lunes, 24 de junio de 2013

Seguridad Activa - La suspensión

Los diferentes sistemas de suspensión sirven, no solo para una mayor comodidad en el interior del vehículo a la hora de circular por carreteras o caminos irregulares, si no que se trata de una pieza clave en la seguridad activa del automóvil, puesto que su principal misión es la de absorber las irregularidades del terreno, manteniendo el contacto de las ruedas con el asfalto o pavimento.


Tipos de sistemas de suspensión

Aunque existen una gran variedad de sistemas de suspensión en la actualidad, existen dos grandes grupos en los que englobarlos, los que disponen de un sistema de suspensión compartido entre las ruedas de un mismo eje, y los sistemas de suspensión independiente.

Debo mencionar que, en el eje delantero casi todos los vehículos montan suspensión independiente, puesto que son las encargadas de dirigir el vehículo en la dirección deseada, y es de vital importancia mantener el agarre y la estabilidad en las ruedas directrices, mientras que en el eje trasero suelen montarse sistemas de suspensión compartida para abaratar los costes de fabricación del vehículo.

Entre todas las piezas que componen los diferentes sistemas de suspensión, cabe destacar el amortiguador, puesto que es el encargado de absorber la brusquedad del movimiento vertical de las ruedas sobre el terreno, existiendo diferentes tipos de amortiguadores, como los amortiguadores de gas, amortiguadores hidráulicos, amortiguadores neumáticos, amortiguadores reológicos y los amortiguadores magnéticos.

Suspensión de tipo MacPherson

Este tipo de sistema de suspensión es el más extendido en la automoción moderna. Fue inventado por el ingeniero Earl S. MacPherson en el año 1951 y actualmente un 87'5% del mercado actual automovilístico monta este tipo de suspensión, tanto en el eje delantero como en el trasero.

Está compuesto principalmente por 4 partes bien diferenciadas:
  • Copela: Es la parte superior fijada al chasis, consta de unas gomas para evitar ruidos, y un rodamiento que permite el giro de la rueda de izquierda a derecha. (De color turquesa en la foto).
  • Muelle: Es el encargado de soportar el peso del vehículo y de recibir los impactos del terreno sobre la rueda y están fabricados en una aleación de acero templado con silicio y manganeso.(De color morado en la foto).
  • Amortiguador: Es el encargado de absorber las vibraciones del terreno. Si los amortiguadores se encontraran en mal estado, el automóvil rebotaría con cada impacto del terreno sobre la rueda, por la acción del muelle. En este tipo de sistemas, el amortiguador va montado en el centro del muelle, sujetando el vástago superior a la copela.(Casi inapreciable en la foto, en el interior del muelle).
  • Cuerpo: Es el encargado de sujetar todo el conjunto de suspensión a la rueda, así como de otorgar un punto de fijación para la barra de dirección. (De color amarillo y rojo en la foto).
Los ingenieros encargados de la fabricación de un automóvil suelen decantarse por este tipo de suspensión por la simplicidad y bajo coste de fabricación de este sistema, aunque cabe mencionar el problema geométrico que éste sistema conlleva, ya que debido a su configuración no permite un desplazamiento de la rueda vertical, si no que varía su ángulo algunos grados durante su movimiento.

Además, la parte superior de la suspensión de tipo MacPherson, también llamada copela, está fija al chasis, de manera que el movimiento se transfiere directamente del asfalto a éste, y aunque se absorba gracias al amortiguador, puede provocar ruidos y vibraciones en el habitáculo.
Suspensión MacPherson
Suspensión de tipo MacPherson

Suspensión de Ballesta

Actualmente tan sólo se emplea en vehículos pesados, y todo terrenos, y las diferencias claves con el sistema de suspensión de tipo MacPherson, es que el muelle es sustituido por unas láminas del mismo material, también llamadas hojas, siendo de diferentes tamaños y puestas de mayor a menor. Éstas hojas, se encuentran unidas entre sí por un tornillo central llamado tornillo capuchino, y unas bridas con forma de U, para impedir el desalineamiento,  llamadas abarcones.

La hoja superior y de mayor tamaño se llama hoja maestra, y es la que se fija al chasis gracias a unos pliegues con forma cilíndrica que tiene en sus extremos, llamados ojos.

