CONALEP 198 
Alumno: Luis Manuel Limón Ortega 
salón: 303 

limite elástico  

El límite elástico, también denominado límite de elasticidad, es la tensión máxima que un material elastoplástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta un comportamiento plástico deformaciones permanentes y no recupera espontáneamente su forma original al retirar las cargas.

Los materiales sometidos a tensiones superiores a su límite de elasticidad tienen un comportamiento plástico. Si las tensiones ejercidas continúan aumentando el material alcanza su punto de fractura. El límite elástico marca, por tanto, el paso del campo elástico a la zona de fluencia. Más formalmente, esto comporta que en una situación de tensión uniaxial, el límite elástico es la tensión admisible a partir de la cual se entra en la superficie de fluencia del material.o puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta un comportamiento plástico deformaciones permanentes y no recupera espontáneamente su forma original al retirar las cargas. 

 

limite plástico 

Es la cualidad de un material para deformarse bajo un esfuerzo o carga y retener esta deformación después de retirar la carga o esfuerzo.

•  peso suspendido 

  En un vehículo con suspensión, como un automóvil o un tanque, la masa suspendida es la porción de la masa total que es soportada por la suspensión. Normalmente incluye el cuerpo del vehículo, los componentes internos, pasajeros y carga; pero no la masa de los componentes de la suspensión, incluyendo ruedas u orugas, que son parte de la masa no suspendida del vehículo.
  
  Cuanto mayor sea la relación de masa suspendida sobre masa no suspendida, el cuerpo del vehículo y sus ocupantes se ven afectados en menor medida por baches, hoyos u otras imperfecciones de la superficie, como puentes. De todos modos, una relación excesiva podría ir en detrimento de la capacidad de control sobre el vehículo.

peso no suspendido 
En un vehículo terrestre con suspensión, la masa no suspendida está constituida por la masa de la amortiguación, ruedas u orugas y otros componentes directamente conectados a ellos, como rodamientos,neumáticos, amortiguadores y los frenos del vehículo si están incluidos fuera del chasis (por. ejemplo., dentro de la llanta).

La masa del cuerpo y otros componentes soportados por la suspensión constituyen la masa suspendida.

Efectos de la masa no suspendida

La masa no suspendida de una rueda influye tanto en la capacidad de una rueda de seguir irregularidades, como en su capacidad de aislamiento de las vibraciones. Los baches y las imperfecciones de la superficie de la carretera causan unacompresión del neumático, que da lugar a una fuerza sobre la masa no suspendida. Ésta responde a dicha fuerza con unmovimiento propio, inversamente proporcional a su peso. Así, una rueda ligera actúa más rápido que una pesada frente a un bache, y tendrá más agarre al circular sobre esa superficie. Por esa razón, las ruedas ligeras se suelen utilizar en aplicaciones de alto rendimiento. En contraste, una rueda pesada que se mueva menos y más lentamente no absorbe tantas vibraciones y las irregularidades del asfalto se transfieren a la cabina, deteriorando así la comodidad.

Cómo disminuir la masa no suspendida

El efecto de dicha masa se puede paliar solo reduciéndola. En los automóviles, se hace sustituyendo las llantas comunes de acero por otras, más ligeras, de aleación de aluminio o de magnesio. La tornillería que la sujeta puede ser de aluminio. Los frenos se pueden sustituir por unos cerámicos, que además tienen mejor rendimiento.

preguntas


¿que es una suspensión? La suspensión en un automóvil, camión o motocicleta, es el conjunto de elementos que absorben las irregularidades del terreno por el que se circula para aumentar la comodidad y el control del vehículo. El sistema de suspensión actúa entre el chasis y las ruedas, las cuales reciben de forma directa las irregularidades de la superficie transitada.

¿cuales son los tipos de suspensión?

En la actualidad las suspensiones que se emplean en los automóviles de turismoson muy variadas, si bien todas están basadas en unos pocos sistemas diferenciados.

En primer lugar se diferencian las suspensiones en las que ambas ruedas de un eje están unidas por medios elásticos, de tal manera que el movimiento de una se transmite a la otra, de las suspensiones en las que, por el contrario, ambas ruedas cuentan con elementos de suspensión que no están unidos dinámica mente. Estas últimas se denominan "independientes".

Por otro lado, están apareciendo un nuevo tipo de suspensiones denominadas "activas electrogeneradoras", que generan energía para los vehículos eléctricos

¿cuales son los tipos de ejes? 

