Automovilismo - SUSPENSIóN un siglo de progreso


por Mort Schultz
ilustraciones: Pat Ruggero
Un renombrado cirujano británico, a quien la Reina Victoria había concedido el título de caballero, estaba convencido de que existía una relación directa entre la buena salud y el conducir un automóvil. Las observaciones del doctor William Thomson aparecieron en una edición de la revista médica "Journal of Medicine", en 1901: "He comprobado que mis paseos en automóvil mejoran mis condiciones de salud en general", declaró Sir William. "Las sacudidas que se producen cuando un vehículo de motor se maneja a una velocidad bastante alta produce una agitación que surte un efecto beneficioso sobre el hígado. Además, esas sacudidas estimulan los movimientos peristálticos de los intestinos, permitiendo que éstos cumplan sus funciones de la manera debida".

Los intentos por suprimir de los vehículos l oscilación de los muelles incluyen muelles auxiliares y amortiguadores de tipo Gabriel, así como amortiguadores de fricción neumáticos e hidráulicos. Los amortiguadores de gas combinan la ación neumática y la hidráulica

Los fabricantes de automóviles no leyeron este informe de Sir William o no le dieron mucha importancia, ya que poco después comenzaron a emplear amortiguadores de impactos para eliminar las sacudidas en los automóviles.
Como la velocidad de los primeros autos era limitada, pues no eran más veloces que los coches tirados por caballos, para ellos podían construirse muelles de hojas con las debidas proporciones, que lograban proporcionarles a los viajeros recorridos relativamente exentos de sacudidas. Al mejorar los caminos y aumentar las velocidades, apareció escrito lo siguiente en una edición de la revista "Automobile Engineering", en el año 1909:
"Cuando los muelles tienen la suficiente rigidez para soportar la carga de manera correcta sobre las pequeñas irregularidades de los caminos comunes y corrientes, resultan demasiado rígidos para reaccionar de inmediato a los resaltos mucho más grandes. Como resultado, se transmiten fuertes sacudidas a los pasajeros. Cuando los muelles se hacen de un material más liviano y flexible, para reducir aun mínimo la fuerza de estas sacudidas, los muelles de tamaño menor surten un efecto excesivo, pues mantienen en movimiento al automóvil ya sus pasajeros durante todo el trayecto. Estas dos condiciones contradictorias han dado lugar ala creación del amortiguador de impactos".

El primer amortiguador

El primer amortiguador de impactos que se conoce es uno que inventó un tal A. Gimmig en el año de 1897. El simplemente fijó unos bloques de caucho ala parte superior de cada muelle de hojas. Cuando la suspensión se comprimía lo suficiente, las defensas de caucho golpeaban contra unos pernos que estaban fijos en el bastidor. Todavía se emplean topes de caucho en muchas suspensiones modernas, pero surten un efecto mínimo en el control de la marcha del vehículo.
Los primeros amortiguadores de impactos de verdad fueron instalados en una bicicleta de carreras en 1898, por un francés llamado J.M.M. Truffault. La horquilla delantera estaba suspendida sobre muelles e incorporaba un dispositivo de fricción que impedía que la bicicleta oscilara constantemente. En 1899, un norteamericano aficionado a los automóviles, llamado Edward V. Hartford, vio que una de las bicicletas de Truffault llegaba en primer lugar en un maratón celebrado en Versalles. Hartford de inmediato reconoció el potencial para la aplicación de este dispositivo de fricción en los automóviles.


Los tirantes hidroneumáticos Citroën (arriba) eliminan los muelles, y la varilla de eumpuje actúa sobre el brazo de suspensión. El líquido bombeado afuera del tirante ajusta la altura de marca del auto, mas en casi todos los autos se usa un amortiguador tubular sencillo (derecha)

Hartford y Truffault se reunieron y, al año siguiente, Hartford había equipado un auto Oldsmobile con una variante del dispositivo de Truffault. Este primer amortiguador de impactos para un automóvil consistía en un par de palancas abisagradas entre sí, con una almohadilla de caucho colocada en el punto de pivote. El brazo de una palanca se fijaba al bastidor, mientras que el brazo de la otra palanca se atornillaba al muelle de hojas.
Había un perno colocado en el punto de abisagramiento, que podía apretarse o aflojarse para que aumentara o disminuyera la fricción, proporcionándole así al vehículo una marcha más rígida o más suave. La unidad Truffault-Hartford fue, por lo tanto, no sólo el primer amortiguador de impactos de automóvil, sino también el primer amortiguador ajustable.
Hartford llevó este auto a los Estados Unidos, donde estableció su propia fábrica: la Hartford Suspension Co., en Jersey City, New Jersey. Su primer contrato de importancia provino de Alanson P. Brush, quien instaló amortiguadores de impactos junto con muelles espirales delanteros en el auto Brush Runabout de 1906. La marcha del vehículo fue calificada como estupenda en un artículo escrito por Hugh polnar para la revista "Cycle and Automobile Trade Journal".
Desde entonces comenzaron a aparecer toda clase de diseños de amortiguadores de impactos. Entre éstos pueden mencionarse los siguientes:
* Amortiguadores Gabrlel: Este tipo de amortiguador consistía en una caja que contenía una cinta enrollada en forma de espiral. La espiral se mantenía bajo tensión mediante un muelle. La caja estaba fija al bastidor y el extremo exterior de la cinta se fijaba al eje, para limitar así los rebotes producidos por las sacudidas.
La compañía Gabriel inició sus actividades en 1906 fabricando un tipo de bocina (claxon) para los automóviles. Su fundador, Claude H. Foster, le dio a su firma el nombre de Arcángel Gabriel, el cual aparecía siempre tocando una trompeta. Cuando apareció la bocina activada por un botón de presión en 1914, desapareció la bocina Gabriel y todas las otras bocinas fijadas alas carrocerías de los automóviles. Foster buscó un producto que le permitiera a su compañía sobrevivir, y lo encontró en el amortiguador Gabriel.
* Muelles compensadores: Estos eran muelles espirales auxiliares empleados conjuntamente con muelles de hojas. Como cada muelle tenía una frecuencia armónica diferente, poseía la tendencia de anular las oscilaciones del otro. Pero también los muelles compensadores contribuían a que la marcha del vehículo fuera más rígida, por lo que no tardaron en desaparecer del mercado.
* Muelles de aire: Los muelles de aire combinan la acción de un muelle con la de un amortiguador de impactos de una sola unidad, y en ciertas ocasiones se empleaban sin muelles. El primer muelle de este tipo fue desarrollado por la Cowey Motor Works de Gran Bretaña, en 1909. Era un cilindro que se podía llenar de aire con una bomba de bicicleta, a través de una válvula que se colocaba en la parte superior de dicho cilindro. La mitad inferior de éste contenía un diafragma hecho de caucho y cuerda, el cual, por estar rodeado de aire, actuaba como un neumático. Su problema principal era que a menudo perdía el aire.
El más reciente modelo de muelle de aire, desarrollado por la firma Goodyear, se está usando en algunos modelos Lincoln de producción reciente. Al igual que los muelles que le precedieron, esta unidad es más costosa que los muelles convencionales y que los amortiguadores de impactos de tipo hidráulico.

