La ballesta se convirtió de esta forma en el elemento más
extensamente utilizado para estos carruajes ya que su construcción y reparación
no era excesivamente cara y compleja. El sistema permitía mediante unas láminas
metálicas reducir la transmisibilidad de las irregularidades del terreno aislando al habitáculo de las vibraciones, a su vez permitía también sostener el peso del carro con sus ornamentaciones. De esta forma, se
constituían los principios básicos de una suspensión a principios del siglo XIX.
Tal era el desinterés inicial por el resto del nuevo
concepto de automóvil que las primeras carreras como la París-Rouen de 1894 se
centraron esencialmente en una competición entre locomóviles como los del conde de Dion y los nuevos motores más eficientes de Daimler. Las velocidades máximas
rondaban los 35 km/h y las salidas de carrera se achacaban principalmente a la
falta de contacto de las ruedas motrices en superficies en mal estado. A fin de
cuentas, las carreras montadas y caminos de herradura no estaban preparados
para los automóviles sino para los carruajes a caballo. Con el objetivo de
resolver ese problema, el conde de Dion patentó un sistema de suspensión en el
eje trasero que permitía mantener el contacto continuo con el suelo a bajas
velocidades mediante un eje rígido que unía los cubos de ambas ruedas. De esta
forma, el primer automóvil en equipar un eje rígido De Dion fue el De Dion-Bouton
5CV de 1899.
Con el tiempo las competiciones fueron reglamentándose al
inicio del siglo XX y nacieron al albor de ellas multitud de marcas francesas e
italianas. Sin embargo, aunque el diseño de carrocerías alejadas de las de un
carruaje de caballos se había puesto ya de manifiesto con automóviles como el
Mercedes 1901, las suspensiones seguían sin aportar grandes cambios de diseño
al no haberse producido una elevación sustancial de la velocidad.
Las primeras competiciones en circuitos cerrados
Tras el éxito de las copas Gordon-Bennett en Europa y las
Vanderbilt en EEUU entre 1900 y 1904, la París-Madrid de 1903 se presentaba con
más de 300 pilotos inscritos como el culmen de estas nuevas competiciones entre
ciudades, en las que hasta Alfonso XIII mostró un alto interés por el evento.
Más de 25 mil personas fueron necesarias en esta carrera en la que marcas como Napier
y Renault Frères partían favoritas con Selwyn Edge, que había debutado en la
Gordon-Bennett de 1902, o Marcel Renault, que se proclamó vencedor con su voiturette
en la París-Viena de ese mismo año.
A pesar de las grandes expectativas puestas en el certamen, el
desencadenamiento de hasta más de 100 accidentes durante las primeras semanas
llevó a los organizadores y al gobierno francés a la suspensión de la
competición tras más de 100 heridos y 8 muertos entre los que se encontraba
Marcel Renault. De esta forma, la carrera no llegó a cruzar los Pirineos y el
gobierno francés optó por prohibir las competiciones de automóviles en tráfico
abierto.
Ante dicha decisión todos los organizadores se pusieron de acuerdo
en que las futuras competiciones se realizarían en tramos cerrados al tráfico
entre ciudades de corta distancia entre ellas. De esta forma, la Gordon-Bennett
de 1903 celebrada en Irlanda se realizó siguiendo dichos criterios permitiendo
un ascenso de la velocidad de los vehículos, dada la desaparición de obstáculos
como peatones y carros de caballos. Con todo ello, la victoria ese año en un
contexto político bastante agitado en Europa fue para Mercedes suponiendo un
duro mazazo para los franceses, dado que por segundo año no era un Panhard et
Levassor el vencedor.
Así la Gordon-Bennett de 1904 tuvo lugar en Alemania en un
tramo de montaña cerrado al tráfico, en el que las criticas empezaron a
centrarse en el mal estado de los caminos de herradura por la que tenían lugar
estas competiciones. Poco a poco las marcas, incluido las alemanas De Dietrich y
Mercedes, empezaron a pedir la celebración de este tipo de competiciones en
circuitos cerrados, donde los automóviles pudieran alcanzar velocidades mayores
e incrementase de esta forma la competencia entre pilotos y marcas. Con la
victoria en territorio alemán de la marca francesa Richard-Brasier, la
Gordon-Bennet de 1905 tuvo lugar en Francia, de nuevo en un tramo cerrado al
tráfico, encumbrando a Richard-Brasier a su segunda copa consecutiva.
