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Evaluaci�n de los sistemas de suspensi�n de un veh�culo tipo Sedan

 

Evaluation of the suspension systems of a sedan type vehicle

 

Avalia��o dos sistemas de suspens�o de um ve�culo tipo sedan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: kevin.morales393@ist17dejulio.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

* Recibido: 23 de septiembre de 2022 *Aceptado: 18 de octubre de 2022 * Publicado: 01 de noviembre de 2022

 

 

        I.            Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Urcuqu�, Ecuador.

     II.            Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Urcuqu�, Ecuador.

   III.            Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Urcuqu�, Ecuador.

 

 

 

 

Resumen

El objetivo de esta investigaci�n se bas� en evaluar el sistema de suspensi�n de un veh�culo tipo sed�n, a trav�s de una investigaci�n de tipo documental y bibliogr�fica, ya que se consultaron diversos textos, tales como tesis de grado, monograf�as, art�culos cient�ficos, entre otros. Los veh�culos est�n provistos de diversos sistemas que sirven para que estos funcionen y cumplan su funci�n, uno de ellos es el de suspensi�n, el cual es el encargado de brindar confort a sus ocupantes, pero tambi�n soportar las ruedas sobre el pavimento, adem�s de soportar todas las vibraciones e irregularidades que se presenten en su marcha. Este sistema est� constituido por varias partes o piezas tales como: rotulas, manguetas, brazos de suspensi�n, amortiguadores, barras de torsi�n, barra estabilizadora, muelles de goma, ballestas y muelles helicoidales. Cada uno de estos cumple una funci�n para garantizar que el sistema de suspensi�n cumpla su funci�n, de esta manera se indica que el desarrollo del tema permiti� conocer c�mo hacer la evaluaci�n al sistema de suspensi�n para un veh�culo tipo sed�n.

Palabras claves: Sistema; Suspensi�n; Evaluaci�n; Veh�culo; Sedan.

 

Abstract

The objective of this research was based on evaluating the suspension system of a sedan-type vehicle, through a documentary and bibliographical investigation, since various texts were consulted, such as thesis, monographs, scientific articles, among others. . The vehicles are provided with various systems that serve to make them work and fulfill their function, one of them is the suspension system, which is responsible for providing comfort to its occupants, but also supporting the wheels on the pavement, in addition to supporting all the vibrations and irregularities that appear in its march. This system is made up of several parts or pieces such as: ball joints, stub axles, suspension arms, shock absorbers, torsion bars, stabilizer bar, rubber springs, leaf springs and coil springs. Each one of these fulfills a function to guarantee that the suspension system fulfills its function, in this way it is indicated that the development of the topic allowed to know how to make the evaluation of the suspension system for a sedan type vehicle.

Keywords: System; Suspension; Evaluation; Vehicle; Sedan.

 

Resumo

O objetivo desta pesquisa baseou-se na avalia��o do sistema de suspens�o de um ve�culo do tipo sed�, por meio de uma investiga��o documental e bibliogr�fica, uma vez que foram consultados diversos textos, como teses, monografias, artigos cient�ficos, entre outros. Os ve�culos s�o dotados de diversos sistemas que servem para faz�-los funcionar e cumprir sua fun��o, um deles � o sistema de suspens�o, que � respons�vel por proporcionar conforto aos seus ocupantes, mas tamb�m apoiar as rodas no pavimento, al�m de suportar todas as as vibra��es e irregularidades que aparecem em sua marcha. Este sistema � composto por v�rias partes ou pe�as tais como: r�tulas, mangas de eixo, bra�os de suspens�o, amortecedores, barras de tor��o, barra estabilizadora, molas de borracha, molas de l�mina e molas helicoidais. Cada um destes cumpre uma fun��o para garantir que o sistema de suspens�o cumpra a sua fun��o, desta forma indica-se que o desenvolvimento do t�pico permitiu saber como fazer a avalia��o do sistema de suspens�o para um ve�culo do tipo sedan.

Palavras-chave: Sistema; Suspens�o; Avalia��o; Ve�culo; Se d�o.

 

Introducci�n

En el mercado existen diversos modelos y tipos de veh�culos, sin embargo, los veh�culos tipos sedan, seg�n lo expone Morocho y Mu�oz (2019) tienen las siguientes caracter�sticas: son de techo fijo y r�gido, su capacidad en la parte delantera es el puesto del conductor y el acompa�ante, mientras que en la parte trasera son de 2 o 3 pasajeros, y generalmente son de 2 a 4 puertas laterales con tapa ba�l, por lo que se puede deducir, que son todos los veh�culos peque�os.

