FORMULA UNO - SISTEMA DE SUSPENSION

Ver el tema anterior Ver el tema siguiente Ir abajo

09112008

Mensaje 

FORMULA UNO - SISTEMA DE SUSPENSION




La finalidad de la suspensión es que las ruedas mantengan su contacto con el suelo el mayor tiempo posible, haya los baches que haya, y vayamos a la velocidad que vayamos.

Podemos citar dos configuraciones basicas:
-Poner suspensiones blandas. Esto implica mayor agarre pero tambien mas tiempo de reaccion ante los
cambios de dirección o de aceleración/frenada. El coche se vuelve perezoso ante lo que le ordenamos...

-Poner suspensiones duras. Con ello el coche respondera instantáneamente a nuestras ordenes, pero
al absorver peor las irregularidades, las ruedas estaran un mayor tiempo sin tracción. (Lo cual no implica que no esten en contacto con el suelo) al someterlas a esfuerzos extremos.

Ejemplo:
Diferencia entre un balon de futbol deshinchado (suspensión blanda) y uno muy hinchado (suspensión dura) al dejarlos caer desde una misma altura:

- El deshinchado prácticamente no bota (Porque absorve el impacto del golpe) y en seguida esta en reposo en el suelo.
- El hinchado se pasara un rato botando. No absorve bien la energia del impacto, y por una ley física llamada principio de accion-reaccion (Si ejerces una fuerza sobre un cuerpo, este tiende a devolvertela) tiende a rebotar hasta que progresivamente se vaya perdiendo la energia que motivaba ese movimiento (Poco a poco, y pese a lo hinchada que esta, la pelota la va absorviendo).



Tambien hay que recordar que a altas velocidades los alerones ejercen una enorme carga sobre el monoplaza.

Este peso extra, cuando usamos chasis a poca altura del suelo, podria hacerlo rozar contra la pista.
Obviamente la solucion para evitar esto seria poner suspensiones mas duras, que no cedan tan fácilmente a ese peso extra o aumentar la altura del chasis...
En curvas, dependiendo de las transferencias de pesos, el coche tiende a sobrevirar, subvirar o mantener un comportamiento neutro.


SOBREVIRAJE:
Sobreviras cuando, en curvas el coche gira mas de lo que le ordenas. Esto se debe a que pierde traccion atrás. El tren trasero trata de adelantar al delantero.... Si este sobreviraje te hace perder totalmente el control y acabas dando un giro de mas de 90º (A mi entender) sobre ti mismo... diriamos que has dado un trompo.


Sobreviraje (En ingles Oversteering). El coche se va de atras. En la foto de abajo se muestra la forma de corregirlo...


SUBVIRAJE:
Subviras cuando el coche gira menos de lo que le ordenas y tiende a salirse por el exterior de la curva. Esto se debe a la perdida de agarre en el tren delantero.


Subviraje (Del ingles understeering). El coche se nos va de morro. La imagen de abajo muestra la forma mas generalizada de corregir este efecto..

Un comportamiento neutro implica que el coche no tiende a irse de ningun lado (Si pierde traccion en una curva, la pierde en ambos trenes a la vez)


Transferencia de pesos:
-No llevar un movimiento uniforme. (Movimiento uniforme = ir a velocidad constante)
-No llevar un movimiento rectilíneo. (En curvas, cambios de rasante etc... se producen transferencias de pesos)

Nos basta con que se cumpla una de las dos anteriores condiciones para que el centro de gravedad del vehículo ya no este en el punto en el que deberia estar con el coche en reposo.
En curvas, el peso se desplaza hacia las ruedas exteriores.... en aceleraciones hacia las traseras... en frenadas a las delanteras... en lo alto de un cambio de rasante las 4 ruedas pierden peso por igual (El coche tiende a "volar").

