Practica 1 McphersonFI

REVISIÓN 1/1 MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS

LABORATORIO

TREN DE FUERZA MOTRIZ

CARRERA

INGENIERÍA MECÁNICA AUTOMOTRIZ

SEDE

CUENCA

CÁTEDRA RELACIONADA No. DE PRÁCTICA

SISTEMAS DE TRASLACION 1 

NONBRE DE LOS ESTUDIANTES

 

NIEVES MERCHÁN MERCHÁN CLAUDIO



NOMBRE DOCENTE TIEMPO ESTIMADO

ING: FABRICO ESPINOZA 6

1. TEMA TIPOS DE SUSPENSIÓN 2.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL 

Establecer las características constructivas, tipo y operatividad de la suspensión independiente.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS    

Identificar cada uno de los componentes del sistema, además de su función dentro de la suspensión independiente. Determinar el procedimiento a realizarse para realizar el desmontaje. Verificar el estado de cada uno de los elementos Calcular el coeficiente de de elasticidad y el coeficiente de amortiguación. Hallar el centro de rolido delantero y trasero

3. MARCO TEÓRICO Suspensión independiente ( McPherson) La suspensión es la encargada de que todos aquellos esfuerzos que se generan en la carrocería no sean transmitidos a los ocupantes del vehículo, a continuación, tenemos una tabla de la suspensión en general: Misión Comodidad y estabilidad. El uso de un sistema de suspensión en el vehículo, es la necesidad de mantener el contacto c ontacto entre la rueda y la carretera. Cualidades Elasticidad: evitar golpes secos de las irregularidades. Amortiguación: impide balanceo excesivo de la suspensión

Universidad Politécnica Salesiana, Cátedra de Sistemas de Traslación

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Partes de la suspensión McPherson: Muelles helicoidales Amortiguadores Elementos estructurales de la carrocería Barra estabilizadora Terminales de dirección Mangueta Brazo transversal Rotulas Bujes de hule Historia McPherson La suspensión McPherson es un tipo de suspensión habitualmente utilizada en los automóviles modernos. Toma su nombre de Earle S. McPherson, un ingeniero que la desarrolló para su uso en 1951, en el modelo Ford Consul y después en el Zephyr. Puede ser utilizada tanto en el eje delantero como en el trasero, si bien habitualmente se utiliza en el delantero, donde proporciona un punto de apoyo a la dirección y actúa como eje de giro de la rueda. Descripción de la suspensión McPherson La suspensión McPherson es el sistema más compacto y liviano. Actualmente es el sistema de suspensión más utilizado en el eje delantero de los automóviles, permite un menor consumo de gasolina y un menor número de componentes en el sistema logrando así ahorro de espacio del motor. Por último, permite un sistema de tracción delantera más sencillo. Con esta suspensión es imprescindible que la carrocería sea más resistente en los puntos donde se fijan los amortiguadores y muelles, con objeto de absorber los esfuerzos transmitidos por la suspensión. Se trata de una suspensión en la que el amortiguador está solidariamente unido al buje de la rueda, de manera que el movimiento del bastidor con relación a la rueda tiene la misma dirección que el eje perpendicular del amortiguador.

Grafico 1: Suspensión McPherson

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Como elementos de unión entre rueda y bastidor, la suspensión McPherson necesita además del amortiguador, articulaciones en la parte inferior del buje. La versión original tenía un brazo transversal y la barra estabilizadora en función de tirante longitudinal. En versiones posteriores se reemplaza la barra estabilizadora por otro brazo, o ambos brazos por un triángulo. En ruedas que no son motrices, hay versiones de la suspensión McPherson con dos brazos transversales y uno oblicuo o longitudinal.

Grafico 2:Esquema de una suspensión McPherson

Grafico 3: Despiece de una suspensión McPherson

La suspensión perpendicular o McPherson es en realidad una variante de la de movimiento transversal de dos planos, en la que el elemento superior es una columna telescópica casi perpendicular. El movimiento de la rueda nunca es perfectamente perpendicular al suelo por dos razones: primero, los elementos de unión inferiores describen un arco y el amortiguador se desplaza lateralmente para seguirlo. Segundo, el amortiguador tiene una orientación siempre hacia delante en la rueda delantera y normalmente hacia afuera en las cuatro ruedas.

