Cuidado al bajar la altura del vehículo

Yo después de tener el coche bajito y un comportamiento ultimamente"raro", he decidido volver a subir la altura y ajustar todos los paramétros conforme a las especificaciones del fabricante.
Dentro de las tolerancias marcadas pues más bien tirando a sport.

Me han realizado todo el proceso en Talleres Garzón en Madrid (gracias al forero Mille Miglia) y ahora estoy tomandole las medidas al coche de nuevo, pero desde luego tiene un comportamiento mucho más noble, lo puedes predecir, etc.

El caso es que en otro foro he encontrado éste artículo, que he copiado para poder ponerlo en conocimiento de todos y que me parece sumamente interesante.
No he podido añadir las fotos explicativas, voy a ver si recibo ayuda para poderlas subir y entonces quedará mucho más claras las explicaciones técnicas a las que hace referencia el citado artículo.





Centro de balanceo


Cuando el coche vira, la fuerza centrifuga que actúa aplicada a traves del centro de gravedad CG provoca una transferencia de pesos que comprime los muelles exteriores del viraje. La masa suspendida del coche (el chasis) tiende entonces a balancear, a inclinarse, girando alrededor de un punto imaginario que denominaremos centro de balanceo CB.

Centro de Balanceo, según la definición de la SAE (sociedad de ingenieros de automoción):
“el punto en el plano transversal vertical que pasando por los dos centros de ruedas, en el cual se pueden aplicar fuerzas a la masa del muelle sin producir un balanceo en la suspensión”.

Entendemos pues, que si el Centro de balanceo CB y el centro de gravedad CG estuviesen situados en el mismo punto, no existiría balanceo en la carrocería.


Calcular Centro de balanceo

El CB o centro de balanceo de nuestro coche podemos calcularlo aplicando el teorema de Kennedy que dice que si tres objetos están unidos entre si , deben existir al menos tres puntos denominados polos que serán los focos o centros de movimiento de dichos objetos y que además dichos centros de movimiento estarán siempre alineados.

Suspensión independiente

¿Cómo se aplica este teorema tan abstracto a una suspensión independiente de brazos transversales? Pues de una forma más sencilla de lo que en principio parece.

Mirando el coche desde el frente se prolongan los brazos de suspensión hasta que se cortan en un punto. Este punto será el centro virtual de rotación de la suspensión. Después se une con una recta este punto y el punto medio de la banda de rodadura del neumático correspondiente a esa suspensión. La intersección de esta recta con el eje medio vertical del coche determina la posición del centro de balanceo.













Mcpherson

En la geometría del tipo Mcpherson, el brazo transversal superior queda representado por una línea trazada a 90ª con el eje del amortiguador y muelle concéntrico.








En la práctica:

Este punto no es siempre es constante ya que lógicamente nuestro coche al rodar por el circuito varía la posición de los trapecios por efecto de las irregularidades del terreno y los cambios de dirección que realizamos, pero si fuésemos capaces de poder dibujar el camino que sigue el CB cuando el coche se encuentra en movimiento veríamos que describe un movimiento circular por lo que a efectos prácticos podemos tomar como punto CB el punto central de la circunferencia que el CB describe mientras rodamos por el circuito que coincide con el que podemos calcular de manera estática, tal y como acabamos de ver.

Cuando tomamos una curva el peso del coche tiende a desplazarse hacia el exterior de la misma por la fuerza centrífuga comprimiendo los muelles de los amortiguadores de la parte exterior de la curva y haciendo que se extiendan a su vez los de la parte interior, lo que hace que el coche tienda a balancearse lateralmente alrededor del centro de balanceo o CB, es decir el tomar una curva origina una rotación del chasis que debe ser compensada por nuestra suspensión para mantener la estabilidad de nuestro vehículo.

Esta rotación del chasis se produce porque por un lado tenemos la fuerza centrífuga aplicada sobre el CG (centro de gravedad) de nuestro coche, mientras que por el otro la adherencia de las ruedas aplica otra fuerza igual y en sentido contrario sobre el CB (centro de balanceo), lo que da lugar a un "par" de fuerzas opuestas que obliga al chasis a rotar .





Recordemos además de cuando estudiamos física, que en un "par" de fuerzas no solo tiene importancia la magnitud de dichas fuerzas, si no la distancia que las separa, que al fin y al cabo hace de brazo de palanca con el que trabaja el "par" de fuerzas, por lo que fuerzas iguales situadas a mayores distancia una de otra generan siempre un mayor "par".

