verificacion y control sistemas de suspensión

El Concepto Del Mantenimiento Mantenimiento: acción eficaz para mejorar aspectos operativos relevantes de un establecimiento tales como funcionalidad, seguridad, productividad, confort, imagen corporativa, salubridad e higiene. Otorga la posibilidad de racionalizar costos de operación. El mantenimiento debe ser tanto periódico como permanente, preventivo y correctivo.

El mantenimiento es la segunda rama de la conservación y se refiere a los trabajos que son necesarios hacer con objeto de proporcionar un servicio de calidad estipulada. Es importante notar que, basados en el servicio y su calidad deseada, debemos escoger los equipos que nos aseguren obtener este servicio; el equipo queda en segundo termino, pues si no nos proporciona lo que pretendemos, debemos cambiarlo por el adecuado. Por ello, hay que recordar que el equipo es un medio y el servicio es el fin que deseamos conseguir.

Mantenimiento es la actividad humana que garantiza la existencia de un servicio dentro de una calidad esperada. Cualquier clase de trabajo hecho en sistemas, subsistemas, equipos maquinas, etc., para que estos continúen o regresen a proporcionar el servicio con calidad esperada, son trabajos de mantenimiento, pues están ejecutados con este fin. el mantenimiento se divide en mantenimiento correctivo y mantenimiento preventivo.

Definición de Mantenimiento correctivo.

Mantenimiento correctivo: acción de carácter puntual a raíz del uso, agotamiento de la vida útil u otros factores externos, de componentes, partes, piezas, materiales y en general, de elementos que constituyen la infraestructura o planta física, permitiendo su recuperación, restauración o renovación, sin agregarle valor al establecimiento. Es la actividad humana desarrollada en los recursos físicos de una empresa, cuando a consecuencia de una falla han dejado de proporcionar la calidad de servicio esperada. Este tipo de mantenimiento de divide en dos ramas:

• Correctivo contingente

• Correctivo programable.

Correctivo contingente.

El mantenimiento correctivo contingente se refiere a las actividades que se realizan en forma inmediata, debido a que algún equipo proporciona servicio vital ha dejado de

hacerlo, por cualquier causa, y tenemos que actuar en forma emergente y, en el mejor de los casos, bajo un plan contingente.

Las labores que en este caso deben realizarse, tienen por objeto la recuperación inmediata de la calidad de servicio; es decir, que esta se coloque dentro de los limites esperados por medio de arreglos provisionales, así, el personal de conservación debe efectuar solamente trabajos indispensables, evitando arreglar otros elementos de la maquina o hacer otro trabajo adicional, que quite tiempo para volverla a poner en funcionamiento con una adecuada fiabilidad –que permite la atención complementaria cuando el mencionado servicio ya no se requiera o la importancia de este sea menor y, por lo tanto, al ejecutar estos trabajos se reduzcan las perdidas.

Correctivo programable.

El mantenimiento correctivo programable se refiere a las actividades que se desarrollan en los equipos o maquinas que están proporcionando un servicio trivial y este, aun que necesario, no es indispensable para dar una buena calidad de servicio, por lo que es mejor programar su atención, por cuestiones económicas; de esta forma, se puede compaginarse si estos trabajos con los programas de mantenimiento o preservación. Ventajas del Mantenimiento Preventivo:

- Confiabilidad, los equipos operan en mejores condiciones de seguridad, ya que se conoce su estado, y sus condiciones de funcionamiento.

- Disminución del tiempo muerto, tiempo de parada de equipos/máquinas.

- Mayor duración, de los equipos e instalaciones.

- Disminución de existencias en Almacén y, por lo tanto sus costos, puesto que se ajustan los repuestos de mayor y menor consumo.

- Uniformidad en la carga de trabajo para el personal de Mantenimiento debido a una programación de actividades. - Menor costo de las reparaciones.

Fases del Mantenimiento Preventivo:

- Inventario técnico, con manuales, planos, características de cada equipo.

- Procedimientos técnicos, listados de trabajos a efectuar periódicamente,

- Control de frecuencias, indicación exacta de la fecha a efectuar el trabajo.

- Registro de reparaciones, repuestos y costos que ayuden a planificar.

Suspensión

Suspensión de amortiguación pilotada

En la decada de los años 80 llegaron al mercado los primeros sistemas de regulación electrónica de los amortiguadores. Entonces se trataba de variaciones manuales por medio de electromotores. Estos sistemas fueron sustituidos por rápidos sistemas electromagnéticos con diferentes niveles de amortiguación. Simples reguladores de valores límite, también llamados reguladores adaptativos, se encargaban de seleccionar según la situación de marcha, entre 2 y 3 características diferentes de amortiguación (suave, media y firme). El cambio de un modo a otro lo realiza el conductor por lo que la rigidez de la suspensión no es continuamente variable.Los desarrollos posteriores condujeron a los actuales sistemas de regulación electrónica de tercera generación que incorporan válvulas de Control Continuo de la Amortiguación (Continuous Damping Control - CDC). Estos sistemas se pueden adaptar de forma óptima a los criterios principales de la regulación de la amortiguación del vehículo, es decir una buena amortiguación del chasis, una reducida variación de la carga sobre la rueda y un buen aislamiento con respecto al chasis en caso de ligeros baches.

Suspensión de amortiguación pilotada "inteligente"Esta suspensión cuya característica principal es que varia la dureza de los amortiguadores por medio de unas válvulas de rigidez (electroválvulas) que son controladas a su vez por una centralita electrónica. En la figura inferior se muestra un esquema de este tipo de suspensión, donde tenemos los amortiguadores (1), tanto delanteros como traseros, que están controlados por una unidad electrónica de control (2) que se alimenta de la información registrada a partir de una serie de sensores. Estos sensores miden parámetros como la posición y velocidad de giro del volante (3), la posición del pedal del freno (4), la aceleración vertical, longitudinal y transversal (5) mediante acelerómetros y la velocidad del vehículo (6).