Eje delantero

En casi todos los turismos el eje delantero es independiente, desde hace ya bastantes años ya que permite un contacto mejor de las ruedas con el suelo al girar. La suspensión más utilizada en el eje delantero es la de tipo MacPherson y sus variantes más modernas basadas en ella. Asimismo en los vehículos de categorías superiores se emplea la suspensión de doble trapecio, más costosa de construcción y con más ventajas de cara a la estabilidad; antiguamente era la única que se conocía.

Eje trasero

La ausencia de direccionalidad en las ruedas traseras, además de que normalmente tampoco intervienen en la transmisión, hace que las soluciones empleadas en el eje trasero puedan ser más sencillas que las del delantero.


Los primeros automóviles tenían transmisión a las ruedas traseras, y el eje consistía en una unión rígida entre ambas ruedas. Habitualmente se empleaban ballestas para amortiguar el movimiento del eje, un sistema sencillo y robusto que actualmente se usa en los vehículos industriales y todo terreno por su robustez, capacidad de soportar peso y gran recorrido entre topes.

                                    elementos de una suspensión 

El sistema de suspensión del vehículo es el encargado de mantener las ruedas en contacto con el suelo, absorbiendo las vibraciones, y movimiento provocados por las ruedas en el desplazamiento de vehículo, para que estos golpes no sean transmitidos al bastidor.

• ESTRUCTURA DEL AUTOMÓVIL.

• Carrocería
• Bastidor

Carrocería.- Es la parte del vehículo que reviste el motor y otros sistemas, en cuyo interior se alojan los pasajeros (personas) o carga. Fig. a.

Fig. a

Chasis o bastidor típico. Podemos observar el tren trasero, el tren delantero, la caja de velocidades y transmisión, solo falta montar el motor Fig. b.

Fig. b

• COMPONENTES PRINCIPALES DE SISTEMA DE SUSPENSIÓN

• Bastidor o chasis
• Ballestas
• Muelles
• Barra de torsión
• Estabilizador
• Amortiguadores
• Trapecios
• Soportes
• Rotulas de trapecios
• Neumáticos
• Tren delantero
• Funda
• Sensores
• ECU

• CLASES DE SUSPENSIÓN.

• BASTIDOR:

Todos los elementos de un automóvil, como el motor y todos sus sistemas de transmisión han de ir montados sobre un armazón rígido. Es fácil deducir que necesitamos una estructura sólida para soportar estos órganos. La estructura que va a conseguir esa robustez se llama bastidor y está formado por dos fuertes largueros (L) y varios travesaños (T), que aseguran su rigidez (Fig.2).

Fig.2.

Hoy en día en la fabricación de turismos se emplea el sistema de auto bastidor, llamado también carrocería autoportante o monocasco, en el cual la carrocería y el bastidor forman un solo conjunto (Fig. 3).

Fig. 3.

Los elementos de la suspensión, se complementan con los de la amortiguación que, al contrario de lo que piensa mucha gente, no es lo mismo.

• BALLESTAS:

Es un tipo de muelle compuesto por una serie de láminas de acero, superpuestas, de longitud decreciente. Actualmente, se usa en camiones y automóviles pesados. La hoja más larga se llama maestra y entre las hojas se intercala la lámina de cinc para mejorar su flexibilidad (Fig. 4).

Fig. 4.

• MUELLES:

Están formados por un alambre de acero enrollado en forma de espiral, tienen la función de absorber los golpes que recibe la rueda (Fig. 5.

Fig. 5.

• BARRA DE TORSIÓN:

Es de un acero especial para muelles, de sección redonda o cuadrangular y cuyos extremos se hallan fijados, uno, en un punto rígido y el otro en un punto móvil, donde se halla la rueda. En las oscilaciones de la carretera la rueda debe vencer el esfuerzo de torsión de la barra.

• BARRA ESTABILIZADORA:

Es una barra de hierro, que suele colocarse en la suspensión trasera, su misión es impedir que el muelle de un lado se comprima excesivamente mientras que por el otro se distiende.

• AMORTIGUADORES:

Tienen como misión absorber el exceso de fuerza del rebote del vehículo, es decir, eliminando los efectos oscilatorios de los muelles. Pueden ser de fricción o hidráulicos y estos últimos se dividen en giratorios, de pistón y telescópicos, éstos son los más usados.

