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La suspension en un 4x4

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trotamundo4x4
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trotamundo4x4


La suspension en un 4x4 Vide
MensajeTema: La suspension en un 4x4 La suspension en un 4x4 EmptyVie Abr 17, 2009 12:48 pm



Lo primero que hay que hacer antes de modificar nada en un coche es comprender el funcionamiento y la estructura de aquello que se quiere cambiar. De lo contrario podemos caer en el error de tocar algo que está en su estado óptimo, con unas consecuencias no deseadas.

Siguiendo esta premisa lo primero que veremos será una explicación sobre los sistemas de suspensión clásicos y a continuación una más concreta sobre el sistema que utiliza el Niva para absorber las irregularidades del terreno. A continuación veremos los sistemas de elevación disponibles para el Niva y la colocación de los mismos.

Existen dos esquemas clásicos de suspensión en un vehículo: El eje rígido y la suspensión independiente. Veamos cada uno de ellos en detalle:

  • Eje Rígido



Es el sistema más antiguo de los dos y también el empleado mayoritariamente hasta ahora en los todo terrenos. Su esquema es sencillo. Se trata, como su propio nombre indica, de un eje no flexible que conecta las dos ruedas. Este eje, se encuentra a su vez conectado al chásis por medio de un elemento elástico, que pueden ser muelles, ballestas o, en los modelos más modernos, actuadores neumáticos, que son los encargados de absorber las diferencias de altura del terreno. Además, y para garantizar la estabilidad del eje, se añaden otros elementos de sujección, como son tirantes (encargado de impedir desplazamientos y giros en el plano longitudinal del coche), barras Panhard (encargada de impedir desplazamientos en el sentido transversal del coche) y barras estabilizadoras (encargadas de limitar la diferencia de altura con respecto al chasis de las ruedas entres si y de ese modo los balanceos de la carrocería). El conjunto final se modera con unos amortiguadores que limiten el efecto elástico de los resortes.

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Eje rígido delantero


Entre las ventajas de este tipo de ejes está que mantienen mejor la altura libre al suelo, ya que esta viene dada normalmente por el diferencial, que marca el punto más expuesto. Además es un sistema más elemental por lo que resulta más sencilla su reparación y su modificación. Es el más indicado para el 4x4 puro pero presenta desventajas de estabilidad y comodidad a la hora de salir a carretera o circular por pistas rápidas y bacheadas. Tradicionalmente se ha dicho que ofrecen mayores recorridos que las suspensiones independientes, lo cual no es del todo cierto como veremos más adelante.

Ejemplos clásicos de empleo de eje rígido son los Defender, Discovery, Range Rover (estos dos en sus últimas versiones han adquirido un esquema de suspensión independiente), Suzuki sj410, Samurai, Mercedes clase G...


  • Suspensión Independiente



Este sistema es más moderno y complejo. Su origen nace en los turismos pero su versatilidad y ventajas hacen que pronto se adapte a los todo terrenos. Su funcionamiento se basa en unir las ruedas al chasis por medio de un sistema de sujección rígido que incluya un resorte elástico. A su vez este sistema no debe comunicarse con la rueda opuesta, de manera que las dos queden unidas al chasis pero no entre si, de ahí el nombre de suspensión independiente. Sus configuraciones son múltiples, puede ser Mc pherson, multibrazo, de doble trapecio, de brazo simple... Se pueden disponer en el eje delantero y en el trasero. El resorte elástico que absorba las irregularidades puede ser un muelle, una barra de torsión o un actuador neumático, sin embargo no suele ser una ballesta, que están asociadas al eje rígido. También se pueden disponer barras estabilizadoras con la misma función que en caso del eje rígido.
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Esquema de suspensión independiente delantera con doble triángulo


Las ventajas de este tipo de suspensión son que ofrece una gran estabilidad y comodidad al vehículo. En contra tiene que son más complicadas y con más elementos que mantener, con lo cual sus reparaciones y modificaciones son más costosas. Además el coche no mantiene una altura constante al suelo ya que al trabajar la suspensión y no estar unidas las ruedas entre sí por algo rígido la altura total del coche está constantemente cambiando. En cuanto a recorridos, tarado y eficacia off-road, dejando de lado el tema de la altura libre, se pueden dejar a nivel del eje rígido.
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Ejemplo de suspensión independiente bien estudiada con grandes recorridos


Actualmente la tendencia de los 4x4 es a montar independiente en las 4 ruedas, con una geometría y tarado nada recomendables para el todo terreno puro, sin embargo hay modelos que emplean este sistema desde hace años con gran éxito, como son los espectaculares Hummer H1 o URO Vamtac.