El paso de un modelo de suspensión blando a duro o viceversa depende de ciertos factores. La unidad de control puede ordenar el paso de una suspensión blanda y confortable a una suspensión mas dura en situaciones donde prima la estabilidad del vehículo. Estas situaciones son:

Un giro brusco o a alta velocidad el sensor del volante (3) capta un movimiento rápido de este o el acelerometro transversal (5) registra una fuerte aceleración centrífuga debida a la alta velocidad de paso de curva.

Aceleraciones fuertes registradas por el acelerometro longitudinal (5). Frenadas fuertes detectadas por el sensor de pedal de freno (4) unido a la del

acelerómetro longitudinal (5). Fuertes oscilaciones verticales debidas al estado irregular del pavimento registradas por el

acelerómetro longitudinal (5). Altas velocidades detectadas por el captador de velocidad (6). Variaciones importantes de tracción entre las ruedas registrada por la unidad de control de

tracción que informa a la unidad de control de suspensión.

La unidad de control cambia a un tarado blando de la suspensión cuando las situaciones anteriores dejan de suceder. Es decir cuando los sensores captan los parametros de velocidad y aceleración dentro de unos valores que ya lleva establecidos la unidad de control.

La elección entre una suspensión de tipo confortable (suspensión blanda) y deportiva (suspensión dura) se puede hacer de forma manual por medio de un mando en el salpicadero. De forma manual y mediante un conmutador (8) el conductor puede cambiar entre los dos tipos de suspensión. Completa el sistema una luz testigo (9) en el salpicadero del vehículo que informa de la elección de suspensión dura o blanda.

El funcionamiento del paso de un tipo de suspensión a otro se realiza mediante unos amortiguadores especiales que tiene unas electroválvulas que controlan el paso del aceite por los orificios calibrados del interior del amortiguador. Estos amortiguadores denominados pilotados o regulables.

Amortiguadores pilotadosEl amortiguador esta compuesto básicamente por dos cámaras A y B que están conectadas por unos pequeños orificios X e Y que permiten el paso del aceite del amortiguador cuando el embolo (1) avanza longitudinalmente en fase de compresión o de expansión. Además existe una tercera cámara C que está conectada con la B mediante otros dos pequeños orificios U y V que tiene un paso muy restringido de aceite. Además de estas cámaras existen dos electroválvulas Ev1 y Ev2 que conectan la cámara A del amortiguador con la cámara C de compensación. La diferencia entre ambas electroválvulas está en la cantidad de flujo de aceite que permiten pasar en su apertura, siendo la de mayor paso la Ev2. Estas electroválvulas están pilotadas por el calculador electrónico (2) que ordena su apertura o cierre en función de los valores de los parámetros que recibe de los sensores del sistema determinado uno u otro tipo de suspensión.

 

 

La comunicación entre las cámaras a través de las dos electroválvulas permiten tres posibilidades de tarado de suspensión diferentes:

Confortable: en este tipo de suspensión la electroválvula Ev2 de mayor paso de aceite esta abierta de forma que por ejemplo en estado de compresión del amortiguador, el aceite pasa de la cámara A a la B por los paso X e Y, y de la cámara A a la cámara de compensación C por la electroválvula Ev2 en posición abierta M. Además también existe un flujo muy pequeño de aceite entre las cámaras B y C a través de los pasos U y V. Mientras la electroválvula V1 se mantiene cerrada en su posición J. De esta forma se consigue la mayor flexibilidad en la suspensión consiguiendo la mayor confortabilidad en el vehículo.

Suspensión normal: en esta caso la suspensión es algo mas dura que la anterior por lo que el paso del aceite a la cámara C de compensación debe ser mas dificultoso. En efecto, en la posición de suspensión normal la electroválvula de menor paso de aceite Ev1 está abierta en su posición K mientras que la electroválvula Ev2 está cerrada en su posición N. De esta forma se consigue una suspensión de tarado medio que es menos confortable que la anterior pero proporciona mayor estabilidad al vehículo.

Deportiva: ésta es la suspensión mas dura que permiten los amortiguadores. Para conseguir este tarado tan rígido se recurre a cortar la comunicación entre las cámaras A y B con la cámara C de compensación. De esta forma en el recorrido del embolo en la compresión el paso de aceite solo se realiza entre las cámaras A y B y de forma muy restringida entre la cámara B y C a través de los orificios U y V. Con ello se consigue que haya una menor resistencia al desplazamiento del aceite a paso del recorrido longitudinal del émbolo. Con este tipo de suspensión se consigue un tarado duro ideal para rápidas maniobras que necesitan de una gran estabilidad, todo ello a costa de una disminución de confort.

En la figura inferior se muestra una amortiguador pilotado, en el se ven las electroválvulas (confort, sport). Además este amortiguador cuenta con un cojín neumático para modificar la altura de la carrocería, que no seria el caso de la suspensión estudiada en este capitulo.

Amortiguación de regulación continua CDC (Continuous Damping Control)Los elementos principales que intervienen en el Control Continuo de la Amortiguación (Continuous

Damping Control - CDC) son: Una Unidad de Control Electrónico (ECU), los brazos telescópicos delanteros y los amortiguadores traseros, en cuyo exterior se encuentra montada la válvula proporcional que regula la suspensión y unos sensores, tanto en las ruedas, que informan de la aceleración vertical de las ruedas, como en la carrocería, que transmiten información sobre los movimientos de la carrocería del vehículo. Este sistema de suspensión es utilizado por el fabricante Opel en sus modelos Astra.

 

La unidad de control calcula cada 2 milisegundos la corriente eléctrica que debe suministrar a los brazos telescópicos y a los amortiguadores de acuerdo a la necesidad de esfuerzo de amortiguación y lo transmite a las válvulas proporcionales. Para el cálculo de los valores de corriente la unidad de control lee los valores medidos por 3 sensores de aceleración colocados en el interior del vehículo, así como datos procedentes del CAN (Controller Area Network – Red de Buses de Datos de Control) del vehículo. A través de campos de características memorizados en la unidad de control, el procesador calcula el amperaje necesario. Este puede variar desde los 0 Amperios para la posición más dura de la suspensión y los 1,6 Amperios para el reglaje más blando.

La unidad de control se encarga también de la diagnosis del sistema. Esta reconoce todo tipo de campos eléctricos, los memoriza en la memoria de fallos y activa, según las necesidades, determinados programas de emergencia debidamente escalonados.