Dicha rotación de chasis por efecto del "par" que se crea al tomar una curva, cesa cuando la fuerza que generan al comprimirse los muelles de los amortiguadores de la parte exterior de la curva y el trabajo de las estabilizadoras iguala al "par" de fuerzas que se ha creado al tomar la curva.

Muchos conductores tienden a considerar que cuando bajamos el vehículo el centro de gravedad se baja y se va a tener más estabilidad. Sin embargo, si no se utiliza ningún elemento de corrección, la tendencia es que el CB se separe del CG y el aumento del brazo de palanca generará mas balanceo en el vehículo lo que nos provocará tener menos grip.












Además los brazos de suspensión están diseñados para intentar minimizar el movimiento en altura del Centro de Balanceo cuando la suspensión se comprime, si forzamos mucho la posición de los brazos bajando el coche puede que nos salgamos fuera del rango para el que están diseñados y estos sean incapaces de minimizar el cambio de altura del centro del balanceo, haciendo que el coche se sienta inestable.

A continuación podemos ver un caso practico sobre un Volkswagen golf, como aumenta el brazo de par al bajar el coche, en mayor media de lo que desciende el CG, además también podemos ver como con una ligera rebaja de altura ya nos estamos saliendo de los rangos óptimos de altura del CB (de los que hablaremos un poco más adelante en este post)




















Como podremos imaginar, rebajar la altura nos producirá un mayor balanceo, al aumentarse el brazo de par.

Una primera acción para evitar el balanceo sería poner unos muelles duros que rápidamente compensaran el balanceo y nos permitieran por lo tanto conseguir una mayor de estabilidad de nuestro chasis, pero esto puede ser claramente perjudicial si por ejemplo el terreno es no es perfectamente plano, donde necesitamos de unos muelles más blandos que permitan que nuestras ruedas estén el mayor tiempo posible en contacto con el terreno y mejorará la tracción.

O instalar una barras estabilizadora más gruesas, que eliminarán el balanceo pero a costa de limitar la independencia de nuestra suspensión.

Para poder compensar este efecto de rotación o balanceo lateral del chasis sin tener que recurrir obligatoriamente a muelles duros y estabilizadoras gruesas tendremos que aprender a configurar nuestro vehículo mediante otras opciones que nos permitan reducir esta tendencia, esto lo conseguiremos mediante alguna o varias de las tres formas siguientes:


REDUCIENDO LA ALTURA DEL CENTRO DE GRAVEDAD ( C.G.)
Bajando el centro de gravedad (CG) para reducir la distancia entre este y el CB de forma que reduzcamos el brazo de "par" que se genera al tomar la curva. No obstante las variaciones serán mínimas porque estamos condicionados por el diseño del vehiculo.

REDUCIENDO LAS INERCIAS
Reduciendo el peso de nuestro Vehículo para que la fuerza centrífuga que actúa sobre el CG sea la menor posible y por tanto el "par" que origina el balanceo también sea menor. Esta opción es siempre recomendable para aumentar todo tipo de prestaciones de nuestro coche y no solo para reducir el balanceo lateral.

REDUCIENDO EL PAR DE BALANCEO MEDIANTE LA POSICION DE LOS TRAPECIOS
Subiendo el CB hacia su posición original antes de bajar el coche, para reducir la distancia entre este y el CG y así reducir la fuerza del "par" que da lugar al balanceo. Esta opción es la que podremos conseguir variando la longitud y posición de los trapecios.

Debemos analizar y conocer todas las posibilidades existentes para nuestro modelo de vehículo, existen soluciones para la gran mayoría de modelos que pueden variar desde brazos completos de suspensión a unos simples separadores.


¿Para qué limitar el balanceo?. Para que en las suspensiones independientes no cambien en exceso las caídas y para evitar otros fenómenos que hacen que el coche pierda adherencia. Uno de ellos es el denominado "efecto gato", según el cual la fuerza de viraje actúa a través del seno del ángulo que forman el pavimento y la línea que pasa por el centro de balanceo intentando levantar el coche.

La línea de acción de la fuerza que ejercen los neumáticos para contrarrestar la fuerza centrífuga pasa a través del centro de balanceo. Por tanto, entre el punto de contacto del neumático y el centro de balanceo, esta fuerza tiene una inclinación hacia arriba y parte de ella tiende a desplazar el centro de gravedad hacia arriba.




