Amortiguadores: para garantizar el contacto automóvil

AMORTIGUADORES
MISIÓN:
CONFORT Y
SEGURIDAD
LOS PELIGROS
DEL DESGASTE
CUÁNDO
CAMBIARLOS
PRUEBAS
COMPARATIVAS
ASÍ ERAN,
ASÍ SON
Garantizan el contacto
de las ruedas con el suelo
ABORTAR EL
DESPEGUE
AMORTIGUADORES
LOS AMORTIGUADORES
DEBEN MANTENER LA
ESTABILIDAD DEL COCHE
EQUILIBRIO. Una suspensión blanda proporciona más comodidad pero menos agarre; lo ideal es buscar el equilibrio entre confort y seguridad.
MOVIMIENTO
BAJO
CONTROL
E
l agarre del coche, el confort y la estabilidad no sólo
dependen de los neumáticos, sino del conjunto de la
suspensión, de la que también forman parte otros elementos como los muelles,
las barras estabilizadoras (para evitar
inclinaciones excesivas de la carrocería) o los amortiguadores. Al contrario
de lo que comúnmente se piensa, no
son los amortiguadores quienes sopor-
II
Sin unos amortiguadores en buen
estado que hagan de “colchón” al
movimiento vertical de comprensión y
rebote de los muelles de la suspensión,
el manejo de un coche sería imposible
en condiciones de seguridad.
Precisamente, para garantizar el
confort y la seguridad, este mecanismo
de la suspensión hace que las ruedas
se mantengan pegadas al suelo.
tan el peso del vehículo, sino que esta
tarea se reserva a los muelles de suspensión.
Los muelles, encargados de mantener la altura de la carrocería sobre el
suelo, se comprimen cuando la rueda
pasa por un bache o está soportando
determinados apoyos por efecto de la
trayectoria del vehículo; a continuación
se estiran, transmitiendo a la carrocería
un movimiento oscilatorio excesivo
que es preciso limitar.
TRÁFICO. Enero-febrero 2000
Ese es, precisamente, el papel de los
amortiguadores, reducir las oscilaciones de esos muelles y, así, conseguir
que las ruedas se mantengan en contacto con la carretera, estabilicen la carrocería y aseguren el confort. Un coche sin amortiguadores podría seguir
circulando: a medida que se imprimiera
velocidad, y según el pavimento, se iría
perdiendo tanto la adherencia transversal (se “iría” en las curvas) como longitudinal (rebotaría y perdería capacidad
de tracción, dirección y frenada).
Los elementos elásticos
(muelles y amortiguadores)
que forman la suspensión,
proporcionan el equilibrio
entre las dos misiones fundamentales, confort y seguridad. Pero tienen unas características contrapuestas: un
mayor amortiguamiento derivado de una suspensión
más dura implica mayor
capacidad de asegurar
la fuerza adherente en
el contacto neumáticocalzada; pero, al mismo
tiempo, conlleva una
sensación subjetiva de incomodidad para los ocupan-
tes del vehículo. El predominio de una
característica u otra depende del comportamiento que el fabricante ha buscado para su vehículo.
des de densidad y viscosidad. Uno de
los mayores inconvenientes es que a
través del retén se vaya introduciendo
agua, sal o polvo que, poco a poco, producirán fugas del líquido hidráulico.
Amortiguar las oscilaciones
El amortiguador es un dispositivo hidráulico que consta de un pistón que se
desliza por el interior de un cilindro lleno de aceite. Unos orificios, con sus
válvulas correspondientes, permiten
que los fluidos pasen entre las dos partes del cilindro, amortiguando así la oscilación del muelle. La resistencia es
mayor cuanto mayor es el esfuerzo que
se le exige; y ofrece más resistencia en
el ciclo de extensión que en el de compresión.
En la fase de extensión, el amortiguador controla los movimientos de peso
suspendido de la carrocería del vehículo, mientras que en la de compresión
controla los movimientos del peso suspendido más liviano del eje y los neumáticos. Esta energía de movimiento
se convierte en energía térmica (calor),
que se disipa en la atmósfera.