A la izquierda el recorrido adaptado y con tráfico cerrado del primer Gran Premio de Automovilismo celebrado en la historia del automóvil en 1906 en Le Mans. A la derecha el Napier de 35 caballos vencedor de la Copa Gordon-Bennett de 1902 y que convirtió al color verde en el elegido para representar al equipo británico en todas las competiciones hasta la actualidad.
Del sistema Panhard al sistema Hotchkiss
Paralelamente a toda esta evolución comentada, se fue
mejorando las prestaciones de los motores con el fin de mejorar las
aceleraciones y velocidades de los vehículos en esa creciente competencia. Esto
no fue el caso de otros componentes de los automóviles como las carrocerías o
los repartos de peso y tracción, que no se vieron modificados de forma
llamativa desde la última década del siglo XIX.
En lo que respecta al esquema óptimo de colocación del motor
y la tracción, el Systeme Panhard se volvió la única opción del mercado en
todas las marcas, contando con motor delantero longitudinal seguido de la caja
de cambios y el diferencial del que la tracción era transmitida a las ruedas
traseras mediante cadenas. Este sistema tenía la ventaja de permitir diseñar cubos
de la rueda en el eje delantero de menor complejidad y sobre todo permitía
gestionar la dirección del vehículo mediante reenvíos al no contar con tracción
delante. El eje trasero por su parte al no contar con diferencial ni con
palieres, permitía un diseño similar al eje delantero con una suspensión
idéntica de ballestas.
A priori, teniendo en cuenta la baja velocidad, este sistema cumple con creces las expectativas de confort del conductor, ya que la frecuencia de oscilación de las ruedas del vehículo es muy baja y lejana a la frecuencia natural del sistema de suspensión de ballestas de cada rueda. De esta forma, el muy pequeño efecto amortiguador de dichas láminas elásticas era suficiente para mantener un régimen de confort y de seguridad para los pilotos en las copas Gordon-Bennett y Vanderbilt. Sin embargo, los problemas desencadenantes del engrase y tensión de las cadenas de transmisión en los caminos en tan mal estado llevaron a la adopción de sistemas que prescindiesen de dichos elementos, implementando un eje de transmisión desde la caja de cambios hasta el eje trasero.
El desarrollo de este tipo de diseño llevó consecuentemente a
la colocación del diferencial y de un nuevo elemento que uniese al mismo con
las ruedas traseras, el palier, en el mismo eje que dichas ruedas. La primera
marca en implementar este nuevo esquema de tracción fue Peerless en EEUU, aunque el diseño más extendido en Europa fue el implementado por
Hotchkiss. Gracias a este nuevo sistema se podían incrementar las prestaciones
del motor sin problemas con los pares torsores en las cadenas, pero los
movimientos longitudinales de todo el grupo tractor trasero al formar parte de
la masa no suspendida llevaban a la deformación brusca de la ballesta. Es
decir, al recibir la rueda las irregularidades del terreno, toda la masa unida
a la misma, palieres, diferencial y eje de transmisión, era tan alta que la
transmisibilidad de las oscilaciones se incrementaba y la ballesta absorbía parte
de dichas amplitudes tan severas.
La solución a este problema fue difícil de resolver dada la alta masa no suspendida, recurriéndose a sistemas que evitasen el movimiento longitudinal del puente trasero. Entre los diseños correctores más extendidos se encontraba el puente trasero basculante que introducía al eje de transmisión dentro de un tubo hueco. Después de la 2a guerra mundial algunos vehículos como el Fiat 1400 contaron con ballestas de empuje y reacción longitudinales entre el puente y el chasis para evitar el movimiento longitudinal del puente trasero, pero aun así dicho elemento elástico tendía a flectar y este tipo de transmisión cayó en desuso en vehículos ligeros.
Los primeros amortiguadores
Con la popularidad de los sistemas de transmisión Hotchkiss y derivados, los automóviles empezaron a registrar récords de
velocidad en los grandes premios anteriormente comentados gracias a la
eficiente transmisión del par a las ruedas motorices. A su vez, dicho aumento
de la velocidad trajo consigo mayores frecuencias de oscilación de las ruedas
llevando a los sistemas de suspensión a fenómenos de resonancia que terminaban provocando
la pérdida del control del vehículo.