Cuanto mas alto es el centro de balanceo o cuanto mas angosta es la vía del eje considerado, mas grande es la inclinación y mas notable es el efecto gato. Esta es una de las principales razones para tener centro de balanceo muy bajos"

Es decir: con el roll-center bajo el coche no se levanta en las curvas, pero si que balancea.

[B]Con el roll-center alto el coche se levanta en las curvas, pero no balancea.

Segun Herb Adams en su libro "Chassis engineering" dice que los coches mas exitosos tienen situado su centro de balanceo entre 1" bajo tierra y 3" sobre ella, por tanto nos encontramos ante un buen valor de referencia sobre el que movernos, como hemos visto en las gráficas anteriores (caso práctico de volkswagen golf), es muy fácil que al bajar el coche sin utilizar un método corrector del centro de balanceo nos vayamos fuera de estos parámetros.

Recapitulando, tenemos que lo ideal seria que el CB se moviese lo menos posible (gracias al diseño de los brazos de suspensión) y que el CG se encuentre lo mas cerca posible del CB... el CB debería estar situado entre 1" bajo tierra y 3" sobre ella, entre estos parámetros nos podríamos mover para jugar con el comportamiento del coche.

En general en circuitos muy bacheados es mejor tender a situar el CB más alto para prevenir el balanceo y evitar que el coche vaya de lado a lado cuando pasa por lo baches al permitirnos utilizar unos muelles mas blandos que absorban mejor las irregularidades. Por el contrario en circuitos lisos deberemos tender a situar el CB bajo y para evitar el balanceo utilizaremos muelles mas duros que darán mayor agilidad al coche.




Problemas de caídas al bajar el coche con Mcpherson.

Las suspensiones Mcpherson tienen una curva de caida, de modo que a partir de un punto estático con el coche parado y la suspensión en posición natural, cuando empezamos a comprimir la suspensión la caida aumenta (negativamente) hasta llegar a un punto en el cual el comportamiento se invierte y la caida tiende a disminuir (a volverse más positiva)

Aquí podemos observar una gráfica de caidas en relación a la compresión del amortiguador, cada esquema Mcpherson tendrá sus propios valores, pero siempre se comportará de esta forma.




Lo ideal sería trabajar con la altura del coche de seríe, de este modo la compresión del amortiguador siempre nos generara un aumento de caída, hasta llegar a las 3 pulgadas, a partir de ese pico como se ve en la gráfica la caída se volvería más positiva.

Tenemos que entender, que cuando bajamos el coche, nos movemos dentro de esa grafica y la curva se desplazará, verticalmente, pero conservará sus forma, simplemente cambiaremos el punto de partida. De modo que si bajamos el coche 3 pulgadas nos encontraremos con que el punto de partida de nuestro coche se encuentra en el mismo punto que el pico de la gráfica y cada compresión del amortiguador nos acarreará que la caída se vuelva más positiva.

Los problemas empiezan cuando el brazo de suspensión sobrepasa los 90º respecto a la linea trazada entre el bastago del amortiguador a la altura de la copela y el punto de anclaje entre el amortiguador y el brazo de suspension tal y como se ve en el siguiente gráfico.




por lo que cuando se baja un coche se recomienda suplementar los brazos o cambiarlos de modo que estos en su punto de compresión máximo sobrepasen los 90 grados respecto a la vertical.

Podemos comprobar gráficamente el funcionamiento con estos ejemplos.














EL BUMPSTEER (no se cual sería el termino correcto en castellano)

¿Qué es el Bumpsteer?, la explicación técnica es un cambio en la convergencia de las ruedas ocasionado por el movimiento de la suspensión, o de una modificación en la dirección causado por el cambio de la convergencia al comprimirse el amortiguador.

Si con esta explicación ya has identificado ese comportamiento en tu coche, es que estas sufriendo bumpsteer

Imagínate que vas conduciendo por un parking, pisas un badén con la rueda derecha, esta se comprime cambia la convergencia y tu coche se dirige hacia la derecha sin que hayas movido la dirección. Ahora imagina que das una curva a gran velocidad, por el balanceo de la carrocería el amortiguador exterior se comprime esto modifica las convergencia y hace que tu coche gire más de lo que tu le habías indicado, haciéndose necesario una corrección en el volante que puede generar un cambio de masas.

