Suspensión neumática multicámara

El confort y estabilidad de suspensión son aspectos muy importantes y valorados en el automóvil, con la particularidad de que son antagonistas; si mejora uno el otro pierde cualidades y a la inversa.

Hay diferentes formas de tratar de lograr el mejor equilibrio, e incluso adaptar en tiempo real la elasticidad y control de la suspensión. Además, la altura de carrocería determinada por la suspensión en algunas situaciones podría ser menor o mayor aportando diferentes beneficios en ambos casos.

La suspensión de altura variable se puede lograr principalmente con tres sistemas; conjuntos hidroneumáticos, conjuntos neumáticos y sistema con apoyo variable en la carrocería de los elementos elásticos de suspensión. Los dos primeros se han comentado en un artículo sobre elementos elásticos de suspensión y el último en otro, estos y otros artículos relacionados con el tema se indican al final.

La suspensión por conjuntos neumáticos es bastante utilizada actualmente y se resaltan sus aportaciones en la publicidad de las marcas; ventajas en confort a lo que se añade la posibilidad de subir y bajar la carrocería, permitiendo en automóviles todoterreno o todocamino (SUV) mejorar sus cualidades en zonas con muchos baches.

El mayor confort se logra al combinar los conjuntos neumáticos con amortiguadores de dureza variable, que son realmente los responsables, y la mayor altura de carrocería tiene ciertos efectos que restan las teóricas ventajas de la mayor altura, por eso se están sustituyendo los conjuntos neumáticos monocámara por multicámara, que es el tema de este artículo.

Suspensión por conjuntos neumáticos

Se ve de frente un automóvil con suspensión delantera Mc Pherson y muelles como elementos elásticos.

    • Se sustituyen los muelles por conjuntos neumáticos, son cámaras de goma llenas de aire a presión que hacen la función elástica de suspensión
    • Pasan los amortiguadores a segundo plano y se resaltan los conjuntos neumáticos
    • Se ve el funcionamiento de la suspensión actuando los conjuntos neumáticos como elementos elásticos de suspensión, los amortiguadores suavizan los movimientos y controlan oscilaciones innecesarias
    • Dispone este sistema de suspensión de una bomba de presión de aire eléctrica con los conductos a cada uno de los conjuntos neumáticos

 

    • Si la bomba aporta más presión de aire se aumenta el volumen y presión en los conjuntos neumáticos y sube la carrocería, y a la inversa
    • Se identifican los elementos, amortiguadores, conjuntos neumáticos y bomba de presión de aire
    • El control electrónico del sistema de suspensión neumática dispone de información de la altura de la carrocería, habitualmente un sensor en la suspensión de cada rueda

La altura de la carrocería es proporcional a la presión en los conjuntos neumáticos, lo que como se verá influye en la flexibilidad. El hecho de poder variar la altura de la carrocería tiene diferentes posibilidades, que se resumen al final del artículo.

Flexibilidad de la suspensión por conjuntos neumáticos; altura normal

    • Se representa el funcionamiento de la suspensión neumática
    • La rueda delantera izquierda (desde el punto de vista del conductor) supera un bache que hace comprimirse el conjunto neumático
    • Se ve el movimiento del sensor de altura de suspensión de la rueda que varía
    • Con la altura normal la flexibilidad de los conjuntos neumáticos es la prevista en función del peso

 

Se calcula que la presión de aire en el interior del conjunto neumático a la altura normal de carrocería sea similar a la fuerza de un muelle, con un equilibrio confort – estabilidad similar. Si se logra mayor equilibrio confort – estabilidad suele deberse a combinar el sistema de suspensión neumática con amortiguadores de dureza variable.

Flexibilidad de la suspensión por conjuntos neumáticos; más altura

    • La bomba de presión de aire llena más a los conjuntos neumáticos, haciendo subir la altura de la carrocería

 

    • La rueda delantera izquierda pasa por un bache, pero como la presión dentro del conjunto neumático es muy alta se comprime menos afectando a la otra rueda
    • La mayor presión en los conjuntos neumáticos reduce la flexibilidad, lo que implica que las ruedas que no pasan por el bache se despeguen del suelo

Con este comportamiento las ventajas de la mayor altura se diluyen al poder perder adherencia los neumáticos, como se comenta después con más detalle.

Más altura con conjuntos neumáticos; comportamiento en baches

Se ve un todocamino (SUV) de lado con suspensión neumática.

    • Sube la carrocería aportando la bomba de aire más presión en los conjuntos neumáticos
    • Se llega a una zona de baches, es la razón de seleccionar mayor altura
    • La subida de la carrocería permite superar obstáculos, pero…
      • Se reduce la flexibilidad de la suspensión
      • El confort de marcha se resiente
      • Las ruedas pueden llegar a perder contacto con el piso
      • Interviene más el ABS y sus derivados; control de tracción y de estabilidad son los más solicitados…
      • por la mayor presión de aire en los conjuntos neumáticos

 

Se da la paradoja de que la mayor altura facilita la circulación por zonas con muchos baches, pero la rigidez de la suspensión resta contacto entre las ruedas y el suelo mermando la capacidad de avance y frenada, por lo que se solicita más el antibloqueo de frenos, control de tracción y de estabilidad.

Conjuntos neumáticos multicámara

Se parte de la imagen de un automóvil de frente con suspensión independiente por dos brazos paralelos y conjuntos neumáticos monocámara, el aire a presión está contenido en un conjunto neumático.

