Los automóviles modernos a menudo priorizan la comodidad y el lujo junto con la velocidad y el rendimiento. La gente tiende a pensar que los asientos calefactados o los sistemas de control de crucero añaden comodidad a un viaje, pero ¿cuál es el factor más importante para garantizar que cada trayecto sea lo más suave posible? La suspensión. El sistema de suspensión de un coche es sin duda el factor más importante para tener un rendimiento cómodo y estable y permitir al conductor controlar realmente su vehículo. Pero, ¿cuál es el propósito del sistema, además de la comodidad, y cómo funciona?
LA FUNCIÓN DE LOS SISTEMAS DE SUSPENSIÓN
El trabajo principal de un sistema de suspensión de coche es asegurar que haya un máximo de fricción entre los neumáticos y la superficie de la carretera, para garantizar la estabilidad de la dirección con una buena maniobrabilidad y para asegurar la comodidad de los pasajeros. Está diseñado para absorber las vibraciones, la gravedad y las fuerzas de impacto de la carretera.
Si cada carretera fuera completamente plana, sin baches, hoyos o irregularidades, los sistemas de suspensión no serían necesarios. Pero desafortunadamente, ese no es el caso en ninguna parte del mundo. Incluso las calles recién asfaltadas presentan pequeñas imperfecciones que pueden interferir con las ruedas de un coche y su funcionamiento. Estas imperfecciones ejercen una fuerza sobre el coche, empujándolo hacia arriba. La magnitud de la fuerza, por supuesto, depende del tamaño de la irregularidad que se haya golpeado. En cualquier caso, la rueda del coche experimenta una aceleración vertical cuando pasa sobre una imperfección. Es trabajo del sistema de suspensión manejar estas fuerzas ascendentes y asegurarse de que las ruedas permanezcan en contacto con la carretera en todo momento.
Si funciona correctamente y las ruedas están constantemente en contacto con la superficie de la carretera, entonces hay una fricción máxima y el riesgo de volcar o dar vueltas al coche se minimiza, y esto ayuda a asegurar que la potencia se transmita a las ruedas, donde más se necesita. Los neumáticos absorben todos los golpes y vibraciones, así como otras imperfecciones de la carretera, y en conjunto con el mecanismo amortiguador del coche, que forma parte de la suspensión, los efectos de estas fuerzas de choque pueden amortiguarse eficazmente. Técnicamente, es el mecanismo de resorte de los sistemas de suspensión modernos el que empuja los neumáticos contra el suelo para que tengamos la máxima fricción y la mejor conducción posible. Así, cuando un neumático golpea un bache o es forzado hacia arriba debido a algo en la carretera,
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE SUSPENSIÓN
Antes de examinar los diferentes tipos de suspensión y cómo funcionan, es importante tener una comprensión básica de los elementos clave de casi todos los sistemas de suspensión.
Los componentes clave de un sistema de suspensión son los resortes, los amortiguadores y las barras estabilizadoras. Para simplificar, los resortes absorben la fuerza del impacto, los amortiguadores trabajan para disipar esa energía, y las barras estabilizadoras o anti-rollido se utilizan junto con los amortiguadores para dar al automóvil estabilidad adicional durante la conducción. Una barra anti-rollido es una varilla metálica que cruza todo el eje y conecta cada lado de la suspensión.
RESORTES
Por supuesto, existen varios tipos de resortes, amortiguadores o barras estabilizadoras. Los resortes de ballesta son una de las formas más antiguas de resortes de suspensión. Estos resortes son esencialmente varias capas de metal unidas para actuar como una sola unidad delgada en forma de arco. Se adjuntan al eje y cuando el coche golpea un bache o una irregularidad en la carretera, las capas se comprimen para absorber el impacto. Aunque estos son mucho menos comunes en los coches hoy en día, todavía se pueden encontrar en vehículos pesados y camiones en los Estados Unidos.
