Técnica: sistemas de suspensión

Técnica: sistemas de suspensión

Estructuras y características


Tiempo de lectura: 20 min.

Los que escriben (y escribimos) sobre coches, nos llenamos la boca página de palabras como McPherson, multi-link, eje torsional, suspensión independiente, etc. Y muchas veces, uno lo deja ir tan tranquilo sin indagar mucho en ello, a pesar de la gran importancia que tiene llevar una cosa o la otra.

De esta manera, os propongo en ese artículo ver qué es y qué repercusiones tiene cada tipología de suspensión. Para facilitarnos la labor, clasificaremos las suspensiones de la siguiente manera:

  • Suspensiones dependientes, que pueden ser rígidas o semirígidas
  • Suspensiones independientes

Al desglosarlas y entrar más en materia, iremos viendo donde se monta cada una, si en el eje trasero, delantero o en ambos; y si se usa en trenes motrices o no. También será interesante descubrir las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas y, porque los fabricantes se deciden por una o por otra.

Entonces, vamos a enriquecernos con un poco de conocimiento ¿Te apuntas?

Suspensiones dependientes

Las suspensiones dependientes son el principio y el punto a partir del cual ha surgido todo lo demás. Se llaman así porque todo lo que pase en una rueda repercute (más o menos) en la otra rueda, es decir, tienen dependencia la una de la otra. Si tenemos en cuenta lo anterior englobaremos, dentro de ese grupo, todas las configuraciones que cumplan estas condiciones; no valen términos como “semi-independiente”. El encasillado que sí podemos dar por bueno dentro de este apartado es el del suspensiones rígidas y semirígidas.

Rígidas

Eje Rígido

Es el tipo de suspensión más primaria y se pueden montar en el eje delantero o en el trasero (siendo propulsor o no). Si nos vamos a lo sencillo, podemos decir que es un tubo de acero que une dos ruedas. En la mayoría de casos, es propio de vehículos industriales o de gran tonelaje, como autobuses y camiones. También lo montan muchos todoterreno (nada de SUVs).

Chasis Jimny 2018

He aquí el chasis del simpático Suzuki Jimny, donde podemos ver un eje rígido en ambos trenes, culpable de que sea tan bueno fuera del asfalto y no tanto cuando circula por él

Por lo general, destacan por su resistencia, sencillez y por ser una solución económica, ya que las dos ruedas van montadas sobre un mismo eje. Este último punto repercute en algo importante, y es que esta indeformabilidad consigue mantener invariable su geometría en todo el recorrido de la suspensión. Es decir, los neumáticos permanecerán paralelos a la carretera, aunque se tome un giro. Evidentemente, esas condiciones solo son válidas con el asfalto totalmente liso.

¿Y qué pasa cuando el terreno es irregular? Nos encontramos que la rigidez también tiene sus inconvenientes:

  1. Toda vibración / movimiento de una rueda se transmite directamente a la otra
  2. Cuando se pasa por un obstáculo, el vehículo no conserva su posición horizontal

Lo citado afecta directamente en la comodidad de los ocupantes (1) y en la estabilidad del vehículo (2), por ese motivo no se monta en turismos actualmente. La lista de las desventajas no termina ahí, ya que, además, este diseño de suspensión aumenta el peso de las masas no suspendidas debido a la carga del propio eje y del grupo cónico-diferencial (si es propulsor).

Jeep Wrangler

Arriba vemos como un Jeep Wrangler equipado con ejes rígidos se inclina al pasar un obstáculo. Por otra parte, se trata de la configuración acertada, dada su robustez, para exigirle las condiciones más extremas

Esta solución se puede llevar a cabo mediante dos elementos elásticos diferentes: con ballestas o con muelles. En el segundo caso tendremos que añadir un elemento para evitar los desplazamientos laterales del eje. Ese componente es llamado barra Panhard.

Por poner ejemplos de modelos que lleven ese tipo de suspensión señalaríamos el mismo Suzuki Jimny (con muelles) o el Ford Tourneo Custom 2013 (con ballestas y solo en el eje trasero).

Semirígidas

Tal y como indica su nombre, este tipo de suspensiones sigue teniendo en común con las anteriores que las ruedas van unidas entre sí. La diferencia radica en que ya no se transmiten el total de irregularidades sufridas en una rueda hacia la otra contraria, sino tan solo una parte. Además, el diferencial va unido con el bastidor, es decir, que no lo soporta la suspensión, por lo que nos disminuye el peso no suspendido.

