enlaces provistos.
Equipado con el pivote central y los ángulos de las ruedas hay un muñón de dirección que ayuda a que las ruedas delanteras del vehículo giren hacia la derecha o hacia la izquierda, lo que a su vez dirige el vehículo.
Un muñón de dirección proporciona espacio para un cojinete central a través del cual gira el cubo de la rueda junto con la rotación de las ruedas.

2. Atajos

Los varillajes son conexiones rígidas que se utilizan en un sistema de suspensión para conectar el bastidor principal del vehículo a los muñones de dirección de las ruedas mediante sujetadores mecánicos.

Dependiendo del tipo de suspensión utilizada, existen tres tipos de varillaje:

I. Horquilla o brazo en A –
Es el tipo de conexión mecánica que tiene la forma del alfabeto A. El extremo puntiagudo del brazo en A está sujeto al muñón de la dirección y los otros dos extremos del brazo en A están sujetos al bastidor principal del vehículo.
Dependiendo del uso previsto del vehículo, se utiliza un brazo en A simple o un brazo en A doble.

ii. Eje macizo o eje rígido
Este es el tipo de varillaje que conecta el bastidor principal del vehículo con el muñón de dirección del volante. Esta es la carcasa del eje estable que soporta el peso total del vehículo. Este tipo de varillaje se encuentra en los camiones.

III. Múltiples enlaces
En lugar de utilizar brazos transversales dobles o varillajes de eje sólidos, varios automóviles de alta gama utilizan suspensiones multibrazo, que utilizan múltiples brazos de control sólidos para conectar el bastidor principal del vehículo al muñón de dirección del volante.

3. Amortiguadores o resortes

Estos son componentes mecánicos flexibles diseñados para absorber los impactos causados ​​por las condiciones de la carretera y se colocan entre los varillajes (horquilla, eje sólido, multibrazo) y el bastidor principal, de modo que los impactos de la carretera se minimicen antes de que se transmitan al vehículo del bastidor principal.

Existen muchos tipos diferentes de amortiguadores según la aplicación y el tipo de suspensión:

I. Amortiguadores de muelles y amortiguadores.
Este es un tipo de amortiguador que utiliza un pistón neumático o hidráulico como amortiguador que proporciona amortiguación absorbiendo el impacto de la carretera.

Este amortiguador está rodeado por un resorte helicoidal de compresión, que es una restricción mecánica elástica que se comprime cuando el choque aplica fuerza y ​​regresa, o recupera su forma y tamaño originales, cuando se elimina la fuerza.

Se utiliza para mantener la superficie de contacto de los neumáticos con la carretera proporcionando rigidez (resistencia a la compresión) y también manteniendo el impacto en su longitud original después de absorberlo.

ii. ballesta
Se trata de un tipo de resorte en el que una serie de placas de metal dúctil, llamadas hojas, están dispuestas siguiendo un patrón especial, transmitido por las ruedas, estas hojas pretensadas, al ser dúctiles, intentan recuperar su forma original, es decir, para enderezarse. Esto significa que los golpes son absorbidos por las hojas.

Este tipo de amortiguador se ve fácilmente en camiones en la carretera, donde se utilizan amortiguadores de ballestas entre el eje rígido o rígido y el bastidor principal del vehículo.

III. aire primaveral
Es el último tipo de amortiguadores que se pueden ver fácilmente en los autobuses Volvo. Con los amortiguadores de resorte neumático, la absorción de impactos es una función de la compresión del aire, lo que significa que se utiliza aire como amortiguador.
El aire necesario para diferentes condiciones de carga es controlado y monitoreado por la unidad de control eléctrico del vehículo.

Sistema de suspensión | Componentes, tipos, principios de funcionamiento.
Sistema de suspensión

TIPOS DE SISTEMAS DE SUSPENSIÓN

1) SISTEMA DE SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE

Este sistema significa que la suspensión se ajusta de modo que las ruedas de los lados izquierdo y derecho del vehículo puedan moverse verticalmente hacia arriba y hacia abajo de forma independiente cuando se conduce sobre superficies irregulares. Una fuerza que actúa sobre una rueda no tiene efecto sobre la otra porque no existe conexión mecánica entre los dos bujes de un mismo vehículo. En la mayoría de los vehículos se utiliza en las ruedas delanteras.
Este tipo de suspensión normalmente ofrece una mejor calidad de marcha y manejo debido a la menor masa no suspendida. La principal ventaja de las suspensiones independientes es que requieren menos espacio, facilitan la dirección, son ligeras, etc. Ejemplos de suspensiones independientes son

