Este tipo de suspensiones cuenta con las ruedas unidas con un eje rígido formando una sola pieza. El eje en esta suspensión está sostenido del chasis mediante ballestas o resortes que se vuelven el elemento elástico y completan el conjunto de amortiguadores con las ruedas unidas por un eje rígido, todo movimiento que afecta a una rueda se transmite a la otra de tal forma que cuando una rueda se inclina la otra también lo hace. Incluso la inclinación en una rueda se transmite a todo el vehículo. Este tipo de suspensiones son utilizadas sobre todo en vehículos industriales, autobuses, camiones y vehículos todo terreno.
Este tipo de suspensión tiene sus ruedas unidas a través de un eje rígido, transmitiendo las vibraciones de una rueda a la otra. Se constituye por:
1. Mecanismo diferencial.
2. Ballestas.
3. Tubos o trompetas.
4. Amortiguador.
5. Muelles helicoidales.
6. Barra de torsión.
7. Barra estabilizadora.
8. Rotulas.
9. Mangueta y buje.
10. Tijeras, brazos de suspensión o trapecios.
11. Silentblocks.
Su funcionamiento es sencillo. Unos amortiguadores van atornillados directamente a la barra transversal del puente, que es la que recibe las modificaciones que le mandan las suspensiones. Como puedes comprobar en la foto, cuando un coche atraviesa un obstáculo con una sola rueda, el puente entero se inclina en el sentido que dicte el terreno.
Síntomas de posibles fallas en la suspensión rígida por ballestas
1. El primer síntoma es el ruido. Si al rodar el vehículo se escucha un crujido o chillido que se aumenta con la velocidad puede existir un problema.
2. Otro indicativo de problemas es que la dirección no responda con obediencia al conductor. Si percibimos al conducir que el vehículo se dirige hacia un costado sin estar moviendo el volante o si al conducir a 80 kph da sensación de navegación, es decir, el vehículo se cruza hacia un lado y luego hacia el otro sin mover el volante, son síntomas fallas en las rotulas o terminales que requieren de cambio inmediato.
3. Si el timón gira solo para alguna dirección mientras el carro avanza también es señal de que hay daños internos.
4. También se debe revisar el estado de los amortiguadores, las tijeras con sus bujes y las llantas, las cuales deben estar en óptimas condiciones sobre todo en temporada de invierno cuando las vías están húmedas y se vuelven algo resbaladizas.
Diagnóstico:
Los daños de los componentes de la suspensión suelen ser más evidentes y notorios, a la vez que más fáciles de reparar pues son partes que trabajan a la vista. Por lo tanto, es menos factible que le 'echen carreta' o lo embarquen en reparaciones innecesarias ya que uno mismo puede ver las partes dañadas y son sistemas que trabajan de manera independiente por lo cual el diagnóstico es más fácil.
Cada pieza puede identificar un problema preciso. Es decir, los problemas de dirección son exclusivamente de la dirección, los de los de amortiguadores corresponden a esas piezas, los de ejes no tienen otro culpable y así suele comportarse toda la parte baja del automóvil.
A la vez que se puede decir que son componentes simples, son mucho más fundamentales en la seguridad de la conducción. Un motor apagado es inofensivo pero un terminal de dirección roto es un arma mortal. Por eso, aunque es viable caminar con muchas partes de dirección, suspensión y frenos en mal estado se está generando un alto riesgo de accidentes.
La suspensión Trasera con eje rígido es un sistema de guía que conecta las dos ruedas, y constituye en esquema rígido sobre el cual se implanta el puente. Este sistema es muy utilizado, en especial en los vehículos Todoterreno y en ciertos vehículos comerciales.
Con el Tren Trasero Multibarras, la rueda y su maza son guiados por dos brazos superpuestos, un brazo transversal, y una bieleta de convergencia de las ruedas. Cada brazo tiene una función particular, el brazo inferior contiene los elementos de suspensión, y está diseñado de tal manera que, con el brazo superior, la rueda puede contar con su ángulo de inclinación que varía en función de las variantes de la suspensión (sobre toda en ayuda en una curva). El brazo longitudinal permite controlar los esfuerzos longitudinales.
El eje está guiado, con relación a la estructura portante, por dos brazos, dos bieletas de reacción y una barra Panhard, que orienta los esfuerzos transversales.
La ballesta es un conjunto elástico realizado con láminas de acero de la misma composición que el empleado para los muelles helicoidales en otros sistemas de suspensión, es decir, aleado con silicio y manganeso, las hojas de acero son capaces de flexionarse y luego recuperar su posición para estabilizar el automóvil.
La longitud de las hojas siempre es diferente respecto a las contiguas, de mayor a menor. Las hojas se mantienen unidas mediante un orificio central común a todas ellas, atravesado por un tornillo llamado tornillo capuchino, Para mantener la alineación de las hojas, además del tornillo capuchino central se dispone de varias bridas en U que impiden el desalineado durante el proceso de absorción de golpes del sistema de suspensión. Estas se llaman abarcones.