Un amortiguador convencional tiene
dos tubos: el interior es el de trabajo o
de presión, mientras el exterior sirve de
almacén para el exceso de fluido. El
chasis del vehículo se conecta con el
anclaje superior del amortiguador al
que va unido el vástago en cuyo extremo se encuentra el pistón.
Provoca averías
MOLESTIAS. La estela que dejan los faros
evidencia, respectivamente, amortiguadores
en buen estado y defectuosos, lo que en este
caso origina molestias y deslumbramientos.
LA MISIÓN DEL
AMORTIGUADOR ES
REDUCIR LAS
OSCILACIONES DE LOS
MUELLES,
PROPORCIONAR CONFORT
Y ASEGURAR EL
CONTACTO DE LA RUEDA
CON EL SUELO
El paso del tiempo o la fatiga por acumulación de kilómetros de trabajo pueden influir en el rendimiento de un
amortiguador: se produce un desgaste
de las piezas sometidas a fricción y el
propio aceite va perdiendo sus cualidaTRÁFICO. Enero-febrero 2000
Lo cierto es que los conductores
adaptan su forma de conducir al deterioro progresivo de los amortiguadores
y a la falta de estabilidad que éste implica. Generalmente no son conscientes de que están conduciendo con los
amortiguadores en mal estado, lo que
no sólo implica unos riesgos que se
analizarán más adelante, sino un aumento del desgaste de otras partes mecánicas del coche.
Entre las partes afectadas (ver infografía) cabe citar los otros elementos de
la suspensión, el sistema de la dirección, las rótulas, la propia caja de cambios y algo que sí puede ser más evidente para el conductor: los neumáticos. El rebote descontrolado de las ruedas puede dar lugar a que éstas pierdan
el contacto con el asfalto, dificultando la
frenada y la direccionalidad del vehículo. Precisamente este efecto da lugar a
desgastes irregulares que el usuario
puede detectar: pasando la mano por
encima del neumático en sentido contrario al de la marcha se notará un escalonamiento originado por un mal funcionamiento del amortiguador. ◆
III
AMORTIGUADORES
50.000 TURISMOS SE
RECHAZAN CADA AÑO EN
LA ITV POR ANOMALÍAS EN
LOS AMORTIGUADORES
DESDE EL FOSO. La comprobación desde el foso y la prueba de circulación por un profesional, único sistema válido para verificar la suspensión.
BUSCANDO DEFECTOS
No hay un sistema perfecto
para comprobar el buen
funcionamiento de unos
amortiguadores, salvo que se
desmonten y calibren en una
máquina. Sin embargo, hay
pautas para realizar una
inspección visual fiable (el
propio usuario debe conocer
los síntomas de desgaste),
tanto en talleres
especializados como en la
ITV, donde cada año detectan
alrededor de 50.000 turismos
con fallos graves.
LA VIDA ÚTIL DE UN
AMORTIGUADOR ES DE
UNOS 70.000
KILÓMETROS, PERO
DEPENDE DEL TIPO DE
CONDUCCIÓN,
CARRETERA, CARGA...
PIDA UNA REVISIÓN
CADA 20.000
KILÓMETROS
n la inspección obligatoria
que realizan todos los años
en la ITV unos 11 millones
de vehículos, se detecta que
más de 2,5 millones presentan algún tipo de defecto en
el apartado “ejes y suspensión”; de ellos, 741.000 de carácter grave. Sin embargo, este concepto agrupa
hasta 13 puntos a revisar: eje delantero; bielas, palancas, manguetas; eje trasero o brazos; rodamientos de las ruedas; llantas y discos; neumáticos; ballestas, muelles y topes; amortiguadores y soportes; barras; brazos, bielas de
suspensión y rótulas; circuito hidráulico o neumático; y guardapolvos.
Un muestreo realizado para la revista
“Tráfico” por AECA-ITV en varias estaciones permite estimar que alrededor
del 10 por 100 de los fallos detectados
en “ejes y suspensión” corresponde a
los amortiguadores. Es decir, unos
50.000 turismos son rechazados cada
año a causa de unos amortiguadores
deteriorados.