Suspensión semirígida con eje de Dion

Ojo, porque la patente del eje de Dion nos viene de 1893, de la mano del político y empresario francés Jules-Albert de Dion (aunque el mérito es de los ingenieros). Este emprendedor puede presumir de que su sociedad, “De Dion-Bouton”, fuera el mayor fabricante del mundo durante un pequeño lapso de tiempo. Muchas marcas, más y menos lujosas, utilizaron el invento de Jules-Albert como contrapartida al prohibitivo coste que suponían las suspensiones independientes a mediados del siglo pasado.

Chasis Mitsubishi I MiEV

La suspensión y la función motriz ahora van por separado. El diferencial se fija al bastidor y no es soportado por la suspensión. La flecha señala el eje de Dion de un Mitsubishi i-MiEV

Esta variante se monta en ejes traseros motrices. Las ruedas están conectadas al diferencial mediante semiejes articulados y son esos últimos los responsables de la transmisión del giro. Las dos ruedas van unidas a partir de una traviesa llamada eje Dion. Como se ha descrito más arriba, el diferencial no es soportado por dicho eje, sino que forma parte del chasis y es parte de la masa suspendida.

Se dice que con este sistema se logra la geometría perfecta de las suspensiones dependientes, ya que al igual que el eje rígido, en los giros toda la huella del neumático está en contacto con el suelo, pero además ofrece un peso de las masas no suspendidas inferior.

Otra vez, los elementos elásticos pueden ser muelles (con barra Panhard) o ballestas.

Aston Martin V8 Zagato

Para que os hagáis una idea de hasta donde llegó el humilde eje de Dion: todo un Aston Martin Vantage V8 Zagato llevaba uno montado en su eje trasero

Actualmente hay muy pocos coches que utilicen este tipo de suspensión por el coste de fabricación que suponen y por ser menos recomendables que otras opciones en el tema del confort, aun así, podemos nombrar el Honda HR-V de primera generación, el Smart Fortwo/Fourfour y el trío de eléctricos Mitsubishi i-MiEV, Peugeot iOn y Citroën C-Zero.

Suspensión semirígida con eje torsional

También “mal llamada” semi-independiente, es un método usado como tren trasero (no motor) para aquellos vehículos de tracción delantera. En este caso nos encontramos que las ruedas están unidas por un elemento capaz de deformarse y provocar cierto movimiento de torsión, cuando se toman curvas o se pasa sobre baches, compensando los movimientos asimétricos y aportando más estabilidad al vehículo. El elemento elástico recae únicamente sobre los muelles.

Es un concepto un poco abstracto, así que para ayudar a comprenderlo tiraremos de lo audiovisual:

Como puntos negativos, aparte de ser dependiente, diremos que cuando se toma un viraje muy fuerte las ruedas tienden a doblarse hacia dentro, provocando un cambio en su convergencia y un comportamiento impredecible.

Sus ventajas residen en el bajo coste y la ligereza. Además, nos encontramos en que ocupan poco espacio, con lo que se puede compatibilizar de manera sencilla con depósitos de combustible y maleteros más grandes. En resumen: bueno, bonito, barato (para el fabricante, claro).

Aunque puede parecer el recurso más minimalista, cabe decir que es el más utilizado en la suspensión trasera de la mayoría de vehículos, nos guste o no. Si queréis muestras de ello, lo equipan coches tan dispares como todo un Peugeot 308 GTi o el popular SEAT Ibiza.

Como curiosidad, en la gama del León y del Golf las versiones más básicas y modestas van con eje torsional detrás, mientras que en las más potentes su suspensión trasera es independiente.

Honda Civic Type R

Honda Civic Type R 2015. Lleva suspensión con eje torsional en el tren trasero ¿Te lo crees? Yo tampoco

Suspensiones independientes

Las suspensiones independientes son las que nos darán las mejores prestaciones. Como su nombre indica, dará igual lo que una rueda haga, que no se transmitirá a la otra. Con eso ganamos confort y estabilidad. También obtenemos un menor peso no suspendido, ya que su masa suele ser inferior al resto de posibilidades: si hay menos peso unido a las ruedas, transmitimos menos movimiento a la carrocería: otra vez, estamos ganando en comodidad.