Tanto un sistema como el otro permiten que las oscilaciones producidas por las irregularidades de la marcha sean más elásticas. Para controlar el número y la amplitud de estas, s incorporan a la suspensión los amortiguadores.

Los primeros son poco empleados y constan de dos brazos sujetos, un bastidor y otro al eje o rueda correspondiente. Los brazos se unen entre si con unos discos de amianto o fibra que al oscilar ofrecen resistencia a las ballestas o muelles (Fig. 6).

Fig. 6.

Los hidráulicos se unen igualmente por un extremo al bastidor y por el otro al eje o rueda y están formados por dos cilindros excéntricos, dentro de los cuales se desplaza un vástago por el efecto de las oscilaciones a las que ofrece resistencia (Fig. 7).

Fig. 7.

Componentes de amortiguador:

• Sello de aceite o reten
• Guía del eje
• Eje del amortiguador
• Cámara superior
• cámara anular
• Émbolo
• Válvula de control superior
• Cámara inferior
• Válvula de control inferior
• Espiral reflector anti - espumante

• CLASES DE SUSPENSIÓN

• a) Suspensión independiente

• Suspensión mecánica
• Suspensión hidroneumática (activa)
• Suspensión hidráulica
• Suspensión neumática
• Suspensión citrón SC. CAR.

• b) Suspensión rígida

• Suspensión mecánica
• Suspensión hidroneumática (activa)
• Suspensión hidráulica
• Suspensión neumática
• Suspensión citrón SC. CAR

1.6.1. SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE

Una suspensión independiente consiste en que cada rueda esta conectada al automóvil de forma separada con las otras ruedas, lo cual permite que cada rueda se mueva hacia arriba y hacia abajo sin afectar la rueda del lado opuesto. La suspensión independiente se puede utilizar en las cuatro ruedas Fig.8 y 9.

Semi-independiente

Es utilizada en algunos automóviles de tracción delantera, lo cual permite un movimiento independiente limitado de cada rueda, al transmitir una acción de torsión al eje sólido de conexión.

Fig. 8

Componentes principales:

• 1. Muelle
• 2. Funda
• 3. Estabilizador
• 4. Carcasa de corona
• 5. Tambor
• 6. Puente del bastidor
• 7. Bastidor o chasis
• 8. Árbol de transmisión o flecha (cardan)
• 9. Barra estabilizador
• 10. Amortiguador

Fig. 9

Componentes:

• 1. Amortiguador
• 2. Muelle
• 3. Junta universal
• 4. Cubierta del diferencial
• 5. Trapecios o brazos de control
• 6. Eje de oscilación

• Neumáticos

Esquema de suspensión trasera independiente para vehículos de propulsión trasera Fig. 9a

Suspensión delantera de dobles triángulos superpuestos Fig. 9b

Fig. 9b

1.6.2. SUSPENSIÓN RÍGIDA.

Este sistema tiene por finalidad de amortiguar directamente en continua comunicación entre dos rueda (neumáticos), ya sean dos delanteros o posteriores (traseras), así tenemos de un camión la rueda o neumático derecha recibe un golpe y este golpe es advertido al neumático izquierdo Fig. 10.

Fig. 10

Componentes:

• 1. Columpio oscilante del paquete de muelle
• 2. Paquete de ballesta
• 3. Abrazadera de paquete de ballesta
• 4. Cubierta o tapa de diferencial
• 5. Amortiguador
• 6. Funda de eje posterior
• 7. Neumático

La estabilidad de la suspensión trasera, ocupa brazos [tensor] de control, oscilantes entre la funda del eje, y el chasis. Asimismo un brazo de control en diagonal. En este caso el brazo de control, en diagonal [tensor], tiene la función de evitar que la parte trasera del vehiculo "bote" [subir, y bajar en forma descontrolada] esto haría muy difícil el control del vehiculo Fig. 11.

Fig. 11

• SUSPENSIÓN NEUMÁTICA

Esta suspensión se basa en el mismo principio de la suspensión convencional o hidroneumática. Consiste en intercalar entre el bastidor y el eje de las ruedas o los brazos de suspensión un resorte neumático.

El resorte neumático está formado por una estructura de goma sintética reforzada con fibra de nailon que forma un cojín o balón vacío en su interior. Por abajo está unido a un émbolo unido sobre el eje o brazos de suspensión. Por encima, va cerrado por una placa unida al bastidor.