E
IV
A ojo
Los fallos se detectan mediante una
inspección visual desde el foso, donde
se verifica si rezuma aceite, se comprueba el estado de los soportes del
amortiguador, o si los tirantes de la
TRÁFICO. Enero-febrero 2000
suspensión, las barras estabilizadoras
o los muelles están doblados... “No
hay otra fórmula –señalan Vicente Gil y
Abundio Sualdea, directores técnicos
de sendas sociedades de ITV que agrupan a 90 estaciones distribuidas por la
práctica totalidad del territorio español–, ya que hacer un diagnóstico del
propio amortiguador requiere desmontarlo, incluido el muelle”.
Sin embargo, lo que no detecta la revisión en la ITV es el grado de desgaste
del amortiguador. Algunas estaciones
ITV cuentan con bancos de suspensión
(no son obligatorios), “pero no tienen
una homologación europea y, por tanto, no sirven para rechazar o dar el visto bueno, sino para realizar un diagnóstico de consejo”. Por esta razón, señalan dichas fuentes, hay estaciones que
aun teniendo el banco, no lo utilizan.
“Además, lo único que podrían detectar es que hay un funcionamiento anómalo del sistema, pero no a qué es debido; a veces, la simple ausencia o mala colocación de los plomos en una
llanta origina vibraciones y un mal funcionamiento de la suspensión”. En
cambio, las “placas detectoras de holguras” o la inspección visual en el foso
permiten sacar muchas más conclusiones sobre el sistema.
En todo caso, indica Luis Rivas, portavoz de AECA, hay que tener en cuenta que la inspección en la ITV es una
MEDIR LA INFLUENCIA
El INSIA ha realizado para la
revista “Tráfico” un ensayo de
sendos juegos de amortiguadores (en buen estado y al 50
por 100 de efectividad) mediante banco de suspensión y
banco dinamométrico. Tras
calibrarlos, se han instalado
en un Ford Fiesta Ghia 1.25,
con frenos ABS, para realizar
pruebas dinámicas comparativas (ver páginas siguientes).
El deterioro de los amortiguadores ha consistido en la disminución del rendimiento por
pérdida de propiedades del VERIFICACIÓN. Curvas de frecuencia provocadas por el movifluido o por fugas. Además, el miento de un banco de ensayos en el laboratorio del INSIA.
deterioro provocado en el eje
delantero es asimétrico, lo que se traduce
lo que puede perjudicar la sensación de
en una diferente respuesta de la carrocería
confort. Por el contrario, la disminución del
a las excitaciones verticales en cada una de
tiempo de oscilación de la rueda del vehículas ruedas delanteras. Asimismo, se ha
lo detectada en los amortiguadores nuevos
comprobado que la amplitud de la acelerasupone un incremento de las condiciones
ción de respuesta de la carrocería es supede seguridad del mismo durante la circularior con los amortiguadores en buen estado,
ción.
prueba de mínimos. “No podemos garantizar que, pasado un tiempo, no
pueda fallar el sistema; pero, en cualquier caso, es más fácil certificar el
buen estado de los frenos –porque hay
maquinaria específica adecuada– que
el de los amortiguadores. Por eso –señala– sería deseable que se investigara
en la búsqueda de nuevos procedimientos para perfeccionar la revisión
de este sistema”.
Las revisiones que en el apartado de
amortiguadores efectúan los concesionarios de marca también consisten en
un control visual al que habría que añadir la “prueba” en circulación del comportamiento del coche por parte de un
mecánico. En principio, esto debería ser
suficiente para garantizar que el vehículo circula en condiciones de seguridad.
