Autores: Augusto Rodríguez, Dasset Gallardo, Francisco Barrios, Orlando Acosta, Héctor Sanzana / Centro de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial (CIMECDI). FIIDT.
El amortiguador es parte constituyente de la suspensión de un vehículo automotor, la cual se encarga de absorber las irregularidades del terreno por el que circula para aumentar la comodidad de los pasajeros y el control del vehículo tratando de mantener las ruedas en contacto con el pavimento.
Se puede decir que las funciones más relevantes de la suspensión son las siguientes:
• Reducir las fuerzas transmitidas por causa de las irregularidades del terreno.
• Mantener el control direccional del vehículo
• Mantener la adherencia de los neumáticos a la carretera.
• Mantener una correcta alineación de las ruedas.
• Soportar la carga del vehículo.
• Mantener la altura óptima del vehículo.
Amortiguador hidráulico telescópico:
Es el tipo de amortiguador más conocido (figura 1), su utilización es de vieja data, su durabilidad y eficiencia ha logrado niveles bastante altos.
Es todavía normal que un amortiguador, funcionando correctamente en frío, pierda algo de su eficacia en caliente o en la estación de verano. Este fenómeno es debido a las oscilaciones de la viscosidad del aceite al variar la temperatura, por lo que cambia en consecuencia la característica de respuesta del amortiguador.
Existen amortiguadores dotados de un dispositivo para regular el esfuerzo de frenado actuando directamente sobre alguna tuerca o tornillo externo y, por tanto, sin tener que desmontar partes internas [5]. Una corrección del tarado del amortiguador puede ser necesaria también cuando el vehículo está destinado a recorrer carreteras muy accidentadas o para usos particulares, como sucede en los rally’s o en las competiciones sobre pista o carretera. En estos casos se recurre normalmente a los amortiguadores llamados duros, que aunque perjudican notablemente la comodidad, tiene la ventaja de mejorar la adherencia sobre carretera a alta velocidad.
Un inconveniente de los amortiguadores hidráulicos se presenta cuando aparecen fugas a través de los retenes del vástago o a lo largo del perímetro del pistón. En ambos casos la eficiencia disminuye tanto que, normalmente, se dice que el amortiguador está descargado. Un sencillo control que todos pueden utilizar consiste en imprimir, con el coche parado, una oscilación a la carrocería; si el amortiguador está descargado, la oscilación se repetirá más de una vez. En estas condiciones la comodidad resulta perjudicada, pues las oscilaciones de la carrocería no son amortiguadas y producen sobre el habitáculo amplios movimientos de cabeceo mal tolerados por el cuerpo humano [5]. Una segunda consecuencia es la pérdida de adherencia debido a la inercia de las masas no suspendidas que tienden a seguir las oscilaciones transmitidas por los muelles y no la superficie de la carretera.
La regeneración de un amortiguador consiste en el rellenado del aceite del cilindro central y del depósito de compensación, así como el control y la eventual substitución de las válvulas y retenes.
El control de los amortiguadores se efectúa sobre bancos de prueba adecuados, donde se verifican las curvas de prestaciones de los mismos en las fases de compresión y distensión[5], y a dos velocidades, el trazado de las curvas de prestaciones indica claramente las condiciones a que se encuentra el amortiguador. Naturalmente, existe cierta tolerancia en el sentido de que las curvas obtenidas pueden variar respecto a las teóricas establecidas por el constructor.
El tarado consiste en llevar el funcionamiento del amortiguador dentro de estos límites; para las competiciones, como ya se ha indicado, se busca efectuar un tarado en el límite superior de la tolerancia con objeto de aumentar al máximo el factor de amortiguación.
Un posterior progreso fue obtenido con el tipo oleo-neumático telescópico, llamado también mono-tubo, estos amortiguadores están constituidos por un sistema cilindro-pistón similar al de los telescópicos y por una cámara que contiene nitrógeno comprimido. Es el tipo más usado y se construye en numerosas variantes que se fundamentan en un mismo esquema básico. Normalmente es de doble efecto, o sea que amortigua la suspensión en los dos sentidos, con mayor efecto en la fase de distensión. Durante la fase de distensión, los resortes de la suspensión actúan con toda su fuerza elástica, necesitando una mayor amortiguación. No llevan, en cambio, el depósito de reserva alrededor del cilindro, que resultaría inútil, pues las variaciones volumétricas debidas a la introducción o salida del vástago y a las dilataciones por variaciones de temperatura, durante el funcionamiento del amortiguador, son inmediatamente compensadas por las variaciones volumétricas de la cámara neumática.
Además, el problema de la inercia del líquido y, por tanto, del tiempo de respuesta del amortiguador se simplifica bastante, y la presión del gas es suficientemente alta para evitar la formación de una depresión en la cámara del aceite [5], con los consiguientes efectos de cavitación, formación de espuma y disminución de la eficiencia.
Según la legislación venezolana en materia de Ensayos se debe Comprobar la conformidad de las características técnicas de los amortiguadores con respecto a lo especificado en la Norma Venezolana COVENIN 914:1997 “Automotriz. Amortiguadores Hidráulicos Tipo Telescópicos” [4]. Las comprobaciones se deben limitar a someter a prueba los requisitos que se mencionan a continuación:
5.3 – Dimensionales.
5.5 – Resistencia al Impacto de los Extremos Soldados.
5.6 – Resistencia a la Tracción.
5.7 – Prueba de Vida
5.9 – Corrimiento.
5.11 – Resistencia al Remachado.
Para realizar las pruebas exigidas por la norma [4] se enumeran los principales equipos e instrumentos tal como se detalla a continuación:
- Máquina de tracción
- Banco de ensayo para determinar el diagrama de comportamiento.
- Banco de fatiga
- Termómetro digital.
- Banco de pruebas de impacto.
- Prensa hidráulica universal.
- Balanza Digital
- Vernier digital
En conclusión, una vez sometido el amortiguador a los requisitos exigidos por la norma venezolana COVENIN 914:1997 “Automotriz. Amortiguadores Hidráulicos Tipo Telescópicos”, se admite que hay conformidad si todos los requisitos son aprobados.
Bibliografia
- Mollica, R. y Youcef-Toumi, K. (1997) ‘A nonlinear dynamic model of a monotube shock absorber’ Proceedings of the American Control Conference (6), pp.704-708
- Liu, Y. y Zhang, J. (2002) ‘Nonlinear dynamic responses of twin-tube hydraulic shock absorber’ Mechanics Research Communications, Vol. 29
- Belingardi, G. y P. Campanile (1990) ‘Improvement of the shock absorber dynamic simulation by the restoring force mapping method’ Proceedings of the 15th International Seminar on Modal Analysis, Heverlee, Belgium
- Norma Venezolana COVENIN 914:1997 “Automotriz. Amortiguadores Hidráulicos Tipo Telescópicos
- https://diccionario.motorgiga.com/diccionario/amortiguador-definicion-significado/gmx-niv15-con177.htm
- https://es.wikipedia.org/wiki/Oscilaci%C3%B3n
Contacto: orlandoaco2@gmail.com