El pequeño factor amortiguador de las ballestas ya no era
suficiente para evitar dichas limitaciones y por tanto era necesario acompañar
a dicho elemento elástico un elemento que fuese capaz de disipar la energía de
las ballestas, eliminando la posibilidad de que la masa suspendida entrase en
resonancia. Así, en 1907, salieron al mercado en EEUU los primeros
amortiguadores de cinta, los Gabriel Snubber y Stromberg Anti-Shox. El
dispositivo contaba con un cinturón enrollado dentro de una carcasa con dos
tapas en la que un muelle presionaba el cinturón contra la carcasa
permitiéndole enrollarse sin ninguna resistencia, pero una fuerte fricción
dificultaba que este se pudiese desenrollar.
En Europa por su parte la marca francesa Mors en 1904
implementó por primera vez un diseño alternativo al de la cinta, basado en la
utilización de discos metálicos que estaban intercalados por una lámina de
caucho, que friccionaba entre los discos al encontrarse todo el paquete
atornillado y unido por un tornillo de presión central. Por su parte, las
carcasas que contaban con la cabeza y la tuerca del tornillo se unían a la masa
no suspendida y al chasis respectivamente. Este tipo de amortiguador,
denominado de fricción, gozó de amplia aplicación hasta los años 30 sobre todo
en las ruedas traseras.
A la izquierda un amortiguador de cinta de la suspensión trasera de puente rígido de un Buick Standard de 1925. Como puede verse la carcasa que contiene el cinto enrollado con un muelle se encuentra anclada al chasis mientras el extremo de la cinta está unido a una de las trompetas del puente trasero. A la derecha puede observarse el interior de la carcasa donde se enrolla la cinta con el muelle encargado de dificultar el desenrollamiento de la misma.
Entre las desventajas de estos dos tipos de amortiguadores
yace el desgaste del caucho y de la cinta, pero sobre todo su mayor problema
está ligado a la dureza del mecanismo. Este aspecto era un problema serio a muy
muy baja velocidad ya que el esfuerzo transmitido de la parte elástica al
amortiguador podía ser muy alto, pero en el momento que el caucho o la cinta
empezaban a friccionarse, al incrementarse levemente la velocidad, dicha fuerza
caía bruscamente al reducirse el coeficiente de rozamiento. Así el amortiguador
era extremadamente duro a paso de hombre y de repente se volvía muy blando al
alcanzar velocidades cercanas a los 20-50 km/h.
Debido a lo descrito, ya se había estado pensando desde 1906
en otro diseño sustitutivo desarrollado por Houdaille. Estos amortiguadores contaban
con una carcasa cilíndrica llena de aceite atornillada al chasis, con un brazo
de palanca unido a la masa no suspendida. Dentro de la carcasa un pistón hidráulico
se movía dentro de una cámara de aceite, cuyo caudal era regulado por una
válvula que proporcionaba dicho efecto amortiguador. Con este nuevo diseño se
conseguía una amortiguación blanda a baja velocidad a la vez que la dureza se
incrementaba cuadráticamente con la velocidad. Aunque este diseño naciese en
paralelo a los otros tipos de amortiguación, su complejidad fue siempre uno de
sus mayores problemas.
El diseño de Houdaille fue mejorado con la implementación de amortiguadores hidráulicos de pistón que permitían simplificar el mecanismo
uniendo el vástago a la masa no suspendida y la carcasa al chasis. Sin embargo,
de nuevo un problema muy grave comenzó a aflorar al implementarse esta
tecnología, el cual estaba ligado a la dureza de la suspensión a media
velocidad. El incremento cuadrático de la dureza con la velocidad suponía un
bloqueo prematuro del amortiguador transformándolo en una barra de muy alta
rigidez, que arrancaba de cuajo la unión con el chasis y en algunas
competiciones los pilotos acababan retirándose, llevándose de recuerdo el
amortiguador tras la rotura del anclaje al chasis.
La solución al problema comentado pasaba entonces por un
intento de reducción de dicho crecimiento de la dureza con la velocidad, mediante
un cambio de tendencia de la parábola descrita por la velocidad y la fuerza del
amortiguador. Para lograr dicho cambio se necesitaba reducir el caudal
suministrado por las válvulas a baja velocidad, mediante el accionamiento de
unas válvulas blandas hasta que llegada una presión concreta en el amortiguador
se produjese la apertura de las válvulas duras que posibilitasen dicho cambio. Con este nuevo diseño se gestó el amortiguador más utilizado hasta
la actualidad y que muestra el mejor comportamiento en todo rango de velocidad,
el telescópico monotubo y bitubo.