El bumpsteer viene dado por la diferencia de arco que existe entre el brazo inferior de suspensión y el arco que genera el brazo de dirección



En los coches de competición se tiende a eliminar esa variación, haciendo coincidir los arcos para que no exista ninguna interferencia en la dirección al comprimirse la amortiguación



Pero es muy habitual en los coches de serie hacer que los arcos no coincidan (tanto en el eje delantero como en el trasero) para que con la compresión de los amortiguadores se modifique la convergencia y corregir el comportamiento del coche, generalmente para hacerlo más dócil.




Aun asi, en su posición estática, los arcos coincidirian en ese punto tal y como se ve en la imágen superiores, cuando bajamos un coche estamos moviendonos en ese arco y nos situaríamos en un punto donde los arcos ya no coincidirían, haciendo el bumpsteer más acusado, lo que nos podrá generar bastante problemas.







En definitiva, es otro parámetro para tener en cuenta cuando bajamos la altura de un coche, y lo más probable es que sea necesario utilizar alguno de los sistemas que existen para regularlo.




RESUMIENDO

Como podemos observar, algo tan simple y tan habitual como “bajar” un coche conlleva muchos factores con el, que pueden hacer que en realidad el comportamiento dinámico del coche sea peor, aunque este quede camuflado por las sensaciones que nos aporta una suspensión más dura. Sería conveniente analizar todos estos factores para corregirlos y obtener un verdadero buen comportamiento.

 

Muy interesante, pero mi 996 va mejor más bajo y más duro que de serie; no para pasear, claro.

 

Gracias por tan excelente explicación!!!...sin duda este tipo de modificaciones tienen mas miga de lo que la gente cree....

 

Como siempre este foro es un pozo de sabiduria gracias por una explicacion tan didactica

 

:[question] este foro:[question]

 

Excelente post

 

¿Acaso no te parecen interesantes esta y otras aportaciones? :[question]:confused:

Por cierto, EL Obispo buena aportación, es un tema muy interesante

 

Sólo me he leído una tercera parte del artículo, pero merece muchísimo la pena estudiarlo a fondo.

Este post merece cinco estrellas, y porque no hay más... me suscribo para estudiarlo a fondo, pero lo que está claro (y ya lo estaba) es que lanzarse a hacer modificaciones en la suspensión del coche, a veces, puede resultar perjudicial... para mí, las modificaciones en la suspensión, siempre en manos de especialistas reconocidos

 

Interesantímo.
Muchas grácias obispo

 

Perdón....INTERESANTÍSIMO.

 

Oye, ¡qué buen post Juan Carlos!.
Yo más o menos me acordaba de todo de cuando estudié la carrera (excepto eso del "efecto gato", que suena un poco a coña :D) pero está explicado de lujo, con los gráficos animados etc. Muy bueno. ¿Puedes indicar dónde lo has encontrado?

Lo ideal aquí sería tener la geometría de los trapecios de nuestros propios coches para hacer el mismo estudio que con el Golf (o A4 según pone en las gráficas) pero no creo que esa información sea fácil de conseguir :(.

Volviendo a tu coche; ¿sabes exactamente las cotas de altura que llevabas con la suspensión antigua y si estabas efectivamente fuera del rango que especifica Porsche?

Otro tema importante con esto aparte de las alturas absolutas es la relación de alturas entre el tren delantero y trasero; quiero decir que la relación entre estas, que determina el ángulo de inclinación del coche, es también importante. En el 993 por ejemplo (que es el caso que conozco mejor) en cualquiera de las tres configuraciones de alturas (normal, sport y RS) la diferencia entre la altura especificada delante y detrás es la misma).

Un saludo y gracias otra vez por la organización el otro día en la calçotada .

 

Los ajustes

Os paso a detallar un poco más sobre lo que le hicimos a nuestro coche (AvispaJet y mío).

Lo 1º que hay que aclarar es que lleva unos bilstein PSS9 que son regulables en altura y dureza. Aquí ya reside el principal problema porque se pueden regular "al gusto", además para medir la altura se puede hacer de dos maneras;
1-medir la altura de la "caja" del vehículo al suelo.
2-medir el propio amortiguador roscado para dejar las roscas de los muelles a las misma distancia.

Pues bien, según quien realice la operación se producen errores porque miden la altura del vehículo en la rueda desde el suelo hasta los pasos de rueda. Este sistema pienso yo que no es del todo fiable porque los coches ya tienen sus km, pueden haber tenido algún golpe reparado, o simplemente que las aletas laterales de los pasos de ruedas no estén igual de un lado que del otro. Llevando a la confusión de pensar que medimos bien la altura y lo más probable es que sea falso (creo que así se hizo la 1ª vez mi coche).
La forma correcta es medir la distancia del chasis al suelo por unos puntos concretos de la carroceria por debajo del coche.

