Sistema de Suspensión y Frenos

8/17/2019 Sistema de Suspensión y Frenos

1/14

LABORATORIO DE SISTEMAS 2015

SISTEMA DE SUSPENSIÓNSe llama suspensión al conjunto de elementos elásticos que se interponen entre los órganos suspendidos (bastidor,carrocería, pasajeros y carga) y los órganos no suspendidos (ruedas y ejes). Tiene como objetivo absorber lasdesigualdades del terreno sobre el que se desplaza el veículo a la vez que mantiene las ruedas en contacto con elpavimento, proporcionando un adecuado nivel de con!ort y seguridad de marca.

"demás tambi#n es necesario que cumplan con otras !unciones complementarias$

• Transmitir las !uerzas de aceleración y de !renada entre los ejes y bastidor.• %esistir el par motor y de !renada• %esistir los e!ectos de las curvas• &onservar el ángulo de dirección en todo el recorrido• &onservar el paralelismo entre los ejes y la perpendicularidad del bastidor• 'roporcionar una estabilidad adecuada al eje de balanceo• "guantar la carga del veículo

&uando el veículo circula por un terreno irregular, las ruedas están sometidas a una serie de impactos que se

transmiten a la carrocería a trav#s de los elementos de unión. Si el terreno es llano, las pequeas irregularidades delmismo son absorbidas por la elasticidad de los neumáticos. &uando las irregularidades son grandes, los impactosproducidos serían acusados por los ocupantes del veículo, de no mediar la suspensión la unión elástica que #stasupone es capaz de absorber dicas reacciones.

&uando un automóvil pasa sobre un resalte osobre un oyo, se produce un golpe sobre larueda que se transmite por medio de los ejesal casis y que se traduce en oscilaciones.*na mala conducción o un repartodesequilibrado de las cargas pueden tambi#noriginar +oscilaciones+. stos movimientos se

generan en el centro de gravedad del coce yse propagan en distintos sentidos. -os trestipos de oscilaciones eistentes serian

TIPOS DE OSCILACIONES EXISTENTES SERIAN:

• Empuje$ se produce al pasar por terreno ondulado

• Cabeceo$ debido a las !renada bruscas

• Bamboleo$ se genera al tomar curvas a alta velocidad.

Página 1


2/14


CARACTERÍSTICAS QUE DEBE REUNIR LA SUSPENSIÓN

/eben ser muy elásticos, para permitir que las ruedas seadapten continuamente al terreno sin separarse de #l.

• *n muelle blando tiene gran recorrido y pequeo n0merode oscilaciones bajo la carga, mientras que.

• *n muelle duro tiene menor recorrido y mayor numerode oscilaciones. ste mismo e!ecto se mani!iesta alvariar la carga que gravita sobre el muelle.

TIPOS DE MECANISMOS DE SUSPENSIÓN

SUSPENSIÓN RÍIDA.1 -as primeras suspensiones estaban!ormadas por un +eje rígido+ en cuyos etremos se montaban lasruedas. &omo consecuencia de ello, todo el movimiento quea!ecta a una rueda se transmite a la otra del mismo eje. n la!igura in!erior podemos ver como al elevarse una rueda, seetiende su inclinación al eje y de este a la otra rueda. &omo eleje va !ijado directamente sobre el bastidor, la inclinación setransmite a todo el veículo.

ste montaje es muy resistente y más económico de !abricar,pero tiene la desventaja de ser poco cómodo para los pasajerosy una menor seguridad.

SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE!" l sistema desuspensión +independiente+ tiene un montaje elásticoindependiente que no está unido a otras ruedas. " di!erenciadel sistema rígido, el movimiento de una rueda no setransmite a la otra y la carrocería resulta menos a!ectada.