Grafico 4: Ángulos de caída y avance

Se puede distinguir una suspensión McPherson porque el amortiguador es solidario con el buje, bien porque va embutido dentro o bien sujeto con tornillos. El muelle de la suspensión McPherson siempre es helicoidal,


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pero no necesariamente es concéntrico con el amortiguador. Los casos en los que el amortiguador está fuera del muelle helicoidal son muy raros. El funcionamiento de la suspensión McPherson depende en gran medida de la calidad del amortiguador. Al ser un tubo telescópico sujeto a esfuerzos transversales a su eje, sus dimensiones y el acabado de sus superficies son determinantes para que, por ejemplo, los tubos no se acuñen, lo que hac e que una suspensión sea seca incluso con un amortiguador de ajuste blando. A igualdad de calidad, un amortiguador para una suspensión McPherson suele ser más caro que uno para otro tipo de suspensión. El diseño original de Earle McPherson tenía el amortiguador como elemento de guiado en la parte superior del buje y, en la inferior, dos elementos: un brazo transversal para soportar los esfuerzos trasversales, y el brazo de palanca de la estabilizadora para soportar los esfuerzos longitudinales. Este tipo de suspensión se ha utilizado hasta los años 80. Hay quien llama «falsa McPherson» o «pseudo» McPherson a cualquier variante de este tipo de suspensión. Centro de Balanceo de la suspensión McPherson

El centro de balanceo es un punto imaginario, pero definido con precisión, en la línea central del coche alrededor de la cual el coche se equilibra sobre las suspensiones. Este punto puede estar situado muy arriba, en un lugar bajo e incluso por debajo de tierra ya que es imaginario. La línea que conecta con el centro de balanceo de la suspensión trasera con la delantera es llamado eje de rotación. Si este eje se cae de morro, el coche tiende a sobrevirar, mientras que si ocurre lo opuesto, el coche subvira. El centro de balanceo es donde el coche se inclina cuando se toma una curva si se mira desde la parte frontal o posterior. La ubicación del centro de rotación geométrico está únicamente dictada por la geometría de la suspensión. La definición oficial de la FIA del centro de balanceo es: “El punto en el plano vertical transversal que cruza el centro de cualquiera de los dos ejes de ruedas en el que la fuerza lateral se puede aplicar a la masa suspendida sin producir desequilibrio en la suspensión.”

Grafico 5: Localización del Roll Center en suspensión McPherson


4. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Herramientas y equipos: o

Juego básico de herramientas de mano (llaves, dados, destornilladores, etc.)

Materiales e insumos: o

Franela

o

Material Fungible

Material didáctico: o

Vehículos (proporcionados por los propios estudiantes)

o

Manuales

o

Datos técnicos

o

Maquetas didácticas

Equipo de seguridad: o

o

o

Extintores para combustible Overol (por cada estudiante) Gafas de protección

Materiales Requeridos o

Extintores para combustible

o

Overol (por cada estudiante)

o

Gafas de protección

o

Extractor de rotulas

o

Compresor de muelles

5. PROCEDIEMIENTO 5.1 Parquear el vehículo en los lugares designados para realizar las prácticas.

Grafico 6: Ubicación del vehículo en el elevador. Fuente, estudiante

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5.2 Tomar los datos del vehículo, tales como: Placa, VIN, Tipo, Capacidad de carga, etc.

Datos técnicos del vehículo Placa

Marca

Modelo

PYS-0414

Chevrolet Corsa win 1.4 2002

VIN

Tipo

8z1sc21z2v313400 CUPE

Capacidad de carga

470 Kg

Tabla 1: Datos técnicos del vehículo

5.3 Luego de abrir el capot por seguridad es necesario desconectar el borne negativo de la batería.

Grafico 7: Desmontaje del borne negativo de la batería

5.4 Verificar la ubicación del extintor más cercano en caso de emergencia. 5.5 Comprobar el estado inicial del vehículo antes de proceder a realizar cualquier tipo de trabajo, de manera especial la altura del vehículo.

Grafico 8 : Datos de altura del vehículo

5.6 En el caso de colocarlo en uno de los elevadores tomar las medidas de seguridad. 5.6.1

Colocar los brazos del elevador sobre el chasis o los r efuerzos del compacto.

5.6.2

Levantar el vehículo no más de 50cm y revisar que el mismo no quede y revisar que el mismo no quede balanceándose de ser el caso bajarlo inmediatamente, colocar de mejor manera los brazos del elevador y volver a realizar el mismo procedimiento.