Los autom�viles cuentan con diferentes sistemas para poder funcionar, y uno de estos sistemas es el de suspensi�n, el cual es el que sostiene las ruedas sobre el piso y es el que soporta todas las vibraciones que se ocasionan al iniciar el recorrido del veh�culo.

Como todo sistema compuesto de piezas y elementos, se requiere la implementaci�n de evaluaciones peri�dicas, a fin de verificar si estas se encuentran en buen estado, por lo que es importante realizarlas bien al detectar alg�n sonido o movimiento irregular en el veh�culo o siguiendo las instrucciones del fabricante sobre los mantenimientos y sustituci�n de piezas.

La presente investigaci�n tiene como finalidad evaluar el sistema de suspensi�n en veh�culos tipo sed�n, esta informaci�n es de gran importancia para aquellas personas y empresas que poseen veh�culos, d�ndoles una orientaci�n sobre como conocer el momento en que este sistema necesita la reparaci�n o sustituci�n de algunas de sus piezas y de esta forma poder garantizar la seguridad de los ocupantes, adem�s, de garantizar una mayor vida �til.

 

Metodolog�a

La presente investigaci�n es de tipo documental, se efectu� a trav�s de una revisi�n bibliogr�fica de distintos documentos cient�ficos, acad�micos, tales como: art�culos de revistas, tesis de grado, proyectos de investigaci�n, entre otros, los cuales permitieron obtener informaci�n relevante sobre el tema desarrollado: Evaluaci�n de los sistemas de suspensi�n de un veh�culo tipo sed�n.

Los sistemas de suspensi�n juegan un papel muy importante en el funcionamiento �ptimo del veh�culo, por lo cual es necesario aplicar evaluaciones peri�dicas y de esta forma evitar da�os mayores y accidentes, los cuales se pueden producir por piezas da�adas o en mal estado.

 

Resultados y discusi�n

En este sentido, Su�rez et al. (2022) mencionan que el sistema de suspensi�n es uno de los siete sistemas fundamentales que conforman un veh�culo automotor, y su objetivo es absorber aquellas irregularidades del terreno por el cual se traslada, adem�s de mantener las ruedas en contacto con este, suministrando confort a los pasajeros y seguridad en la marcha, asimismo protege la carga y las piezas del veh�culo.

 

Fuente: (Tarazona, 2021)

Figura 1: Sistema de suspensi�n de un veh�culo

 

Por otro lado, P�rez (2019) se�ala que los sistemas de suspensi�n no solo buscan la comodidad de sus ocupantes, sino otros factores como:

�         Protecci�n del veh�culo

�         Conservar el contacto de las ruedas con la carretera

�         Asegurar la estabilidad

�         Mejorar la direcci�n

Por otra parte, Alvarado et al. (2022) mencionan que entre las principales funciones de este sistema, es soportar el peso del chasis, absorber sacudidas, permitirle al conductor una direcci�n eficiente del veh�culo y proporcionar confort y seguridad a todos los ocupantes.

Algunas de las caracter�sticas que debe tener una suspensi�n, Bancayan (2020) indica que:

�         Deben aguantar el peso total del veh�culo, y de esta forma evite las malformaciones que son producidas por irregularidades o malas maniobras.

�         Ser el�sticas para que los neum�ticos se adapten al �rea.

�         El rango de oscilaci�n que produce una mayor confortabilidad es de uno a dos por segundo.

�         Cuando los muelles que se usan son blandos, se da un mejor recorrido y la cantidad de oscilaci�n es superior., por lo cual no se originan cambios bruscos en el viaje y se crea un ambiente m�s confortable.

 

Fuente: (Bancayan, 2020)

Figura 2: Caracter�sticas del sistema de suspensi�n

 

Adem�s, los sistemas de suspensi�n poseen caracter�sticas propias de rigidez y amortiguamiento, seg�n lo se�alado por Villarroel (2018), y casi todos los veh�culos comparten un modelo b�sico de aislamiento para hacer frente a las irregularidades de la carretera, lo cual se muestra en la figura 3.

