Unidad # I: embragues de las maquinas automotrices introduccióN



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Amortiguador de un tubo

El amortiguador de un tubo, también llamado «de gas», está com­puesto de un tubo, un pistón principal unido al vástago y un pistón de separación móvil que divide el amortiguador en dos cámaras herméti­cas. Una se encuentra bajo el pistón que encierra el gas comprimido y la de arriba, el aceite. El pistón principal posee dos orificios calibrados y controlados por una válvula de hojas. Una junta hermética impide al aceite escaparse del amorti­guador.

Cuando el resorte se comprime, el pistón efectúa un movimiento hacia abajo. Las laminillas de la válvula ceden, dejando así mayor espacio para el paso del aceite. La resistencia es entonces poca. El pistón envía el aceite excedente a la cámara de compensación pasando por la válvula inferior. Esto explica que el amortiguamiento es menor en la compresión que durante la expansión del resorte.

La reacción de este tipo de amortiguador se compara a la del amortiguador de dos tubos. El movimiento del pistón provoca una transferencia controlada de aceite entre las dos cámaras. La principal diferencia es la ausencia de una cámara de compensación. Es más bien un cojín de gas comprimido a una presión de aproximadamente 600 kPa y contenido bajo un pistón de separa­ción móvil que remplaza esta cámara.

Cuando el pistón baja, el volumen de gas bajo el pistón de separación disminuye y su presión aumenta. Durante la carrera ascendente del pistón, el gas se dilata y su presión baja. La presión del aceite y la del gas están entonces equilibradas en todas las fases de funciona­miento del amortiguador. Esta presión constan­te evita la formación de espuma que reduce el rendimiento del amortiguador. Contrariamente al amortiguador de dos tubos, que sólo funciona si la válvula inferior está sumergida, el de un tubo funciona sin importar su posición. Ade­más, debido a la ausencia de un segundo tubo, el amortiguador puede operar a temperaturas infe­riores. Sabiendo que el amortiguador absorbe energía y la disipa como calor, usted comprende porqué este componente es más eficaz.

Cuando no está montado, el vástago de un amortiguador de este tipo está completamente afuera, debido a la presión del gas. Dependien­do del amortiguador, la fuerza necesaria para meter el vástago puede ser hasta de 155 N. Al desmontar estos amortiguadores, está prohibi­do aplicar calor o someter el cilindro a una llama porque se puede provocar una explosión.

Los amortiguadores tratados hasta ahora son de órganos independientes. Sin embargo exis­ten muchos amortiguadores integrados a un con­junto; a éste se le denomina pierna de fuerza. Sus principales elementos son un amortiguador telescópico y un resorte en es­piral. El amortiguador se presenta en dos for­mas: uno de cartucho reemplazable y otro como conjunto integrado. El principio de funciona­miento de estos amortiguadores es idéntico al de los que son independientes.

Amortiguador incorporado de una pierna de fuerza




Los amortiguadores en mal estado pueden provocar el desgaste anormal de los neumáticos, así como reducir la estabilidad del vehículo y el confort de los pasajeros. Considerando la impor­tancia de su función, se debe verificarlos con cuidado antes de proceder a la alineación. Las dos verificaciones que hay que efectuar en los amor­tiguadores son: el control visual y el rebote.

El control visual permite detectar la presencia de fugas de aceite así como el estado de las uniones. La presencia de una película de aceite en el vástago del amortiguador es normal debido a la lubricación. Por el contrario, una fuga de aceite que gotee del amortiguador es inaceptable y requiere su reemplazo. Anillos o bloques elásticos rotos o agrietados, uniones no apretadas, vuelven a la suspensión ruidosa y producen golpes durante las oscilacio­nes.












La verificación del rebote se efectúa en cada rincón del vehículo. Se debe hacer balancear el vehículo varias veces y después de haber retirado las manos, comparar su comportamiento con el de un vehículo con amortiguadores en buen estado. Si el número de rebotes sobrepasa el del vehículo testigo, el amortiguador debe remplazarse puesto que esta pieza no puede ser reparada.

