Carrocería (II)

Uno de los aspectos más importantes de la carrocería es su influencia en la seguridad pasiva secundaria, como se ha expuesto en el capítulo anterior (Carrocería I).

El hecho de que los apoyos de suspensión y dirección estén en las zonas deformables les hace muy sensibles en caso de colisión. En este capítulo, además de tratar de este tema, se van a ir exponiendo las estructuras de carrocería más utilizadas en el automóvil.

Colisión con daños estructurales; “bancada”

En una colisión, las zonas deformables van absorbiendo parte de la energía lo que implica alterar la posición de elementos estructurales de la carrocería. En la animación siguiente se resaltan los siguientes detalles:

    • Se sitúan los puntos de apoyo (PA) de los elementos de la suspensión delantera PAsd, trasera PAst, y de la dirección PAdr
    • A continuación se reproduce una colisión delantera, observando la alteración de la posición geométrica en la carrocería de los puntos de apoyo de la suspensión delantera y de la dirección; PAsd, y PAdr. Esta alteración geométrica ha generado daños estructurales en la carrocería, se denomina también “bancada” por el nombre del útil para su reparación, que aparece en la animación al final

La reparación en “bancada” consiste en situar el automóvil accidentado sobre este elemento. Se posicionan puntos base de geometría de la carrocería sobre la bancada, mediante plantillas específicas del modelo, y se determinan los daños valorando la alteración de los puntos estratégicos de los apoyos de suspensión, dirección y otros que afecten a la estabilidad y seguridad activa. A continuación se ha de recuperar la geometría original siguiendo las pautas de reparación con relación al calentamiento de piezas o zonas y sustitución de elementos y/o conjuntos. El objetivo es que la terminar la reparación el automóvil recupere la geometría original.

Estructuras de carrocería

Hay bastantes estructuras de carrocería, que han ido evolucionando para ofrecer más seguridad activa y pasiva, además de contribuir en la reducción de consumo y contaminación, con menos peso y mejor aerodinámica. Seguidamente vamos a ver las más utilizadas siguiendo un orden didáctico y con muelles como elementos genéricos elásticos de suspensión.

“Bastidor independiente”

Este tipo de estructura es el original desde que el automóvil comenzó su difusión. Deriva de la estructura de las diligencias o medios de transporte con tracción animal. De la madera se pasó al acero, aunque ha habido estructuras de madera en los inicios, incluso algún automóvil lo puede mantener en parte actualmente (hay un enlace en el blog al final al respecto).

En la siguiente animación se explica la estructura de carrocería con bastidor independiente con la imagen de un Hummer H2:

    • Se ve primero el bastidor independiente al que se une la carrocería superior  con una estructura interna (monocasco). El bastidor y carrocería superior (monocasco) quedan sujetos por puntos de apoyo PA
    • Se repite lo anterior en vista lateral, añadiendo estos detalles:
      • Se resaltan las sujeciones bastidor – carrocería PA, en este caso mediante tornillos y tuercas
      • La implantación de este vehículo es motor – caja de cambios longitudinal delantero y transmisión integral (4×4)
    • Las aportaciones de esta estructura son estas:
      • Robustez; es su razón de ser, de hecho el vehículo podría circular sin el resto de la carrocería (superior/monocasco). Permite utilizaciones con mucha carga transportada y soporta fuertes torsiones y flexiones. Se puede modificar la carrocería para usos diversos, grúa, bomberos, plataforma de carga, etc., pues se mantiene el bastidor que da la robustez
      • Mucho peso; es la consecuencia de su robustez, lo que reduce las cualidades dinámicas en carretera, menos seguridad activa
      • Reducida deformación ¿seguridad pasiva?; por su diseño la deformación en caso de colisión es mínima, lo que reduce su seguridad pasiva secundaria. Se pueden incorporar tramos para asumir cierta deformación pero afectan a la robustez de su diseño original. Por esta mínima deformación soporta colisiones sin necesitar  reparaciones de bancada, que si se producirían en colisiones muy fuertes y requieren grandes esfuerzos mecánicos para su reparación, o sustituir el bastidor
    • Al final de la animación se ve el automóvil de las explicaciones con la inclusión del bastidor independiente

Por las características de la estructura de bastidor independiente se ha dejado de aplicar en automóviles de turismo y queda para los todoterreno extremos (incluso algunos ya no la utilizan), camiones y autobuses (se están utilizando en estos vehículos de pasajeros otras estructuras con más seguridad pasiva secundaria).

“Plataforma dependiente”

Se podría interpretar esta solución técnica como una cierta evolución del bastidor independiente para reducir el peso.