El sistema de amortiguación adaptativa CDC en el Opel Astra se compone de cuatro amortiguadores hidráulicos controlados por válvulas solenoide, cuyas características pueden variar continua y adecuadamente a las condiciones de la carretera, los movimientos del vehículo y el estilo de conducción. Junto con un sensor de aceleración lateral y otros datos procedentes del CAN (por ejemplo, la velocidad del vehículo y la posición del pedal del acelerador) tres sensores de aceleración de la carrocería y dos de las ruedas ofrecen a la unidad de control toda la información que necesita para lograr la mejor amortiguación. Utilizando un algoritmo de tiempo real, la unidad de control calcula la fuerza necesaria de amortiguación que se requiere en cada una de las ruedas y envía la señal eléctrica correspondiente a las cuatro válvulas solenoide proporcionales en la columna telescópica y en el amortiguador, la cual controla el flujo de aceite y, en consecuencia, las características de cada amortiguador.

El algoritmo de control calcula la velocidad y dirección de los movimientos de la carrocería y de las ruedas continuamente. Los cuatro amortiguadores son actuados independientemente de forma que

se minimicen los movimientos de la carrocería. Este núcleo de control principal está acompañado de numerosos mecanismos adaptativos, los cuales detectan y graban los requerimientos de las maniobras de conducción y del estado de la carretera.

Por ejemplo, el agarre de las ruedas se mejora por la reducción de las variaciones de carga en las ruedas al frenar o al circular sobre asfalto bacheado. Los bandazos al acelerar o frenar quedan casi completamente eliminados. Esto ha sido posible por primera vez por la interconexión sistemática de los sistemas de regulación del vehículo.

Una ventaja importante del CDC es que se puede interconectar con otros sistemas del automovil como el ABS, ESP y otro sistemas de seguridad que permiten mejorar la suspension y por tanto el comportamiento del vehiculo

Los ingenieros de chasis y suspensiones de Opel se comprometieron en mejorar la seguridad activa por la interconexión de todos los sistemas de regulación responsables de la dinámica del coche. Hay una conexión especialmente próxima entre el CDC y el ESPPlus. Esta conexión se conoce como ICC (Integrated Chasis Control – Control Integrado del Chasis), un sistema que mejora tanto el comportamiento en curvas como la máxima manejabilidad, elevando de esta forma

la regulación electrónica de respuesta a la carretera a un nuevo nivel. El sistema CDC está informado continuamente del ángulo de la dirección y del grado de balanceo y en situaciones críticas confía en el ESPPlus. Endureciendo ligera y brevemente los amortiguadores traseros la disponibilidad del coche para acabar con el movimiento de balanceo se mejora, permitiendo volver al camino elegido con mayor agilidad. Si el conductor lleva el coche cerca de sus limites, los grados de amortiguación laterales pueden ser variados alternativamente para contrarrestar el sobre o subviraje. El efecto de este principio dinámico de ajuste del balanceo, que está integrado en el ESPPlus, se puede describir como un “estabilizador virtual”, aplicando fuerzas de amortiguación extremadamente altas o muy bajas. Si esto no prueba ser suficiente, el sistema ESPPlus entra completamente en acción frenando una o más de las ruedas. El resultado es que el control del ESPPlus entra mucho más tarde y de manera más precisa. Uniéndolo todo, la invisible red de seguridad que beneficia al conductor y a los pasajeros está ahora tejida de forma más tupida que nunca

¿ Como se hace ?LA SUSPENSION

LA SUSPENSIÓN:

El sistema de suspension, es el encargado en nuestro vehículo de evitar que se trasmita al habitáculo de los pasajeros las vibraciones propias del rodaje sobre el terreno y sus irregularidades, amortiguando la llegada de las mismas a la carrocería del vehiculo.

Con el sistema de suspension, aumentamos en comodidad y además procura tener el mayor tiempo posible las ruedas sobre el suelo para mejorar la adherencia del coche, evitando bloqueos y derrapajes.

La suspension del automovil se consigue mediante un elemento elastico que puede ser una ballesta, un muelle elicoidal o una barra de torsion principalmente que:

Se deforma elasticamente al soportar el peso o la presion, variando su longitud al subir o bajar las ruedas.

Esta deformacion evita que la carroceria reciba el impacto directo y la mantiene en contacto con el suelo.

Un segundo elemento amortiguador con la funcion de disminuir la amplitud y el numero de oscilaciones del elemento elastico. Son genealmente amortiguadores hidraulicos telescopicos.

La rueda no forma parte del sistema de suspension aunque si esta muy proximo al mismo dada la elasticidad que proporciona el neumatico.

MANTENIMIENTO:

El mantenimiento de la suspensión es sencillo, pues se trata simplemente de mantener engrasado segun las recomendaciones del fabricante el sistema.

El mantenimiento de los elementos de la suspension es importante en tanto puede afectar a la seguridad, especialmente el lo que se refierea a los amortiguadores.

El mal estado de la suspensión puede aumentar la distancia de frenado.

Si observamos cualquier deficiencia en el sistema, debemos sutituir el elemento.

Suspensión

Sistemas antibalanceo

La inclinación de los automóviles a la hora de trazar las curvas plantea algunos inconvenientes que afectan a la estabilidad del vehículo. La propia inclinación del vehículo varía la la caída de las ruedas por lo que los neumáticos no apoyan toda la banda de rodadura sobre el filme, de forma que trabajan en malas condiciones manteniendo el contacto con el pavimento con parte del hombro del neumático. Además las suspensiones no trabajan bien, pues las que se sitúan en el interior de las curvas están extendidas y las del exterior están completamente comprimidas. Por otro lado añadir rígidas barras estabilizadoras solucionan en parte estos problemas, pero a costa del confort y de comportamientos bruscos en situaciones limite.La solución a estos problemas la tienen los denominados sistemas de antibalanceo activo que corrigen la inclinación de la carrocería compensando los efectos del balanceo en el automóvil por acción de la fuerza centrífuga en el trazado de curvas.