Existen diferentes tipos de ballestas según la forma que adopten sus hojas:
  • Elíptica
  • Semi-elíptica (la más extendida)
  • Cuarto de elíptica
  • Transversal
  • Invertida
  • Recta (utilizada sobre todo en trenes)
Suspensión de Ballesta
Suspensión de tipo Ballesta

La barra estabilizadora

Se trata de un componente importante en la actuación de la suspensión en el vehículo, ya que su principal misión es la de solidarizar el movimiento vertical de las ruedas de un mismo eje, minimizando la inclinación lateral del automóvil causada por la fuerza centrípeta al tomar una curva.

Cuando un vehículo toma una curva, la fuerza centrípeta tiende a expulsar el vehículo de la curva hacia afuera, de manera que el automóvil tiende a inclinarse sobre las ruedas exteriores al eje de la curva, causando así una posible pérdida de adherencia de las ruedas internas a la curva.

El automóvil al apoyarse en las ruedas externas, comprime la suspensión de ese lado del vehículo, extendiendo a su vez la suspensión del lado interno, y es entonces, cuando la barra estabilizadora transfiere parte de la fuerza de extensión asociada a la suspensión de la parte interna a la curva, hacia la externa, minimizando la inclinación del vehículo y otorgando un mayor agarre de las ruedas.

ATENCIÓN: No confundir con la barra de torsión. (Aunque su principio y su misión es el mismo).

Estos dos tipos de sistemas de suspensión que he comentado son los más importantes hoy en día, y aunque cada fabricante lo monta a su manera, y según sus especificaciones, es una manera general de entender cómo implementan un sistema tan importante para la seguridad vial como es el sistema de suspensión.

Recordad revisar vuestros amortiguadores cada 80.000 kms.

Un abrazo y ya sabéis...compartir es vivir :)

lunes, 17 de junio de 2013

Seguridad Activa - El Sistema de Frenado

Los sistemas de frenado del automóvil han cambiado mucho a lo largo de los años, evolucionando y mejorando de manera exponencial, pero el principio sigue siendo el mismo, disminuir o detener un vehículo de manera progresiva, estabilizar esta velocidad o mantener el vehículo inmóvil si éste se encuentra detenido.

Tipos de sistemas de frenado

Según su accionamiento:

  • Mecánicos: La fuerza es transmitida mecánicamente a los "puntos de frenado" por medio de palancas, sirgas (o cables), u otros mecanismos. Normalmente este tipo de sistemas se utilizan como freno de estacionamiento y también en vehículos ligeros (bicicletas por ejemplo) que necesitan una potencia de frenado pequeña y deben ser ajustados de manera frecuente para igualar la potencia de frenado.
  • Hidráulicos: Según el principio de Pascal o Ley de Pascal: "La presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido". Éste principio es la base fundamental del funcionamiento de herramientas industriales tan importantes como los elevadores y prensas hidráulicas, y a su vez, de los sistemas de frenado hidráulicos. Éste sistema ha sido el más utilizado por todas las marcas fabricantes de automóviles durante décadas, por su alta fiabilidad a la hora de frenar un automóvil y su bajo coste en mantenimiento. Existen 2 tipos de sistemas hidráulicos:
    • Freno de tambor.
    • Freno de disco.
  • Neumáticos: Éste tipo de sistemas de freno utilizan aire comprimido en vez de un líquido de frenado y se montan en camiones, trenes, autobuses y maquinaria pesada, puesto que uno de los peligros que supone frenar tanta masa en movimiento es el calentamiento que provoca, y si utilizáramos un líquido de frenado como en los automóviles, al calentarse perdería su capacidad de aguantar presión, ablandando el pedal de freno y dejando de funcionar. Además dispone de mayor capacidad de reacción que un freno hidráulico, pero su mantenimiento es más delicado y costoso.
  • Eléctricos: Su funcionamiento está basado en la creación de campos electromagnéticos a través de bobinas para conseguir una frenada eficiente, y sin desgaste por rozamiento, ya que ninguna pieza llega a estar en contacto jamás. Tan sólo se utiliza en vehículos pesados como camiones, autobuses o trenes, y existen dos tipos, los cuales suelen ser montados juntos en el mismo vehículo para un mayor aprovechamiento energético:
    • Freno regenerativo.
    • Freno reostático.
Freno Mecánico
Freno Mecánico