Se puede también verificar el amortiguador desmontado del vehículo. Los manuales de re­paración describen las instrucciones específicas para su verificación.

BARRA ESTABILIZADORA

La barra estabilizadora reduce la tendencia de la carrocería del vehiculo a oscilar.



Barra estabilizadora









Esta barra formada de un vástago redondo de acero tiene forma de curva en cada extremo. Su rigidez y su diámetro son determinados en fun­ción del campo de acción deseado para la barra. La barra está generalmente fija al chasis por medio de dos apoyos, y por anillos de caucho que amortiguan los golpes. Cada uno de los extremos de la barra está unida a un brazo inferior. Según la forma del diseño de la suspensión, los fabri­cantes adoptaron diferentes soluciones para unir la barra a los brazos inferiores. En ciertos casos, la barra tiene la función de impedir las oscilaciones y la de un tirante.

Cuando una rueda encuentra un obstáculo, la barra transmite su desplazamiento vertical al bra­zo inferior de la suspensión del lado opuesto. Tomemos como ejemplo el comportamiento de un vehículo en una curva. A causa de la fuerza centrífuga, el resorte situado al exterior de la curva tiende a comprimirse y el del interior a expandirse. La inclinación de la carrocería en una curva es poco deseable para el confort y para el seguimiento del camino. En esta situación, la barra estabilizadora está sometida a un efecto de torsión. La resistencia que ésta opone se transmi­te al brazo inferior de la rueda interior. Esta acción tiende a enderezar el vehículo, reduce las oscilaciones y equilibra la carga sobre los neu­máticos.

Cuando las dos ruedas encuentran si­multáneamente un montículo, la barra pivotea en sus apoyos y no tiene ningún efecto sóbrela suspensión. Por el contrario, si solamente una de estas ruedas cruza un obstáculo, la resistencia a la torsión de la barra se agrega a la del resorte.

El uso de las barras estabilizadoras varía según los modelos de los vehículos, algunos sólo poseen una en la parte delan­tera, otros una en la parte delantera y otra en la trasera. Estas barras se encuentran en las suspensiones de ruedas independientes así como en las de eje rígido tal como nos lo muestra la figura siguiente.







El desgaste, la rotura o la ausencia de los añillos y de los bloques elásticos afectan el comportamiento del vehiculo en las curvas es importante entonces, controlar visualmente su estado.


CATEGORÍAS DE SUSPENSIÓN

Los fabricantes instalan suspensiones adap­tadas lo mejor posible a cada uno de sus modelos de vehículos. Cada una de ellas tiene arreglos y caracterís­ticas particulares. Los criterios que determina el tipo de suspensión son las uniones que conectan las ruedas entre ellas y al chasis. Podemos sin embargo dividir­las en dos categorías: Suspensiones para eje rígido y suspensiones para ruedas independientes.

A su vez la suspensión para eje rígido se subdivide en: suspensión de ruedas motrices y ruedas no motrices. Mientras que la suspensión de ruedas independientes se subdivide en: doble brazo transversales; brazo oscilante transversal (pierna de fuerza MacPherson) y brazos longitudinales u oblicuos.

SUSPENSIÓN PARA EJE RÍGIDO

En los vehículos equipados con este tipo de suspensión, las ruedas que están opuestas la una a la otra están unidas por una pieza rígida. Enton­ces esta unión hace las ruedas dependientes la una de la otra. Cuando una de éstas cruza por un obstáculo, su desplazamiento vertical provoca la inclinación de la rueda opuesta, esta reacción produce un desplazamiento lateral del eje vertical del vehiculo, lo que modifica su dirección e influye en su estabilidad direccional.

Este tipo de suspensión de eje rígido se encuentra normalmente en la parte trasera de los automóvi­les de turismo. Ciertos fabricantes la utilizan también en la parte delantera para los vehículos de transporte o de cuatro ruedas motrices. La clase de transmisión y el tipo de resortes afectan enormemente la concepción y el arreglo de los elementos. El eje trasero rígido de un vehículo con ruedas motrices traseras difiere mucho de uno con ruedas motrices delanteras. Además, los elementos de una suspensión de eje rígido equi­pado de ballestas son diferentes a los que tienen una suspensión del mismo tipo pero con resortes helicoidales.