Dispositivos de limitación del balanceoSe utilizan barras estabilizadoras que se colocan tanto en el eje delantero como en el trasero, enlazando los sistemas de suspensión del mismo eje, limitando la diferencia angular entre los

brazos derecho e izquierdo oponiéndose a la inclinación del vehículo. A mayor rigidez mayor eficacia antibalanceo y menor flexibilidad y confort.

Sistema Citroën control activo de balanceo (SC/CAR)Este sistema, aunque independiente, se añade a los efectos producidos por la suspensión Hidractiva. Mantiene la carrocería horizontal, al igual que las ruedas, ganando adherencia y comodidad.Las leyes de cambio de estado de la suspensión hidractiva han sido adaptadas, con pasos más frecuentes al estado sport, para limitar los movimientos y las amplitudes de cabeceo en una carrocería sobre la que se ha suprimido los movimientos de balanceo.

 

EstructuraEn la figura inferior se muestra un esquema de un sistema de antibalanceo activo. Este sistema cuenta con una barra estabilizadora delantera (1) y otra trasera (2). Cada una de ellas va anclada por un lado a la cuna de la suspensión y por otro lado va unida a un cilindro SCC/CAR (11). La unidad de control electrónico (4) recibe información, mediante sensores, del ángulo de giro y velocidad de giro del volante (5) y de la velocidad del vehículo (6). Con estos datos y con la información del corrector anti-balanceo (7), la unidad electrónica de control ordena la extensión o compresión de los cilindros hidráulicos SCC/CAR incrementando el efecto estabilizador en uno u otro sentido. De esta forma la carrocería se mantiene plana o incluso puede llegar a inclinarse hacia el interior de la curva.Para dar o liberar presión a los cilindros hidráulicos el sistema dispone, ademas del grupo de presión (bomba, acumulador, deposito) (8), de una esfera SCC/CAR (9) o en algunos casos de una

esfera por cada cilindro hidráulico. La corrección activa del balanceo se obtiene con el accionamiento del corrector anti-balanceo (7) que envia o retira liquido de los cilindros del sistema. En el caso de la retirada del líquido del circuito, éste es amortiguado mediante la esfera (9) eliminando así el efecto estabilizador.

Utiliza dos subsistemas independientes para combatir el balanceo:

Conmutación anticipada entre dos estados de rigidez de la barra estabilizadora. Corrección del ángulo de inclinación.

FuncionamientoEn trayectoria recta, el cilindro hidráulico está comunicado con la esfera, así no actúa la barra estabilizadora directamente. Al iniciar una curva se interrumpe esa comunicación y la barra estabilizadora actúa de manera rígida.Cuando la carrocería se inclina más de 0,3°, el cilindro recibe o expulsa aceite a presión estirándose o encogiéndose, aplicando una fuerza en sentido inverso a la inclinación de la carrocería.

- Disposición de los elementos:

El sistema SC/CAR es un complemento a la suspensión hidractiva, recurre a la gestión electrónica y a la fuerza de la hidráulica para mantener el vehículo en horizontal.

Está formado por una parte electrónica, una hidráulica y otra mecánica.

La parte eléctrica (figura inferior) está formada por captadores, un calculador con un programa preestablecido y una electroválvula del regulador SC/CAR sobre la que actúa.

La parte hidráulica está formada por el aceite a presión de la dirección frenos y suspensión. Se constituye (figura inferior) de un cilindro hidráulico delantero izquierdo (5) que une el brazo de suspensión delantero izquierdo y la barra estabilizadora; un cilindro hidráulico trasero derecho (6) que une ese brazo y la barra estabilizadora; una esfera (9) que da elasticidad situada en la parte trasera central formando conjunto con la electroválvula (7) y el regulador (10); Un corrector (4) comandado por bieletas, que provoca el accionamiento de los cilindros para mantener la carrocería en horizontal. Está fijado sobre el puente delantero; y un acumulador de líquido (2) para el propio sistema.

La parte mecánica del sistema está compuesta de una barra estabilizadora delantera, otra trasera y un conjunto de bieletas y resortes que aseguran la unión entre los dos brazos de suspensión delanteros y corrector SC/CAR.

Mando mecánico del balanceoDa la orden necesaria para mantener la carrocería horizontal durante una curva.Los movimientos oscilantes de los brazos se transforman en movimientos rectilíneos mediante las bieletas y una diferencia de 0,3° de los ángulos de los brazos delanteros provoca el movimiento del eje corrector SC/CAR.

Corrector del balanceo Es el encargado de añadir o retirar el aceite de los cilindros con el fin de equilibrar la carrocería. Sólo debe actuar en solicitaciones importantes para privilegiar el confort.Es un distribuidor de dos vías que según la posición de su eje pone en comunicación la admisión con la utilización de los cilindros, la utilización de los cilindros con el retorno al depósito o aísla la utilización de los cilindros.

Tren delanteroEl cilindro SC/CAR permite inclinar la carrocería con relación al suelo para obtener el comportamiento natural deseado. Éste cilindro une la barra estabilizadora al elemento de suspensión delantero izquierdo asegurada esta unión en el lado derecho mediante una bieleta de longitud fija y en el izquierdo por un elemento de longitud variable.Hidráulicamente el cilindro puede presentar tres estados diferentes:

Unido a la esfera de regulador SC/CAR = mayor elasticidad en línea recta. Completamente aislado = asegura la rigidez al inicio de la curva. En unión con la fuente de presión = mantiene la carrocería horizontal en giros

pronunciados.

Tren traseroEl cilindro SC/CAR permite inclinar la carrocería con relación al suelo para obtener el comportamiento natural deseado. La barra estabilizadora está fijada sobre el eje trasero. Éste cilindro une la barra estabilizadora con el brazo de suspensión trasero derecho asegurada esta unión en el lado izquierdo mediante una bieleta de longitud fija y en el derecho por un elemento de longitud variable.

Hidráulicamente el cilindro puede presentar tres estados diferentes:

Unido a la esfera de regulador SC/CAR = mayor elasticidad en línea recta. Completamente aislado = asegura la rigidez al inicio de la curva. En unión con la fuente de presión = mantiene la carrocería horizontal en giros

pronunciados.