 

Fuente: (Villaroel, 2018)

Figura 3: Modelo b�sico de suspensi�n

 

Por otra parte, tambi�n menciona que hay dos tipos de sistemas de amortiguamiento, el sistema dependiente, el cual consta de un eje r�gido que se acopla directamente con ambas ruedas ubic�ndolas de manera paralela una con la otra. El segundo sistema es el independiente, el cual usa una conexi�n entre las ruedas de manera universal a trav�s de barras y brazos m�viles, es decir que el desplazamiento de las ruedas se realiza de modo aislado una de la otra, lo cual genera mayor estabilidad y control del veh�culo. En la figura 4 se muestran ambos sistemas.

 

 

 

 

 

 

Fuente: (Villaroel, 2018)

Figura 4: Suspensi�n dependiente (a) e independiente (b)

 

En este sentido, cabe se�alar, lo se�alado por Est�vez y Vallejos (2022) que dentro de los sistemas de suspensi�n se tiene:

�         Sistemas de tri�ngulos superpuestos

�         Sistemas a eje multi brazo

�         Sistemas de brazo oscilante inclinado

�         Eje torsional

�         Brazos arrastrados

�         Sistema McPherson

Este �ltimo sistema es el que se utiliza m�s en la actualidad tanto en el tren delantero como en la parte posterior. Este tipo requiere que la carrocer�a sea m�s resistente en los sitios donde son fijados los amortiguadores y muelles, para que cumplan con el objetivo de absorber los esfuerzos transmitidos por la suspensi�n.

Adem�s, no es solo realizar evaluaciones, sino tambi�n, implementar mantenimientos peri�dicos que permitan alargar la vida �til de cada una de las piezas o elementos que conforman el sistema de suspensi�n.

Seg�n lo mencionan Guachichulca y Mayancela (2021), cualquier m�quina, luego de un determinado tiempo de uso se afronta procesos de desgate, los cuales pueden originarse por su uso, por una mala manipulaci�n, entre otros, lo cual origina que la vida �til disminuya y se presenten inconvenientes econ�micos.

Por lo anterior, se deduce entonces, que para evitar cualquier inconveniente es necesario plantearse un adecuado mantenimiento que permita prolongar un funcionamiento continuo.

En cuanto a los mantenimientos existes tres tipos, los cuales seg�n Garc�a (2020) son:

-          Mantenimiento correctivo: Se orienta a la correcci�n de los desperfectos observados en los equipos, maquinarias o instalaciones, permite localizar las aver�as y realizar la respectiva reparaci�n. Este mantenimiento es mucho m�s costoso que un mantenimiento preventivo.

-          Mantenimiento Preventivo: Su finalidad es minimizar o evitar la reparaci�n, a trav�s de revisiones peri�dicas y con la sustituci�n de aquellos elementos o piezas que tengas alg�n desgaste o est�n da�adas. En este mantenimiento es necesario desmontar parcial o totalmente las piezas para verificar su estado, reemplazando aquellos que lo ameriten. Sera efectivo cuando se realice con frecuencia.

-          Mantenimiento predictivo: Combina los dos mantenimientos anteriores, y se basa en la experiencia con una aplicaci�n del mantenimiento predictivo muy baja, por lo que se afrontan retos como:

�         Alto costo de mantenimiento

�         Disponibilidad de activos

�         Fallas continuas por falta de an�lisis y predicci�n

�         Impericia en la vida �til y poca informaci�n de los estados de los elementos

En este sentido, aplicar mantenimientos a tiempo, garantizara un ahorro monetario, adem�s de garantizar una mayor vida �til de cada una de las piezas que conforman cualquier sistema.

Igualmente, Casagrande y M�ndez (2022), se�alan que al sistema de suspensi�n es muy com�n efectuarles mantenimientos y reparaciones, dado al desgates de las piezas, por lo que es importante que estos mantenimientos se realicen peri�dicamente a fin de minimizar los da�os, as� como tambi�n evitar acciones por causas como: desestabilizaci�n, perdida de neum�ticos, piezas rotas, entre otros da�os.