Quizas haya un tipo de transferencia de peso que no conocías, que es el denominado alabeo. Para comprenderlo habria que observar las ruedas situadas en una diagonal (Por ej. La rueda delantera izda y la rueda trasera derecha)
Cuando la suspensión de una se comprime la de la otra tiende a extenderse. Prueba sentarte en un coche, sobre la parte del capo que esta sobre una de las ruedas delanteras.

Verás que no se hunde todo el tren delatero sino solo el lado delantero sobre el que colocas tu peso. Y en respuesta a ese hundimiento, la suspensión trasera del lado contrario (En diagonal) tiende a subir. Es como un balancín....

Las suspensiones son las encargadas de sostener el peso de las masas suspendidas (Todo lo que no sean ruedas+suspensiones se considera masa suspendida). Hay muchos elementos susceptibles de formar parte de las suspensiones... Intentare centrarme en las relativas a la F1...

Solo se mencionará lo imprescindible para comprender este post. Si quereis mas detalle, supongo que hay unos cuantos posts sobre el tema en el foro de mecanica. Amortiguadores, muelles, barras de torsión, barras estabilizadoras...

Arrollamiento helicoidal de acero elástico con un grosor de varilla determinado, dependiendo de la rigidez que se quiera dotar a la suspensión. En la F1 los muelles se suelen encargar a compañias especializadas.


Muelles

Alguna vez habeis oido hablar de muelles progresivos?
Estos son los que estan diseñados para ejercer una resistencia determinada segun su grado de compresion.



El de la izda. es un muelle normal y corriente. Los otros, como podeis apreciar no lo son tanto.

El del medio tiene dos tipos de helices. Al principio se comprimira por la zona de abajo que es la mas "debil" y despues seguira con la de arriba, proporcionando con ello una resistencia diferente dependiendo de lo que lo hallamos comprimido.

El muelle de la derecha es lo que se llamaria muelle progresivo. El tipo de helice va cambiando progresivamente a lo largo del muelle.

Amortiguador (En ingles shock absorvers o dampers):
Sirve para atenuar (amortiguar) las oscilaciones producidas por la suspensión. Sin amortiguadores, nos pasaríamos media vida y parte de la siguiente dando botes arriba y abajo...

Hay muchos tipos de amortiguadores (hidraulicos, monotubo de gas a alta presion, bitubo de gas a baja presion...), asi que tampoco vamos a extendernos mucho.
Si quereis haceros una idea de como funcionan por dentro, imaginaros la tipica jeringuilla de poner inyecciones, pero con el lado en que estaria la aguja (Por donde saldria el liquido) cerrado.

Tienen un piston con unos agujeritos para que pase el liquido (Aunque ya dijimos que los hay de gas tb...).
Cuanto mas pequeños sean esos agujeros, mas resistencia al paso del liquido producen.





Asi que la unica finalidad del piston es dificultar su propio movimiento a lo largo del tubo. Asi los muelles no botaran y rebotaran salvajemente arriba y abajo...


Barras de torsion:
Son barras de acero reforzado que ejercen una resistencia a su propio giro. Se retuercen, es decir trabajan a torsion. Normalmente son cilindricas, estriadas en una de sus partes y fijas al chasis en la otra.


Barra de torsion. Ejerce una resistencia cuando se intenta retorcerla...


Barra estabilizadora:
Es una barra de acero que conecta los brazos de suspension de las ruedas (Del mismo eje). Su finalidad es evitar que el chasis tienda a inclinarse/balancearse peligrosamente en las curvas.
Cuanto mas grosor tenga esta barra, mas resistencia a torcerse ejerce y menos se balanceara el chasis (Hay que buscar un termino medio. Tampoco interesa una rigidez total).