 

 

Control de balanceo ARS (Active Roll Stabilization)En este sistema se sustituye la barra estabilizadora convencional por una barra activa que está formada por dos semibarras conectadas entre sí mediante un motor hidráulico. El efecto de esta barra es el de una barra estabilizadora que se puede ir endureciendo de forma progresiva, es decir si el motor hidráulico permanece en reposo, las dos semibarras se mueven de forma independiente, no afectando al confort.Cuando el coche entra en una curva, el motor colocado entre las dos semibarras de un mismo eje, actúa ejerciendo la fuerza necesaria para unirlas formando una barra estabilizadora rígidaEn el caso de un obstáculo o bache en la calzada, cuando el vehículo no circula en curva, las dos semibarras se mueven de forma independiente.

En la figura inferior se puede ver el esquema de un sistema de control de balanceo ASR, donde tenemos la unidad de control (4) que recibe información de los sensores de la velocidad del

vehículo (7), sensor de la posición del acelerador (6) y del ángulo de giro del volante (8). A partir de todos estos parámetros la centralita controla la caja de válvulas (1) que recibe la presión hidráulica de la bomba (9) y la suministra al motor hidráulico (3) que hay entre los dos semibarras estabilizadoras (2) a través de un depósito de expansión (5). En función del paso de estas electroválvulas el motor hidráulico ejercerá mas o menos fuerza entre las semibarras y por tanto les dará mayor o menor rigidez.

Con el vehículo en marcha los sensores mandan la información a las electroválvulas tras detectar la inclinación. Acciona la bomba y permite el paso de líquido a través de éstas hacia los motores hidráulicos con lo que la fuerza entre las barras estabilizadoras va aumentando y la rigidez de la barra estabilizadora también y por lo tanto la suspensión también.El control de las barras estabilizadoras (delantera y trasera) se hace por separado.La unidad de control para el ARS esta conectada al CAN tracción del vehículo. Detecta cuando las semibarras están acopladas/desacopladas y cuando se pulsa el pulsador para la activación del ARS.

La barra estabilizadora descapotable posee un actuador hidráulico centrado en la barra en cuyo interior incorpora un acoplamiento de garras, que posibilita el acoplamiento/desacoplamiento de los brazos de la barra estabilizadora.

Mantenimiento al sistema de suspensiónLas partes de suspensión y de transmisión del torque a las ruedas tienen un alto desgaste en terrenos colombianos. La gente suele conducir en con suspensiones en pésimas condiciones mecánicas.

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 y su cantidad es bastante menor, por ejemplo, a los componentes del motor o la caja. 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. Problemas de dirección son de dirección, 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. Grupo de suspensiones Son las partes más martirizadas de los vehículos, en especial los que ruedan en ciudades como Bogotá y afines (infortunadamente muchas). Es necesario que un vehículo tenga suspensiones para que absorban las irregularidades del piso y manejen la transferencia de pesos que se da en sus cuatro esquinas al acelerar, frenar o cruzar. Hay tres grupos de elementos. Los de suspensión propiamente dichos que son los brazos o tijeras que conectan a las ruedas con el chasís y los transmisores del movimiento de la dirección llamados terminales . Un segundo paquete lo forman los acumuladores del peso y energía del vehículo que son los resortes , de cualquier tipo, y los amortiguadores que frenan su movimiento cíclico. Finalmente, ubiquemos los elementos motores, como el eje trasero, los delanteros en el caso de la tracción en ese punto y los sitios por los cuales transitan que son los rodamientos respectivos. Tijeras, Rótulas y terminales En años ya históricos estas piezas tenían un engrase periódico pero ahora vienen selladas y son desechables. Cuando se rompe el

caucho que protege las rótulas de las tijeras o los terminales de dirección del agua y la mugre, rápidamente se deterioran. Se nota su falla por golpeteos, vibración de las ruedas en los baches cortos y secos, desgaste irregular de las llantas y su posición con respecto al piso. Todo esto repercute con golpeteos en el timón, en el oído y en la inestabilidad del carro. No crea ni acepte remiendos ni historias de que les ajustan los terminales en una prensa y cosas por el estilo porque el daño está causado y finalmente acaba la pieza por desarmarse y al carro le sucede la célebre 'descachada' . Cámbielos siempre y de inmediato alinee el tren reparado. Cuando hay conciencia de haber sometido el sistema a un golpe fuerte o un trato duro prolongado y se han cambiado muchas veces los terminales y rótulas, no está por demás verificar el estado de los brazos o tijeras porque pueden estar torcidos ligeramente y eso daña la alineación. Usualmente estas partes duran lo que el carro, pero no son inmunes al abuso. Las tijeras tienen en sus puntas interiores bujes de caucho y un alma de acero que se gasta y es sustituible. Pero no se sorprenda con encontrar tijeras o brazos que vienen ensamblados con las articulaciones y se cambian completos. NORMA : En estos componentes no hay arreglo diferente a cambiarlos y siempre se debe hacer por parejas. Siga las instrucciones de montaje rigurosamente y teniendo en cuenta que no son piezas costosas, compre siempre las mejores porque hay mucho repuesto de baja calidad en el mercado que no solo es peligroso sino que hay que cambiarlo tres veces contra la vida de uno original. Amortiguadores Cuando el resorte se mueve, genera un efecto de reacción que es necesario frenar ya que, de lo contrario, el carro empieza a bambolearse y es incontrolable. Es frecuente confundir suspensión con amortiguación y pensar que estos segundos son los encargados de hacer el carro 'flexible'. Los resortes son los que reciben el impacto de los baches y la transferencia de peso. Los amortiguadores solo la controlan. Los amortiguadores presentan cuatro tipos de daños. Uno, los cauchos de los montajes sobre la carrocería suelen generar muchos ruidos cuando se gastan o se han colocado mal desde la reparación, cosa bastante frecuente. Otro, golpeteo del amortiguador internamente cuando sus partes están gastadas, síntoma fácil de detectar. En casos de golpe se pueden torcer los ejes, momento en el cual se bloquea y se siente como si el carro no tuviera resortes pues empieza a seguir todo el contorno de la ruta. Y el final, que es el verdadero final, cuando el amortiguador estalla o se 'descogota' el eje y entonces el asunto es como tener a bordo la batería de una orquesta. Siempre se reemplazan por pares y son en un 95%, componentes sellados que no tienen reparación. Resortes Los hay de tres tipos: espirales, barras de torsión u hojas. Los más vulnerables son estos últimos ya que se parten con alguna frecuencia, en especial cuando están prestando servicios en vehículos que de carga. Los espirales y las barras de torsión rara vez se rompen. Necesitan 'mucho palo' para que eso suceda y también es bastante remoto el cuento de que 'se ceden'. Estos componentes son muy fáciles de arreglar: se cambian y punto. Si son espirales muy viejos, mejor hacerlo por pares. Barra estabilizadora Esta pieza se encarga de transmitir el peso que está soportando una rueda, la exterior de una curva, a la opuesta y de esta manera controla la inclinación de la carrocería en esas condiciones. Con mucho maltrato, se puede partir o torcer pero es una condición extrema poco usual. Lo que se daña son los acoples o uniones al chasís llamados 'muñecos' o los cauchos intermedios de su fijación al chasís. No es una pieza vital, tanto que hay carros del mismo modelo con y sin, pero si la tiene, dele los apoyos necesarios para que trabaje. Grupo Rodamientos De alguna manera, los ejes a los cuales van acopladas las llantas deben girar sobre un rodamiento. Los hay de bolas de una sola pieza o de rodillos, que son cónicos y vienen generalmente separadas las partes del rodamiento en sí y la pista sobre la cual trabaja. Los rodamientos tienen una vida útil bastante decente y este es uno de