Los primeros diseños de suspensión independientes
Conocida la evolución de los amortiguadores, otro de los
aspectos importantes a tener en cuenta es el diseño de los distintos brazos que
permiten la unión de la rueda con la masa suspendida. Gracias a ellos se puede
controlar los ángulos de convergencia y caída de la rueda los cuales son
vitales para mantener el direccionamiento correcto del vehículo. Tanto el eje
delantero como el trasero cuentan con distintos diseños que posibilitan alcanzar
dichos objetivos, siendo crucial la disposición del elemento elástico y el
amortiguador y sus uniones a dichos brazos para garantizar un ángulo de salida
y de avance fijos ante cualquier condición de esfuerzos a los que se vea solicitada
la suspensión.
Por otra parte, entre los requisitos fundamentales de un
sistema de suspensión se encuentra la necesidad de conseguir aislar a la
carrocería de todas las irregularidades del terreno. Bajo esta premisa es
lógico pensar que un diseño que goce de independencia entre las ruedas de un
mismo eje permitirá alcanzar un alto grado de confort, ya que las
irregularidades vistas por una rueda no son transmitidas a la rueda contraria
del mismo eje.
Debido a las dificultades con las que varias marcas se
enfrentaron al tratar de diseñar un sistema de dirección que no se viese
perturbado por las irregularidades del terreno, algunas de ellas optaron por el
diseño de triciclos que posibilitaran resolver dicho problema de forma sencilla, como fue el caso de Benz en 1886. Sin embargo, en EEUU trataron de resolver dicho problema implementando la primera suspensión
independiente para el eje delantero en un Decauville de 1898. El sistema
permitía conseguir aislar las irregularidades de una rueda respecto a la
contraria, reduciéndose así la dificultad de controlar la dirección del
vehículo.
Dicha novedosa suspensión contaba con un sistema denominado
pilar deslizante, el cuál permitía el movimiento libre de una rueda verticalmente
respecto a un pilar que estaba unido superior e inferiormente con unos
largueros al pilar de la rueda contraria. De esta forma, las irregularidades
verticales de una rueda no eran transmitidas a la otra, consiguiéndose así
reducir los errores de la dirección y los desplazamientos transversales del eje
delantero. A pesar de los beneficios de este diseño, solo fue implementado en
vehículos ligeros y de pequeño tamaño, ya que en caso de grandes amplitudes y
frecuencias de oscilación el mecanismo podría romperse al chocar bruscamente
con los largueros superior e inferior.
A pesar de dicho inconveniente, las berlinas y vehículos de
mayor peso requerían también de algún sistema que permitiese mejorar el guiado
de dichos automóviles. Esta hazaña se consiguió resolver décadas después gracias
a los avances anteriormente comentados en el campo de la amortiguación. Así, en
1923, el Lancia Lambda consigue encumbrarse como la primera berlina en contar
con un sistema de suspensión delantera independiente utilizando un peculiar
amortiguador hidráulico diseñado por la propia marca. A partir de entonces
todas las marcas fueron evolucionando poco a poco hacia modelos de suspensión
delantera independiente siendo el diseño de doble horquilla y todas sus
variaciones el más ampliamente utilizado durante gran parte del siglo XX. Otras
marcas optaron por la implementación de ballestas transversales que permitiesen
reducir la transmisibilidad entre las dos ruedas, algo con lo que ya contaba el
primer diseño de Decauville en el larguero superior.
Con la llegada de la tracción delantera dichos avances no se
vieron enormemente afectados, aunque si bien es cierto que la colocación del
diferencial y de los palieres reduce la independencia de las ruedas por mucho
que se consiga optimizar el diseño de la suspensión. El mayor cisma sin embargo
fue la popularidad de los motores en disposición transversal tras la crisis del
petróleo. Este tipo de colocación del motor lleva a una reducción notable del
espacio disponible para alojar las dobles horquillas de las ruedas, motivo por
el cual se optó por pasar a un diseño de suspensión de tipo McPherson.
Gracias a dicha tipología de suspensión se reduce el número
de brazos y el espacio necesario para la suspensión, ya que el propio
amortiguador actúa como un brazo más de suspensión sometido por tanto a
esfuerzos de flexión. Este último inconveniente fue resuelto con un aumento del
diámetro del vástago del amortiguador y en otros diseños con la implementación
de un brazo sobreelevado que absorbiese dicha flexión.
