Un reciente video de prueba de la suspensión del NIO ET9 de China, en el que se compara con vehículos de lujo alemanes como BMW y Audi, se ha viralizado internacionalmente. El video muestra el avanzado sistema de suspensión del NIO ET9, destacando su capacidad para sortear los badenes con una estabilidad notable y una mínima perturbación en el habitáculo, superando a sus homólogos europeos.
Héctor Daniel Oudkerk
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| Ferrari ha presentado su nueva SF-25, que en principio parecería a simple vista ser solo una evolución del SF-24, aunque Vasseur aclaró que la habían revisado en un 99%. |
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Sin duda el cambio más importante es el tipo de suspensión delantera. Ferrari ha pasado de una suspensión anterior pushrod (foto superior) a otra pullrod (foto inferior) y eso no es algo menor. |
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| Los equipos más ganadores como Red Bull y McLaren ya hace años se volcaron por la pullrod. Ferrari este año tendrá que aprender a sacarle rendimiento a algo tan diferente. |
La suspensión de un monoplaza de F1 tiene dos brazos, uno superior y otro inferior que forman un paralelogramo que conecta el chasis a la rueda. Hasta ahí todo bien. La diferencia es que entre este trapecio, hay una barra diagonal (una barra de empuje o una barra de tracción) que conecta la rueda a un muelle de torsión o resorte que almacena y libera energía.
Un sistema push-rod se asienta en lo alto del chasis, donde una varilla diagonal la conecta a un punto bajo de la rueda. Así, al pasar por baches o bordillos, la rueda empuja el muelle de torsión, lo que hace que la barra de empuje suba hacia el chasis.
Esto es lo contrario a un pull-rod. Un pull-rod se asienta en la parte baja del chasis, donde una barra diagonal lo conecta a un punto más alto de la rueda. Esto significa que cada vez que el coche golpea un bache o un bordillo, la rueda tira del muelle de torsión, lo que hace que el pull-rod suba y salga del chasis.
Ambas configuraciones tienen muchas ventajas e inconvenientes. Simplemente depende de lo que quiera un equipo, porque la suspensión debe ajustarse al concepto aerodinámico de todo el monoplaza, ya que desempeña un papel clave a la hora de dirigir el flujo de aire hacia el sidepod y otras zonas.
Claramente un pull-rod (SF-25) tiene una mejor distribución del peso porque todo va más cerca del suelo, ya que los componentes pesados se montan hacia la parte inferior del chasis. Esto hace que el centro de gravedad se ubique más bajo favoreciendo la capacidad de paso por curva y amén que proporciona un mejor rendimiento aerodinámico. En contraparte, un push-rod (SF-24) al tener las piezas de la suspensión más altas en el chasis es más fácil para los mecánicos a la hora de trabajar en el coche, porque si la suspensión delantera tiene una disposición pull-rod hace que la zona sea bastante estrecha y a veces hay que quitar el suelo para acceder a ciertas piezas.
Aunque un push-rod puede funcionar mejor para un coche, puede que no lo haga para otro y viceversa con el pull-rod - a veces, sin embargo, todo se reduce a decidir sobre las teóricas ganancias aerodinámicas y de rendimiento frente a la practicidad en este momento tan competitivo.
A veces, los equipos de F1 también dividen el uso de ambas configuraciones instalando un pull-rod delante y un push-rod detrás o viceversa.
¿Qué equipos de F1 utilizan una suspensión push-rod o pull-rod en sus coches?
Red Bull y McLaren han sido los únicos equipos que han utilizado una configuración pull-rod en su suspensión delantera durante los dos últimos años de coches con efecto suelo y mal no les ha ido.
En resumen las ventajas de el pull-rod son: mayor espacio entre los brazos de la suspensión, lo que se traduce en un claro beneficio aerodinámico, también es más precisa en la regulación de la altura y baja el centro de gravedad. Pero tiene también desventajas el pull-rod como que es más difícil de reglar y tiene peor acceso para los mecánicos.