CLASES DE SUSPENSIÓN EXISTENTES:• S*S'2S342 53/%"&T36"• S*S'2S342 "/"'T"T36"•

S*S'S342S "&T36" 7 S83"&T36"S• S*S'2S342 8"92T:%%:-493&:S

Página 2


3/14


ELEMENTOS DEL LOS SISTEMAS DE SUSPENSIÓN

BARRAS DE TORSIÓNste tipo de resorte utilizado en algunos turismos con suspensión independiente, está basado en el principio de quesi a una varilla de acero elástico sujeta por uno de sus etremos se le aplica por el otro un es!uerzo de torsión, estavarilla tenderá a retorcerse, volviendo a su !orma primitiva por su elasticidad cuando cesa el es!uerzo de torsión.

EL #E$E TORSIONAL

Página 3


4/14


s otro tipo de suspensión semirrígida (semi1independiente), utilizada en las suspensiones traseras, en veículos quetienen tracción delantera (como ejemplo$ 6ol;s


5/14


SISTEMAS DE SUSPENSIÓN &IDRACTI'A

Página 5


6/14


CARACTERISTICA DE LOS MUELLES

Todos los muelles poseen a pesar de sus distintas !ormas determinadas propiedades comparativas que in!luyen en laaptitud para la circulación de un automóvil

1. CONSTANTE ELÁSTICO DE UN MUELLE HELICOIDAL(C), es la elasticidad de un muelle, se puede calcular partiendo de su !uerza aplicada y de la de!ormación del muelle.

=. CONSTANTE ELÁSTICO DE UNA BARRA DE TORSIÓN (c )

Página 6


7/14


CARAS SOBRE MUELLES

(! Ca)*a +ob)e balle+,a

• -as ballestas eperimentan es!uerzos de !leión y la resistencia a la !leión permisible en las ballestas debe

estar entre >? y @? ;pAmm=. 'ara grandes cargas se requieren varias ojas.• -a carga permisible en el caso de sus etremos apoyados y la carga gravando en su centro, se calcula en

!unción de la sección transversal y la longitud de la ballesta.

-a misma capacidad resistente puede lograrse con otro dimensionado, pero con ello se alteran las propiedadeselásticas. 8ucas ojas !ina s constituyen un muelle blando, y pocas gruesas un muelle duro. *n muelle largo esigualmente mas blando que otro corto. s decir aparte de la carga ay que considerar tambi#n la característicaelástica del muelle.

-! Ca)*a +ob)e muelle .el/co/0al-os muelles elicoidales no pueden soportar cargas transversales, sino solamente seg0n su dirección longitudinal. lilo de acero eperimenta con ello un movimiento de torsión alrededor de su eje longitudinal. 'ero un muelle de estanaturaleza puede ser tambi#n considerado. 'ero un muelle de esta naturaleza puede ser considerado como unabarra de torsión arrollada elicoidalmente. -a tensión de torsión admisible oscila entre => y B> ;pAmm=.

Página 7


8/14


ALTURA DEL MUELLE &ELICOIDAL 1 LONITUD DEL &ILO

-as espiaras de un muelle elicoidal no deben, en su !unción elástica, entrar en mutuo contacto, ya que si ocurreello cesa el e!ecto de muelle y entonces las sacudidas de la carretera se transmiten de modo directo al casis. -aaltura del muelle debe por tanto calcularse de !orma que a carga máima eista todavía una pequea distancia

entre espiras. -a altura mínima es !unción del diámetro del ilo y del n0mero de espiras. 5ay que contar tambi#ncon los e!ectos de inercia.

OSCILACIONES DEL MUELLE &ELICOIDAL

• *n cuerpo suspendido elásticamente e!ect0a tras una impulsión un movimiento pendular, que tiene igual

magnitud de desviación a uno y otro lado y que disminuye gradualmente. l curso de este movimiento oscilante,en !unción del tiempo, se puede representar mediante una línea ondulada. *n movimiento de ida y regreso

Página 8


9/14


constituye una oscilación completa. l tiempo en que ello se e!ect0a es la duración de la oscilación ( T ) y ladesviación máima, la amplitud de la oscilación.