    • Se sustituye cada conjunto neumático monocámara por grupos de tres para cada rueda, son conjuntos neumáticos multicámara
    • Cada uno de los tres conjuntos neumáticos de la misma suspensión está conectado independientemente a la bomba de presión de aire
    • Sube la carrocería aportando la bomba presión a los conjuntos neumáticos intermedios en cada rueda, la presión en los otros dos no varía
    • Sube más la carrocería aumentando también la presión en los conjuntos superiores de cada rueda, la presión en los conjuntos neumáticos inferiores no se modifica
    • Con conjuntos neumáticos multicámara la flexibilidad de la suspensión se mantiene con más altura, al no variar la presión en al menos una de las partes del conjunto neumático multicámara

 

Se han representado tres partes de cada conjunto multicámara por rueda, pero el número puede ser diferente, otra opción es dos en la parte delantera y tres en la trasera al tener esta suspensión más recorrido por variaciones de carga.

Conjuntos neumáticos multicámara; más altura en baches

    • Vista de un automóvil todocamino SUV de lado con suspensión neumática monocámara
    • Se sustituyen los conjuntos monocámara por multicámara con tres cámaras incomunicadas entre sí, cada cámara tiene control independiente de la presión desde la bomba de aire
    • Circula el automóvil por zona bacheada
    • Con suspensión neumática multicámara y más altura de carrocería
      • Se aumenta la distancia al suelo
      • La flexibilidad se mantiene y también el confort de marcha
      • Las ruedas permanecen en contacto con el piso
      • Interviene el ABS y sus derivados en situaciones específicas, no por exceso de rigidez en la suspensión
      • Al menos una de las cámaras del conjunto multicámara de cada rueda mantiene la presión y flexibilidad de la suspensión
      • Se ve el detalle de un conjunto multicámara y como se varía la altura adaptando la presión de las dos cámaras superiores, la inferior se mantiene a presión constante con la misma carga en el automóvil

 

La suspensión neumática multicámara permite incrementar sensiblemente la versatilidad del sistema, no afectando la altura a la flexibilidad con mejoras en confort y estabilidad. Desde la bomba de aire puede haber un único conducto de presión a cada conjunto multicámara, que comunica con cada una de estas mediante electroválvulas independientes controladas por el calculador electrónico del sistema.

Conjuntos neumáticos monocámara y multicámara

    • Se ve un automóvil todocamino (SUV) con suspensión neumática por conjuntos monocámara, cada uno está conectado mediante un conducto a la bomba de presión de aire
    • Se ven mejor los conjuntos neumáticos al pasar los amortiguadores a segundo plano
    • Detalle de un conjunto neumático monocámara, la altura de carrocería varía por la presión de aire afectando a su flexibilidad
    • A continuación se representa el mismo automóvil equipado con conjuntos neumáticos multicámara
    • En el detalle se aprecia que los conjuntos multicámara se componen de cámaras independientes, controladas de forma individual por el calculador a través de la bomba de presión de aire.

 

Se han representado tres partes independientes de cada conjunto multicámara, pero el número puede variar. Se ven en las imágenes los sensores de altura de suspensión en los brazos o tirantes de cada una de las cuatro ruedas. Con la información de estos sensores el calculador electrónico sabe la altura y puede actuar según las particularidades de circulación o demandas del conductor.

Variaciones de altura con suspensión neumática

Al poder variar la altura de la carrocería y disponer de control electrónico, es factible mantener o variar la altura en determinadas condiciones de circulación, se presentan a continuación algunas posibilidades.

    • Bajada de la suspensión para facilitar el acceso al conductor y ocupantes
    • En marcha se recupera automáticamente la altura normal de circulación
    • A alta velocidad (predeterminada) desciende la suspensión automáticamente, mejora la aerodinámica y el centro de gravedad baja favoreciendo la estabilidad
    • Al reducir la velocidad se recupera la altura normal automáticamente
    • Se mantiene la altura de carrocería con cualquier ocupación y equipaje
    • El conductor dispone de un mando para configurar el funcionamiento de variaciones automáticas de altura, y también seleccionar la que considera más adecuada en cada caso y situación

 

La suspensión neumática, asociada a la amortiguación de dureza variable, permite buenos resultados en el comportamiento del automóvil en diferentes condiciones de utilización, con los conjuntos multicámara se incrementa más la versatilidad y adaptabilidad a prácticamente todas las situaciones de circulación.

 

Artículos relacionados con este tema en el blog hasta esta fecha:

En la sección “Tecnología limpias”

En la sección “Evolución de órganos y elementos”

    • “Suspensión pilotada del Renault Safrane” (11.04.2013)
    • “Elementos elásticos de suspensión II” (24.09.14)

En la sección “Actualidad”

    • “Torsión y flexión de la carrocería” (31.03.2014)
    • “Suspensión Mc Pherson” (6.05.2015)
    • “Desgastes de los amortiguadores” (14.01.2015)
    • “Suspensión neumática monocámara y rigidez” (19.02.2013)
    • https://youtu.be/MAWjZsyDj7s (vídeo)

En la sección “Nuevas tecnologías”

    • “Suspensión de apoyo variable en la carrocería” (14.05.2014)
    • “Amortiguadores de dureza variable” (19.11.2014)
    • “Estabilizadoras activas” (16.03.2016)
    • “ABS y sus derivados I, II y III” (27.11.2012, 5.12.2012 y 10.12.2012)

Otros enlaces relacionados

http://www.lavanguardia.com/motor/actualidad/20160922/41499762579/mercedes-benz-clase-e-all-terrain-familiar-todoterreno.html

 

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