Veamos un par de esquemas mas faciles de entender:




Aqui vemos una posible solucion para la suspension delantera. La idea de poner esas barras diagonales para transmitir los esfuerzos a la suspension, fue original de Gordon Murray en el Brabham de los años 70... Actualmente, todos los F1 hacen uso de esa vara de empuje/traccion Ahora un vistazo a las brazos de suspension horizontales. En realidad cada brazo horizontal tiene forma de V, solo que en la perspectiva que he puesto arriba no se nota. Mirad esta de mas abajo:



Esas brazos con forma de V (Alias triangulos de suspension) tienen la misma funcionalidad que las bisagras en la puerta de cualquier casa. Transmitir un giro y punto.

El brazo que va en diagonal es el unico que forma parte activa en la transmision/recepcion de esfuerzos a la suspension. Un pequeño detalle. Por que se ponen dos V's a cada lado?? Si solo estan para transmitir un giro.... no bastaria con un sol triangulo de suspension??
Podria... pero hay una cosa a tener en cuenta. Si pones solo 1, la rueda girara (En el plano vertical) de forma solidaria con el triangulo de suspension.
Pero al poner dos triangulos paralelos, la rueda se mantendra siempre lo mas perpendicular posible a la calzada..

Un grafico para demostrar esto:



A la izda. usando solo un brazo. No es que tenga forma de V, sino que se muestran dos posibles posiciones y el angulo (en la vertical) que gira la rueda al variar su altura.

A la derecha usando dos brazos paralelos. En las dos posiciones la rueda se mantiene perpendicular a la pista (Tendra siempre la mayor superficie de contacto posible con el asfalto)

El grafico anterior explicaba el caso de que una rueda pasase por un piano por ej. Ahora veamos las ventajas del doble brazo en el paso por curva:



Este grafico se refiere al tren trasero (El circulo es el diferencial).. pero como explicacion sirve de todas formas.

Estamos girando hacia la derecha. El chasis tiende a irse hacia la izda. (Transferencia de pesos).

Traduzco:
Con un solo brazo, las fuerzas rotacionales sobre el brazo de movimiento rigido, tienden a elevar el coche (Y por ende, el centro de gravedad)


El doble brazo, permite a la suspension rotar sin elevar el chasis.




Suspension delantera de un McLaren

Ahora vamos a ver un poco mas a fondo como estan distribuidos todos los elementos de la suspension que hemos mencionado hasta ahora...



En negro vemos la vara que transmite los esfuerzos de empuje/traccion a la suspension.
En verde claro, tenemos las barras de torsion y en rojo los amortiguadores.
En amarillo tenemos los brazos oscilantes o balancines. Tienen un eje de giro solidario con el de las barras de torsion (verde) y y estan conectados a los amortiguadores(rojo).
En azul tenemos la barra estabilizadora (O barra anti-vuelco). No todas las barras estabilizadoras funcionan exactamente igual, asi que quedaros simplemente con su finalidad...
avatar
robertomsh

Cantidad de envíos : 363
Edad : 50
Localización : Japon
Fecha de inscripción : 28/09/2008

Volver arriba Ir abajo

Compartir este artículo en : diggdeliciousredditstumbleuponslashdotyahoogooglelive

FORMULA UNO - SISTEMA DE SUSPENSION :: Comentarios

avatar

Mensaje el Dom 09 Nov 2008, 20:07 por robertomsh

Otro elemento de la suspension:
Supongamos que queremos una suspension blanda, pero tambien queremos el chasis a poca altura.

Recordemos que el problema que tenia esta configuracion era que el
chasis podia rozar el suelo con el peso extra que producen los alerones
a altas velocidades.

Solucion: reducir el recorrido del
amortiguador. Ponerle un tope para que no pase de ahi...
independientemente de su dureza. Asi, los muelles o las barras de
torsion no se comprimiran mas de lo que nos interesa.
Es
importante que no se requiera de este elemento en las curvas, porque en
cuanto entren en accion, la suspension ya no disipara mas energia de
los baches. Sera completamente rigida.
Solo es util en rectas a
gran velocidad, en las que no afecte demasiado al comportamiento del
vehiculo el "carecer" de suspensiones.