Héctor Daniel Oudkerk
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| El Panamera Turbo E-Hybrid con la nueva suspensión Porsche Active Ride es un gran logro de ingeniería que vale la pena analizar. |
La Porsche Active Ride no es el primer ni el único sistema de suspensión activa que existe, pero podría decirse sin dudar que es la mejor. No es un sistema adaptativo, que puede realizar ajustes de amortiguación electrónicamente, sino que se trata de un sistema de suspensión activa ejerce fuerza para contrarrestar los movimientos.
Cada rueda del automóvil tiene una unidad de motobomba que controla la cantidad de presión hidráulica en el amortiguador con un motor eléctrico. Las unidades de motobomba que corresponden a las ruedas delanteras y a las traseras están montadas juntas y comparten una carcasa de aluminio que se atornilla donde iría la barra estabilizadora tradicional, pero cada rueda se mueve independientemente una de la otra.
Por ejemplo, el hecho de que la rueda delantera derecha golpee un bache no afecta directamente a la delantera izquierda. Las unidades de motobomba son alimentadas por la gran batería de 400 voltios utilizada en los modelos Panamera E-Hybrid (necesitan gran voltaje por eso solo los E-Hybrid pueden utilizarla) y pueden ejercer 2.248 libras de fuerza en cada rueda.
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| Porsche Active Ride |
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| Porsche Active Ride |
En el Panamera, el sistema Active Ride se combina con resortes neumáticos de una sola cámara, aunque solo se usan para sostener la carrocería. Teóricamente, los amortiguadores activos por sí solos podrían ocupar el lugar de los resortes, pero esto consumiría demasiada energía y, cuando por ejemplo se apagara el motor, el automóvil caería a la tierra como un viejo Citroën DS.
Aún así, las tasas de resorte para los resortes neumáticos son extremadamente bajas para un vehículo de este peso, solo alrededor de 120 libras / pulgada.
Porsche utiliza Active Ride para eliminar los movimientos de la carrocería. No hay balanceo en las curvas ni cabeceo al acelerar o frenar en absoluto. Ese comportamiento es útil para maximizar el agarre y la estabilidad, y hasta que se acostumbra malo para transmitir sensación al conductor. Solo queda que la Porsche Active Ride no compensa la deflexión de los neumáticos, por lo que hay algo de movimiento, pero mínimo.
El enfoque conceptual fue el de usar resortes ultrablandos, sin barras estabilizadoras y amortiguadores eléctricos para cancelar el movimiento de la carrocería. Las ventajas son tentadoras.
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| Porsche Active Ride |
Dicen en Porsche que "La principal mejora es que se mantiene la carrocería lo más plana posible", "No actúa sobre ella ninguna fuerza de inercia anulando los movimientos de balanceo y los movimientos de cabeceo porque estas son cargas de rueda que en realidad no quieres tener". Estas fuerzas reducen el agarre. "Por lo tanto, mantenga el automóvil lo más plano posible, pero transmitiendo al conductor sensaciones finas y pequeñas".
La clave provino del uso del software de control para crear resortes virtuales. "El controlador tiene un módulo que crea fuerzas elásticas". Utilizan los amortiguadores para transmitir la fuerza real al automóvil de una manera que imita lo que hace un muelle.
Pero, por otro lado, el coche también puede reducir la rigidez rápidamente si se pasa por encima de una irregularidad en la carretera. Por lo tanto, hacer que el automóvil se mantenga plano como lo haría una suspensión rígida convencional no afecta negativamente al confort.
En otras palabras, puede usar el sistema para simular que no tiene barra estabilizadora, o una barra muy rígida, y luego volver a no tener barra en cuestión de segundos con lo que se obtiene una variedad de confort de marcha y capacidad dinámica que es prácticamente inigualable.
En un automóvil normal, girar desplaza la carga de las curvas a los neumáticos exteriores a medida que la carrocería del automóvil se aleja del vértice de la curva. En este caso, los neumáticos interiores no están haciendo mucho. Con Active Ride, se vuelve a colocar la carga en los neumáticos interiores, haciendo que los cuatro ayuden a girar el coche. Por lo tanto, obtiene mucho más agarre y reduce el desgaste de los neumáticos.