• -a !recuencia ( !) la de!ine el n0mero de oscilaciones por segundo, se mide en ertz.

• l n0mero de oscilaciones depende de la elasticidad del muelle y de la masa del cuerpo suspendido.

• *n ombre puede soportar en un automóvil de C a = oscilaciones por segundo, en per!ectas condiciones. *n

n0mero mayor de oscilaciones ecita el sistema nervioso, y un n0mero bajo de oscilaciones puede determinar elmareo. ntonces es importante el n0mero de oscilaciones adecuados.

SISTEMA DE DIRECCIÓN

(! RELACION DE TRANSMISIÓN DE LA DIRECCIÓN

n la dirección su relación de transmisión es su reducción (a más despacio) puesto que de un giro grande delvolante resulta uno pequeo de viraje de las ruedas dirigidas. sta reducción tambi#n denominada

(/esmultiplicación) se logra mediante el mecanismo de la dirección y las barras articuladas tambi#ndenominadas (palancas)

-! RECORRIDO DE LAS RUEDAS EN LAS CUR'AS

n las curvas las ruedas de la parte de !uera (eterior)acen un mayor recorrido que las de dentro (parteinterior).

Página 9

α

β =oi

deanterasruedaslasdevirajede Angulo

volantedel girode Angulodireccióntransmdelac

......

.......Re =


10/14


l resultado de esto es que las ruedas de !uera giran más de prisa que las de dentro en las curvas (es por ello que las ruedas motrices es necesario el di!erencial). l radio r o de la trayectoria de las ruedas eteriores ala curva es mayor que el radio r i de las ruedas interiores en el valor S que es el anco entre ruedas.

OBSER'ACIÓN:

'or lo general, la relación de transmisión de la dirección no es igual a lo largo de todas las vueltas delvolante. n la posición centrada del volante (conducción en línea recta) el movimiento de las palancasarticuladas (varillaje de la dirección) tiene más desmultiplicación que con el volante bien metido a la derecao a la izquierda. /e esta manera se mantiene !ácil el veículo por su carril en los tramos rectos y se puedenvirar las ruedas con mayor rapidez en las curvas cerradas.

2! ANULO DE CON'ERENCIA

"l tomar una curva la rueda interior delantera a de estar más virada que la eterior.

-a di!erencia entre los dos ángulos de viraje iα y 0α de

las ruedas delanteras se denomina ángulo de

convergencia.

3! CON'ERENCIA

n posición recta, las ruedas delanteras no quedan paralelassino, generalmente, algo metidas acia dentro por delante (enalgunos veículos van tambi#n inclinados acia a!uera).

sa di!erencia de paralelismo de las ruedas delanteras se

denomina convergencia. 9racias a ella, el varillaje de la

Página 10

][180

..... mr

l exterior ruedala por recorrida Longitud oo →

××==

δ π

][180

int..... mr

l erior ruedala por recorrida Longitud ii →××

==

δ π

renlacurvaedaexteriorajedelaru Angulodeviurvaeriordelacraje Angulodevinvergencia Angulodeco −= int

][→−= oi α α γ


11/14


dirección y los neumáticos se mantienen en tensión y se disminuye la tendencia a vibrar de las ruedasdelanteras.

NOTA:

a) convergencia positiva (D) , es cuando a- es mayor que a(b) convergencia negativa (divergencia) (1), es cuando a- es menor que a(

MECANISMO DE LA DIRECCIÓN

'or medio del mecanismo de la dirección el movimiento de giro del volante se convierte en un movimiento lentooscilatorio de la palanca del mecanismo.n principio se distingue entre tres clases distintas de cajas de dirección

4! CA$A DE DIRECCIÓN DE TORNILLO

n la dirección por tornillo la dirección del ángulo de lapalanca de la caja puede calcularse aproimadamentecon la !órmula$

