Suspensión de apoyo variable

La suspensión del automóvil ha de satisfacer objetivos en ocasiones contradictorios como es el caso del compromiso confort – estabilidad. En un coche de turismo con motor “pequeño” lo más frecuente es que monte suspensiones más bien “blandas” que favorecen el confort pero se resiente la estabilidad. Si se trata de un automóvil de dos plazas y con enfoques deportivos será “dura” la suspensión. Pero si hablamos de coches de cuatro/cinco plazas con motores de potencias medias y altas se buscan las dos cosas, confort y estabilidad. Hay formas de conseguirlo y la más habitual es contar con amortiguadores de dureza variable, pero para esta ocasión he elegido la, a mi criterio, más elaborada y sofisticada suspensión que en este año (2014) va a tener nuevas aportaciones, me explico. Este artículo que hemos titulado “Suspensión de apoyo variable” describe la suspensión ABC (Active Body Control) que equipan algunos modelos Mercedes tope de gama, tanto que no la llegó a incorporar el Maybach, que ya ha cesado la producción tras su renacimiento. Esta suspensión de apoyo variable prescinde de barras estabilizadoras o antibalanceo y cuenta también con amortiguadores de dureza variable. Para no alargar en exceso este artículo nos ceñiremos al concepto de apoyo variable (en tiempo real) comentando la función complementaria de la amortiguación de dureza variable, de la que hablaremos con detalle en otra ocasión.

Hay un automóvil que ha montado una suspensión de apoyo variable en la carrocería, distinta y mucho menos sofisticada que la ABC de Mercedes y con estabilizadoras, es el Renault Safrane con, como la denominaba la marca, “Suspensión pilotada”. Esta suspensión nos parece tan interesante que la hemos dedicado un artículo que puedes consultar en este enlace del blog:

http://autastec.com/blog/organos-elementos/suspension-pilotada-renault-safrane/

Elementos de la suspensión de apoyo variable (SAV)

Como el nombre que le hemos dado a esta suspensión ya indica, los apoyos en la estructura de la carrocería de los elementos elásticos no son fijos como es habitual, pueden desplazarse verticalmente, lo vemos en la animación siguiente con la silueta de un Mercedes CL 600 (que utilizaremos también en las animaciones que se verán después):

    • Brazos de suspensión y portamanguetas (delante)
    • Amortiguadores (de dureza variable) con el soporte inferior de los muelles
    • Muelles como elementos elásticos de suspensión
    • Sin barras estabilizadoras antibalanceo
    • Apoyos superiores de los muelles y amortiguadores………….
    • ………… en el interior de unos cilindros con aceite, cámaras de aceite
    • Bomba de aceite de la suspensión de apoyo variable; es movida por el motor
    • Depósito de aceite de suspensión de apoyo variable
    • Distribuidor electrohidráulico de aceite
    • Conexiones hidráulicas de aceite; desde el distribuidor a cada una de las cámaras de aceite intermediarias de los apoyos de suspensión
    • Calculador electrónico de la suspensión de apoyo variable
    • Sensores de suspensión; situados en los elementos móviles de unión rueda – carrocería, brazos
    • Conexiones eléctricas entre los componentes
    • Giroscopio; informa al calculador electrónico de los movimientos del automóvil en los tres ejes, longitudinal, vertical y transversal
    • Se ve a continuación como el automóvil sube y baja; se logra adaptando la presión de aceite en el interior de la cámaras intermediarias de los apoyos de suspensión
    • La subida de la carrocería no implica en principio a los muelles – amortiguadores que mantienen sus características de elasticidad y dureza
    • Se puede adaptar la presión independientemente en cada cámara en tiempo real, lo que permite controlar las oscilaciones, como veremos a continuación

Actuación de la suspensión de apoyo variable en frenada

En caso de fuerte frenada el reparto de pesos estático o dinámico a velocidad mantenida se altera, aumenta mucho delante y disminuye detrás, lo que implica hundimiento de la parte delantera y levantamiento de la trasera. Con la animación siguiente se representa esta situación sobre el mismo automóvil, el coche de la imagen superior tiene SAV y el de la inferior no, se ha exagerado la inclinación de este último para resaltar las diferencias:

    • En la imagen superior con SAV; el calculador detecta la frenada y tendencia de inclinación longitudinal mediante los sensores y el giroscopio, envía presión a las cámaras de los apoyos de suspensión delanteros, tensando los muelles y reduce la presión en las cámaras traseras con el efecto contrario. De esta forma se mantiene horizontal el automóvil con mejor equilibrio dinámico
    • La compresión de los muelles delanteros evita el hundimiento de la parte delantera, simultáneamente se adapta la dureza de sus amortiguadores para mantener la relación de dureza entre muelle y amortiguador. Detrás se hace la adaptación pertinente en muelles y amortiguadores para evitar el levantamiento
    • En el automóvil de la imagen inferior se ve la inclinación de la carrocería que altera el equilibrio dinámico y además afecta a la visibilidad. Como se comentó se ha exagerado la inclinación para resaltar las diferencias

Al pasar por baches que hacen subir y bajar las ruedas el sistema detecta el inicio de estos movimientos adaptando prácticamente en tiempo real la suspensión  rueda por rueda, logrando un confort excepcional a la vez que el mejor control dinámico.

Actuación de la suspensión de apoyo variable en aceleración

Si se acelera con energía en piso adherente se produce el efecto contrario a la frenada anterior, se tiende a levantar el automóvil de delante y hundirse de atrás, como se refleja en esta animación, con el coche de la imagen superior con SAV y en la inferior con suspensión estándar:

    • Imagen superior con SAV; la suspensión variable tensa los muelles (y adapta los amortiguadores) traseros y hace lo contrario con los delanteros para mantener horizontal el automóvil
    • Imagen inferior sin SAV; como en la frenada se ha exagerado la inclinación con fines didácticos

Como antes comentamos el sistema es capaz de detectar el estado del piso, frenada o aceleración y tomar las decisiones más rápidas y eficientes en cada instante de marcha para lograr la mejor estabilidad y confort posibles.

Actuación de la suspensión de apoyo variable en curva

Nos queda analizar la actuación en curvas y lo vemos a continuación con la siguiente animación, el coche de la imagen superior con SAV y el de la inferior sin esta y con barras estabilizadoras antibalanceo (solamente se ve la delantera en esta vista frontal pero también la hay detrás);

    • En la imagen superior; los diferentes detectores de la suspensión de apoyo variable, entre estos la posición del volante de dirección, informan al calculador electrónico que tensa los muelles de las ruedas exteriores y destensa los interiores, adaptando la dureza de sus respectivos amortiguadores. El resultado es mantener la carrocería horizontal con benéficos para el equilibrio dinámico del automóvil
    • Imagen inferior; dispone de estabilizadoras, pero no han de ser excesivamente duras para evitar que afecten al confort en carreteras con mal firme. El resultado es que el automóvil se inclina en las curvas alterando su comportamiento dinámico. Se ha exagerado la inclinación como referencia didáctica

Con SAV al no percibir el conductor y los ocupantes oscilaciones se pierden referencias con relación a la velocidad, por esta razón en caso de circular cerca de los límites de estabilidad el sistema permite ciertas oscilaciones como aviso preventivo para que el conductor sea consciente de la situación.

Esta suspensión se va a complementar este año (2014) con una función predictiva;  mediante cámaras y  lectores  en el frontal del automóvil el sistema “lee” el estado del piso con anticipación para preparar las suspensiones y lograr la mejor efectividad en confort y estabilidad. En nuestra página de AUTASTEC incluimos esta suspensión como ejemplo de una de nuestras actividades “Presentaciones”, si te interesa puedes verla en este enlace: http://www.autastec.com/producto.html

 

Información de suspensión ABC

http://m.mercedes-benz.es/es_ES/abc/detail.html

http://www.mercedes-benz.es/content/spain/mpc/mpc_spain_website/es/home_mpc/passengercars/home/new_cars/models/cl-class/_c216/facts_/drivetrain/chassis.html

http://translate.google.es/translate?hl=es&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Active_Body_Control&prev=/search?q%3Dsuspension%2Babc%2Bmercedes%2Bbenz%26biw%3D1440%26bih%3D781

 

Imágenes de suspension ABC

http://s3.hipertextual.com/wp-content/blogs.dir/13/files/2012/07/Mercedes-CL-Active-Body-Control.jpeg

http://www.sae.org/images/enewsletter/technology/070116TestSim/04_455.jpg

 

Vídeos de suspension ABC

 

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