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El Hummer H1 todo un clásico con independiente en sus cuatro ruedas

Vistos los dos esquemas de suspensión que hay pasemos ahora a ver con más detalle los elementos que, independientemente del esquema de suspensión, se encargan de absorber las irregularidades: Los resortes elásticos y los amortiguadores.

Los resortes elásticos pueden ser de varios tipos:

  • Ballestas



Las ballestas están asociadas a los ejes rígidos. Se trata de láminas de metal puestas unas sobre otras y unidas entre si por unas abrazaderas metálicas. Estas láminas están curvadas y la más superior de todas tiene dos enganches en sus extremos. Al menos uno de ellos está unido al chasis con una pieza intermedia, llamada gemela, que tiene la función de permitir los movimientos de la ballesta al deformarse. Las ballestas pueden ser de una o de más hojas (cada plancha metálica se llama así), a más hojas más dura es la suspensión y más carga aguanta, ya que además de tener más metal que deformar, el rozamiento entre las planchas es mayor y dificulta la deformación de las mismas.

Además de al eje rígido, tradicionalmente las ballestas se han asociado a vehículos de carga, como camiones, camionetas, todo-terrenos grandes y, últimamente, a los conocidos Pick-up. Su principal ventaja es la gran capacidad de aguantar grandes cargas con pequeñas deformaciones, ventaja que se vuelve en contra a la hora de ir vacíos ya que resultan súmamente incómodas y hacen el coche muy botón e incontrolable. Otra creencia acerca de las ballestas es que dan poco recorrido, es tan falso como el mismo tópico de la suspensión independiente. Las configuraciones de los vehículos actuales si hacen que los recorridos sean menores, pero con una sencilla adaptación llamada gemelas articuladas los recorridos pueden ser tan grandes o más que con otro tipo de resortes como por ejemplo los muelles. Estas gemelas tienen un movimiento normal en sentido ascendente bloqueando el libre desplazamiento de la ballesta y obligandola a deformarse, sin embargo en sentido descendente no es así, sino que se descuelgan permitiendo que la rueda baje sin oposición. Esta función se puede anular en carretera bloqueando la gemela y volviendo a unas ballestas tradicionales.
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Gemelas articuladas


Los todo terrenos más clásicos con ballestas son los Land Rover Santana de toda la vida, el Suzuki Samurai, los Jeep Ebro, los Toyota más antiguos y el Jeep Wrangler.

  • Muelles



Otro sistema de resortes elásticos son los muelles helicoidales. Son un muelle de los de toda la vida pero en tamaño grande. Se pueden colocar en suspensiones de eje rígido y en independientes. Su grosor y la resistencia del material del que estén fabricados darán la dureza del muelle, mientras que el número de espiras (asociado a la longitud) tendrá mucho que ver con los recorridos y la altura del vehículo.
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trotamundo4x4
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La suspension en un 4x4 Vide
MensajeTema: Re: La suspension en un 4x4 La suspension en un 4x4 EmptyVie Abr 17, 2009 12:50 pm

Cuando los muelles se colocan en un eje rígido dan mucho recorrido al mismo, ya que son elementos que por su forma de anclarse al eje y al chasis trabajan en compresión pero no lo hacen en extensión, descolgándose de su soporte superior, digamos que hacen el trabajo de una gemela articulada. Esto, unido a que no resisten esfuerzos que no vayan en la dirección del muelle (al contrario que las ballestas), hacen que el eje tenga que ser sujetado por varios tirantes anclados al chasis. Estos tirantes suelen ser dos de tamaño grande y que anclan el eje bien por delante o por detrás (pasando antes por debajo en este caso) impidiendo su movimiento longitudinal, también se colocan otros dos de tamaño pequeño que impiden el giro del eje rígido en el de las ruedas. Algunos modelos hacen más grandes y fuertes los dos tirantes grandes a la vez que los hacen envolver el eje, por lo que los más pequeños no son necesarios. El conjunto se completa con una barra que va de un lado del eje al chasis, en dirección transversal al coche, que se llama barra Panhard. Esta barra impide desplazamientos laterales del eje cuando tomamos una curva, sin embargo tiene un efecto indeseado y es que hace que el coche sea muy brusco a la hora de absorber baches en curvas, dando constantes latigazos. Para solucionar este problema, se desarrollaron para los turismos que montaban eje rígido las barras Panhard articuladas.

