El Amortiguador

7mo Año - Proyecto y Dis. de Chas. y Sist. de Susp.

El amortiguador es un componente del sistema de suspensión, junto al elemento de suspensión (Ballesta, espiral o barra de torsión) encargado de absorber la energía cinética de este último, en el momento de la expansión o recuperación de su forma, en estado de reposo. Dicho de otra forma, cuando pasamos por un lomo de burro o serrucho, la suspensión se contrae acumulando energía potencial en el elemento elástico (el cual, también soporta el peso del vehículo y su carga) la que luego es descargada durante la expansión del conjunto. Para evitar la entrega rápida de dicha energía al suelo y, el consiguiente efecto rebote, el amortiguador absorbe gran parte de la misma, transformando esa energía en calor gracias a la fricción de las moléculas del fluido que, con gran dificultad, atraviesan el cuerpo valvular del amortiguador.

Izq. - Sistema Mc Pherson e suspensión - Der. - Amortiguador con espiral, cazoleta, fuelle y fijaciónes

Sist. de suspensión a ballesta con amortiguador

El cuerpo valvular de un amortiguador está formado, en su gran mayoría, por placas de metal superpuestas, las cuales, gracias a la forma en que se deforman de acuerdo al sentido de circulación el fluido (ingreso o salida de cada cámara) resisten o restringen el paso del mismo, siendo mayor la resistencia en el momento de expansión del conjunto. Este aumento sustancial de la resistencia al paso o circulación  del fluido, aumenta la fricción entre las moléculas, provocando un aumento de temperatura. De esta forma, la energía cinética del elemento elástico es absorbida por el amortiguador y transformada en calor por el fluido.

Algunos modelos de válvula de amortiguadores

Izq. - Sentido de circulación del fluido durante el intercambio de cámaras. - Der. - Otros modelos de válvulas.

 A continuación, veremos los dos tipos de amortiguadores mas usados en la industria automotriz (Existen otros modelos de amortiguadores mas sofisticados, los cuales, luego de aprender el funcionamiento de los modelos básicos, el lector debería investigar y recopilar mas información sobre los mismos)

Monotubo

El amortiguador monotubo, como su nombre lo indica, esta formado por 1 (un) cilindro encargado de acomodar todos los elementos funcionales del mismo, a la vez que sirve de funda exterior. Internamente, consta de un vástago central, reten, guardapolvo y centrador. Un cuerpo valvular, un pistón principal, (acoplado al extremo interno del vástago) y otro flotante. Además, para evitar la cavitación del fluido hidráulico, incorpora una segunda cámara con gas inerte a presión.

Amortiguador monotubo y sus partes

Nota: Esta configuración permite diseñar amortiguadores de reducidas dimensiones con altas prestaciones.

Funcionamiento:

Al expandirse el elemento elástico (se carga con energía potencial), el vástago del amortiguador se desplaza hacia el exterior, aumentando y disminuyendo el volumen de las cámaras de trabajo. Esta variación, provoca que el fluido se desplace entre cámaras atravesando el cuerpo valvular con baja resistencia. Cuando el elemento elástico recupera su forma (entregando energía cinética), el vástago reingresa al cuerpo y, el pistón, desplaza nuevamente el fluido entre cámaras pero, esta vez, con mayor resistencia del grupo valvular, transformando la energía cinética en calor. Acompañando el movimiento del vástago y pistón, en la cámara de trabajo, se encuentra el pistón flotante que separa el fluido hidráulico del gas a presión. Este pistón, soporta la presión del fluido h. comprimiendo el gas en la cámara inferior. Este desplazamiento cíclico del pistón flotante asegura una constancia en la presión del fluido h. para evitar la cavitación (descomposición) del mismo.

Bitubo

Como su nombre lo indica, este amortiguador consta de dos cilindros superpuestos los cuales alojan los elementos internos y configuran una doble cámara de trabajo. A diferencia del amortiguador monotubo, el bitubo no cuenta con pistón flotante. Además de la válvula principal, alojada en la cabeza del vástago, incorpora una segunda válvula de restricción de fluido en la base de la cámara de trabajo, separando ésta de la segunda cámara denominada de reserva.

Amortiguador Bitubo - 1. Bástago 2.Funda externa (cámara de reserva) 3. Cilindro interno (cámara de trabajo) 4. Tapa con sello soldada al cuerpo 5. Retén con centrador 6. Pistón con válvula 7. Válvula inferior 

Funcionamiento:

Similar al anterior, con la salvedad de que en esta configuración no contamos con un pistón flotante pero si de un segundo grupo valvular y una cámara de reserva rodeando a la de trabajo.

Queda claro que el desplazamiento del vástago y pistón produce un intercambio de fluido h. entre cámaras con diferencias en la resistencia de acuerdo al sentido de circulación. En este caso, la segunda válvula, permite el acceso de fluido h. desde la cámara de reserva hacia la de trabajo, mientras que, el gas inerte, mantiene la presión constante del fluido h.

Circulación de fluido hidráulico, a través de la válvula de pistón, dentro de la cámara de trabajo

Diferencias estructurales entre monotubo y bitubo

A continuación, prestemos atención al video explicativo del funcionamiento de un amortiguador bitubo.

Ahora, veremos un video del funcionamiento de un amortiguador monotubo.