En fin, en el dibujo se
ve bien. Un amortiguador y en su barra esta el tope(packer) para
limitar su recorrido(Dependiendo de su tamaño) y un elemento
amortiguador de caucho (Bump Rubber).


Angulo de convergencia/divergencia:
Es el angulo definido entre cada rueda y el eje longitudinal del vehiculo, siempre en su proyeccion horizontal.


Convergente

Divergente

Angulo de avance:

Provoca
la autoalineacion de las ruedas, favoreciendo a la estabilidad. Piensa
en los tipicos carritos de la compra de los supermercados. Por muy
girada que este una rueda, en cuanto empujamos el carro, la rueda
tiende a ponerse recta. A autoalinearse....


Angulo de avance


Angulo de caida:
Queda definido entre el plano de una rueda y la vertical al suelo.


Angulo
de caida. En el grafico la caida es positiva, puesto que la parte alta
de la rueda sobresale. En vehiculos de gran potencia se puede poner
caida negativa, es decir, que sea la zona de contacto con el suelo la
que sobresalga.



Radio de pivotamiento:
Es la distancia entre el punto medio de la banda de rodadura(A) y la
proyeccion sobre el asfalto, del eje de pivotamiento(B)


Si
el punto B esta dentro de la banda de rodadura, el radio de
pivotamiento se considera positivo. Si el eje de pivotamiento cruza la
vertical del neumatico y corta en el suelo fuera de la banda de
rodadura, entonces hablaremos de radios de pivotamiento negativos.

Aqui se pueden distinguir todos los elementos que se han mencionado.





Fuente: CRONICASF1

Volver arriba Ir abajo

avatar

Mensaje el Dom 09 Nov 2008, 20:16 por robertomsh

Uno de los más grandes adelantos tecnológicos que dio el automovilismo deportivo (específicamente la Fórmula 1) a la industria automotriz durante la década de los noventa fue, sin lugar a dudas, la suspensión activa o la suspensión inteligente.

Este sistema fue desarrollado por el equipo Williams F1 a partir de 1987, aunque Lotus ya había dado los primeros pasos en 1985. Pero fue en 1991 donde la novedosa suspensión adquirió mucho más fuerza, haciendo que, con la ayuda del motor Renault, Nigel Mansell disputara el título hasta la última carrera con Ayrton Senna, en el memorable GP de Japón. A pesar de que Williams y Mansell cayeron derrotados ante McLaren-Honda y Senna, ya se pronosticaba a la dupla inglesa como favoritos para el próximo año. Y así fue.

En 1992, el león británico dominó el campeonato como muy pocas veces se haya visto en los 52 años de existencia de Fórmula 1, medio minuto por encima de sus rivales en la gran mayoría de las carreras que ganó, 9 triunfos, 14 poles y un récord de vuelta en el GP de Francia que recién pudo batirse en el 2001. Conquistó el título (el único de su carrera) faltando 5 carreras para terminar el campeonato; Williams ya había logrado el título de constructores muchas carreras atrás.

Para 1993, McLaren y Benetton ya habían adoptado la suspensión activa a sus autos y las diferencias se habían acortado, pero por mayor tecnología y potencia del motor Renault, Prost se llevaría el campeonato en el GP de Portugal, tres carreras antes del fin de temporada.

Ahora volvamos al sistema de suspensión activa en sí. Una suspensión común está compuesto por amortiguadores y resortes; que ofrecen una resistencia equivalente a la fuerza del auto por sobre el piso.

El objetivo de la suspensión es mantener el auto más estable posible; a simple vista, tener las cuatro ruedas a la misma altura respecto al piso en cualquier situación. En realidad las fórmulas matemáticas que rigen a las fuerzas del amortiguador y al resorte son diferentes (relacionado a la velocidad con el amortiguador y al desplazamiento con el resorte), pero el fin del uso de ambos son similares, ya que uno no funciona sin el otro.