Suspensión independiente de eje oscilante

Voy a pasar un poco rápido por este apartado, porque el eje oscilante está casi obsoleto, aunque creo que merece ser nombrado por ser la primera suspensión independiente con ejes motrices. Fue popular en los vehículos todo atrás: motor y propulsión trasera. Por ejemplo, los Volkswagen Escarabajo y Renault 4/4 utilizaron esta tecnología.

En cuanto a su estructura, volvemos a tener el eje rígido, pero con dos cambios importantes. El diferencial va fijado al chasis y las trompetas (semiejes de un eje rígido) están articuladas a este último.

Renault 4CV

No, no es un 911. Se trata del Renault 4CV (o 4/4) y su esqueleto nos revela un esquema basado en el eje oscilante

Las articulaciones entre “palieres” y diferencial permiten unas oscilaciones con las que se consigue el movimiento relativo de las ruedas, es decir, que sean independientes.

¿Problemas? Pues uno bastante gordo. Los automóviles que aplicaban esta solución no utilizaban brazos para hacer frente a la fuerza lateral que empuja la parte inferior de las ruedas exteriores hacia el interior de la curva. En ese caso, tan solo la inclinación del diferencial (gracias a las articulaciones), mantenía paralelos a los semiejes con la calzada.

Si la fuerza lateral descrita superaba el peso del coche, el neumático exterior pasaba a adquirir caída positiva (en un viraje y condiciones normales, la rueda exterior tiende a la caída negativa) con la consecuente disminución de la vía trasera y posibilidad de vuelco. Esta situación es llamada tuck under.

Si os vais al minuto 1:55 este vídeo, observaréis dos situaciones en la que se produce lo descrito en un Chevrolet Corvair.

Triumph Spitfire

Triumph Spitfire Mk.I – El pequeño deportivo británico fue otra víctima del tuck under

A lo largo de los años, es cierto que se introdujeron variantes para mitigar sus debilidades y que, además, Mercedes estuvo utilizando el eje oscilante (uno mucho más complejo que el descrito) hasta el Clase S (W126).

Suspensión independiente de brazos tirados

Fue un ejemplo muy divulgado por ser más baratas que las de triángulos superpuestos y la han utilizado modelos tan míticos como el Renault 4 o el Citroën 2CV.

Se trata de dos trapecios independientes entre sí, articulados por un lado en la carrocería y unidos por el otro a sus respectivas ruedas. Muy raramente se montan en el eje delantero, no obstante, sí se pueden encontrar en un eje propulsor.

10 Brazos Tirados Peugeot 206 RC

La función elástica suele depender de donde esté el eje propulsor; si es un tracción delantera, las barras de torsión tomaran protagonismo, pero si el coche empuja por detrás, lo más posible es que lleve resortes. Un ejemplo de coche que monta este tipo de sistema y con barras de torsión es el humilde Peugeot 206.

Por las contrariedades descritas y aunque sea independiente, es un tipo de suspensión que se monta más bien poco actualmente. Las marcas apuestan directamente por el eje torsional si se quiere priorizar el coste u otros tipos de suspensión independiente, si lo que interesa es el confort y la dinámica.

Suspensión independiente de paralelogramo deformable / triángulos superpuestos / trapecio articulado / doble horquilla

Se la puede nombrar de muchas maneras y podemos añadir otra si nos vamos al inglés, double wishbone. La estructura de doble horquilla tiene sus inicios en los años 30 del siglo pasado donde fue montada por primera vez en modelos americanos (Packard, GM, Buick…). En Europa nos la trajo Citroën con su Rosalie.

Citroën Rosalie

Citroën Creative technologie. Arriba, el Rosalie, uno de los pioneros en estrenar el doble triangulo (en el eje delantero)

Nos encontramos con un modelo formado por dos brazos en forma de triángulo, uno encima del otro, y un montante vertical. El muelle y el amortiguador van colocados entre el brazo inferior y el chasis del vehículo.

Bueno, ¿y lo de paralelogramo deformable para qué? Pues si estos triángulos superpuestos son mirados desde una vista de alzado, forman un paralelogramo (cuadrilátero cuyos pares de lados opuestos son iguales y paralelos dos a dos). Los brazos van articulados, de manera que cuando se comprime o se extiende una rueda este paralelogramo se deforma; al deformarse diremos que se adapta al movimiento vertical de la rueda y, en consecuencia, la caída de esta no variará ni tampoco describirá un arco cuando suba o cuando baje.