5! CA$A DE TORNILLO SIN 6IN

5!(! Si un sin!ín de un ilo gira BE?F a la rueda elicoidal

le corresponde un giro de$ z

360

5!-!Si un sin!ín de varios ilos gira BE?F a la rueda

elicoidal le corresponde un giro de$ z

g 360•

5!2!Si un sin!ín de varios ilos gira β a la rueda

elicoidal le corresponde un giro de$ z

g β •

7! DIRECCIÓN DE CREMALLERA

Página 11

delante por cia Disras por cia DisiaConvergenc ..tandet..tan −=

][12 mmaac →−=

r

h

•

•=

π

β α

2

z

g β α

•=


12/14


n una vuelta completa del volante ( β GBE?F), la cremallera se desplaza por el perímetro del pión la

cantidad de z p. -uego para un valor dado del ángulo β .

SISTEMA DE FRENOS(! FRENOS DE TAMBOR 89ue)a pe)/9;)/ca<

l !reno simple consta de un cilindro de rueda con dos#mbolos y de dos mordazas giratorias. Si se acciona el!reno, ambos #mbolos de los cilindros de !reno de lasruedas presionan contra las mordazas con la !uerza deaprieto, con lo cual, los !orros o guarniciones presionansobre el tambor que está en movimiento y generan unrozamiento en la peri!eria del mismo. sa !uerza derozamiento se denomina !uerza peri!#rica en el tambor de!reno.

7 depende de$

a) -a !uerza de aprietob) l rozamiento entre el !orro y el tambor y,

c) l tiempo de !renado (tambor$ simple, d0ple y servodiscos)

l rozamiento (coe!iciente de rozamiento dinámico (de deslizamiento))y la clase de !renos se contemplan en el denominado valor nominal ócaracterístico & de los !renos.ste valor característico de los !renos se determina mediante !ormulascomplicadas ó se toma de un diagrama.-a !uerza peri!#rica en el tambor de !reno se calcula con el valor característico del !reno.

H%&3&3:S$

Página 12

][º360

mm p z s →••=β

aprietede Fuerza frenodel carct Valor periferica Fuerza ...... ×=][ N F C F RT →•=


13/14


-! 6RENOS DE DISCO

-!(!6)e=o+ 0e 0/+co 89ue)a pe)/9;)/ca<

n los automóviles cada vez se emplean más los!renos de disco en lugar de los de tambor.(6entajas$ e!ecto de !renado más parejo,imposibilidad de autobloqueo). "l actuar la instalación de !renos, las dos pastillasaprietan cada una con la !uerza I % contra el disco y

dan origen a la !uerza peri!#rica 6T (!uerza derozamiento) con brazo de palanca ) m.&omo los !renos de disco constan de dos pares derozamiento, la !órmula de !renos de tambor semodi!ica y epresa así$

2! 6UER%A DE 6RENADO EN UNA RUEDA

-a !uerza peri!#rica 6T en el tambor del !reno act0a con el radio ) T (en los !renos de disco con el brazo depalanca ) m) y genera así el !renado (par de !renado). se par es el que origina la !uerza de !renado 66R encada rueda con un brazo igual al radio dinámico R0/=!'uesto que esa !uerza 66R es la que se obtiene en cada una de las ruedas, la !uerza total de !renado es iguala cuatro veces ese valor.

n una rueda en proceso de !renado aparecen los siguientes pares o momentos (ver la !igura de !uerza de!renado en una rueda).

Página 13

][2 N F F RoT →••= µ

aprietode FuerzadinmicorozamientodeeCoeficient periferica Fuerza .....2. ××=

Pastil


14/14


Iuerza peri!#rica en el tambor por radio del tambor es igual a la !uerza de de !renado de una rueda por radiodinámico de la rueda.

ntonces

Pa)a lo+ 9)e=o+ 0e 0/+co$

Página 14

din FRT T R F r F •=• ][daN R

r F F

din

T T FR →

•=

][daN R

r F F

din

mT FR →

•

=

Documents

Sistema de Suspensión y Frenos