Suspensión para eje rígido













Suspensión de ruedas independientes delanteras y de un eje rígido trasero












TIPOS SUSPENSION DE EJE RIGIDO

Suspensión de eje rígido para vehículo con ruedas motrices traseras

El puente trasero de los automóviles con rue­das motrices traseras sirve de eje rígido. Como éste incluye el diferencial, posee una gran masa. Usted sabe que una masa no suspendida es un inconveniente para el rendimiento de una suspen­sión. Pero, debido a su construcción simple y robusta, este tipo de suspensión es utilizado en los automóviles grandes, camionetas y en los vehículos de transporte. Las suspensiones delan­teras con eje rígido, de los vehículos de transpor­te están diseñadas de manera comparable a las suspensiones traseras salvo que éstas poseen ade­más, una articulación destinada a la orientación de las ruedas. Finalmente, las suspensiones trase­ras de eje rígido de los vehículos con ruedas motrices traseras se distinguen sobretodo por el tipo de resorte seleccionado.



Suspensión de eje rígido y de resortes de ballesta

Las suspensiones con resorte de ballesta cuentan con un número reducido de piezas. Además de su función normal, las balles­tas realizan el posicionamiento del eje y la trans­misión del empuje al chasis. Cada ballesta se fija al chasis con un perno y unos gemelos. Anillos colocados en cada una de las articulaciones amor­tiguan los golpes transmitidos hacia la carroce­ría.

Suspensión trasera rígida con resortes de ballesta








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El deterioro de los anillos, su deformación, el desplazamiento o la rotura de los elementos que sujetan la ballesta al chasis pueden causar una mala orientación del puente trasero. El mal esta­do de uno de estos elementos provoca el despla­zamiento incontrolado del puente trasero cuando una rueda cruza un obstáculo. Además, el despla­zamiento permanente del puente trasero ocasiona una diferencia entre el trazo que siguen las ruedas delanteras y traseras cuando el vehículo se mueve en línea recta. La mínima modificación de la posición del puente, desplaza el eje de empuje, perjudica el comportamiento en carretera y anula la alineación.


Suspensión de eje rígido y de resortes helicoidales

Para remplazar los resortes de ballesta con resortes helicoidales, es necesario agregar brazos. Éstos posicionan el puente lateral y longitudinalmente en relación al chasis, además de transmitir el empuje a las ruedas. Su cantidad y arreglo varían según los modelos y los fabri­cantes. Idealmente, los brazos mantienen el puente en una posición precisa sin importar el estado del camino, la aceleración o el frenado. Los anillos en buen estado, colocados en los extremos de cada uno de los brazos son esen­ciales para el movimiento correcto del puente trasero. La posición de los resortes varía según los modelos y los fabricantes. Algunos son mon­tados sobre el carter del puente mientras que otros lo están adelan­te o atrás del eje.

Suspensión trasera rígida con resortes helicoidales montados en el puente














SUSPENSIÓN DE RUEDAS INDEPENDIENTES

La ausencia de una unión rígida entre las ruedas, permite el desplazamiento vertical de una sin afectar a la otra. En principio, esta independencia elimina el desplazamiento lateral del eje del vehículo cuan­do sus ruedas cruzan un obstáculo. Este arreglo favorece también una reducción de la masa no suspendida. Adoptando una suspensión con rue­das independientes, los fabricantes buscan mejo­rar el confort de los ocupantes y el seguimiento del camino por el vehículo.

Los vehículos actuales ofrecen una gran va­riedad de suspensiones de ruedas independien­tes. Estas se distinguen por la forma en que las ruedas están sujetas al chasis, el número y arreglo de los brazos, tipo de resorte y amortiguador.

Las suspen­siones de ruedas independientes se dividen en tres grandes categorías: de doble brazos transversales; brazo oscilante transversal y brazos longitudinales u oblicuos.