El resultado es que no perdemos superficie de contacto del neumático con la carretera ni tampoco se modifica la batalla del vehículo, a diferencia de la suspensión de brazos tirados, donde había situaciones en las que hallábamos estos inconvenientes. Con esa “adaptación” al movimiento de la rueda solucionamos los problemas 1 y 3 de los brazos tirados.

Asimismo, como la rueda va sujeta por arriba y por abajo, tampoco tenemos problemas relacionados con que el neumático se quiera abrir o cerrar, de tal modo que también resolvemos el problema número 2 de los brazos tirados.

Paralelogramo Deformable Eje Trasero Honda NXS

Paralelogramo deformable del eje trasero de un Honda NSX del 2002. El deportivo japonés disponía de la misma configuración en ambos ejes

Por otra parte, es un sistema que permite, a la hora de diseñarlo, determinar de una manera sencilla parámetros tales como el ángulo de caída de la rueda (vendrá dado por la diferencia de longitud entre los brazos, por ejemplo), la convergencia, el radio de guiado, etc.

Si vamos a buscarle los contras, descubriremos que el coste, el espacio que ocupa y la cantidad de elementos que la forman son sus principales motivos para decidirse a montar una suspensión diferente.

Para reflejar la superioridad prestacional de esta variante de suspensión pondremos el ejemplo del Peugeot 508 de primera generación, un coche cuyas versiones normales equipan McPherson delante (independiente, sí, pero más sencilla), pero que en el caso del apellidado GT (el más potente), equipa paralelogramo deformable en su lugar.

Suspensión independiente McPherson

Es un sistema que concibió el señor Earl McPherson en 1945 cuando estaba trabajando en el diseño del Chevrolet Cadet, un coche que finalmente se quedó en eso, en un diseño. Más tarde, Ford se apresuró en contratar al ingeniero, y a raíz de eso, en 1950, teníamos el primer coche de producción en usar la suspensión independiente de tipo McPherson, un Ford inglés llamado Consul.

Ford Consul

No fue el pionero en montarlo, pero el Ford Consul tiene el título de ser el primer coche de producción que utilizaba el diseño McPherson para su suspensión delantera

Contada su historia (un poquito), nos encontramos con la suspensión más utilizada, pero de lejos, en el tren delantero de coches europeos y japoneses.

A tiros rápidos, la podríamos definir como la versión barata de la doble triangulo. El porqué viene dado en que prescinde del triángulo o brazo superior y en su lugar encontramos una unión rígida entre la mangueta y el chasis, formada por el muelle-amortiguador.

¿Qué consecuencias tiene esto? Vamos por puntos. El primero, es que en el momento que el conjunto muelle-amortiguador sube y baja (cuando giras y estás en apoyo o cuando pasas un bache) la rueda describe un arco, es decir varía su caída y como resultado difiere la huella del neumático y, por lo tanto, la adherencia. La causa de lo descrito es que a diferencia de la suspensión doble triangulo que formaba un paralelogramo deformable, esta forma un triángulo deformable. En este vídeo podéis ver claramente el fenómeno.

En este sentido, la solución pasa para dar unos grados prefijados de caída negativa a las ruedas porqué cuando gire, el neumático interior, que tiende a coger caída positiva, quede lo más plano posible respecto a la calzada.

Ford Focus RS

Cosas buenas de la McPherson: tiene menos componentes que una double wishbone y a la vez, es más sencilla de fabricar y diseñar. Por lo tanto, más barata, menos complicación y menor espacio requerido. A pesar de sus defectos, es utilizada a montones y es más que suficiente para un “uso normal” del vehículo.

Suspensión independiente Multibrazo / Multilink

No es que sea una suspensión aparte, sino que se define como una variante mejorada de la suspensión de doble triángulo; de hecho, el concepto básico es el mismo. Como bien explica su nombre, la mangueta estará guiada, además de los dos brazos / triángulos con los que ya contábamos, con otros brazos transversales adicionales.

Para explicar que ventajas pueden aportar esos brazos “extra”, deberemos entender que la rueda puede moverse sobre cualquiera de sus tres ejes. La suspensión Multilink nos ofrece un manejo casi absoluto del plano tridimensional de la rueda, ya que permite controlar la caída, convergencia y avance en todo el recorrido de suspensión.

Audi SQ7 Multilink

Tren trasero de un Audi SQ7, que incorpora hasta 5 brazos diferentes para cada rueda. Si os fijáis, el muelle es neumático

De esta forma, será posible determinar el comportamiento del neumático con independencia de la situación, consiguiendo un movimiento vertical totalmente perpendicular al suelo. En palabras más cristianas, significa que siempre tendremos el máximo agarre que nos puede proporcionar aquella rueda, “sin importar” lo que hace la carrocería.