El sistema de suspensión funciona a 13 hercios, lo que significa que el amortiguador puede cambiar sus características 13 veces por segundo. Para que esto sea posible, un automóvil Active Ride utiliza acelerómetros en las ruedas y una unidad de medición inercial para monitorear el cabeceo, el balanceo, la guiñada, los movimientos de la carrocería de izquierda a derecha, hacia adelante y hacia atrás, y hacia arriba y hacia abajo.
Las computadoras del automóvil también calculan los ángulos de deslizamiento de los neumáticos. Esencialmente, hay un modelo virtual del automóvil que se ejecuta dentro del automóvil real. Con toda esta información, el sistema Active Ride funciona en conjunto con los otros sistemas del automóvil, incluido el motor, el motor de tracción, la tracción total, el control de tracción / estabilidad, ABS y el diferencial trasero con bloqueo electrónico.
En los modos Sport y Sport+, Active Ride reduce la altura de conducción del Panamera para un manejo aún mejor. El sistema de suspensión activa también se comunica con todos los demás sistemas del automóvil, incluido el motor, el motor de tracción, la tracción total, el control de tracción / estabilidad, el ABS y el diferencial trasero con bloqueo electrónico.
Quizás lo más destacable del sistema de Porsche es que esto es solo el comienzo. Es una pieza de tecnología complicada (y costosa), pero que sin duda aporta grandes mejoras en agarre y comodidad. Con Active Ride, se puede usar amortiguadores para mantener la carrocería en la pista, mientras emplea resortes blandos que brindarán una buena calidad de conducción a velocidades de carretera más lentas.
Además como si fuera poco cuando se abre la puerta se eleva el auto instantáneamente para que el egreso/ingreso sea fácil casi como en un SUV.
Héctor Daniel Oudkerk (https://diarioautomotor.com.ar/)
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| Marelli está trabajando en una suspensión electromecánica controlada que es tan sensible que sería capaz de reducir los movimientos de la carrocería de un automóvil a casi cero. Se espera que llegue al mercado en la segunda mitad de esta década. Marelli desarrolla su suspensión electromecánica desde 2017, en colaboración con el Politécnico de Turín |
El OEM italiano Marelli recibió recientemente una mención honorífica por su sistema de suspensión electromecánica activa en la ceremonia de los Digital Engineering Awards en los Estados Unidos. Se exhibió en CES 2024 el pasado mes de enero. Este tipo de amortiguación, que ha estado en estudio durante mucho tiempo pero que nunca se había implementado en la producción en masa hasta ahora, podría ser una pequeña revolución en el mundo de la automoción.
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| Se trata de la primera suspensión del mundo que no necesita amortiguadores ni aceite. Un sistema capaz de ofrecer un gran confort de marcha, al absorber los baches e imperfecciones del asfalto y, al mismo tiempo, recuperar energía. La novedosa suspensión electromecánica activa consta de cuatro actuadores eléctricos conectados a un brazo de suspensión con lo que prescinde del clásico amortiguador, aunque conserva el muelle. |
Sin embargo, no es el único cometido del sistema, pues también puede recuperar energía que almacena en una batería de 48 Voltios. La misma que alimenta a los motores eléctricos integrados en los actuadores cilíndricos. Entonces es el brazo articulado el que activa el motor eléctrico, generando una energía similar a la del frenado regenerativo. Marelli asegura que esta suspensión activa es capaz de recuperar el 80 por ciento de la energía consumida por el sistema, por lo que las pérdidas son mínimas.
Lo interesante es que no sólo se trata de un sistema de suspensión adaptativa, sino que también elimina -o reduce- los balanceos en las curvas y los cabeceos al acelerar y al frenar. Marelli ha confirmado que hay varios fabricantes interesados en el sistema y que están realizando pruebas técnicas, porque no solo su efectividad es de interés, sino también la concepción. Los actuadores eléctricos se instalan por debajo del coche, por lo que no condiciona el diseño, especialmente el del interior. Habrá que ver quiénes son esos interesados, pues Nissan, el grupo Volkswagen, Mercedes y las marcas de Stellantis son fieles clientes de Marelli...
