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