El largo camino hacia una suspensión trasera independiente
Retrocediendo de nuevo en el tiempo hasta los inicios del siglo XX, los sistemas de transmisión de Hotchkiss, puente trasero basculante y los ejes rígidos De Dion fueron sufriendo las modificaciones comentadas anteriormente. Sin embargo, este tipo de soluciones de transmisión de potencia implican una conexión rígida y continua entre las dos ruedas traseras. Como es lógico pensar, los anhelos por la implementación de una suspensión trasera independiente no están ligados a la repercusión en la precisión del mecanismo de la dirección, sino a las variaciones de convergencia de las ruedas traseras y sobre todo a la comodidad de las plazas traseras. Este último aspecto empezó a cobrar importancia décadas más tarde que la necesidad de un mecanismo de la dirección preciso, ya que hasta que no se empezaron a gestar las primeras berlinas de representación los automóviles o no contaban con plazas traseras o su cometido no pasaba por garantizar la comodidad de la aristocracia, sino por registrar victorias en las primeras carreras de automóviles.
En base a este aspecto la suspensión trasera tuvo que esperar varias décadas más que la suspensión delantera para contar con el primer diseño independiente, y por si fuera poco se sumaba una dificultad añadida. El monopolio de la tracción trasera llevaba a los ingenieros a tener que contar con que la suspensión nunca lograría ser plenamente independiente al estar presentes los palieres y el diferencial. A su vez, el eje trasero es muy crítico en el comportamiento virador del vehículo y no realmente por la tracción sino especialmente por la imposibilidad de controlar su guiado de forma directa. Este aspecto fuerza a que el diseño de las suspensiones garantice de forma muy eficiente la convergencia y caída correctas de las ruedas, ya que en caso contrario el control del vehículo puede verse seriamente comprometido.
La popularización del eje oscilante y sus consecuencias
Aunque la expansión de esta tipología de suspensión se produjo
en los años 30 gracias al fabricante Tatra, los Tropfenwagen ya contaron con
ella desde el primer momento debido al reducido espacio con el que contaba la
carrocería tan aerodinámica y de reducida área frontal. La disposición de motor
y tracción trasera de las nuevas berlinas checoeslovacas supuso todo un desafío
para Hans Ledwinka y la suspensión de eje rígido que se venía implementando
desde el nacimiento del automóvil. El reto pasaba por el incremento muy notable
del peso en el eje trasero, esto implicaba un reforzamiento del chasis en dicho
voladizo y sobre todo unos anclajes muy robustos y tenaces entre el tren
propulsor y el chasis que contasen con un eje rígido que conectase ambas ruedas
traseras, algo imposible con el poco espacio disponible.
Otra solución hubiese sido volver a esquemas de transmisión
tipo Hotchkiss, transfiriendo la masa del diferencial a la parte no suspendida
del sistema. Sin embargo, esta solución incrementa la transmisibilidad de las
oscilaciones de las ruedas al chasis, siendo indeseable en una berlina. Con
todo esto se optó por escoger el mismo sistema de suspensión de los
Tropfenwagen con una ballesta superior que uniese las dos ruedas y el
diferencial al chasis, con el objetivo de reducir de esta forma la transmisibilidad
de las oscilaciones de cada rueda.
El nuevo diseño de suspensión implementado seguía así los
postulados del ingeniero Rampler sobre una suspensión trasera independiente, en
la que se prescinde del eje rígido para conectar ambas ruedas y del espacio que
ello supone. A consecuencia de ello, cada rueda solo se encontraba unida al
chasis a través de las trompetas que unían el cubo de la rueda a la carcasa del
diferencial, permitiéndose así una caída variable e independiente en cada
rueda, gracias a la junta homocinética a la salida del diferencial. La mayor
ventaja reside por tanto precisamente en dicho aspecto ya que las oscilaciones,
variaciones de convergencia y caída de una rueda no afectan a la contraria,
permitiendo garantizar un mayor confort en las plazas traseras a pesar del
enorme incremento de peso e inercia de dicho eje al contar con motor trasero.
Gracias a lo comentado, el poco espacio requerido y el bajo coste que ello implicaba, la popularidad de este tipo de suspensión trasera junto con el motor y tracción traseras empezaron a crecer como la pólvora en una década en la que el régimen Nazi quería persuadir a la gente trabajadora con un nuevo vehículo que motorizase a las masas, el KdF-Wagen. El nuevo escarabajo de Ferdinand Porsche contaba con un diseño de carrocería bastante controvertido y plagiado a Tatra, así como una disposición de motor, tracción y suspensión trasera similar a la de dicha marca checoeslovaca.