Finalmente existe lo que se llama una barra estabilizadora y que viene a ser una especie de U anclada al chasis en su seno y a ambos extremos del eje en sus puntas. Esta U debe deformarse cuando una rueda sube y otra baja para absorber la diferencia de altura, con lo que limita esta diferencia y da estabilidad al coche, a la vez que limita la extensión que de otra manera sería libre y haría que el muelle se saliese de su sitio.

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Muelles de distintas longitudes


Todo terrenos que equipan muelles son la mayoría del panorama actual. En ejes rígidos tenemos el Land Rover Defender y el Mercedes Clase G como máximos exponentes y en suspensión independiente el Toyota Rav-4 o el Land Rover Freelander.

  • Barras de torsión



Estos elementos están únicamente asociados a la suspensión independiente. Para el funcionamiento de esta los triángulos deben tener una articulación en el eje, que les permita girar sobre ella haciendo que la punta del mismo describa una trayectoria circular (muy cercana a una recta si despreciamos la pequeñez de la misma con respecto al radio) que aprovecha la rueda para adaptarse al terreno. Si en vez de impedir al triángulo su movimiento colocando un muelle, que tenga que accionar con su brazo al subir o bajar, lo hacemos con una barra solidariamente unida al triángulo en la articulación, esta barra girará con el triángulo. Si la unimos rígidamente al chasis en su otro extremo conseguiremos que para que el triángulo gire tenga que torsionar la barra, que ofrecerá una resistencia. Precisamente esa resistencia es la que hace las labores de muelle y como es obvio, el grosor, la resistencia y el giro que tenga la barra con el triángulo descargado influirán tanto en el comportamiento como en la altura del coche.

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Vista de una barra de torsión con las estrías que la unen al triángulo


Coches que tienen barras de torsión en sus supensiones independientes son el Terrano, el Mitsubishi Montero o el Toyota 4 Runner, todos en su suspensión delantera.


Ahora que ya tenemos una idea de los tipos de resortes elásticos que hay disponibles para un 4x4 pasemos a un compañero inseparable de éstos: el amortiguador.

Si la suspensión sólo tuviese el resorte elástico entre el terreno y el coche, estaríamos constantemente balanceándonos en el coche, ya que una vez comprimido o estirado ese elemento, comienza un movimiento ondulatorio estirándose y acortándose. Aunque con el rozamiento este movimiento acabaría por extinguirse, tardaría tanto que haría la conducción incómoda y peligrosa. Por ello hay que disponer un elemento que disipe rápidamente ese movimiento pero que permita la deformación para absorber la irregularidad. Este elemento es el amortiguador, que en vez de tener un comportamiento elástico lo tiene viscoso, y que una vez separado de su posición de reposo no comienza a ondular sino que o bien se queda en esa posicón o retorna lentamente a la de equilibrio sin el movimiento ondulatorio de un resorte elástico.

En un primer momento se pensaba que cuanto más duro fuera un amortiguador más eficaz sería, ya que antes pararía el balanceo y haría mas estable el coche. Sin embargo esto no es cierto, ya que llevado al extremo el mejor amortiguador sería una barra rígida y eso haría el coche inconducible. Realmente no importa en términos de amortiguamiento cuan blando o duro sea un amortiguador, sino cuál es su capacidad para parar las oscilaciones, su dureza influirá en el grado de dichas oscilaciones, lo cual tiene mucha importancia en vehículos de competición (de velocidad) donde el balanceo de la carrocería debe ser casi nulo. Existen fundamentalmente dos tipos de amortiguadores, los de aceite y los de gas, los primeros basan su funcionamiento en el paso del aceite (medio amortiguador por excelencia) por una serie de agujeros de una cámara a otra, los segundos añaden un gas (que puede ser nitrógeno en los mejores modelos) que además de amortiguar también hace en cierto modo de resorte elástico, es por ello que este tipo de amortiguadores vuelven a su posición cuando se deja de actuar sobre ellos.
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Algunos modelos de gama alta tienen la botella de gas separada