Los resortes helicoidales son el componente de resorte más común de un sistema de suspensión. Un resorte helicoidal es una barra de torsión robusta enrollada alrededor de un eje. La rigidez del resorte afecta la reacción de la masa suspendida (todo lo que está situado por encima de los resortes y, por lo tanto, soportado por ellos) cuando se conduce el coche. Si hay muy poca tensión en el resorte, está “mal suspendido”, probablemente ofrezca una conducción muy suave. Los coches de lujo, por ejemplo, a menudo tienen una suspensión suave. Sin embargo, pueden ser propensos a inclinarse hacia adelante y agacharse durante el frenado y la aceleración, y tener un mayor balanceo o inclinación en las curvas. Por otro lado, los coches con resortes más rígidos ceden menos cuando golpean baches, lo que puede ser incómodo, pero minimiza los movimientos de la carrocería para poder tomar curvas de manera agresiva, ideal para un coche deportivo.
Una característica común de los vehículos europeos es un sistema que implica un brazo de suspensión o un brazo de control en “A”. Este está compuesto por una barra de torsión unida a un brazo “triangular” (llamado así porque tiene la forma de la “pierna de pavo” en V del cuello de un pavo) y al chasis del vehículo. El brazo en A actúa como una palanca que se mueve perpendicularmente a la barra de torsión; cuando la rueda golpea un bache, los movimientos verticales se transfieren al brazo en A o brazo de control, y luego, mediante la acción de palanca, a la barra de torsión. La barra de torsión luego se tuerce a lo largo de su eje para proporcionar la fuerza del resorte.
AMORTIGUADORES
Cuando los resortes absorben la fuerza y la energía de las superficies irregulares de la carretera, esa energía debe disiparse de alguna manera. Ese es el trabajo de los amortiguadores. Los amortiguadores son, por lo tanto, un tipo de absorbedor de impactos. Ralentizan y reducen la amplitud del movimiento vibratorio transformando la energía cinética en energía térmica que se disipa a través del fluido hidráulico. Los amortiguadores son sensibles a la velocidad; cuanto más rápido se mueve la suspensión, más resistencia ofrece el amortiguador. Pueden adaptarse a las condiciones de la carretera y controlar todos los movimientos no deseados, incluidos el rebote, el balanceo, la inmersión al frenar y el agachamiento al acelerar.
Los puntales son una forma más avanzada de amortiguador y son básicamente un amortiguador montado dentro de un resorte helicoidal. Funciona simultáneamente como un amortiguador y soporta estructuralmente la suspensión del vehículo; hacen más que los amortiguadores porque soportan el peso del vehículo en cierta medida. Los puntales son muy comunes en la suspensión delantera de vehículos con tracción delantera.
TIPOS DE SUSPENSIÓN
Se pueden encontrar diferentes combinaciones de sistemas de resortes y amortiguadores en distintos vehículos, y el tipo de suspensión utilizado puede incluso variar dentro de los vehículos; es probable que el sistema de suspensión delantera difiera del sistema de suspensión trasera.
Un sistema de suspensión puede ser dependiente e independiente. En un sistema de suspensión dependiente, un eje rígido une dos ruedas, mientras que en un sistema independiente, las ruedas pueden moverse independientemente y no están conectadas entre sí. Los coches más antiguos tendían a favorecer los sistemas de suspensión dependientes, a menudo en conjunto con resortes de ballesta, pero los coches más modernos prefieren sistemas de suspensión independientes, especialmente para la suspensión delantera. Los sistemas dependientes son robustos y simples, pero como no hay ajuste de inclinación en las curvas, existe el riesgo de que las ruedas se despeguen de la superficie de la carretera. En cuanto a los sistemas de suspensión independientes, las cargas de impacto de la superficie de la carretera están aisladas del lado en el que se encuentran, lo que es extremadamente ventajoso. Por supuesto,
A menudo, las suspensiones delanteras y traseras de los coches serán diferentes. Los sistemas de suspensión delantera deben integrarse con la dirección y, por lo tanto, pueden ser bastante complejos, y también son los primeros en entrar en contacto con cuerpos extraños o superficies irregulares en la carretera. Los sistemas de suspensión trasera a menudo pueden ser simples porque no es necesario tener en cuenta la dirección. Esto significa que a menudo son sistemas dependientes (ver más abajo para una explicación), basados en un resorte de ballesta o un resorte helicoidal. Si todas nuestras ruedas tienen una suspensión montada individualmente, el coche puede considerarse con una suspensión independiente en las cuatro ruedas.