Las imperfecciones de la pista y la fuerza inercial al momento de tomar una curva hacen que la suspensión del auto nunca alcance un 100% de eficiencia, por más buena que esta suspensión sea. Por ejemplo, cuando uno toma una curva a la derecha, la parte delantera izquierda del auto "baja" al suelo por la presión ejercida sobre ésta, mientras que la llanta trasera derecha "se levanta" del piso. Debido a esto el traccionamiento del coche es menor a que si tuviera las cuatro ruedas al mismo nivel, por la menor fuerza de rozamiento que ofrece el suelo.

Lo que hace la suspensión activa es mantener las cuatro ruedas siempre al mismo nivel recibiendo siempre la misma presión, por más imperfecta que sea la pista. ¿Cómo lo hace?

La suspensión activa o suspensión inteligente utiliza un sistema hidroneumático que administra la presión en cada uno de las cuatro alas de la suspensión. Esta suspensión nunca utilizaba resortes: cuatro cilindros hidráulicos (uno por cada rueda), acompañados por un tanque que formará parte crucial en el sistema. Aquí es donde entra el factor electrónico, lo que hace esta suspensión "inteligente".

El tanque y los 4 cilindros son conectados a unas electroválvulas que a la vez son manejadas por una computadora, que de por sí está programada por los ingenieros del equipo. Esta computadora maneja y distribuye todas las formas de presiones que debe recibir cada uno de los cilindros que hacen el papel de resortes del auto.

Pero para que esta computadora sepa cuándo y cómo actuar, debe estar conectada a unos sensores que le indicarán cada variación de altura del auto o presión de las llantas debido a las imperfecciones de la pista (algo parecido a como se comporta un sismógrafo).

Si seguimos con el ejemplo de la variación de presiones entre las llantas delantera izquierda y trasera derecha, éstos sensores le mandan un mensaje a la computadora detectando la anomalía, y ésta automáticamente envía una respuesta a las electroválvulas (que administran el paso del líquido a través del sistema) haciendo que dejen pasar líquido a cada uno de los cilindros que requieran, hasta que el nivel del auto respecto al suelo sea el óptimo; es decir, hasta que el auto parezca una tabla durante el movimiento.

En el ejemplo, la presión del líquido la recibiría el cilindro de la rueda delantera izquierda. Todo este proceso tomaba apenas milésimas de segundo. En la práctica resulta impresionante ver al coche comportarse como una tabla al tomar una curva a alta velocidad.

Nadie puede dudar de la importancia de este sistema que a simple vista parecía tener vida propia. Pero los altísimos costos de los sistemas electrónicos hicieron que las brechas entre los equipos grandes y los chicos de la categoría reina se agrandaran y las velocidades aumentaran peligrosamente, y ante esto la FIA no encontró otra solución que eliminarlos para 1994.

Aunque la suspensión inteligente no desapareció del mercado, la masificación de ésta entre los autos de calle nunca se realizó. Son pocos los fabricantes que se atreven a emplear esta tecnología en sus modelos de serie (por ejemplo Alfa Romeo, Citroën), pero quien sabe algún día la tengamos entre nosotros con mayor frecuencia.

Volver arriba Ir abajo

avatar

Mensaje el Dom 09 Nov 2008, 20:53 por robertomsh

F1



Suspension Renault R27



Simulacion





En acción en un coche

Volver arriba Ir abajo

Mensaje el Dom 09 Nov 2008, 21:28 por Mamenf1

Joderrrrrrrrr cuando veo un trabajito tuyo de estos,ya directamente me planto de fondo buena musiquita y me los leo disfrutando como una enana,en su dia estudie mecanica,y esto me hace recordar y aprender cosas nuevas que ademas me encantan asi que no puedo por menos que darte las gracias por compartirlo.

Volver arriba Ir abajo

Ver el tema anterior Ver el tema siguiente Volver arriba


 
Permisos de este foro:
No puedes responder a temas en este foro.