Es importante se�alar que el sistema de suspensi�n est� compuesto por varias partes o piezas que unen la rueda con el cuerpo del veh�culo Cuert�n (2021), estas piezas ayudan a que la fuerza este distribuida, por lo cual deben estar en �ptimas condiciones para que puedan cumplir con su objetivo, ya que de esto depender� tanto la marcha del veh�culo como la seguridad de los que lo ocupan. Estas piezas son:

-          Silentblock y cojinetes el�sticos: Es un elemento de uni�n el�stico, cuyo objetivo es amortiguar los golpes entre dos elementos en los cuales se registra un movimiento. Para el montaje es necesario hacerlo con presi�n usando una gata hidr�ulica y es necesario reemplazarlo cuando se genera una holgura en la uni�n. Estos generalmente son utilizados en los brazos de suspensi�n y en el chasis.

-          Rotulas: Tambi�n son elementos de uni�n y fijaci�n de la suspensi�n y direcci�n, son variables permiten el movimiento en tres distintos planos, son de bajo peso y su ensamble es f�cil. Para cambiarlas es preciso verificar si presentan alguna deformidad las cual puede ser ocasionadas por golpes o si presenta holgura originadas por las oscilaciones ocasionadas por la carretera. Para fijarlas puede ser a trav�s del roscado interno o externo.

-          Mangueta o cubo: Est�n fabricadas de acero o en aleaciones, es la que une al cubo de la rueda y la rueda con los elementos de la suspensi�n. Su dise�o depender� de la geometr�a del autom�vil. En la parte interior dela mangueta van los rodamientos los cuales son los encargados de que la rueda gire. El mantenimiento se realiza cuando presentan deformaciones a consecuencias de alg�n golpe.

-          Trapecio o brazo de suspensi�n: Est�n fabricadas por fundiciones o chapas de acero embutidas, tienen como objetivo soportar al autom�vil por medio de la suspensi�n. La uni�n al buje se hace con elementos el�sticos como los silentnlocks y para efectuar el guiado se usan las rotulas, lo cual soporta los esfuerzos que se generan en el funcionamiento.

-          Tirantes de suspensi�n: Son brazos que est�n hechos de acero, pueden ser longitudinales o transversales, y est�n ubicados entre la carrocer�a y la mangueta o trapecio y su objetivo es la sujeci�n de estos y facilitar su guiado.

-          Topes de suspensi�n: Su objetivo es servir de tope para el conjunto de suspensi�n y evitar los desgastes excesivos y contactos violentos entre las partes met�licas. Tienen formar de saco o casquillo. Para su mantenimiento es necesario lubricarlas cada cierto tiempo, a fin de alargar su vida �til.

-          Elementos el�sticos: Estos pueden ser primarios los cuales son los amortiguadores y secundarios que se ubican entre la carrocer�a y el chasis como son: muelles de goma. Barras de torsi�n, ballestas y muelles helicoidales, su objetivo es calar las oscilaciones producidas por la carretera. Estos garantizas el confort y la seguridad de cada uno de los pasajeros del veh�culo.

�         Muelles de goma: Est�n vulcanizados entre piezas de metal, son muy sensibles a la temperatura y a productos qu�micos. Son amortiguadores auxiliares, los esfuerzos aplicados son de comprensi�n y tracci�n. Su capacidad de amortiguar depender� de los cambios de temperatura, la flexibilidad es progresiva, son de bajo costo y no necesitan mantenimiento.

�         Barra estabilizadora: Generalmente se ubican en el eje delantero o trasero, o en ambos, la sujeci�n se hace a trav�s de rotulas o cojinetes el�sticos y son en forma de U, est�n fabricados de acero para garantizar una mejor resistencia. Su objetivo es minimizar la inclinaci�n que se origina en la carrocer�a cuando el autom�vil pasa por una curva, estabiliz�ndolo. Para su mantenimiento se deben revisar los extremos donde se encuentran sujetas.

�         Ballestas: Se ubican en el eje delantero o trasero, son varias l�minas de acero resistente y el�stico. Absorben las oscilaciones que son generadas por la carretera, sus hojas se aprietan a trav�s de abrazaderas y un perno que se le llama capuchino, permiten la marcha entre estas cuando se transforman por el peso al que son sometidas. Es necesario que se mantengan lubricadas, ya que cuentas con un dep�sito o graseros.

�         Muelles helicoidales: Se ubican generalmente en los ejes delanteros o traseros de forma vertical, en los veh�culos modernos, estos sustituyen a las ballestas en la parte del eje trasero. El de forma helicoidal es un cable de acero el�stico, donde el n�mero de espiras depender� del di�metro y material de fabricaci�n. Su montaje es sencillo, ya que sus extremos son planes y se pueden ubican en el apoyo ligero. Su funci�n es sustituir el trabajo de las ballestas y barras de torsi�n, cuando son sometidos a una carga, la secci�n del muelle se halla en estado de torsi�n.