* Amortiguadores hidráulicos: Este sistema se le atribuye a M. Houdaille, de Francia, quien diseñó el primer amortiguador de impactos hidráulicos práctico en el año de 1908. Estos amortiguadores hidráulicos reducen las oscilaciones de los muelles, al forzar la entrada de líquidos por unos conductos pequeños. En el popular amortiguador de tipo tubular, hay un pistón con orificios pequeños fijado al chasis y un depósito cilíndrico de aceite asegurado a la suspensión o al eje. Cuando se mueve la suspensión hacia arriba y hacia abajo, consecuentemente el pistón es forzado a través del aceite, resistiendo de esta forma la acción del muelle.
Existen unas válvulas unidireccionales que permiten usar diferentes orificios para de esta forma controlar los saltos y rebotes de la suspensión. Estas válvulas también suelen ser conocidas como amortiguadores de doble acción. Los últimos diseños cuentan con una cámara de gas comprimible, la que está situada en un extremo del depósito de líquido, que es la encargada de producir la amortiguación.
La firma Monroe construyó los primeros amortiguadores hidráulicos usados como equipo original en el auto Hudson de 1933. A fines de la década de 1930, era común que los autos fabricados en los Estados Unidos llevaran amortiguadores de impacto tubulares de doble acción. Sin embargo, en Europa prevalecieron los amortiguadores hidráulicos de tipo de palancas hasta la década de 1960. Estos se parecían a los amortiguadores de fricción Hartford, pero empleaban líquido hidráulico en lugar de una almohadilla de fricción.
* Tirantes MacPherson: Con la aparición de los autos con tracción en las ruedas delanteras, los fabricantes comenzaron a usar los tirantes MacPherson en la década de 1970 y han continuado utilizándolos en lo que va de esta década.
MacPherson, un ingeniero de la GM, desarrolló estas unidades en el año 1960. Su sistema se fundamenta en la combinación de uri muelle espiral, un amortiguador de impacto hidráulico y el brazo superior de la suspensión en una sola unidad de tamaño compacto. La ventaja principal es que deja el espacio necesario para colocar el transeje del mando delantero.
Varios modelos de autos fabricados en el Japón tienen ahora tirantes con válvulas de amortiguación que se pueden ajustar, mediante motores eléctricos, para brindarle una marcha suave o firme mientras que el auto se encuentra en movimiento. El conductor puede escoger entre tres ajustes; pero una señal del velocímetro generalmente anula el control manual a velocidades de autopista. En este caso, los amortiguadores quedan ajustados en la posición de marcha firme.
El auto Nissan Maxima que se vende en el Japón tiene amortiguadores controlados electrónicamente, los que de manera automática proporcionan una marcha suave, mediana o firme, dependiendo de cuáles sean las condiciones del camino, la velocidad y el estilo de manejo del conductor. Una unidad de sonar que se halla colocada debajo de la defensa inspecciona la superficie del camino, mientras otros sensores comprueban la velocidad, la aceleración, el ángulo y el uso de los frenos. Esta información se transmite a una unidad procesadora central, que decide si el vehículo está siendo conducido de manera normal o de forma agresiva, para entonces activar o no unos ejes en los amortiguadores de impactos que alteran el tamaño de los conductos del líquido.
Y, finalmente, en el Sistema de Suspensión Activa Lotus se eliminan por completo los muelles y los amortiguadores de impactos. Dieciocho sensores transductores del movimiento transmiten información a cuatro arietes hidráulicos que están controlados por una computadora. El sistema distingue los ladeos y los cabeceos de los baches y los resaltos, y unas válvulas en los arietes ajustan la marcha de manera correspondiente. Estas válvulas pueden cambiar de posición hasta 250 veces por segundo. El sistema Lotus tiene la magnífica capacidad de mantener un auto perfectamente nivelado al efectuar un viraje pronunciado o incluso lo puede inclinar hacia el interior del viraje, en lugar de inclinarlo hacia el exterior, como sucede en otros automóviles.

Varios autos japoneses tienen amortiguadores que pueden ser ajustados por el conductor. El sistema computarizado de la Nissan utiliza una unidad de sonar para descubrir resaltos y baches

Fuente: Revista Mecánica Popular - Volumen 39 - Enero 1986 - Número 1