Más compacta que un sistema de amortiguación convencional, la suspensión electromecánica activa de Marelli también tiene la ventaja de ser mucho más rápida, ya que la ausencia de cualquier fluido permite tiempos de reacción en milisegundos, lo que beneficia la estabilidad del vehículo, así como los sistemas de seguridad activa.
"Esta tecnología puede reducir el mareo por movimiento y permitir actividades como leer o usar una computadora portátil, que se volverá cada vez más común con el desarrollo de la conducción autónoma" dijo l´ingegnere Piero Monchiero, Director de Innovación de la división Ride Dynamics de Marelli. El sistema está programado para comercializarse en la segunda mitad de la década de 2020, comenzando con un automóvil eléctrico y un modelo de motor de combustión de gama bastante alta que la compañía mantendría en secreto. Actualmente, según los informes, está probando su dispositivo en un Alfa Romeo Tonale.
Héctor Daniel Oudkerk (https://diarioautomotor.com.ar/)
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| Rheinmetall Innovative Suspension Springs con resortes de fibra de vidrio Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP). |
La firma alemana Rheinmetall acaba de desarrollar unos revolucionarios muelles construidos en plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP (Fiber-glass Reinforced Plastic).
Mercedes Benz Vision EQXX
Un desarrollo llevado a cabo en colaboración con Mercedes Benz en el máximo de los secretos. Estos muelles construidos con la maleable y flexible fibra de vidrio presentan ventajas considerables con respecto a los convencionales y ya este resorte de fibra de vidrio ha sido incorporado al prototipo eléctrico Vision EQXX que ha batido récord de eficiencia.
La principal característica es un peso un 75% inferior al de un muelle de acero que baja de manera significativa el peso no suspendido (fundamental para mejorar la dinámica del auto) además de reducir el peso global (esto clave para los pesados eléctricos a batería en donde cada kilo cuenta). Otra ventaja es su resistencia a la corrosión y al óxido.
Como dijimos la reducción de peso es ahora el principal problema en la industria del automóvil. El logro de la reducción de peso junto con la mejora adecuada de las propiedades mecánicas ha convertido al material compuesto en un muy buen material de reemplazo al acero convencional. Los materiales compuestos tienen una mayor capacidad de almacenamiento de energía de deformación elástica y una alta relación resistencia/peso en comparación con los de acero.
Rheinmetall Supplies Innovative Suspension Springs
Rheinmetall afirma que estos nuevos muelles están a la altura de un resorte convencional en lo tocante a elasticidad, siendo claramente superiores en cuanto a fatiga del material.
Los muelles de FRP (Fiber-glass Reinforced Plastic) se colocan en el mismo espacio destinado a los muelles convencionales de un coche solo que el amortiguador no puede ser concéntrico con ellos. (Se verá cómo se soluciona esta dificultad).
El especialista Rheinmetall está ya trabajando además de Mercedes Benz con otros fabricantes, evolucionando su diseño para aplicarlo a todo tipo de vehículos.
Héctor Daniel Oudkerk
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| amortiguadores adaptativos (adaptive dampers) |
La mayoría de los automóviles equipados con suspensión estándar están ajustados para lograr un compromiso medio entre el manejo ágil y el confort de marcha, ya que la calidad de conducción no se puede ajustar. En un automóvil equipado con amortiguadores adaptativos, el conductor si tiene la capacidad de cambiar las características de la suspensión del automóvil a través de modos de conducción variables, que van desde configuraciones ‘normales’ o ‘confort’ que se adaptan mejor a la conducción normal, a «deportivas» e incluso «Ajustes de pista» que endurecen el chasis y las respuestas para una conducción aún más deportiva.
amortiguadores adaptativos (adaptive dampers)
amortiguadores adaptativos (adaptive dampers)
El tipo más común de amortiguadores adaptativos son los accionados por válvula. Este tipo utiliza una válvula controlada electrónicamente dentro del amortiguador para controlar la tasa de fluido que fluye a través del pistón, restringiendo el flujo para hacer que el amortiguador sea más firme o abriéndolo completamente para suavizarlo.