Freno hidráulico
Freno Hidráulico
Más adelante iré actualizando y entrando más en detalle sobre los diferentes sistemas de freno, explicando cómo funcionan y el mantenimiento que requieren y poniendo enlaces en este post, para no hacer un post eterno y difícil de leer :)

Un saludo y recuerda....compartir es vivir ;-)

martes, 4 de junio de 2013

Seguridad - La seguridad activa y pasiva

En este post, os explicaré de manera superficial, entrando en detalle en lo siguientes posts, los diferentes tipos de sistemas de seguridad que componen un coche.

Desde la invención del automóvil en el año 1886 por el ingeniero Karl Benz, hasta la fecha del primer accidente de coche documentado, pasaron unos 10 años aproximadamente. Fue en el Reino Unido cuando atropellaron a Bridget Driscoll a la trepidante velocidad de 7 km/h. A partir de que Henry Ford introdujera la fabricación en cadena de los automóviles en el año 1910, abaratando así sus costes de producción y sus consiguientes precios de venta al público, el mercado del automóvil fue aumentando de manera exponencial hasta lo que podemos observar a día de hoy.

Los fabricantes de automóviles siempre han investigado y desarrollado nuevos sistemas de seguridad, en busca de evitar el mayor número de accidentes posibles por causas mecánicas (el resto de accidentes son causados siempre por factores humanos, o meteorológicos).

Para englobar los diferentes tipos de sistemas de seguridad se habla de sistemas de seguridad activa y sistemas de seguridad pasiva.


Sistemas de Seguridad Activa

Son todos aquellos sistemas de seguridad cuya función principal sea evitar un accidente, permitiendo al conductor controlar al vehículo en todo momento, es decir, los sistemas de seguridad que podemos manipular nosotros mismos, en pos de evitar un accidente.
Entre ellos están los siguientes:
Pulsa en los enlaces para más información.

Sistemas de Seguridad Pasiva

Una vez el accidente es inevitable, estos sistemas de seguridad intentan evitar, en la medida de lo posible, el daño físico al conductor y a sus posibles pasajeros, procurando evitar lesiones graves, o la muerte.
Entre los sistemas de seguridad pasiva se encuentran los siguientes:
  • Cinturón de seguridad
  • Airbags
  • Chasis y carrocería
  • Reposacabezas
Pulsa en los enlaces para más información.

Gracias a estos sistemas de seguridad se consiguen salvar innumerables vidas todos los días en todo el mundo, pese a que tan sólo en España se producen más de 93.000 accidentes de tráfico con víctimas, así que me parece que es un tema muy interesante a tratar, y sobre todo, muy interesante explicar, ya que estos sistemas de seguridad necesitan un mantenimiento correcto, para un funcionamiento adecuado.

Ante todo, ¡no planeo meteros el miedo en el cuerpo! sino tan sólo recordaros la importancia de las revisiones periódicas de vuestros vehículos, así como llevar siempre una presión correcta en los neumáticos a la hora de circular.

Espero que os haya gustado este post, pronto iré recopilando el resto de posts y enlazándolos con éste, de manera que os sea sencillo encontrar toda la información de este extenso pero interesante tema.

Un abrazo enorme, y recordad, compartir es vivir ;-P

viernes, 19 de abril de 2013

Mecánica Básica - Sobrealimentación - Diferentes Sistemas de Turbocompresores

En el post anterior descubrimos cómo funcionaba un Turbocompresor, os dejo el enlace aquí:

Mecánica Básica - Sobrealimentación - El Turbocompresor

Hay un pequeño problema con los turbos el cual no comenté en el anterior post, puesto que no quería que el post fuera muy pesado de leer, y se denomina "demora de respuesta".

Los motores sobrealimentados por un turbocompresor, tienen el defecto de que al necesitar los gases de escape para generar presión en la admisión, a bajas revoluciones del motor no generan los suficientes gases de escape como para aumentar la presión atmosférica dentro de la turbina, de manera que no entrega potencia hasta no superar cierta franja de revoluciones por minuto (aprox. una media de 2.500 RPM, según los distintos modelos de turbo).