A pesar de todas estas virtudes y esa tendencia hacia los
motores traseros, este diseño de suspensión cuenta con una serie de desventajas
bastante serias. En primer lugar, la independencia de las ruedas en lo que a
ángulos de caída se refiere, sí es cierto que permitía incrementar la velocidad
en el paso por curva respecto a un diseño de eje rígido, pero dicha mejora era
respecto a la velocidad de derrape y no respecto de la de vuelco. El cambio brusco
de la caída de la rueda exterior a un valor positivo, mientras el conductor
frenaba al llegar a la curva, llevaba a la rueda interior a perder el contacto
con el asfalto haciendo que el eje trasero se volviese inestable de forma
súbita e incluso provocase el vuelco del vehículo. Este tipo de problemas
llevaron a las berlinas de Tatra a ser apodadas como las asesinas de nazis, ya
que al ser un vehículo tan cómodo era el preferido por las autoridades, las
cuales en muchos casos acababan en la cuneta dentro del coche volcado.
Intentos de mejora de los ejes oscilantes
Tras la segunda guerra mundial, esta tecnología se siguió
implementando incluso hasta en las marcas italianas como Isotta Fraschini, que
siempre se mostraron reacias a este tipo de suspensión. Desde otras marcas como
Renault se apostaba por los todo atrás en toda su gama de los años 50, de
nuevo con ejes oscilantes en el eje trasero. Incluso en EEUU,
Chevrolet se sumaba a esta nueva moda con el Corvair.
A pesar de esta tendencia hacia una suspensión trasera
barata e independiente, los problemas de estabilidad seguían sobre la mesa y la
mayoría de las soluciones no estaban dando grandes resultados especialmente
entre los compactos y sedanes que cuentan con mayor batalla y peso frente a los
nuevos utilitarios. Entre las modificaciones implementadas se encontraba la
utilización de brazos semitirados por parte de Chevrolet, que permitiesen unir
directamente la mangueta con el chasis para permitir así corregir las
variaciones de convergencia de las ruedas. Aun así, las expectativas fueron
insuficientes y el Corvair al igual que los Tatra se han convertido en los
típicos ejemplos que se utilizan para referirse a este tipo de suspensión.
Renault por su parte optó con el Renault Dauphine por la implementación de una especie de topes de goma, denominados Aerostable, que unían las tompetas con el chasis. El objetivo de este diseño es similar al de las ballestas de la suspensión de los Benz Tropfenwagen, ya que estas no solo se encargaban de aislar a la carrocería de las oscilaciones del terreno, sino también de evitar desplazamientos de las trompetas que variasen la convergencia. De esta forma en Renault prescindían de las ballestas y trataban de conseguir reducir los cambios de convergencia con dicha limitación. A pesar de estas mejoras, los problemas de fuerte variación de la caída de las ruedas no fueron solventados convirtiendo a los Renault todo atrás en famosos por su inestabilidad en curva.
Volkswagen por su parte tras la 2a Guerra Mundial
siguió vendiendo el escarabajo junto con sus nuevos derivados, aunque entre las
novedades se encontraba un rediseño del eje oscilante similar al de Chevrolet, recurriendo esta vez a brazos tirados que se anclasen a la carrocería. Este diseño buscaba, al
igual que el de la marca americana, tratar de reducir la variación de la convergencia en
las ruedas traseras, pero el objetivo de evitar los bruscos cambios de la caída de las ruedas de nuevo nunca llegó a
conseguirse.
Se puede ver de esta forma la dificultad y dolores de cabeza
que suponían a los ingenieros el resolver los problemas de estabilidad de este
tipo de suspensión. Muchas marcas como puede verse trataron de lidiar sin
grandes éxitos con ello y otras directamente rechazaron frontalmente la
adopción de suspensiones de ejes oscilantes en sus ejes traseros motorices.
Este es el caso de Opel con la gama KAD, Lancia con los Aurelia y Flaminia o
Alfa Romeo con numerosos modelos desde el 2600 hasta los 75 de los años 80,
que contaron todos ellos con ejes rígidos De Dion.