los sitios para darse cuenta de la calidad general de un vehículo pues son partes que se consiguen de muchas calidades y precios. Nuevos todos son buenos y no duran lo mismo. El rodamiento se daña fundamentalmente por pérdida de lubricación. Bien sea que la grasa se sale porque el sello o el retenedor se daña o fue mal instalado o porque no es suficientemente preciso y fino y deja que entren el agua y la mugre. El síntoma es un rumbido cuando está seco de grasa y se identifica dejando rodar el carro con el motor apagado en un sitio silencioso. Por lo general, al cruzar el carro en el sentido opuesto al del ruido, este debe aumentar, lo cual indica que hay juego en el rodamiento y que su apoyo está dañado. Cuando están muy gastados, sobre todo los de bolas, el juego que coge el conjunto del freno-rin-llanta permite que el ángulo de cámber o apoyo vertical de la llanta contra el piso cambie y el carro es muy inestable y hay ruidos. Si está muy fuerte el juego, al coger las curvas ese movimiento separa las pastillas de los frenos y cuando se oprime el pedal, este se va al piso. Muchos problemas de frenos son de rodamientos por esa razón. Los rodamientos también tienen un arreglo único: cambiarlos. Usualmente se necesita ir a una prensa hidráulica para sacarlos de su alojamiento. Tienen grasas muy especiales que no se deben mezclar con las genéricas del taller. El tren trasero Dependiendo de su diseño y construcción, el tren trasero es más o menos complejo pero cuando se trata de repararlo, llegamos al mismo tiempo de componentes que van adelante y aplican las mismas fórmulas de diagnóstico y arreglo. Como principio, si el carro tiene un eje rígido, o sea, las dos ruedas traseras van conectadas a una misma pieza que ahora suele ser flexible, hay solamente unos bujes de caucho en los brazos de conexión, el amortiguador y el resorte. Cuando es suspensión independiente, forzosamente habrá brazos y articulaciones similares a las delanteras que se atienden en la misma forma. En este caso, el tren trasero es susceptible de alinearse tanto como el delantero. Los ejes Hoy, el 90% de los carros tiene tracción delantera y eso obliga a que haya unos ejes que comunican el torque del motor y el giro a las ruedas. Como esos ejes se deben mover a la par con las suspensiones y, además, girar con las ruedas direccionales, tienen que llevar articulaciones que manejan de manera simultánea esos movimientos. Para tal efecto, se usan crucetas pero no las de tipo de cruz del cardan sino juntas homocinéticas que mantienen una velocidad constante en cualquier posición y son deslizantes para que asuman el cambio de longitud cuando suben y bajan las suspensiones. El eje como tal es una varilla de acero que no tiene servicio ni se suele dañar, pero las juntas sí sufren mucho porque asumen todo el trabajo. Esas uniones vienen encerradas en un guardapolvo de caucho especial y rellenas con una grasa también específica. Si el guardapolvo se rompe, la grasa sale rápidamente por la fuerza centrífuga que se produce al girar y la unión se funde o daña en pocos kilómetros. Si se percata oportunamente de este daño, que se detecta por manchas de grasa en el piso del carro cerca de las uniones, se puede engrasar de nuevo la junta y cambiar el caucho. Si ya hay juego, se debe cambiar. No sirven rellenos con soldadura ni operativos parecidos pues esos materiales no tienen los tratamientos térmicos adecuados y no soportan las cargas de trabajo. Los ejes se pueden reparar cambiando parcialmente las partes dañadas. Compre el guardapolvo más fino que consiga y hágalo instalar con abrazaderas metálicas adecuadas. Las plásticas no sirven. Ahí puede estar la diferencia de duración de la pieza. Cardan En los automóviles de motor delantero y tracción trasera existe un árbol que comunica el movimiento a lo largo del carro llamado cardan. Obligatoriamente tiene que tener crucetas, que le permiten moverse para recibir los movimientos de la suspensión trasera o para acomodar los ángulos que hay en el montaje de la caja de velocidades y el diferencial. Algunas de esas crucetas eran de engrase pero ahora vienen selladas y cuando se dañan se

manifiestan vibraciones que van y vienen según se acelere o suelte el pedal. Es fácil ver que hay juegos y la pieza se cambia completa. No tiene arreglo. Algunos cardanes se dividen en dos partes y tienen un apoyo central que consta de un rodamiento montado sobre cauchos para eliminar las vibraciones. También se puede dañar y el arreglo es la sustitución del conjunto, aunque a veces venden las partes sueltas.

SEMANA 2 "MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE SUSPENSIÓN"

06/Agosto/2008 - 22:40

MANTENIMEIRNTO AL SISTEMA DE SUSPENSIÓN

TECNOLOGÍA

- SISTEMA DE SUSPENSIÓN: TIPOS, PARTES.