Ésto es solucionado de diferentes maneras, voy a poner varios ejemplos:
  • Instalando un turbo de menor diámetro: Generará presión a un régimen de RPM menor, pero no genera suficiente presión a altas RPM.
  • Sistema Biturbo: Éste sistema consta (como su nombre indica) de instalar 2 turbos, uno pequeño y otro grande, de manera que a bajas RPM el que genera presión es el pequeño, y a altas RPM es el grande. (Fácil y efectivo no? :P)
  • Sistema Biturbo en paralelo: Sería parecido al sistema anterior, solo que los 2 turbos serían pequeños y de idéntico tamaño, de manera que la entrega de potencia a bajas RPM es brutal, pero a altas RPM disminuye.
  • Sistema Biturbo secuencial: Éste sistema está implementado en el Mazda RX-7 (por ejemplo), y consta de 2 turbos del mismo diámetro. Durante el régimen de bajas RPM el flujo de gases de escape se redirige sólo a la caracola de un turbo, para generar una respuesta rápida del motor, y en el momento en que pasa de cierto régimen de RPM, los gases de escape se reparten entre los dos turbos (digamos que se "activa" el 2º turbo), generando mucha más presión en la admisión, y entregando una potencia bestial.
  • Turbocompresor de Geometría Variable: Éste sistema es muy interesante. Se trata de un turbo al que se le han implementado un sistema de "aletas móviles" llamados álabes. Éstos álabes afectan al ángulo en el que los gases de escape inciden en la caracola del turbo, además de provocarle un paso más pequeño aumentando así su presión, de manera que a bajas RPM pueden mover las "aspas" de la caracola a mayor velocidad que la normal, generando presión desde bajas RPM, variando su posición poco a poco hasta llegar a altas RPM.
Voy a poner un vídeo explicativo que he encontrado en YouTube para que veáis cómo funciona un Turbo de Geometría Variable:


Espero que os haya gustado!.

Y os recuerdo que.... COMPARTIR ES VIVIR :D

miércoles, 17 de abril de 2013

Mecánica Básica - Sobrealimentación - El Turbocompresor

¿Qué es exactamente un "turbo", y cómo funciona?, son preguntas que en su día me planteé y que deseo compartir con vosotros para que entendáis cómo funciona una de las maravillas de la ingeniería mecánica inventada allá por el año 1940.

El Turbocompresor

Dicho de manera rápìda y sencilla, es un sistema que aprovecha la fuerza con la que salen los gases de escape desechados del motor para insertar mayor masa de oxígeno en la admisión.

En otras palabras más acertadas, se trata de una turbina accionada por los gases de escape que emite la cámara de combustión del motor, en cuyo eje se fija un compresor centrífugo que toma el aire de la admisión (pasando por el filtro del aire), y lo comprime, consiguiendo así una mayor presión y a su vez, una mayor masa de oxígeno que la que conseguiría un motor atmosférico corriente.

Las presiones que puede generar un turbo oscilan entre 0'25 bar el más pequeño, hasta 1'5 bar el más grande en vehículos utilitarios...mientras que en vehículos de competición llegan a presiones de hasta 3 y 8 bares dependiendo de si es gasolina o diésel.

Este sistema genera mayor flujo de aire para la combustión y por consiguiente, debe ser alimentado con más combustible, todo ello sin provocar pérdida alguna de potencia.

Pero claro...si comprimimos un gas conseguimos que se caliente, y que pierda densidad molecular por unidad de medida, en otras palabras, comprimimos el aire para meter más cantidad, pero de peor calidad a la hora de la combustión.

Ahí es donde aparece el "Intercooler", un radiador de aire que lo refrigera tras pasar por el turbocompresor, antes de entrar en la cámara de combustión.

Además cabe añadir, la válvula de descarga o waste-gate, encargada de regular que la presión introducida en la admisión no sea excesiva, expulsando los gases directamente al tubo de escape.

Y como con imágenes se entiende todo mucho mejor... ahí va un esquema explicando el flujo de aire del sistema.
Esquema de un Turbocompresor - Consejos Mecánicos
Esquema de un Turbocompresor

En el siguiente post os explicaré las diferentes formas de implementar este sistema de sobrealimentación del motor.

Espero que os haya resuelto alguna duda, un saludo! :-)

Y no os olvidéis de compartirlo! ;-)