Entre las marcas mencionadas anteriormente que trataron de
solventar los problemas de la suspensión trasera independiente no se encontraba
Mercedes y es que a diferencia de las modificaciones comentadas anteriormente
la marca de la estrella si supo resolver el problema, necesitando para ello más
de 20 años. Así, el inicio de esta larga investigación empieza en 1954 con la
presentación del Mercedes Ponton 220 W180.
El nuevo modelo contaba con un novedoso sistema de
suspensión trasera en la que la unión del diferencial a la carrocería no se
producía por la parte superior de la carcasa, sino con un brazo que salía del chasis
de forma perpendicular hacia abajo y sobre el que se unía al diferencial por la
parte inferior. De esta forma, el punto de pivote de las trompetas en el
diferencial disminuía su altura por debajo de la cota de los centros de las
ruedas. A consecuencia de esto, la rueda permanecía de forma permanente con una caída negativa y al llegar a la curva dicha negatividad se veía
reducida sin llegar a cambiar teóricamente a un valor positivo. Con la llegada
de los Mercedes Colas 220 W111 en 1959 este sistema sufría una remodelación de diseño y se le añadía además un
muelle compensador entre el diferencial y una de las trompetas, para reducir así
la tendencia a variar la caída.
Por otra parte, las trompetas se unían con un brazo longitudinal de empuje cerca de la rueda hasta la carrocería para evitar variaciones bruscas de convergencia. Con todo esto, el diseño resultó bastante efectivo en toda la gama de la marca durante la primera mitad de los años 60, llegándose a implementar en los últimos familiares, denominados Universales, una balona neumática sustitutiva del muelle compensador para mejorar el comportamiento en dichos vehículos, destinados comúnmente a una mayor capacidad de carga.
Sin embargo, dicho buen desempeño del eje trasero se empezó a poner en duda en la segunda mitad de los años 60 con la llegada del 300SEL 6.3 W109, el cuál heredaba la suspensión neumática de los Colas 300SE W112 con el eje oscilante de pivote negativo y la balona neumática compensadora. Dicha berlina se convirtió en la más rápida del mundo gracias al motor V8 del Mercedes 600 W100 y precisamente por este motivo se empezó a vislumbrar las limitaciones en el tren trasero.
Con la presentación del Barraocho W114/115 en 1967, Mercedes
trató de volver a mejorar el diseño de su eje oscilante a expensas de reducir
las variaciones de la caída de las ruedas. Para ello, el nuevo eje oscilante
diagonal contó con semiejes con juntas homocinéticas en cada extremo, en lugar
de trompetas, y a su vez se implementaron dos brazos encargados de unir las manguetas y el chasis. Dichos dos brazos formaban un triángulo
capaz de fijar la rotación de las ruedas respecto del pivote, garantizándose
así la mencionada reducción de la variación de la caída de las ruedas.
El nuevo diseño fue implementado posteriormente en todas las gamas de la marca y el clase S W126 fue el último Mercedes en contar con este diseño diagonal de eje oscilante en 1991. En su lugar, un novedoso diseño multibrazo fue presentado con el Baby Benz W201 en 1982 marcando el final del eje oscilante que había estado en continua evolución desde 1954.
Los brazos semitirados y el eje Weissach
En paralelo al desarrollo del diseño de ejes oscilantes
diagonales de 1967 de Mercedes, otras marcas empezaron a implementar sistemas
de suspensión trasera independiente enfocados principalmente a vehículos de
tracción delantera. Una de las marcas más destacables en este campo es
precisamente Renault con la implementación de un curioso sistema en el que las
ruedas traseras no sufrían desplazamientos longitudinales en las aceleraciones
y frenadas. Todo ello se conseguía gracias a un brazo longitudinal, unido al
cubo de la rueda, y a una barra transversal unidos entre sí a través de una rótula que permitía
el movimiento vertical de la rueda, pero imposibilitaba los cambios de
convergencia. A pesar de esto, se requería de un espacio transversal
considerable en el chasis para poder colocar la barra, llevando a que la barra
de la rueda opuesta del eje trasero se encontrase colocada unos centímetros más
atrás dando lugar a que las dos ruedas traseras no fueran coaxiales.
Este tipo de suspensión de brazos tirados fue implementado
también en otras marcas, incluso con barras de torsión como elemento elástico
en lugar de muelles, pero en todos los casos dichos automóviles contaban con
tracción delantera. Dada la eficacia, bajo coste y reducido espacio vertical
del sistema se intentó implementar en vehículos con motor delantero y tracción
trasera como el Peugeot 504, recurriendo a un diseño de brazos semitirados. Es decir,
un diseño similar al de los brazos del eje oscilante diagonal de Mercedes, pero
con el centro de balanceo retrasado longitudinalmente respecto del centro del
diferencial.