Uno mismo
Aunque no parece una prueba demasiado científica, el usuario puede detectar cuándo unos amortiguadores necesitan un cambio mediante la prueba del
rebote: se hace una presión sobre la ca-
BANCO DE SUSPENSIÓN. Algunas ITV y talleres cuentan con él, pero no está homologado y sólo sirve para detectar si algo falla, pero no el qué.
rrocería del coche y se comprueba si rebota más de una vez, lo que indicaría la
existencia de algún amortiguador en
mal estado. En algunos casos, las suspensiones más modernas cuentan con
una serie de elementos para impedir el
balanceo de la carrocería que pueden
limitar y falsear el fenómeno del rebote. Por eso, según Antonio Isac, director
técnico de Monroe, lo mejor es que el
diagnóstico lo efectúe su taller habitual, aunque debe ser el usuario quien,
cada 20.000 kilómetros aproximadamente, exija una revisión. Y no dude en
proceder a su sustitución cuando así se
lo recomienden, ya que, salvo algunas
marcas específicas (Koni Sport puede
TRÁFICO. Enero-febrero 2000
repararse y regular la presión), los
amortiguadores no se pueden reparar.
Un juego completo de amortiguadores
(cuatro) cuesta una media de 45.000 pesetas, a las que, según los casos, hay
que añadir el valor de dos horas de mano de obra.
Lo que es difícil de precisar son los kilómetros que pueden soportar con seguridad unos amortiguadores, si bien
los fabricantes lo sitúan alrededor de
los 70.000. Depende del uso que se le dé
al vehículo, del tipo de conducción que
se practique, de la carga, del tipo de carreteras que se transiten... y de la propia
sensibilidad del conductor. ◆
V
AMORTIGUADORES
DISTINTAS
PRUEBAS
COMPARATIVAS
ACENTÚAN LOS
RIESGOS DE
CONDUCIR CON
AMORTIGUADORES
DESGASTADOS
PEOR. Con el mismo vehículo, pero los amortiguadores al 50 por 100, se complica mucho superar determinadas pruebas.
LA
SEGURIDAD,
A PRUEBA
L
a pérdida de efectividad de
unos amortiguadores no es
demasiado evidente, sobre
todo porque el deterioro
suele ser lento y progresivo
y el conductor se va adaptando de forma inconsciente
a una nueva forma de comportarse del
coche. Lo notará cuando se encuentre
ante una situación com prometida.
Monroe, del grupo Tenneco, ha encargado en los últimos años diferentes
pruebas a organismos de investigación
–como el TÜV de Alemania o la Universidad de Lovaina– para destacar la importancia de llevar amortiguadores en
buen estado (ver recuadro “Demostrado”).
Aunque la revista “Tráfico” ha tenido
oportunidad de asistir a varias demostraciones organizadas por el citado fabricante para verificar, en distintas situaciones (eslálom, frenada con esquiva, con suelo seco y mojado, en terreno
muy bacheado, etc.), el comportamiento de un coche con amortiguadores en
VI
Disminución del confort y aumento de la
fatiga, menor capacidad para frenar,
mayor dificultad para mantener el control
en situaciones extremas... son algunas
de las consecuencias de llevar los
amortiguadores gastados. Lo confirman
diferentes ensayos realizados por
organismos como el TÜV de Alemania,
algunos de los cuales ha repetido el
equipo de pruebas de “Tráfico”.
buen estado y al 50 por 100 de efectividad, en esta ocasión ha querido organizar sus propias pruebas, para las que
ha contado con el asesoramiento de
Monroe, del INSIA (Instituto Universita-
rio de Investigación del Automóvil) y la
pista y equipos de medición del INTA.
PRUEBA EN CIRCUITO. Se rodó por el
anillo interior de la pista de ensayos,
sin ningún peralte, para percibir el esfuerzo
que hay que realizar sobre el
volante para
“sujetar” la tendencia del coche a abrirse hacia el exterior.
Después de progresar en velocidad hasta llegar y mantener
los 145 km/h.
durante varias
vueltas, la diferencia más perceptible fue que
la suspensión
PRUEBAS. Secuencias de los ensayos realizados por “Tráfico” para commás blanda de
probar el comportamiento con amortiguadores nuevos y deteriorados.
TRÁFICO. Enero-febrero 2000
con el volante o
el freno.
los amortiguadores desgastados transmite al conductor una mayor sensación
de comodidad.