- RESORTES DE SUSPENSIÓN: TIPOS , PARTES

- AMORTIGUADORES; TIPOS , PARTES.

- RÓTULAS DE SUSPENSIÓN, TIPOS, PARTES.

MATEMÁTICA:

- CÁLCULO DE LA CONSTANTE DE LOS RESORTES.

CIENCIAS BÁSICAS:

- FUERZA Y PRESIÓN, UNIDADES, CONVERSIÓN DE UNIDADES.

DIBUJO TÉCNICO

- PIEZAS EN TRES VISTAS

SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL

- MANIPULACIÓN ADECUADA DE HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

NOTA:DICHO TRABAJO  SE PRESENTARÁ EL DOMINGO 10 DEL PRESENTE MES , HASTA LAS 23.00 HORAS.

ATTE.

JORGE OCAMPO REYES

El sistema de suspensión, el gran olvidado de la seguridad activa

El sistema de suspensión es uno de los principales valores de la seguridad activa del automóvil. Está formado por varios elementos elásticos que conectan ruedas y ejes con las partes del vehículo que no tocan el suelo y por tanto quedan suspendidas. La misión de este sistema es absorber las irregularidades del terreno, mantener el contacto entre vehículo y suelo y garantizar la comodidad de los ocupantes.

Un sistema de suspensión mal cuidado puede hacer que un automóvil salga de la vía por muy nuevos que estén los neumáticos que calce. Pese a la importancia del buen estado de este sistema, dice el RACE que un 10% de las ITV desfavorables lo son por el mal estado de la suspensión. Al desconocimiento generalizado que tiene el conductor medio sobre el estado del sistema de suspensión de su vehículo se añade la opacidad de la Administración sobre cuál debe ser el límite legal de desgaste de este sistema.

Siendo así las cosas, lo mejor es comprender cómo funciona la suspensión y cómo debe encararse su mantenimiento.

Los componentes básicos del sistema de suspensión son el muelle y el amortiguador. Hay varios tipos, pero en esencia el funcionamiento es similar. Cuando la rueda choca contra una irregularidad del terreno, el muelle se comprime absorbiendo esa irregularidad. Al acabar de comprimirse, el muelle se expande asegurando el contacto del vehículo con el terreno. Cuando se expande del todo, vuelve a comprimirse…

Si el muelle trabajara de forma aislada, iría rebotando hasta disipar toda la energía acumulada, lo que ocasionaría un balanceo excesivo que resultaría muy incómodo para los ocupantes del vehículo. Para acabar con ese rebote del muelle se utiliza un amortiguador, que no es más que un tubo telescópico que se expande y se comprime a la vez que el muelle. Dentro del amortiguador hay al menos dos cámaras rellenas con un fluido (aceite o gas) y comunicadas por unos pequeños orificios. Con el movimiento del muelle, el fluido pasa de una cámara a otra lentamente, lo que ralentiza el rebote del muelle hasta hacerlo desaparecer.

Normalmente el desgaste del sistema no viene dado por la rotura de los muelles, que ocurre en contadas ocasiones, sino por el envejecimiento progresivo de los amortiguadores. Cuando los amortiguadores están gastados, el fluido pasa rápidamente de una cámara a otra, el muelle bota y rebota y el vehículo se convierte en una enorme pelota de tenis difícil de mantener en contacto con la vía.

Como el desgaste es progresivo, el conductor se va acostumbrando a la nueva forma de trabajar de su sistema de suspensión, de manera que aparentemente no nota nada. Es como cuando nos sentamos mal en una silla, lentamente vamos resbalando por el respaldo y sólo nos damos cuenta de nuestra insólita postura cuando ya estamos a punto de caernos al suelo.

El grado de desgaste de la suspensión viene dado por el uso que se le dé al sistema. A diferencia de lo que ocurre con otros sistemas del vehículo, en el caso de la suspensión no existe un manejo directo del conductor. No hay un accionamiento como puede pasar con los frenos o la dirección, pero sí hay formas de usarlo que llevan al envejecimiento prematuro de los elementos que componen el sistema. Pasar por un resalto a gran velocidad o jugar a ir de rally por una carretera llena de baches equivale a machacar los muelles y amortiguadores, con el consiguiente riesgo para la integridad del vehículo y sus ocupantes.

No existe para el sistema de suspensión otro mantenimiento que la revisión de los elementos que lo componen para, cuando llega el momento, proceder a su sustitución. Como tantas otras cosas del mundo del automóvil, en el caso del sistema de suspensión hace tiempo que quedó obsoleta la prueba de fuego que utilizaban nuestros abuelos (“súbete en el morro del coche y mira si al bajar rebota”). Los sistemas de suspensión actuales se fabrican con una resistencia que no se puede comprobar “a mano”, sino que deben ser inspeccionados en un taller mecánico cada 20.000 kilómetros, ya que la vida útil de sus componentes ronda los 60.000 a 80.000 kilómetros.

Como síntomas de que algo no va bien en el sistema de suspensión debemos considerar:

Sistema de suspensión de un vehículo de competencia de cuatro ruedas

Este primer avance presenta la modelación dinámica de un sistema de suspensión tradicional (sistema de suspensión pasivo) aplicado a vehículos de competencia de cuatro ruedas en la categoría de Fórmula 1. En primer lugar se presenta una breve reseña de la función de la suspensión y de sus características particulares en el caso de la Fórmula 1. Luego se presentará el modelo dinámico y la función de transferencia de la planta. Por último se dará la bibliografía.

I.- La suspensión

El sistema de suspensión es una de las partes más importantes de cualquier

vehículo. Afecta principalmente, al confort de los pasajeros, al fácil manejo, a la

maniobrabilidad, al control del vehículo y a la capacidad de carga.

Podemos decir que la suspensión cumple seis funciones básicas:

1.- Reducción de las fuerzas provocadas por la irregularidad del terreno.

2.- Control de la dirección del vehículo.

3.- Mantenimiento de la adherencia de los neumáticos a la carretera.

4.- Mantenimiento de una correcta alineación de las ruedas.