I. Dobles horquillas

Se trata de un sistema de suspensión independiente con dos brazos en forma de horquilla (llamados A-ARM en EE.UU. y WISHBONE en Reino Unido) para posicionar la rueda. Cada brazo o brazo de control tiene dos puntos de sujeción en el chasis y una articulación en la articulación de dirección. Los movimientos angulares de las ruedas de compresión y rebote se pueden gestionar mediante brazos de diferentes longitudes.
La principal ventaja de las suspensiones de doble horquilla es que permiten un fácil ajuste de la inclinación, la convergencia y otras características. Este tipo de suspensión también garantiza una amplificación creciente del camber negativo hasta el recorrido completo. Por otro lado, requiere más espacio y es un poco más complejo que otros sistemas como el puntal Macpherson. También ofrece menos opciones de diseño.

ii. Puntal MacPherson

Este tipo de suspensión independiente debe su nombre a Earle S. McPherson, quien desarrolló este diseño. La suspensión MacPherson es una evolución de la suspensión de doble horquilla. La principal ventaja del MacPherson es que todas las piezas que proporcionan la suspensión y el control de las ruedas se pueden combinar en un solo conjunto.

Facilita la instalación en un motor transversal. Este diseño es muy popular debido a su sencillez y bajo coste de fabricación. La desventaja es que es más difícil aislar del ruido de la calle. Para ello es necesario un soporte de puntal superior, que debe estar lo más desacoplado posible. Además, se requiere una mayor altura libre.

2) SISTEMA DE SUSPENSIÓN DEPENDIENTE

En la suspensión dependiente, existe una conexión rígida entre las dos ruedas del mismo eje. Una fuerza que actúa sobre una rueda afecta a la rueda opuesta. Cada vez que la rueda avanza por la carretera, los baches también afectan a la rueda acoplada.
Se utiliza principalmente en vehículos pesados. Puede soportar impactos mejor que la suspensión independiente. Un ejemplo de este sistema es

I. Eje macizo.

Un eje macizo o un eje de viga es una suspensión dependiente. Se utiliza principalmente en ruedas traseras, donde el eje trasero está soportado y fijado por dos ballestas. El movimiento vertical de una rueda afecta a la otra. Son fáciles y económicos de producir.
Son tan rígidos que el ancho de vía, la convergencia y la inclinación no cambian cuando el bache está lleno, lo que contribuye a reducir el desgaste de los neumáticos. La principal desventaja es que la masa de la viga está incluida en la masa no suspendida del vehículo, lo que da como resultado una mala calidad de marcha. El comportamiento en las curvas también es deficiente debido al ángulo de caída cero.

3) SISTEMA SEMIINDEPENDIENTE

Este tipo de sistema tiene las características de suspensión tanto dependiente como independiente. En la suspensión semiindependiente, las ruedas se mueven entre sí, como en la suspensión independiente, pero la posición de una rueda tiene cierta influencia sobre la otra, gracias a las piezas retorcidas de la suspensión. Un ejemplo de semiindependiente es

I. Haz giratorio
El eje de viga de torsión también se denomina eje de viga de torsión. Suelen basarse en elementos en forma de C o H. El travesaño en forma de H mantiene unidos los dos brazos de arrastre y garantiza la rigidez al balanceo de la suspensión.
Se utiliza principalmente en la rueda trasera de los coches. Es muy asequible debido a su bajo coste y muy duradero. Es de diseño simple y muy liviano. Por otro lado, el ángulo de caída es limitado y la rigidez del balanceo tampoco es fácil. Las propiedades pueden ser inadecuadas.


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Sistema de Suspensión | Componentes, Tipos, Principios de Funcionamiento

Un sistema de enlaces mecánicos, resortes y amortiguadores que se utiliza para conectar las ruedas al chasis se conoce como un sistema de suspensión. Tiene dos funciones principales: controlar la dirección y la frenada del vehículo para garantizar la seguridad, y mantener a los pasajeros cómodos al atravesar baches, vibraciones, etc.

También ayuda a mantener la altura correcta del vehículo y la alineación de las ruedas, y controla la dirección del vehículo manteniendo las ruedas en posición perpendicular para obtener el máximo agarre. La suspensión también protege al vehículo y al equipaje de daños y desgaste. El diseño de la suspensión delantera y trasera de un automóvil puede ser diferente.

Lee más acerca del sistema de suspensión: Tipos de sistemas de suspensión en un vehículo ¿Qué es el sistema de suspensión? Introducción al sistema de suspensión de automóviles

Componentes del sistema de suspensión
Un sistema de suspensión, independientemente de su tipo, tiene algunos componentes principales en común, que son:

1. Muñón o bastidor: Es el componente del sistema de suspensión que se monta sobre el buje de la rueda y conecta las ruedas y la suspensión del vehículo entre sí mediante los enlaces proporcionados. Un muñón está equipado con el pivote y los ángulos de inclinación que ayudan a las ruedas delanteras del vehículo a girar hacia la derecha o hacia la izquierda, lo que a su vez dirige el vehículo. Un muñón proporciona un alojamiento para el cojinete central sobre el que gira el buje de la rueda junto con la rotación de las ruedas.