5.6.3

Una vez que tenemos el vehículo colocado de manera segura, procedemos a elevarlo hasta una altura cómoda para realizar el trabajo.

5.6.4

Nos percatamos que el seguro del elevador haya quedado colocado.

5.6.5

Desmontaje.

5.6.5.1 Embancado del vehículo. 5.6.5.1.1 Debemos tener en cuenta que de este primer paso dependerá mucho la seguridad de nuestro trabajo. 5.6.5.1.2

Para este tipo de trabajo se debe embarcar en el compacto.


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5.6.5.2 Extracción del conjunto McPherson 5.6.5.2.1

Una vez elevado el vehículo proceder a retirar las ruedas

Grafico 9: Desmontaje del neumático.

5.6.5.2.2

Aflojar el perno central del conjunto McPherson sin sacar

Grafico 10: Desajuste del perno central

5.6.5.2.3

Aflojar los pernos de la parte superior del conjunto McPherson.

Grafico 11: Extracción de pernos

5.6.5.2.4

En la parte inferior del conjunto se una a la mangueta o al brazo de suspensión, dependiendo del modelo, mediante dos pernos, para poder acceder a estos se debe extraer primero la rueda.


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Grafico 12: Desmontaje de los dos pernos que sostienen a la mangueta

5.6.5.2.5

Desconectar cualquier cañería o cable flexible que pase por el conjunto.

5.6.5.2.6

Extraer los pernos que aflojamos del conjunto y tener cuidado de que no se caiga el conjunto.

5.6.5.2.7

Una vez hecho esto y verificar que no esté unida al conjunto alguna cañería este puede ser liberado y a partir de aquí para separar el muelle del amortiguador se requiere herramienta especial.

5.6.5.2.8

Desensamble del conjunto McPherson

5.6.5.2.9

Con ayuda del compresor de muelles comprimir el muelle

Grafico 13: Extracción de muelle


5.6.5.2.10 Retirar el cojinete de donde se asienta el amortiguador

Grafico 14:Extracción de muelle

5.6.5.2.11 Retirar el muelle


5.6.5.2.12 Limpiar y aplicamos anticorrosivo en cada elemento componente.


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5.6.5.2.13 Realizar el cálculo técnico de los elementos elásticos correspondientes Toma de Datos para el cálculo correspondiente.

Grafico 17: Toma de datos

Datos Peso del vehículo: 1320 kg * 9.80 =12936 N Distribución de pesos en ejes delanteros/trasera= 60/40 Peso del eje delantero: 675 kg * 9.80 = 6615 Longitud del resorte sin carga: 32.2 cm = 0.322 m Longitud del resorte con carga: 26.9cm = 0.269 m Deformación h = 0.053 Coeficiente k = 185.87 Nm Diámetro del hilo del resorte: 0.12 m Diámetro superior = 0.13 m Diámetro Inferior = 0.11 m

= 50 Kg/cm^2  =  × ℎ  = /ℎ 50  = 0.269   = 185.87 


Grafico 18: Ficha técnica del Chevrolet corsa 1.4

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Realizar el cálculo de la aceleración vertical debida al resalto

+∑=  −  −  =̈ −( − ) − (̇ −̇ ) =̈ La función de transferencia es única entre su respuesta y excitación, además las condiciones iniciales son todas nulas por lo que la excitación exterior debida al peso propio hay que anular es decir que mg=0

̈ +++̇ −̇ =0 ̈ +++ ̇ +̇ Como:

= =

Para hallar la aceleración vertical debida al resalto se despeja “x”.

Realizar el cálculo de la fuerza vertical debida a resalto en una llanta. Para hallar la fuerza debida al resalto se obtiene la suma de las fuerzas Ky +Cy Realizar el cálculo de la fuerza de impacto Complete la siguiente tabla de los efectos que la rigidez de la suspensión produce sobre los parámetros de eficacia del sistema de suspensión enumerados (bueno, malo o indiferente) y en cada uno de los tres rangos de frecuencia de excitación de la carretera.