1.7.1. FUNCIONAMIENTO:

Cuando una rueda sube o baja debido a la irregularidad del firme, la variación de volumen provoca una variación de presión en el interior del resorte, que le obliga a recuperar su posición inicial después de pasar el obstáculo. La fuerza de reacción está en función del desplazamiento del émbolo y de la presión interna. Fig. 12.

Este sistema necesita de una fuente de aire comprimido. Solamente puede ser utilizado en vehículos dotados con frenos de aire comprimido, aprovechando la instalación.

1.7.2. DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS EN EL VEHÍCULO:

Consta de dos partes:

• PARTE MECÁNICA DE LA SUSPENSIÓN NEUMÁTICA:

• Un solo eje propulsor:

Se encuentra apoyado en su parte inferior al eje y por la parte superior unido al bastidor.

• Dos ejes

Los dos fuelles neumáticos actúan en cada uno de los lados del soporte balancín que se apoya sobre el eje propulsor.

• Dos ejes propulsores:

Este sistema consiste en la adopción de dos fuelles por cada lado y en cada eje

• Circuito de aire comprimido
• Circuito de alimentación:

La alimentación del aire comprimido es proporcionada por el compresor para el circuito general de frenos y suspensión neumática

• Mando de control de nivel de altura

Dispositivo que permite mantener el mismo nivel de la carga independientemente de la carga..

• Funcionamiento del circuito neumático

El aire procedente del compresor, pasa por el depósito húmedo para su secado, tras lo cual pasa por la válvula limitadora y la de 4 vías al circuito neumático de frenos.

• Las válvulas de seguridad mantienen la presión del circuito.

• Válvula de alivio:

Formada por una válvula de paso con su correspondiente muelle tarado. Está situada a la entrada del circuito de suspensión. Su función es permitir el paso de aire a la suspensión cuando el circuito de frenos

• Válvula solenoide:

Está formada por un cuerpo con unos orificios por los que circula el aire controlados mediante un inducido combinado con la acción de una bobina. Su misión consiste en distribuir el aire hacia los fuelles neumáticos a través de las válvulas niveladoras

• Válvula de nivel:

Formada por una válvula de paso fijada al bastidor unida mediante una varilla al eje de la rueda. Mediante esta varilla se gradúa el nivel del fuelle de la rueda

• Válvula limitadora de presión:

Está formada por un émbolo con su correspondiente muelle antagonista. Su función consiste en mantener la presión constante dentro de unos márgenes

• Válvula limitadora de altura:

Formada por una válvula de paro de aire anclada al bastidor que lleva sujeta una varilla o cable móvil unido al eje. Su misión consiste en impedir que la elevación de la plataforma resulte excesiva y pueda perjudicar al sistema. El funcionamiento consiste en el movimiento de la varilla permitiendo el paso de aire hacia los fuelles neumáticos o permitiendo la expulsión de aire de los fuelles neumáticos.

• UNIDADES AUTONIVELANTES.

Los muelles y amortiguadores son muy importantes para la seguridad y el confort en la conducción del vehículo.

Cuando se transporta carga o remolque, el coche se inclina hacia atrás y la suspensión se hace más esponjosa.

Existen dos cámaras

• La cámara de baja presión
• La cámara de alta presión

1. Principio de funcionamiento:

La presión en el interior de las dos cámaras se iguala en vacío, pero a plena carga, la de alta presión tiene unas 10 veces más presión que la de baja presión.

Curva característica de un amortiguador tradicional y una unidad autonivelante:

El amortiguador tradicional está equipado con un muelle de rigidez constante, por lo que el coche se hunde proporcionalmente a la carga soportada y su característica resulta lineal.

La unidad autonivelante está dotada de muelles de menor rigidez, alo que hay que añadir el efecto elástico del gas comprimido variable según el peso y el tope elástico del fin de carrera. Esto implica tres curvas características:

• Curva característica lineal del único muelle mecánico, menos inclinada que la del amortiguador tradicional por ser menos rígido.
• Curva característica de la unidad autonivelante en vacío que suma los efectos elásticos, del muelle mecánico, del gas comprimido y del tope de fin de carrera.
• Curva característica de la unidad autonivelante a plena carga, que se distingue de la anterior por un componente mayor debido al gas comprimido.

2. Ventajas de las unidades autonivelantes:

• Más seguridad de marcha y mayor confort.
• Óptima estabilidad del coche.
• Amortiguación dependiente de la carga.
• Mejor apoyo del neumático.