Los amortiguadores pueden ser fijos y regulables, los primeros tienen siempre la misma dureza y los segundo pueden variarla dentro de unos márgenes. En los más modernos modelos este reglaje se puede hacer incluso desde el interior del vehículo.
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Amortiguadores de gas regulables
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Este modelo es regulable incluso desde el interior del vehículo con un módulo especial


Existe un tipo de amortiguación que no utiliza ni resorte elástico y amortiguador alguno de los que hemos nombrado. Se trata del tipo más avanzado de suspensión que existe actualmente. Es la neumática. Esta suspensión (que se instala tanto en independiente como en eje rígido) basa su funcionamiento en aceite y aire de una manera similar a los amortiguadores pero a su vez funciona como resorte elástico. Combina lo mejor de los dos mundos y además juega con otras ventajas como es poder variar la altura del vehículo a nuestro antojo con tan sólo tocar un botón. Actualmente sólo los vehículos de más alta gama montan este tipo de suspensión, que tiene un comportamiento intachable en carretera y más que aceptable fuera de ella. Un ejemplo son el Range Rover de las últimas generaciones o el Volkswagen Touareg. Sin embargo los camiones de gran tonelaje llevan años utilizando este sistema con éxito, y su implantación en todo tipo de vehículos es cuestión de tiempo.

Hablemos ahora del Niva. La configuración de la suspensión del Niva, desde el punto de vista del sistema es mixta. Delante monta una suspensión independiente de doble trapecio y detrás un eje rígido. El sistema de resortes elásticos es de muelles helicoidales en ambos ejes, con barra estabilizadora delante y 4 tirantes y barra Panhard detrás. En el apartado de amortiguadores monta de serie 4 amortiguadores de aceite.

El sistema es bastante eficaz y en su momento supuso una gran revolución ya que el mundo de los todo terrenos estaba dominado por el eje rígido y las ballestas. La configuración adoptada hacía del Niva un vehículo muy cómodo y eficaz en carretera (siempre en comparación con otros TTs) y muy eficaz fuera de ella, dotándolo de buenos recorridos de suspensión y dándole la comodidad que no daban las ballestas. Este esquema ha sido imitado por los modelos insignia de la mayoría de las marcas más tarde, como el Terrano de Nissan, el Montero de Mitsubishi, el Land Cruiser de Toyota o actualmente el Cherokee de Jeep.
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Esquemas de la suspensión delantera y trasera del Niva




Aunque de por sí el sistema es eficaz puede que algunos usuarios no lo encuentren todo lo adecuado que debería ser para sus necesidades y planteen la opción de modificarlo. Para ellos va la siguiente parte de esta página, donde veremos las opciones disponibles.

Fuente; [Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]
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bertodefender
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bertodefender


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MensajeTema: Re: La suspension en un 4x4 La suspension en un 4x4 EmptySáb Abr 18, 2009 10:34 am

mu y buena info
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luis 1963
El Puto Amo
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luis 1963


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MensajeTema: Re: La suspension en un 4x4 La suspension en un 4x4 EmptySáb Jun 20, 2009 2:22 am

vamos con todo el trabajo que te estas dando, si no esta potenciado el foro de mecanica, no se que mas queremos, si tenemos las mejores exposiciones, y no las encuentras ni en las enciclopedias, Felicidades y Gracias por tu trabajo compañero
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https://www.youtube.com/duqueneg
Patról150
Administrador del Foro
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Patról150


La suspension en un 4x4 Vide
MensajeTema: Re: La suspension en un 4x4 La suspension en un 4x4 EmptySáb Jun 20, 2009 1:24 pm

La verdad que si, a Trotamundo lo apreciamos mucho por que aporta mucha informacion desinteresadamente. da igual que no sean bricos hechos por el y sean de otros foros o webs, lo que importa es aportar datos que nos puedan ser utiles en el mundo del 4x4, y eso Trotamundo lo hace de lujo, por eso le apreciamos, es un honor contar con el porque aunque no resuelva dudas concretas, aporta muchos datos que son de gran utilidad..... Gracias, socio La suspension en un 4x4 110970
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MensajeTema: Re: La suspension en un 4x4 La suspension en un 4x4 Empty

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