Tiene los mismos contras que la de paralelo deformable, pero aumentadas. La Multilink, queda entonces, relegada a coches con aspiraciones deportivas o Premium (no siempre, ojo). Como anécdota, en los años 90, el Nissan Primera P10 (berlina generalista) llevaba una configuración multibrazo en el tren delantero ¿No es una maravilla?

Por último, vídeo muy visual donde se puede apreciar una suspensión delantera de doble triángulo delante y Multilink detrás de un Volvo V60.

Conclusión

Me dejo tipos, variantes y otros componentes que forman parte de la suspensión, lo sé. Pero créeme cuando te digo que en este artículo tienes más que suficiente para empezar a moverte bien en este tema y que, al final, están nombradas las más comunes ¿Que quieres indagar más? Pásate por el artículo de Pablo Mayo que explica cómo se diseña una suspensión.

Después de dar todo el repaso, la pregunta que nos hacemos es: bueno, ¿y cuál es la mejor? Pues a ver… sobre el papel, la clara ganadora es la multibrazo, pero estaréis de acuerdo que el eje rígido es mejor cuando se abandona el asfalto.

También es justo decir que el eje torsional lo llevan coches muy buenos. Claro ejemplo lo tenemos en el Renault Megane RS 2018, que además ¡es direccional! Y sobre la McPherson, creo que cumple en la mayoría de los casos, y en los que no, hay remedio para ello.

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Sobre mí

Ignasi Puig

Es curioso que me entusiasme cualquier actividad relacionada con los coches ¿El escribir? Para trasmitir. Trasmitir conocimiento, pasión y sensaciones; hacerte llegar aquello por lo que me vuelvo loco. Súmale que aprendes y ya es una terrible adicción.

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Pablo
Invitado
Pablo

Excelente artículo! Muchs gracias!
Estaba dudando sobre las virtudes de la suspensión trasera en circuito para mi nuevo auto pero con esto me terminaste de confirmar de que hice lo correcto aún cuando es en teoría “inferior” a la de mi auto anterior.
Saludos,

Diego
Invitado
Diego

¿Qué es lo que hace que los coches de hoy en dia tengan tan buena estabilidad aun usando esquemas poco novedosos? Por ejemplo, MacPherson delante y brazos tirados detras. ¿Rigidez de la carroceria, alguna cota de la geometria que se ha descubierto? Por mi trabajo, tengo oportunidad de conducir a fondo la gama del Seat Leon actual. Bajo mi apreciacion, solo se nota la suspension trasera independiente cuando en plena curva levantas el pie del acelerador, y en lugar de querer sobrevirar, se produce un cabeceo de la carroceria, como si hubiera armonia entre el eje delantero y el trasero.… Leer más »

Javier Costas
Suscriptor

Aunque el principio básico sea el mismo, la ingeniería avanza, neumáticos, amortiguadores… y que ahora los coches se diseñan con ordenador y se puede hilar mucho más fino.

Jose
Invitado
Jose

Que gran artículo, enhorabuena! El tema de las geometrías, convergencias, etc…me parece apasionante. Además, como dueño de un R4 del 77 soy muy fan de las suspensiones independientes arcaicas jeje.

Pero me viene una reflexión, que alguna vez se ha comentado por aquí. Tal y como ha evolucionado el mercado del automóvil, antes se miraban esas cosas en un coche “prefiero X a Y porque tiene suspensión independiente” Ahora, salvo gente que hace 4×4 (del de verdad, no del de ir a la finca por un caminito), se mira si tiene Carplay, o luces LED. Pena…

Pablo Mayo
Editor

Ignasi, mi enhorabuena por el artículo. El chasis es uno de mis temas favoritos en el automóvil, y tu repaso introduce al lector de manera resumida, clara y sencilla, en este apasionante tema, que podría dar de sí para una enciclopedia por fascículos. ¡Felicidades!

Una apreciación: en los McPherson de mangueta desacoplada se sigue manteniendo un pequeño “scrub” negativo por seguridad. Ante un pinchazo, la dirección no te haría girar tanto hacia ese lado, como con un “scrub” positivo, que hace que sea más sensible ante cualquier circunstancia, aunque esto hace la dirección más comunicativa.


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