2. Enlaces: Los enlaces son las conexiones rígidas que se utilizan en un sistema de suspensión para conectar el chasis principal del vehículo con el muñón de las ruedas mediante elementos de fijación mecánica.

Según el tipo de suspensión utilizada, los enlaces se dividen en 3 tipos:

i. Brazos de control o suspensión en forma de A: Es el tipo de enlace mecánico que tiene forma de la letra A. El extremo puntiagudo del brazo se sujeta al muñón y los otros 2 extremos del brazo se sujetan al chasis principal del vehículo. Dependiendo de la aplicación del vehículo, se utilizan brazos de suspensión individuales o dobles.

ii. Eje sólido o eje vivo: Es el tipo de enlace que se utiliza para conectar el chasis principal del vehículo con el muñón de la rueda. Este es el eje sólido que soporta el peso total del vehículo, este tipo de enlace se puede ver en camiones.

iii. Enlaces múltiples: En lugar de utilizar el enlace de doble brazo o eje sólido, varios automóviles de alta gama están adoptando el tipo de suspensión de enlaces múltiples, en el que se utilizan múltiples enlaces sólidos para conectar el chasis principal del vehículo al muñón de la rueda.

3. Amortiguadores o resortes: Son componentes mecánicos flexibles que se utilizan para absorber los impactos proporcionados por las condiciones de la carretera. Se colocan entre los enlaces (brazo de control, eje sólido, enlaces múltiples) y el chasis principal para minimizar el impacto de la carretera antes de transmitirlo al chasis principal del vehículo.

Según la aplicación y el tipo de suspensión utilizada, los amortiguadores son de muchos tipos:

i. Amortiguador tipo resorte y amortiguador: Es el tipo de amortiguador en el que se utiliza un pistón neumático o hidráulico conocido como amortiguador que proporciona amortiguación absorbiendo los impactos de la carretera. Este amortiguador está rodeado por un resorte de compresión que es una restricción mecánica elástica que se comprime cuando se aplica una fuerza debido a un bache y recupera su forma y tamaño original cuando se retira la fuerza. Se utiliza para mantener el contacto de la superficie de las llantas con la carretera al proporcionar rigidez (resistencia a la compresión), también mantiene el amortiguador a su longitud original después de absorber el impacto.

ii. Resorte laminado: Es el tipo de resorte en el que se disponen varias placas metálicas dúctiles llamadas laminillas en un patrón especial, una sobre otra en orden ascendente de su longitud. Las láminas del resorte amortiguador están pre-comprimidas de tal manera que cuando el impacto es transferido por las ruedas, estas laminillas pre-comprimidas, siendo dúctiles, intentan recuperar su forma original, es decir, enderezarse. Debido a esto, el impacto es absorbido por las láminas. Este tipo de amortiguador se puede ver fácilmente en camiones en la carretera, donde se utiliza un amortiguador de resorte laminado entre el eje sólido o vivo y el chasis principal del vehículo.

iii. Amortiguador de aire: Es el último tipo de amortiguadores que se pueden ver fácilmente en los autobuses Volvo. En los amortiguadores de aire, la amortiguación de los impactos es una función de la compresión del aire, lo que significa que el aire se utiliza como amortiguador. La cantidad de aire necesaria para las diferentes condiciones de carga es controlada y monitoreada por la unidad de control eléctrico del vehículo.

Tipos de sistemas de suspensión
1) SISTEMA DE SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE
Este sistema significa que la suspensión se configura de manera que permite que la rueda izquierda y derecha del vehículo se muevan verticalmente de forma independiente hacia arriba y hacia abajo mientras se conduce sobre superficies irregulares. Una fuerza que actúa sobre una sola rueda no afecta a la otra, ya que no hay enlace mecánico presente entre los dos bujes del mismo vehículo. En la mayoría de los vehículos, se utiliza en las ruedas delanteras. Este tipo de suspensión generalmente ofrece una mejor calidad de conducción y manejo debido a la menor masa no suspendida. La principal ventaja de la suspensión independiente es que requiere menos espacio, proporciona una dirección más fácil, un menor peso, etc. Algunos ejemplos de suspensión independiente son:

ii. Brazos de suspensión doble: Es un diseño de sistema de suspensión independiente que utiliza dos brazos en forma de A (llamados A-ARM en Estados Unidos y WISHBONE en el REINO UNIDO) para ubicar la rueda. Cada brazo de suspensión tiene dos puntos de montaje al chasis y una articulación en el muñón. Los movimientos angulares de las ruedas en compresión y rebote pueden ser controlados utilizando brazos de longitudes desiguales. La principal ventaja de las suspensiones de brazo doble es que permiten ajustes fáciles de la inclinación, convergencia y otras características. Este tipo de suspensión también proporciona un aumento de la inclinación negativa hasta el final del recorrido completo.