SUSPENSIÓN DE DOBLE BRAZO OSCILANTE
La suspensión de doble brazo oscilante está compuesta por dos brazos en forma de triángulo (en A o en V) posicionados uno sobre el otro. Están montados con bisagras en la parte superior e inferior del portamangueta del vehículo para asegurar la dirección del vehículo y equilibrar el volante. A menudo, se fijan amortiguadores a cada brazo de control, y este tipo de suspensión ofrece más control sobre el ángulo de inclinación de la rueda para minimizar el balanceo y la inclinación y proporcionar una sensación de dirección más consistente. Estos son populares en las ruedas delanteras de coches más grandes, que pueden ser más pesados y propensos a balancearse o inclinarse en las curvas. Aunque es ligero y presenta muchas ventajas, también es más costoso que los sistemas de suspensión de eje rígido (dependiente).
SUSPENSIÓN DE BRAZO CORTO / LARGO (SLA)
La suspensión de brazo corto/largo es una modificación de la suspensión de doble brazo oscilante que puede utilizarse tanto en las ruedas delanteras como traseras de los vehículos automotores. En la suspensión de doble brazo oscilante, ambos brazos son de igual longitud. En una suspensión de brazo corto/largo (SLA), los dos brazos son de longitud desigual; el brazo superior es más corto que el brazo inferior. Este diseño permite controlar la inclinación y limitar el desgaste de los bordes de los neumáticos en las curvas. La longitud del brazo superior se acorta de modo que, en las curvas, con la fuerza centrífuga tendiendo a hacer que el vehículo se incline y ponga los neumáticos sobre sus bordes, este sistema de suspensión actúa para devolver el patrón de contacto al centro del neumático para ambas ruedas. Este efecto ocurre hasta el salto completo, lo que lo convierte en una suspensión ideal para vehículos de alto rendimiento.
SUSPENSIÓN DE PUNTAL MACPHERSON
Este sistema incluye un solo brazo de control en un conjunto de puntal que permite que el neumático y la rueda se muevan hacia arriba y hacia abajo. Esto reduce la masa no suspendida y aumenta la comodidad de conducción. Es pequeño, relativamente económico y no demasiado complicado, lo que significa que es una opción popular de puntal. En algunos de los mismos vehículos, también se utiliza un puntal en el sistema de suspensión trasera. Es similar al puntal delantero pero no tiene un cojinete de baja fricción en la parte superior porque se encuentra en una rueda no direccional.
SUSPENSIÓN AJUSTABLE E HIDRÁULICA
Además de todos los tipos básicos de sistemas de suspensión que los fabricantes ofrecen de serie, muchos conductores optan por sistemas de suspensión ajustables que pueden instalar, ajustar y mantener ellos mismos. Estos también pueden ser proporcionados por algunos fabricantes como estándar en coches nuevos. Algunas suspensiones permiten un ajuste por parte del conductor o automáticamente por el propio coche, y estas pueden ayudar a hacer frente a ciertas condiciones. De hecho, un coche con suspensión ajustable puede asumir la función de dos o más suspensiones ligeramente diferentes, dependiendo de la situación.
Dos parámetros principales pueden ajustarse con los sistemas de suspensión ajustables: la altura de la carrocería y la rigidez de rodadura. Los coches de gama alta a veces pueden equiparse con la capacidad de elevar y bajar su carrocería según la situación. El Tesla Model S es un buen ejemplo, ya que se eleva automáticamente cuando se conduce en entradas como aparcamientos o calzadas. Algunos SUV pueden ajustarse a una altura de suspensión más baja en carreteras lisas, para mayor estabilidad y economía, o más alta en conducción todoterreno, para una mayor distancia al suelo.
El ajuste de la altura de la carrocería