amortiguadores adaptativos accionados por válvula
Otro tipo común de amortiguador adaptativo es el magnetorreológico, que a veces se denomina MagneRide, un sistema utilizado en los modelos Audi de alto rendimiento. Este utiliza un diseño de monotubo (un solo depósito de fluido), que se llena con aceite sintético magnetorreológico. Dentro del fluido hay pequeñas partículas de hierro, que se activan a través de las bobinas magnéticas en el amortiguador, haciendo que las partículas se alineen entre sí. Este proceso no espesa el líquido en el amortiguador, sino que la alineación de las partículas las solidifica, lo que dificulta que el amortiguador se mueva hacia arriba y hacia abajo. Para controlar la rigidez del amortiguador en diferentes configuraciones, el campo magnético puede variar en fuerza, lo que permite que el sistema del automóvil controle la firmeza o la suavidad del amortiguador.
amortiguador adaptativo magnetorreológico, o MagneRide
El último tipo es la suspensión neumática. Este tipo de configuración de amortiguación reemplaza los resortes helicoidales convencionales con bolsas de aire o cámaras de aire. Estos son operados por un compresor de aire, que puede llenar las cámaras de aire o las bolsas de aire para variar la altura de manejo de un automóvil. Este tipo de configuraciones también pueden variar la firmeza de amortiguación en modelos equipados con cámaras de aire. Esencialmente, la cámara de aire se divide en tres secciones separadas, a menudo denominadas configuración de tres cámaras. En una configuración de tres cámaras, una válvula solenoide controla dos de las tres cámaras, lo que aumenta el volumen de aire para suavizar la suspensión o lo agota por completo para reafirmar el andar. En su posición más firme, la cámara de aire más pequeña funciona por sí sola.
suspensión neumática
¿Cuánto cuestan los amortiguadores adaptativos? Los amortiguadores adaptables pueden ser una actualización costosa al comprar un automóvil nuevo. Dependiendo de la marca de automóvil que desee comprar, los amortiguadores adaptativos pueden costar entre un plus de alrededor u$s 1000 a 4000 o más en algunos modelos.
¿Merecen la pena los amortiguadores adaptativos? Si bien los amortiguadores adaptables pueden exigir un costo adicional sobre la suspensión regular, la versatilidad y practicidad añadidas del sistema lo convierten en una opción deseable. Los automóviles equipados con amortiguadores adaptativos generalmente brindan una experiencia de conducción más suave en su configuración más cómoda, al mismo tiempo que ofrecen una conducción más rígida y atractiva cuando se selecciona el modo deportivo.
Si se planea usar su automóvil en una variedad de diferentes tipos de carreteras y valora tanto la comodidad como la deportividad, los amortiguadores adaptativos pueden ser una opción perfecta pero pueden no ser necesarios en alguien que solo valora por ejemplo el confort y no va a hacer nunca un manejo exigente o deportivo.
Héctor Daniel Oudkerk / oudkerk30@gmail.com
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| La atención se ha concentrado en el DAS ('Dual Axis Steering') (1), pero el secreto podría estar relacionado con un invento que data de 2019 y que cambia la caída de las ruedas también en las curvas. |
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| El descubrimiento del Ackermann data del siglo XIX pero nunca fué "variable"...como ahora en el Mercedes de F1. |
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| Ahora parece haberse descubierto que los ingenieros dirigidos por James Allison parecen haber además utilizado una doble cremallera que convierte en independientes a las ruedas delanteras y la variación del ángulo de Ackermann parece ser posible gracias a la presencia de un balancín. Los balancines, de hecho, deben garantizar la progresividad del ángulo de giro de acuerdo con la dirección utilizada. |
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| Fue inventado por el constructor de transporte alemán "Lankensperger" en 1817, luego de ser patentado por su agente en Inglaterra Rudolph Ackermann (1764-1834) en 1818 para hacer doblar mejor los coches de caballos. |
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| El DAS elimina la convergencia en rectas mejorando la velocidad y disminuyendo el desgaste de los neumáticos. (Dual Axis Steering) |
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| De un momento a otro en Mercedes le encontraron "la vuelta" al desgaste prematuro de neumáticos... |