El conjunto de la ballesta se une al bastidor del vehículo mediante la hoja más larga, usualmente ubicada en la posición más alta. La hoja superior y más larga, llamada hoja maestra, va curvada en sus extremos formando una especie de "ojos" para introducir en ellos unos casquillos o "silentblocks", que sirven para alojar los pernos o bulones que anclan la ballesta al soporte del bastidor del vehículo formando sendas articulaciones.
Las hojas que conforman la ballesta se deforman debida a las desigualdades del terreno y la carga del vehículo, de manera que las hojas tienden a ponerse rectas al deformarse, por ejemplo, cuando la rueda pasa por encima de cualquier irregularidad del terreno. Por este motivo, la forma de realizar el anclaje de la ballesta al chasis deberá disponer de un sistema que permita su alargamiento.
Este sistema consiste en realizar la unión de la ballesta al bastidor del vehículo mediante el empleo de dos tipos de apoyo distintos, uno fijo articulado mediante un perno pasador y otro móvil, realizado por medio de una pieza intermedia llamada gemela que se ancla al chasis por medio de un tornillo pasante.
En la actualidad, las ballestas son utilizadas solo para la suspensión de vehículos pesados y pick up, ya que están diseñadas para soportar bastante carga.
Mantenimiento preventivo para ballestas:
· Engrase de las ballestas.
· El correcto funcionamiento de las ballestas exige una limpieza y un engrase periódico.
· Recuperación de las ballestas.
· Por su trabajo continuo las ballestas pierden tensión con el tiempo y entonces no cumplen con su función cuando se las aplica la carga máxima.
· Verificación de las ballestas recuperadas.
· Una vez montadas las ballestas deben poseer igual elasticidad que de nuevas y, para comprobarlo, se mide por medio de una prensa de enderezar y un dinamómetro.
El amortiguador telescópico es un dispositivo construido con un eje cromado y dos tubos de acero (uno dentro del otro). El tubo exterior se denomina tubo de reserva (lleno de aceite). El interno, tubo de compresión. En un extremo, el eje de acero tiene el apoyo que se ancla al vehículo. En el otro extremo se monta un pistón, que siempre se desplaza a lo largo del tubo de compresión, el cual presiona o succiona aceite que fluye a través de válvulas instaladas en el tubo de compresión. Esta construcción genera dos fuerzas muy diferentes, extensión y compresión, cuyas funciones son:
1. Adhesión del vehículo a la vía terrestre.
2. Aportación de seguridad en las curvas.
3. Evitar que navegue.
4. Obtención permanente de una marcha confortable.
Los amortiguadores son componentes comunes de la suspensión de automóviles y de otros vehículos, como motocicletas, bicicletas, aviones (en este caso con diferente tecnología). La función del amortiguador es controlar los movimientos de la suspensión, los muelles y/o resortes. El movimiento de la suspensión genera energía cinética, que se convierte en energía térmica o calorífica. Esta energía se disipa a través del aceite.
¿Cómo detectar si esta dañado el amortiguador?
El estado de un amortiguador y si esta dañado o no, se puede determinar observando una serie de señales sea en el comportamiento del vehículo, o bien de desgaste en partes del vehículo:
Las ruedas:
· Se desgastan por secciones (como a mordiscos)
· Saltan durante la marcha
· El vehículo da brincos descontrolados
· Fuga de aceite en el amortiguador
· Vehículo difícil de controlar en las curvas JF. Si al presionarlo se balancea más de una vez y media, probablemente requiere cambio
· Pérdida de estabilidad
· Mayor distancia de frenado
· Falta de adherencia al asfalto húmedo
· Pérdida de confort
En automoción, la suspensión de doble tijera es un tipo de suspensión independiente que utiliza dos soportes con forma de horquilla (ocasionalmente paralelos) para permitir el movimiento en el plano vertical de una rueda. Cada horquilla o brazo tiene dos puntos de articulación en el chasis del vehículo y un tercero en un montante vertical. Un sistema de amortiguador y muelle helicoidal controla el movimiento vertical del conjunto. Este diseño permite a los ingenieros mecánicos controlar con precisión los desplazamientos en el plano vertical de una rueda, regulando parámetros tales como el ángulo de combado, el ángulo de caída, la convergencia, el lanzamiento, la altura del centro de balanceo, el radio de guiado, el arrastre y otros.
¿Qué es el Camber?
Se trata del ángulo que tiene una rueda de un vehículo con respecto a la vertical, es decir, la desviación hacia afuera o hacia adentro que toman los neumáticos vistos desde frente o desde la parte posterior del coche.
Tipos de camber
En función de si el ángulo de inclinación con respecto a la vertical de las ruedas es hacia afuera o hacia adentro se pueden distinguir dos tipos de camber, a excepción del camber nulo que es cuando no existe ningún tipo de desviación.
Si al observar el vehículo de frente, la parte de arriba de las ruedas sobresale hacia afuera y la parte inferior se encuentra más hacia el centro de este, se denomina camber positivo. En cambio, si al observar el vehículo de frente, la parte inferior de las ruedas sobresale hacia afuera y es la superior la que se encuentra más hacia el centro del coche, se denomina camber negativo.