La otra forma de medir el conjunto amortiguador-muelle que en las PSS9 son uno mismo, pues aquí también empieza la miga al poder pasar varias circunstancias;
-Que te los monten tal cual salen de su caja de embalaje como vienen de fábrica y dar los valores por buenos sin saber si es lo correcto y sobretodo si se respeta la diferencia en nuestros coches del eje delantero al trasero (también creo que mi coche se hizo así).
-Que se monten y una vez montados se ajusten las alturas midiendo con el coche en un elevador sin llantas para igualar los lados.

Finalmente a mí me hicieron una combinación de las dos dedicandole mucho "cariño" y tiempo con pruebas ensayo/error para ir puliendo los ajustes.
En mí caso me pidieron con anterioridad el nº de chasis del vehículo para tener exactamente las cotas que marca el fabricante y con sus tolerancias máximas y minimas por donde nos podiamos mover. Es muy importante éste punto porque más pruebas que ha realizado el fabricante sobre todo tipo de superficies y condiciones para llegar al equilibrio optimo, nos las ha echo nadie.
Pues bien se midio el coche y en mi caso estaba más bajo de lo normal y no guardaba tampoco la diferencia del eje delantero (siempre más baja) con la del eje trasero. Entonces se desmontan las ruedas y se empiezan a regular los amortiguadores roscados para subir la precarga de los muelles y estos a su vez subir la altura de la carroceria. Luego se montan ruedas, se dan unas vueltas en marcha cogiendo rotondas y vadenes, acelerar y frenar, etc para que se asienten las modificaciones en altura. Otra vez subir el coche al elevador y medir, ajustar otra vez, probar otra vez, etc. Así hasta 4 ó 5 veces para llegar a dejarlo perfecto (yo siempre presente en la operación).
Siempre median la altura al suelo y también en el cuerpo roscado del amortiguador, con lo que las cotas delante cuadraron perfectamente, pero con las traseras no coincidian :[question]. Para dejar la altura perfecta al suelo (que es lo que nos interesa para compensar el coche) los muelles traseros uno diferenciaba del otro 3,5 mm :[question], aquí la explicación no la sé.

Una vez echo todo esto se paso a hacer el paralelo, caídas, geometrías y ya está :[yahoo] ahora el coche es mucho más noble de reacciones y sobretodo van al unisono el eje delantero y trasero aportandote mucha más confianza

 

Ahora sí que tienes (por lo que se puede leer y percibir) el coche en "su punto"

Enhorabuena y gracias por semejante despliegue de información tan buena :[applause]

 

juan carlos,muchas gracias por este post
ademas que en estos coches:[porsche] cuando cambias algo de suspensiones, neumaticos,etc.. se nota muchisimo :[angel]

 

Muchas gracias por el post, nunca había visto tanto detalle

 

Pues está la cosa como para cambiarle la suspensión al coche en el taller de la esquina... Yo lo tengo claro... cuando la cambie (Que será más pronto que tarde) me voy al amigo Ricardo (RBM).

 

Léase bien el post. Está contando una experiencia de primera mano, realizada en su propio coche. Exactamente la misma experiencia que tuve yo en el mio, una semana antes, con las mismas suspensiones, chasis y taller (casualmente fué al mismo sitio y coincidimos para comer ;)). A mi eso me parece bastante valioso.
"El Obispo" ha apoyado esta experiencia con datos técnicos de otro foro y se ha tomado la molestia de colgarlos aquí para disfrute general.
Estimada Motosierra: de sus post se deduce que tiene bastantes conocimientos del sector de la automoción. Enriquezcanos con ellos, aporte más al foro y quéjese menos, por favor.

 

No me quejo, solo puntualizo...
Leaselo vd, yo ya me lo leí en otros sitios, hace tiempo:
http://debates.coches.net/showthread.php?t=158916
Estimada mille miglia, ya le he dicho que me parece interesante, enriquezcanos vd. contando lo que hizo talleres garzon, o lo bien que se lo pasó comiendo con el forero, pero no discuta obviedades, vea lo que han dicho y lo que yo digo, y no mezcle nabos...

 

Muy buen aporte...gracias Joan Carles.
Saludos

Pd.Se me olvidó ,cuidadin con las motosierras ...:http://www.youtube.com/watch?v=unEFw12jBf0