Mayor confort que, sin embargo, significa una disminución de la seguridad:
aunque la estabilidad está aparentemente garantizada en todo el recorrido,
en un tramo de unos 40 metros, el pavimento presenta una ligera ondulación. Aquí, el vehículo comienza a hacer la “barca”, adquiriendo un balanceo y una situación de riesgo que hubiera sido crítica de haber tenido que
realizar algún tipo de maniobra brusca
SÓLO CUANDO EL
CONDUCTOR EXIGE
MUCHO DEL COCHE SE
PERCIBE CLARAMENTE
QUE LOS
AMORTIGUADORES NO
CUMPLEN BIEN SU
PAPEL
FRENADA CON
ESQUIVA. Comenzar a frenar
15 metros antes
del obstáculo y
esquivarlo sin
dejar de pisar
freno y embrague, fue una
prueba muy significativa para
determinar lo
vulnerable que
puede ser llevar
los amortiguadores en mal estado cuando se somete el coche a
una maniobra
muy agresiva.
A 80 km/h.,
con amortiguadores en buen
estado, fue posible salvar el obstáculo y detener
el vehículo después de 23,7 metros. También tuvo un comportamiento seguro el
coche al realizar
la prueba a 90
km/h. aunque, la
frenada se prolongó durante
33,6 metros.
En cambio, al
frenar a 80 km/h. con amortiguadores
al 50 por 100, se consiguió una media
de 29,66 metros, surgiendo ya algunas
dificultades para estabilizar el coche y
detenerlo paralelo al sentido de la marcha. A 90 km/h. varias veces se derribó
el cono de la esquina del obstáculo y se
apreció una tendencia acusada del coche a realizar un trompo. En todo caso,
la media de la distancia de frenado fue
de 35,97 metros.
ESLÁLOM. Sortear una hilera de 16 conos separados 10 metros entre sí, con
un recorrido total de 150 metros, permitió apreciar una mínima diferencia a
favor, en velocidades y tiempos, al calzar los amortiguadores nuevos: 28,4
km/h, frente a los 28,01 km/h. con
amortiguadores al 50 por 100, con los
que, además, se derribaron conos en
dos ocasiones. Se apreció una mayor
tendencia a sobrevirar (“irse” de atrás),
incluso, en ocasiones, la rueda trasera
contraria al apoyo se despegaba del
suelo. Además, el conductor se vio
obligado a anticiparse en el giro de volante y a realizar un mayor esfuerzo para moverlo. ◆
TRÁFICO. Enero-febrero 2000
DEMOSTRADO
El fabricante de amortiguadores Monroe ha
realizado en los últimos años diferentes
pruebas que ponen en evidencia la importancia de unos amortiguadores en buen estado. Estas son algunas:
1987. El centro de investigación del automóvil alemán,
TÜV Rheinland,
realizó para
Monroe la primera prueba sobre amortiguadores. En una
carretera no nivelada a 80 km/h., un solo
amortiguador defectuoso alarga la frenada
en 2,6 metros.
1989. La pérdida de contacto de las ruedas
con el suelo en
un terreno irregular genera
confusión en
los sensores del ABS.
1990. El TÜV
Rheinland demostró que, sobre una capa de
6 mm. de agua,
el acquaplanning se produce a 105 km/h. con amortiguadores desgastados, y a 115 km/h. si están en
buen estado. En 1993, se confirmaron las
pruebas, tanto en recta como en curva.
1991.
La Universidad de Lovaina demostró
que conducir
con amortiguadores desgastados aumenta
la fatiga, y como consecuencia el tiempo de
reacción del conductor, en un 26 por 100.
1992. En la
prueba de frenado sobre nieve a 30 km/h.
realizada por el
TÜV Rheinland,
la distancia aumenta un 11 por 100 con amortiguadores en
mal estado.
1999. Según el
TÜV Rheinland,
a 80 km/h. la
distancia
al
efectuar una
frenada con esquiva se alarga
un 11,5 por 100 con amortiguadores desgastados; en la “prueba del alce” se pierde
entre un 9,4 y 12,2 por 100 de velocidad de
entrada.