Rigidez Suspensión Baja (K) Rigidez Suspensión Elevada (K)

Confort Adherencia ruedas Desplz suspensión Confort Adherencia ruedas Desplz suspensión

Frecuencia F de las deformaciones de la carretera F < 1,45 Hz 1,45 Hz < F < 11 Hz F > 11 Hz bueno indiferente malo bueno indiferente malo bueno indiferente malo malo indiferente bueno bueno indiferente malo indiferente indiferente malo

Tabla 2: Efectos que la rigidez de la suspensión

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6. REGISTRO DE RESULTADOS Diagnóstico de los elementos de la suspensión DIAGNÓSTICO DE LOS ELEMENTOS DE LA SUSPENSIÓN ELEMENTO

INSPECCION

Barra: inspeccionar por Barra daño o deformación, estabilizadora cambiar si hubiera algún y buje defecto

Amortidoar y muelle helicoidal

Cojinete y placa de fijación

Brazo inferior

Rotula inferior

Buje: inspeccionar por daño, desgaste o deterioro Amortiguador: revisar que no tenga fugas de aceite y cumpla con la función de trabajo de compresión(suave) extensión(duro). Muelle: Revisar que no esté deformado o al aplicar una carga este regrese a su forma original

Revisar que no tenga desgaste o ruido anormal al hacer girar

Revisar que no esté deformado, roto y revisar su buje que no presente daño, desgaste o deterioro

Revisar que el protector no esté roto, que la parte móvil no presente demasiado juego en caso de tener engrasador (engrase elemento)

ACCION A TOMAR

Bueno

Bueno

Bueno

Bueno

Bueno

Bueno

Bueno

Tabla 3: Diagnostico de los elementos de la suspensión.

GRAFICO

Página 14 de 15 Se realizó el reconocimiento de los elementos que conforman la suspensión McPherson Se realizó un desmontaje y montaje de las partes constructivas que conforman la suspensión. Realizamos la limpieza de cada uno de los elementos. Obtuvimos datos específicos para realizar los cálculos correspondientes. Reajuste de todos los pernos que conforman la suspensión delantera.


-

7. CONCLUSIONES Se ha podido identificar cada uno de los componentes del sistema, además de su función dentro de la suspensión independiente, determinamos el procedimiento a realizarse para realizar el desmontaje de la suspensión McPherson, verificamos el estado de cada uno de los elementos, tomamos los datos correspondientes para realizar y calcular el coeficiente de elasticidad y el coeficiente de amortiguación. Después de haber realizado este practica en el laboratorio de sistemas de traslación, hemos conseguido incrementar nuestros conocimientos sobre la suspensión de los vehículos. En especial hemos estudiado con especial interés aquellas que suponen un despliegue tecnológico más avanzado. La fórmula de participar en el concurso “COMFORT” es una magnífica ocasión para revisar y aumentar las áreas de estudio sobre esta máquina tan compleja como es el automóvil. Finalmente destacamos que sólo hemos empezado a conocer el mundo de la suspensión y la amortiguación con lo que nos ha servido para darnos cuenta del trabajo que tenemos por delante el cual nos ayudará a mejorar continuamente como profesionales.

8. BIBLIOGRAFÍA [1]ALONSO PEREZ, JOSE MANUEL. “Circuitos de fluidos, suspensión y dirección”, International

Thomson Editores Paraninfo. Madrid. 2000 [2]CASTRO VICENTE, MIGUEL. “La Dirección”, Ediciones CEAC, Barcelona, 2000. [3]FONT MEZQUITA, JOSE; DOLS RUIZ, JUAN F. “Tratado sobre automóviles” Alfaomega Grupo

Editor. México. 2001. [4]Manual de automóviles / Manuel Arias Paz/Madrid: Dossat 2000, 2006 [5]Elementos amovibles : carrocería / Eduardo Agueda Casado, José Luis García Jiménez, Tomás Gómez Morales, José Martín Navarro y Joaquín Martín Navarro./Madrid : Paraninfo, 2010./ 4a ed. [6]Manual de diagnosis del automóvil / Hermógene Gil/ Barcelona: CEAC, 2007 [7]Manual de automóviles / Manuel Arias Paz/ Madrid: Dossat 2000, 2006/ 56a. ed. [8]Ingeniería del automóvil : sistemas y comportamiento dinámico / Pablo Duque, Daniel Álvarez y Carlos Vera./Madrid : Thomson, 2008. [9]Circuitos de fluidos, suspensión y dirección : electromecánica de vehículos / Miguel Ángel Pérez Belló./Australia : Paraninfo Cegage Learning,.2004 [10]Manual de reparación y mantenimiento automotriz / Paul Brand./México : Edit. Limusa, 2009.

Practica 1 McphersonFI

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