�         Barras de torsi�n: Son cil�ndricas, sujetadas por sus extremos, vuelve a su estado normal luego de que se deje de aplicar torsi�n. Es importante que el esfuerzo de elasticidad no sea aplicado en la barra de manera excesiva ya que producir�a deformaciones, lo cual depender� del material en el que est�n hechas, generalmente son de acero el�stico y se ubican de forma transversal o longitudinal.

�         Amortiguadores: Son esenciales dentro del sistema de suspensi�n, est�n muy cerca de las ruedas, y su posici�n generalmente es vertical. El autom�vil presenta oscilaciones cada vez en que atraviesa obst�culos, lo cual hace que los neum�ticos tiendan a despegarse. La funci�n es garantizar que las ruedas no se despeguen de la carretera, minimizando as�, las oscilaciones y evitar el desgaste excesivo.

Como resultado de la investigaci�n y seg�n lo desarrollado, es evidente que el sistema de suspensi�n es de gran importancia para que el funcionamiento del veh�culo sea eficaz, por lo cual es necesario recurrir a la mec�nica, con el prop�sito de realizar evaluaciones peri�dicas del mismo.

Seg�n lo expone Toaquiza (2022), la mec�nica de suspensi�n se trata de efectuar una observaci�n visual a los amortiguadores hidr�ulicos e identificar el componente que requiere una sustituci�n, como por ejemplo: terminales de direcci�n, articulaci�n de direcciones, amortiguadores, barras estabilizadoras, rotulas de suspensi�n inferiores y superiores.

Sin embargo, es importante que el conductor pueda identificar cuando es necesario realizar una evaluaci�n de este sistema, lo cual puede hacerlo con una simple observaci�n e identificaci�n de anomal�as. Alguna de estas anomal�as seg�n lo menciona Cepeda et al. (2022) son:

-          Rebotes excesivos: Se presenta al pasar por baches o cuando hay irregularidades en la v�a.

-          Reacci�n extra�a al pasar por curvas o cuando se frena de forma fuerte: Generalmente cuando se frena bruscamente el chasis se desliza horizontalmente de un lado a otro. Y cuando se pasan por curvas, el veh�culo tiende a inclinarse hacia el exterior y sufre su viraje, es decir, tiende a ir recto.

-          Cuando note alg�n desgaste en los neum�ticos: Al observar alg�n desgate en los extremos o centro, es indicativo de que algo en el sistema no est� funcionando correctamente.

-          Ruidos cuando se pasa por un bache o curva: Los baches y curvas, ocasionan que el sistema de suspensi�n reciba un mayor impacto, por lo cual si se detectan ruidos extra�os, es se�al que alguna de sus piezas est� da�ada.

-          Desnivelaci�n del veh�culo: Cuando el veh�culo presenta alg�n desnivel bien hacia uno de los lados o hacia delante o hacia atr�s.

Todos estos indicios indican que el sistema de suspensi�n necesita una evaluaci�n por parte de especialistas en el �rea, usando herramientas y equipos dispuestos para ello, los cuales revisaran cada una de las piezas y detectar cu�l de ellas se encuentra da�ado y est� causando el mal funcionamiento.

La evaluaci�n deber� ser realizada en el momento en que se observe alguna de las anomal�as nombradas en caso de presentarse, o siguiendo las instrucciones que ofrece el fabricante del veh�culo.

 

Conclusi�n

Los sistemas de suspensi�n garantizar un buen desplazamiento del veh�culo y por ende, brinda un confort en quienes lo ocupan, sin embargo, alg�n desperfecto en algunas de sus piezas, hace que esto no se cumpla.

Por tal motivo, es esencial que este se someta a evaluaciones y mantenimientos peri�dicos, a fin de preservar la seguridad al conducir, adem�s de garantizar el buen funcionamiento del sistema, reemplazando aquellas piezas que por motivo de uso y tiempo se desgastan.

Sin embargo es de vital importancia que el due�o del veh�culo pueda detectar las anomal�as mencionadas, ya que esto le permitir� recurrir a tiempo para efectuar el mantenimiento y reparaciones necesarias.

 

Referencias

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� 2022 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

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