VII
AMORTIGUADORES
Textos: José Ignacio Rodríguez. Infografía: DLirios. Fotos: Marcos González y Monroe.
VIII
LOS
AMORTIGUADORES
EN LA HISTORIA DE
LA AUTOMOCIÓN
DE LA
BALLESTA
AL GAS
A lo largo de la historia se
han utilizado diferentes
dispositivos para amortiguar
el movimiento vertical de los
vehículos. Aunque a los
amortiguadores actuales se
van añadiendo sofisticados
dispositivos y sistemas para
mejorar el confort y la
seguridad, su principio
básico se remonta a los años
cincuenta.
BALLESTAS. Para suavizar la extrema
rigidez de los primeros coches se utilizaron ballestas que amortiguaban algo
el violento movimiento generado por
las tortuosas carreteras.
DE CORREA. Para mayor comodidad, los muelles se hicieron
más blandos.
La carrocería
del vehículo se unía a la suspensión
mediante una correa que se enrollaba
en torno a un muelle, creando una resistencia sólo durante la fase de extensión.
DE DOBLE EFECTO. Para absorber también las
sacudidas, se
utilizó un brazo
conectado al
chasis y otro a la carrocería, unidos en
su parte central por una tuerca para regular la amortiguación. Necesitaba
ajustes y sufría mucho desgaste.
DE PALANCA.
Puede decirse
que el primer
amortiguador
hidráulico fue el
de doble efecto
con palanca, que comenzó a utilizarse
MAC-PHERSON. Este sistema de amortiguación se equipó por primera vez en un Ford Consul.
en los años veinte. El principio es el de
un pistón que inyectaba aceite a través
de unos orificios calibrados. El brazo
de palanca se conectaba a la suspensión y el cuerpo al chasis.
TELESCÓPICO
HIDRÁULICO. A
principios de
los años cincuenta surgen
los amortiguadores hidráulicos y telescópicos. Los
desplazamientos del aceite a través de
unos orificios calibrados son proporcionales a los movimientos de la suspensión. La doble acción se consigue
con unas válvulas. Con distintas variantes, es el principio en el que se basan los amortiguadores modernos.
MONOTUBO Fue desarrollado por Cristian Bourcier De Carbon en el año 1953,
en un primer intento para resolver el
problema de la formación de espuma
en el aceite, aunque la válvula de pistón desplaza el aceite en un único tubo
de gran diámetro.
COLUMNA MACPHERSON. Es un
tipo de suspensión independiente que proporciona, además de amortiguación, soporte a la
suspensión del vehículo. Su ventaja es
que pesa y ocupa menos y permite espacio para los motores transversales.
El primer vehículo equipado con este
sistema en 1952 fue un Ford Consul.
DE GAS. Añadiendo al aceite una pequeña cantidad de nitrógeno a presión,
se ha creado un efecto de refuerzo que
mejora la relación elástica. Evita la formación de espuma y burbujas de aire.
MAGNETOREOSTÁTICO. Con la arquitectura de un amortiguador convencional,
Delphi está desarrollando un sistema
que utiliza un aceite con microesferas
de hierro magnetizables. De esa manera, el software del sistema varía la resistencia al paso del fluido por las válvulas, ablandando o endureciendo la
suspensión. ◆
TAMBIÉN INTELIGENTES
El amortiguador inteligente, que ofrece las ventajas de la suspensión
adaptable pero sin la complejidad y elevado coste de la suspensión
electrónica, ya es una realidad. Para ello cuenta con una zona “blanda” en el centro del recorrido del pistón, denominada de confort, en
la que el amortiguador opone muy poca resistencia. Cuando las oscilaciones son más acusadas (firme irregular, curvas o cambios bruscos de apoyo), el pistón entra en una zona de mayor resistencia que
impide que se produzcan oscilaciones en la carrocería.
AGRADECIMIENTO: Al INSIA, Ford España y, especialmente, a Monroe, del grupo Tenneco Automotive, por el asesoramiento y por la ayuda
prestada en la realización de las pruebas.
TRÁFICO. Enero-febrero 2000