Intervención en el sistema de suspensión neumática:

• Precauciones:

Antes de intervenir, limpiar cuidadosamente la zona de trabajo, órganos y canalizaciones sobre las que vamos a trabajar.

2. Mantenimiento:

Comprobación del nivel de aceite del compresor, sustitución de aceite del compresor, limpieza y sustitución del filtro de aire y comprobación de que la presión está en el valor establecido. Fig. 12

• Ventajas y desventajas de la Neumática

A) Ventajas:

• El aire es de fácil captación y abunda en la tierra
• El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de chispas.
• Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y fácilmente regulables
• El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por efecto de golpes de ariete.
• Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente.
• Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa.
• Energía limpia
• Cambios instantáneos de sentido

B) Desventajas

• En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considerables
• Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado
• Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas

 Fig. 12

LOS DIFERENTES TIPOS DE SUSPENCION

La realización tecnológica actual permite responder a las diferentes demandas del sistema de suspensión mediante la implantación de tres finalidades diferentes:

• La suspensión pasiva
• La suspensión semiactiva
• La suspensión activa

1.10.1. SUSPENCION PASIVA: La suspensión y amortiguación entre las ruedas deben compensar por una parte los movimientos no deseados del vehiculo, causados por la calzada y  maniobras de conducción.

• LA SUSPENSION SEMIACTIVA: Mediante el empleo de sistemas regulados se permiten varias los  mecanismos de suspensión y  amortiguación para adaptarlos a necesidades de uso deportivo o de confort.
• LA SUSPENCION ACTIVA: Estos sistemas son llamados semi activos y no necesitan de canal externo de emergencia. Hay dos funciones distintas y interdependientes.

• Amortiguación variable según tres leyes "deportiva, media y confor"
• Corrección de la altura bajo casco.

• SUSPENSIÓN MC PHERSON.

Esquema de suspensión más extendido en todo el parque automovilístico. Fig. 14 y 16.

• Dota al vehículo de una gran estabilidad.
• Montaje en forma de columna formado por un elemento telescópico que dispone de amortiguador y muelle sobre el mismo eje el primero dentro del segundo, todo ello anclado en su parte inferior mediante unos tirantes transversales. La parte superior de dicha columna se llama torreta y va anclada al chasis.
• La parte de la torreta es la más débil del conjunto y la que debe soportar los mayores esfuerzos.
• Se puede también colocar para el eje trasero, pero el volumen del maletero se ve perjudicado por el volumen que ocupan las torretas.
• Si bien la parte superior no varía, el diseño de la parte inferior es muy variable pues se puede colocar un triángulo inferior o brazos transversales.

Fig. 14

Fig. 15

Suspensión delantera Mc Pherson De dobles brazos inferiores anclados a un subchasis. Fig.16

Fig. 16

1.11. GEOMETRÍA DE LA SUSPENSIÓN

Para entender con mayor detalle los variados sistemas que existen de suspensión, se hace necesaria una definición detallada de las variables que definen el comportamiento de una suspensión.

Ángulo de convergencia y ángulo de divergencia: Es el ángulo definido entre cada una de las ruedas y el eje longitudinal del vehículo, siempre en su proyección horizontal. Fig. 17

Fig.17

Ángulo de avance: Es el que provoca la auto alineación de las ruedas, dotando al vehículo de un elevado grado de estabilidad. Fig.18.

Fig. 18

Ángulo de caída: Es un ángulo que queda definido entre el plano de una rueda y la vertical al suelo. En la figura podemos ver que la caída es positiva pues la parte más alta de la rueda sobresale más que cualquier otra parte del neumático. También existe la caída negativa cuando la parte de contacto con el suelo sobresale más que cualquier otra parte del neumático. Este segundo caso suele darse en coches de gran potencia o de competición. Fig. 19

Fig. 19

Descentrado de las ruedas o radio de pivotamiento: Es la distancia lateral entre el punto donde la prolongación del eje de pivotamiento corta al suelo (B) y el punto central del dibujo del neumático (A). Fig. 20

Si el eje de pivotamiento corta el suelo en la parte interior del dibujo de rodadura del neumático se dice que el radio de pivotamiento es positivo. Si por el contrario, el eje de pivotamiento cruza la vertical del neumático y el corte con el plano del suelo se produce más allá de la banda de rodadura del neumático decimos que el radio de pivotamiento es negativo.

Fig. 20

Rotula