ii. MacPherson Strut: Este tipo de suspensión independiente obtuvo su nombre de Earle S. McPherson, quien desarrolló este diseño. El MacPherson strut es un desarrollo posterior de la suspensión de brazo doble. La principal ventaja del MacPherson es que todas las partes que proporcionan suspensión y control de la rueda se pueden combinar en una sola estructura. Esto facilita su instalación en un motor transversal. Este diseño es muy popular debido a su simplicidad y bajo costo de fabricación. La desventaja es que es más difícil de aislar contra el ruido de la carretera, y se necesita un soporte superior del tirante que debe estar lo más desacoplado posible. También requiere una altura mayor de espacio libre.

2) SISTEMA DE SUSPENSIÓN DEPENDIENTE
En la Suspensión Dependiente, hay una conexión rígida entre las dos ruedas del mismo eje. Una fuerza que actúa sobre una rueda afectará a la rueda opuesta. Para cada movimiento de la rueda causado por irregularidades en el camino, también afectará a la rueda acoplada. Se utiliza principalmente en vehículos pesados. Puede soportar golpes con una capacidad mayor que la suspensión independiente. Ejemplo de este sistema:

i. Eje sólido: Un eje sólido o eje rígido es un tipo de suspensión dependiente. Se utiliza principalmente en ruedas traseras en las que el eje trasero es soportado y ubicado por dos hojas de resorte. El movimiento vertical de una rueda influye en la otra. Son simples y económicas de fabricar. Son tan rígidas que no hay cambios en el ancho de la vía, convergencia y camber en una compresión completa, lo que ayuda a un menor desgaste de los neumáticos. La principal desventaja es que la masa del eje se incluye en la masa no suspendida del vehículo, lo que resulta en una baja calidad de conducción. La capacidad de conducción en curvas también es pobre debido al ángulo de camber cero.

3) SISTEMA SEMI-INDEPENDIENTE
Este tipo de sistema tiene características tanto de una suspensión dependiente como independiente. En la suspensión semi-independiente, la rueda se mueve en relación una con otra como en la suspensión independiente, pero la posición de una rueda tiene cierto efecto en la otra rueda. Esto se logra mediante partes de suspensión que se tuercen. Ejemplo de sistema semi-independiente:

i. Viga de torsión: La suspensión de viga de torsión también se conoce como eje de torsión. Se basan principalmente en miembros en forma de C o H. El travesaño de la forma de H une los dos brazos de arrastre y proporciona rigidez a la suspensión. Se utiliza principalmente en las ruedas traseras de los automóviles. Es muy favorable debido a su bajo costo y durabilidad. Es simple en diseño y muy ligera. Por otro lado, el ángulo de inclinación es limitado y la rigidez a la inclinación tampoco es muy fácil. Las características pueden ser inadecuadas.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es la función de un sistema de suspensión en un vehículo?
El sistema de suspensión en un vehículo tiene dos funciones principales: controlar la dirección y la frenada del vehículo para garantizar la seguridad, y mantener a los pasajeros cómodos al atravesar baches, vibraciones, etc.

2. ¿Cuáles son los componentes principales de un sistema de suspensión?
Los componentes principales de un sistema de suspensión son el muñón o bastidor, los enlaces y los amortiguadores o resortes.

3. ¿Cuáles son los diferentes tipos de sistemas de suspensión?
Hay tres tipos principales de sistemas de suspensión: independiente, dependiente y semi-independiente.

4. ¿Qué es un muñón en un sistema de suspensión?
El muñón es el componente del sistema de suspensión que se monta sobre el buje de la rueda y conecta las ruedas y la suspensión del vehículo entre sí mediante los enlaces proporcionados.

5. ¿Cuál es la función de los amortiguadores en un sistema de suspensión?
Los amortiguadores en un sistema de suspensión se utilizan para absorber los impactos de la carretera y minimizar el impacto antes de transmitirlo al chasis principal del vehículo.

Fuentes Relevantes:
– https://learnmech.com/suspension-system-components-types-working-principles/
– https://learnmech.com/ (fuente principal)
– https://www.autoindustriya.com/car-tech-features/suspension-explained-types-of-suspension.html
– https://www.carthrottle.com/post/macpherson-strut-vs-double-wishbone/
– https://compactcinema.org/semi-independente/
– https://conceptos.studio/aerodinamica/elasticidad
– https://www.motorpasion.com.mx/industria/suspension-de-resorte-de-aire-como-funciona-y-cuales-son-sus-ventajas-inconvenientes

Espero que esta información haya sido útil para comprender mejor los componentes, tipos y principios de funcionamiento de un sistema de suspensión en un vehículo.

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