Asimismo, para cada una de estas categorías, existe un gran número de variantes que los fabricantes adaptan según las necesidades específicas de sus modelos de vehículos en función de criterios, tales como: los costos; tipo de vehículo; masa del vehículo y el espacio disponible. A su vez, cada una de estas dos categorías de suspen­sión ofrece ventajas e inconvenientes.
Ilustración de un vehículo con una suspensión por ruedas independientes







TIPOS DE SUSPENSION DE RUEDAS INDEPENDIENTES
Suspensión independiente para vehículo de tracción delantera

Para los vehículos de tracción delantera, un poste de lámina estampada o un tubo sirve de eje rígido trasero. Esta construcción reduce la mag­nitud de las masas no suspendidas, lo que contri­buye a mejorar el comportamiento en carretera. Según la posición del eje, distinguimos dos tipos principales de suspensión: de brazo oscilante y de brazos oscilantes gemelos.

Estos brazos están montados en forma longitudinal en relación al chasis del vehículo. Las suspensiones de este tipo pertenecen a la categoría de los sistemas de brazos longitudinales.

Suspensión independiente de brazo oscilante

Este caso las ruedas están suspendidas en brazos osci­lantes longitudinales que están sujetos a una barra transversal de acero, con resortes. Esta barra está colocada cerca de los extremos fijos al chasis y tienen por función permitir la posición lateral de los brazos. El conjunto está unido a la carrocería por medio de pernos y de anillos de caucho.

Cuando las dos ruedas del vehículo cruzan en forma simultánea un montículo, su desplazamiento vertical es uniforme. Si una de las ruedas encuen­tra un obstáculo, la barra transversal es sometida a un esfuerzo de torsión y reacciona como una barra estabilizadora. Como cada una de las rue­das posee cierta autonomía, este tipo de suspen­sión es algunas veces llamada semi-independiente


Elementos de una suspensión de brazo oscilante



Suspensión independiente de eje de brazos oscilantes gemelos

La construcción de este tipo de suspensión difiere sólo ligeramente de la precedente. Los principales ele­mentos son también un eje, dos brazos oscilantes longitudinales, dos resortes y a menudo, una barra Panhard. El ejemplo erigido está unido a o cerca del extremo de los brazos que soportan las rue­das. Este eje posiciona lateralmente los brazos y permite la rigidez del conjunto.

Existen dos arreglos para los resortes de este tipo de suspensiones: independiente del amortiguador y montado sobre una pierna de fuerza también llamada pierna MacPherson. La unión articulada entre el chasis y el con­junto se realiza por medio un perno colocado en un anillo de caucho sujeto en el extremo del brazo. El anillo amortigua los golpes transmiti­dos a la carrocería.
















Ilustración de una pierna de fuerza típica









Ilustración de un anillo en buen estado y bien colocado









Cuando una rueda toca un obstáculo, su des­plazamiento vertical provoca la inclinación de la rueda opuesta. Esta desplaza lateralmente el eje del vehículo afectando así la estabilidad direccional.

La masa no suspendida de los elementos de este tipo de suspensión es menor que la de los vehícu­los con ruedas motrices traseras. La barra Panhard posiciona lateralmente el eje en relación a la carrocería. Esto reduce el desplazamiento lateral de la carrocería durante las oscilaciones del eje. Algunas de estas suspensiones poseen partes des­tinadas a modificar el ajuste en la alineación.. Estas suspensiones se encuentran principalmente en vehículos pesados que transportan grandes cargas.

Es esencial antes de iniciar los ajustes en la alineación asegurarse del buen estado de los ani­llos, de los brazos, de los resortes y de los amor­tiguadores. Esta verificación se efectúa visualmente siguiendo las instrucciones dadas en el manual de reparación del vehículo.

Todos los elementos que contribuyen a posicionar y a aislar al eje trasero tienen una función esen­cial. Estos elementos deben siempre ser remplazados por otros de la misma calidad y específicamente concebidos para esta función. Si no se sigue esta recomendación, grandes daños se pueden ocasio­nar y aún provocar accidentes. La verificación de algunos elementos requiere la utilización de un gato, siendo generalmente difícil de detectar el juego excesivo de un anillo cuando éste soporta una gran carga. Una última verificación tiene por objeto comparar la huella dejada por las ruedas delante­ras y traseras sobre una superficie mojada con el fin de ver si el eje tiene la posición correcta.