Importancia del camber en el automóvil
El camber se modifica en los automóviles con la finalidad de aumentar la estabilidad y mejorar la conducción. En función de si el camber es negativo o positivo ofrecerá unas propiedades u otras.
En el caso de que no se cuente con ningún tipo de camber, el área que se encontrará en contacto con la superficie será mayor, pero si se circula por una curva, el contrapeso de la rueda no será uniforme y deformará su estructura. Por lo tanto, el camber nulo solo será adecuado al conducir por una recta.
Tanto si se inclinan las ruedas con un camber negativo como positivo se producirá un desgaste temprano de las mismas, por este motivo los automóviles se diseñan con un camber que tiene en cuenta la altura del vehículo.
El ángulo de avance o caster es el desplazamiento en ángulos del eje de giro respecto al eje vertical de una rueda destinada al viraje de un vehículo. Se expresa en grados y se compara con una línea que pasa por la parte superior e inferior del pivote de la dirección con una línea perpendicular a la calzada. En los vehículos de tracción delantera, el ángulo de avance o caster tiene un valor entre 0 y 3 grados mientras que los coches de tracción trasera, la cifra del avance se sitúa entre los 5 y los 10 grados.
Existen tres tipos de caster:
Caster con ángulo de cero grados o nulo: el eje de la dirección está completamente vertical respecto al punto de contacto con la llanta, no existiendo ángulo de caster ni fuerzas que provoquen arrastre alguno en las ruedas.
Caster positivo: el eje de la dirección se sitúa delante del eje geométrico de giro o punto de contacto con la llanta, provocando un arrastre o empuje de la parte trasera del neumático, lo que ayuda a mantener la dirección recta generando mayor estabilidad direccional.
Caster negativo: el eje de la dirección se sitúa detrás del eje geométrico de giro o punto de contacto con la llanta, lo que facilita el giro de volante, la entrada en las curvas aumenta la eficacia de la suspensión, dificultando la trayectoria recta del vehículo y reduciendo la estabilidad de este.
El caster o ángulo de avance tiene como objetivo mantener la dirección centrada y ofrecer al conductor una mayor y mejor estabilidad cuando se circula en línea recta. Además, ayuda a que los giros sean más precisos. Los coches más modernos ya cuentan con un caster positivo que permite que el volante vuelva solo a su posición.
El caster es positivo cuando la parte superior de la línea vertical se inclina hacia la parte trasera del coche. Si dicha línea se inclinase hacia el frente estaríamos hablando de un caster negativo. Si la inclinación tiende al lado positivo, el coche tendrá una mayor estabilidad y eficiencia en el paso por curva. Una desventaja sería que, si el coche no tuviera dirección asistida, se tendría que realizar un mayor esfuerzo a la hora de girar el volante. Algunas de las funciones del ángulo de avance pasan por la consecución de una dirección estable, precisa, autocentrada y reversible, evitando también las vibraciones en las ruedas que puedan llegar a diferentes elementos de la suspensión y/o dirección. Cabe destacar que es el único ángulo que estando fuera de sus valores no produce un desgaste anómalo en el neumático.
Conclusión de la investigación
Explicado el tema se puede tomar como puntos más importantes el desempeño de la suspensión rígida, sus funciones, el identificar los componentes que la conforman esto es importante debido a que si se tiene por lo menos una idea de que es cada componente puede facilitar el trabajo a la hora de clasificar cada componente o para saber solo su función, para esto fue que se realizó la demostración visual, para facilitar la comprensión del tema.
Una vez ya se tenga una idea de en qué consiste el funcionamiento de la suspensión rígida se puede decir que es uno de los sistemas de suspensión más utilizados en autos de pequeño tamaño o para uso doméstico. Además, en comparación a suspensiones independientes, neumáticas y electrónicas, el gasto y costos de instalación es mucho mayor. También es menos compleja que las nuevas suspensiones y de tecnología más sencilla.
La manera en la que fueron detalladas las partes que componen esta suspensión explica que el Mecanismo diferencial, Está dentro de la caja y es quien permite el giro de ruedas a diferente velocidad, como han podido ver en el apartado sobre el funcionamiento de los diferenciales. Luego muestra que las ballestas, son piezas que permiten que el eje rígido se apoye contra el bastidor, además funcionan como pieza elástica para transmitir las oscilaciones luego están los tubos o trompetas que Son quienes contienen los palieres de la suspensión y por último nos enseñan que el amortiguador, es quien recibe y amortiza la energía de arranque y frenos sobre los ejes del vehículo.
Como último punto importante que se presenta en este proyecto se observa la manera en la que se quiso explicar el contenido del tema y es de una forma amplia, concisa y visual de en qué tipos de vehículos se utiliza, más que todo para que los conductores poseedores de este tipo de suspensión puedan identificar los componentes más propensos a desgastes o cuales son los que más importancia generan en la suspensión.