5.- Soporte de la carga del vehículo.

6.- Mantenimiento la altura óptima del vehículo.

II.- Características de la suspensión en la Fórmula 1

La suspensión de un Fórmula 1 debe garantizar que la potencia del motor se transfiere perfectamente al piso, además de propiciar una gran tenida y respuesta a los mandos del piloto. Por un lado, tiene que ser suave para absorber los baches y los impactos de los bordillos. Pero también debe ser casi completamente rígida para evitar que el carro pegue contra el piso y pueda asimilar las enormes transferencias de pesos y cargas de los alerones.

Se busca que cada una de las cuatro ruedas apoye de manera igual y proporcional sobre el piso para que la adherencia sobre la ruta sea predecible y aprovechable. Si una rueda tiene menos peso de carga, en esa esquina el apoyo y agarre serán menores. Lo que no permitirá el balance del automóvil. Si las ruedas no están bien alineadas se generaría gran desgaste,

fricción e inestabilidad, lo que provocaría una parada en los pits y por lo tanto la pérdida de tiempo en la carrera.

Otras características importantes es el de ser liviana y compacta. Además la suspensión trasera deberá soportar un poco más de peso que la delantera, aunque son prácticamente parecidas.

III.- Otras características de un Fórmula 1 que influirá en nuestras consideraciones

Peso: Mínimo 605 Kg. ,con piloto incluido

Centro de gravedad: lo más próximo al centro del rectángulo formado por las 4 ruedas, pero este cambia dependiendo de cual sea el comportamiento del vehículo (frenado, curva, altorrelieve), provocando que en algún momento una de las suspensiones soporte mayor carga.

Llantas: Infladas con nitrógeno, livianas y con un mayor grado de amortiguación que las llantas normales.

IV.- El modelo Dinámico

Las variables de entrada y salida

Como se ve en el esquema la variable de entrada será w que representa las imperfecciones del camino y la variable de salida será x1 que representa la posición del chasis.

Modelo de ¼ de carro

Para el análisis de la suspensión contamos con 3 tipos de modelos.

El modelo de ¼ de carro (análisis en 1 suspensión)

El modelo de ½ carro (análisis en 2 suspensiones conectadas)

El modelo de carro completo (análisis de 4 suspensiones conectadas)

Para efectos del curso se seleccionará el modelo ¼ de carro el cual posee 1 entrada y 1 salida y será trabajada por el método de función de transferencia. (los otros 2 por su complejidad se trabajan por el método de espacio-estado)

Las variables representan lo siguiente:

m1: 1.6 x masa de ¼ de vehículo (se considera 60% más de la masa que le corresponde para considerar los efectos ya mencionados en III)

b1: valor de amortiguamiento de la suspensión (diferentes valores para el delantero y trasero)

k1: valor de rigidez de la suspensión (diferentes valores para el eje delantero y trasero

m2: masa de la suspensión + masa de la rueda

b2: valor de amortiguamiento de la llanta

k1: valor de rigidez de la llanta

Siendo los valores investigados los siguientes:

Parámetro Valor

m1 250 kg

k1    

delantero 23500 N/m

trasero 25500 N/m

b1    

delantero 1000 N/m/s

trasero 1100 N/m/s

m2 40 kg

b2* 15 N/m/s

k2 19900 N/m

Aplicando la ley de Newton para cada una de las masas obtenemos las siguientes ecuaciones diferenciales

..... (1)

.. (2)

Arreglando las expresiones y utilizando Laplace obtenemos un nuevo arreglo de ambas ecuaciones:

... (3)

.... (4)

Despejando x2(s) de ecuación (3) y reemplazando en ecuación (4) obtenemos

... (5)

Haciendo los arreglos necesarios en la ecuación (5) obtenemos la función de transferencia

reemplazando con los valores investigamos obtenemos:

a) La función de transferencia de la suspensión delantera

b) La función de transferencia de la suspensión trasera

V.- Referencias

Charloteaux, M. “Suspensión y dirección”

Fu-Cheng Wang, Tesis Doctoral “Design and Synthesis of Active and Passive Vehicle Suspensions”. Queen's College 2001.

C. Lauwerys, J. Swevers, P. Sas, “Model free control design for a semi-active suspension of a passenger car”. K.U.Leuven, Department of Mechanical Engineering, Division PMA.

P. Gaspar, I. Szasziy and J. Bokor, “Active suspension design using linear parameter varying control”. Department of Control and Transport Automation, University of Technology and Economics, Budapest, Hungary.

XIAOMING SHEN and HUEI PENG, “Analysis of Active Suspension Systems with Hydraulic Actuators”. 2003 IAVSD conference, Atsugi, Japan, August 2003.

Ashish Singh, “Modeling and simulation of the suspension system of a medium size passenger car”.

http://www.rit.edu/~axs5278/ashishnew3.pdf

SUSPENSIONES INTELIGENTES http://www1.ceit.es/Asignaturas/transportes/Trabajos_pdf_00_01/Suspensiones-Activas.pdf

Amortiguadores y suspensiones http://www.tecnun.es/automocion/files/ebooks/Amortiguadores_y_suspension.pdf

http://www.engin.umich.edu/group/ctm/

http://www.autocity.com/documentos-tecnicos/

http://www.f1technical.net/article39.html

http://www.formula1.com/insight/technicalinfo/11/582.html

http://www.mathworks.nl/access/helpdesk/help/toolbox/robust/hincont5.html

http://web.umr.edu/~formula/library/sae_paper/paper.html

Link q no pude copiar:

http://dpto.educacion.navarra.es/cualificaciones/CualificacionesPDF/TMV047_2.pdf

http://www.etp.uda.cl/areas/electromecanica/MODULOS%20%20TERCERO/SISTEMAS%20DE%20DIRECCI%C3%93N%20Y%20SUSPENSI%C3%93N/Gu%C3%ADa%20N

%C2%BA%202%20Direcci%C3%B3n.pdf

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/alarcon_g_jm/capitulo3.pdf

http://efamoratalaz.com/recursos/1%C2%BAEl-Fluidos-T6.pdf

http://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtml

http://www.slideshare.net/search/slideshow?q=suspension