En la siguiente animación, tomando como imagen de referencia un Renault 4, se explica esta estructura de carrocería:

    • Una plataforma; es la base dónde asienta la mecánica en unos soportes específicos
    • El resto de la carrocería, se puede denominar superior o monocasco, asienta en la plataforma a la que ve sujeta en los puntos de apoyo PA
    • A continuación en vista lateral se ve de nuevo lo explicado añadiendo información complementaria:
      • Las sujeciones entre carrocería superior y la  plataforma en los puntos de apoyo PA, es en este modelo con tornillos y tuercas
      • La implantación es motor longitudinal delantero, por detrás del eje, y tracción (delantera)
    • Las aportaciones de esta estructura son estas, además de menos peso con relación al bastidor independiente:
      • Rigidez con el monocasco (carrocería superior); la plataforma por sí misma no aporta robustez para poder circular sin el acoplamiento de la carrocería superior en los puntos de apoyo PA. El conjunto ya si dispone de las cualidades estructurales para circular
      • Versatilidad de formas; manteniendo la plataforma se puede modificar la carrocería superior (monocasco) para ampliar la oferta de modelos
      • Seguridad pasiva secundaria; se puede diseñar la plataforma y carrocería superior con las zonas específicas deformables y rígidas ya comentadas
    • Se ve al final de la animación la imagen del coche de las explicaciones en el que se acopla la plataforma

En caso de colisión con bancada, la reparación puede exigir la sustitución de la plataforma

Ya se indicó que se utilizan en las explicaciones muelles como elementos elásticos genéricos de suspensión. En el caso del Renault 4 de estas explicaciones las suspensiones reales son por barras de torsión en las cuatro ruedas.

Al hablar de plataforma se puede confundir con el concepto de diseño de “plataforma común”, que no es lo mismo. Con el enlace que se incluye al final se accede a la explicación en el blog de este concepto con el título “Evolución del diseño”

“Espina dorsal o túnel central”

Es esta una tecnología de carrocería para automóviles prestacionales, deportivos y de competición en los que es suficiente con dos plazas o como mucho 2 + 2.

Para explicar este tipo de estructura se utilizan las imágenes de un Renault Alpine A110 en la animación siguiente:

    • Espina dorsal o túnel central; como su denominación ya indica se trata de un eje longitudinal al que se acoplan los demás componentes del automóvil, entre estos la carrocería superior o monocasco
    • Se resaltan en la espina dorsal/túnel central la inclusión delante y detrás de zonas deformables
    • Seguidamente se ven más detalles de esta estructura en imágenes en planta, vista lateral, frontal y trasera lo que completa la visión del conjunto:
      • Suspensiones; delantera y trasera
      • Espina dorsal/túnel central; se aprecian los complementos asociados para el acoplamiento de diferentes órganos mecánicos, suspensiones, motor – caja de cambios, dirección, carrocería superior (monocasco), ….
      • Implantación técnica; motor longitudinal trasero, por detrás del eje, y propulsión
      • Carrocería superior y dirección
    • Estas son las principales aportaciones de esta carrocería:
      • Peso muy reducido; es el objetivo prioritario, lógico al ser automóviles de dos plazas y enfoques deportivos
      • Seguridad pasiva secundaria; cuenta con estructuras deformables y rígida, en la espina dorsal/túnel central y monocasco
      • Reparación compleja; requiere medios y métodos específicos o sustituir la espina dorsal/túnel central en caso de bancada
    • Para aportar más información visual al final de la animación se ve la imagen del Alpine A110 resaltando el túnel central/espina dorsal

Este tipo de estructura logra reducir sensiblemente el peso del automóvil, por lo que ha sido y es utilizado en automóviles de dos plazas, tanto en formato coupé como descapotable, además es bastante sencillo de montar y desmontar.

 

Estructura con madera en el Morgan

http://madereando.blogspot.com.es/2013/01/morgan-un-coche-con-esqueleto-de-madera_21.html

 

En el blog, plataforma en “Evolución del diseño”

http://autastec.com/blog/nuevas-tecnologias/evolucion-diseno-plataforma-comun-y-modular/#more-1047

 

Bancadas

http://www.mapfre.es/documentacion/publico/i18n/catalogo_imagenes/grupo.cmd?path=1036670

 

Bastidor independiente

 

Plataforma independiente

 

Espina dorsal o túnel central

 

http://translate.google.es/translate?hl=es&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Lotus_Elan&prev=/search%3Fq%3Dlotus%2Belan%2Bcarroceria%2Bwikipedia%26hl%3Des%26biw%3D1440%26bih%3D672%26rlz%3D1R2MXGB_esES510%26noj%3D1&sa=X&ei=Mdq-UZCGCufX7AaYyYEQ&ved=0CFYQ7gEwBw

 

 

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