Suspensión independiente de dos brazos transversales.

Este tipo de suspensión se encuentra sobre todo en la parte delantera de los vehículos, ya sean de ruedas motrices traseras o delanteras. Algunos fabricantes las utilizan también en la parte trasera. Para obtener efectos precisos, los fabricantes harán uso de los brazos transversales iguales o desiguales. Cada uno de éstos presenta ventajas e inconvenientes.



Suspensión independiente de dos brazos transversales desiguales

Este arreglo es el más usado, los brazos desiguales permiten man­tener la vía o separación entre las ruedas constan­te, sin importar la carga del vehículo o las oscila­ciones de la rueda. El extremo superior del eje vertical de la rueda se desplaza para permitirle su funcionamiento.

Comportamiento de la rueda de una suspensión de brazos desiguales











El brazo superior es menos largo y describe un arco más corto que el brazo inferior. La acción

combinada de los dos brazos causa una inclina­ción hacia el interior de la parte alta de la rueda durante la elevación y mantiene la parte inferior a una distancia constante del eje vertical del vehículo. Esta reacción evita el acercamiento y el alejamiento sucesivo de las ruedas respecto al eje vertical. Una vía estable evita que la adherencia de los neumáticos sobre un camino mojado se reduzca y minimiza el desgaste de los neumáti­cos.
Suspensión independiente de dos brazos transversales iguales

El uso de brazos iguales permite mantener la posición ver­tical de las ruedas durante las oscilaciones pero provoca un cambio de vía, es decir el deslizamiento lateral del neumático sobre el camino.




Comportamiento de la rueda de una suspensión de brazos iguales










La longitud, la forma, el arreglo o los materia­les utilizados varían de un fabricante a otro. Que este tipo de suspensión sea utilizado adelante o atrás de vehículo, el principio de funcionamiento es el mismo. La diferencia se tiene sobretodo en el uso de ruedas motrices o directrices. Cuando la suspensión soporta ruedas motrices, debe ser construida en forma robusta. De esta forma puede transmitir convenientemente el empuje o la trac­ción de las ruedas al chasis además de resistir los golpes del camino. La suspensión delantera debe permitir también el giro de las ruedas directrices, lo que requiere la adición de otros elementos.

Los principales elementos de la suspensión independiente son: brazo de control inferior; brazo de control superior; portamangueta; rotulas; resorte y amortiguador.


















Dispositivo para ajustar la posición del brazo de control inferior



Brazo de control inferior

Este es generalmente fabricado de acero. Su forma se obtiene por un proceso de prensado o vaciado. La mayor parte de estos brazos tienen una forma triangular o en “I”. Los de forma triangular se unen por medio de dos puntos de anclaje al chasis, mientras que los en forma de “I”, solo tienen un punto de anclaje. En los dos casos el extremo cerca de la rueda tiene una rotula.

Al agregar un vástago llamado tirante, aumenta la resistencia a la tracción del brazo inferior en el de forma “I”, asegurándole una posición mas precisa.

Los bloques elásticos situados en el extremo del tirante, unido a la carrocería tienen una función importante: Amortiguan las sacudidas transmitidas a la carrocería y dan posición al extremo del brazo inferior. Para cumplir eficazmente sus funciones, deben estar en buen estado y apretados al torque especificado, sino afectaran la alineación del vehículo.


La masa del vehículo o la presencia de una rueda motriz determinan la selección de los materiales así como la resistencia del brazo de control inferior. Para este tipo de suspensión el brazo inferior soporta la masa del vehículo cuando el resorte se coloca entre este y el chasis. Una rotula permite la articulación entre el portamangueta y el brazo de control inferior.

Como el brazo de control inferior asegura en parte la posición de la rueda con el chasis, algunos vehículos poseen partes destinadas para el ajuste en la alineación. Estas partes generalmente son calces de espesor o pernos excéntricos.





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