A la izquierda la suspensión de brazos tirados del eje trasero de un Renault 5 de 1972 en la que puede verse como las ruedas traseras no son coaxiales por culpa de las dos barras que conseguían actuar también como barras de torsión, no siendo necesario implementar muelles en el eje trasero. Este diseño tan simple gracias a la inexistencia de tracción permitía dotar al vehículo de suspensión independiente en el eje trasero y de un mayor aprovechamiento del espacio, seña de identidad de la marca de la Regie este último aspecto. Por su parte, el Peugeot 504 de la fotografía derecha contaba con una suspensión trasera independiente con brazos semitirados y no tirados, ya que dichos brazos no son perpendiculares al eje longitudinal del vehículo, sino que cuentan con cierta convergencia de los ejes hacia atrás para permitir controlar las variaciones de caída de las ruedas. Así se conseguía contar con un centro de balanceo adelantado respecto al centro del diferencial y coincidente con el eje de transmisión.
Dada la sencillez y la eficacia para evitar que las ruedas
cambiasen bruscamente su caída, el diseño empezó a ser implementado hasta en
berlinas como el Fiat 130 o deportivos como el Porsche 944. Aun contando con
importantes ventajas, empezaron a aflorar ciertos problemas en las curvas. Estos estaban ligados a una pérdida de
convergencia en la rueda exterior por culpa del desplazamiento del brazo
respecto al diseño original creado para automóviles de tracción delantera. Ante
este problema Porsche supo utilizar la cinemática a su favor durante los
procesos de deceleración en curva, para tratar de conseguir inducir un cambio
en la convergencia de la rueda exterior incrementando dicho ángulo. Para ello
la marca rediseñó el concepto de brazo semitirado creando un eje alternativo,
denominado Weissach, capaz de corregir el problema.
Frente al sistema de eje oscilante diagonal de Mercedes, otras marcas como Fiat o Peugeot apostaron por sistemas de suspensión de brazos semitirados en sus últimas berlinas de tracción trasera. La 130 de 1969 contaba con dicho sistema en el que a su vez los brazos actuaban tratando de evitar la divergencia en el eje trasero. Este problema era grave en este tipo de suspensiones con tracción, por lo que la marca Porsche trató de diseñar un brazo distinto al convencionalmente utilizado, que tratase de solventar dicho error como en el 130. Sin embargo, los de Stuttgart lo que buscaban no era evitar la divergencia, sino provocar una mayor convergencia previa en la rueda antes del fenómeno de divergencia al entrar en una curva. Así se consiguieron resolver los problemas de sobreviraje en el Porsche 928 de 1977 con el eje Weissach.
Aunque el diseño de brazos tirados siguió evolucionando
durante las últimas décadas del siglo XX, especialmente en ejes traseros de
vehículos con tracción delantera, las suspensiones independientes de tipo
McPherson modificadas empezaron a plantearse como alternativa en la parte
trasera, tras el éxito del sistema McPherson-Camuffo en el Lancia Beta y Gamma.
A pesar de ello, con la llegada del siglo XX la suspensión multibrazo se hizo
predominante también en el eje trasero entre los automóviles de tracción
delantera.
La popularidad y precisión del sistema multibrazo
Con la llegada de los avances en simulación, los ingenieros
fueron poco a poco modelando distintos diseños de suspensión que posibilitasen
controlar de forma efectiva la convergencia y la caída de la rueda, sin
necesidad de recurrir a diseños basados en experiencias empíricas como se había
estado haciendo históricamente. Así, Mercedes con su prototipo experimental
C111 empezó a gestar una suspensión trasera de 5 brazos capaz de controlar en
todo momento el guiado, convergencia y caída de la rueda.
El diseño contaba con una mangueta articulada y un diseño
concreto de las uniones de esta a la carrocería a través de los brazos. Gracias
a su efectividad en el prototipo mencionado, la marca de la estrella decidió
sacarla al mercado con el Mercedes W201 en 1982, siendo de esta forma el primer
automóvil en equipar este tipo de suspensión en el tren trasero. A su vez con
la presentación del Nissan Primera P-10 en 1990 empezó a
implementarse también en los ejes delanteros.
Tras estos modelos, ambas marcas siguieron utilizando esta tipología de suspensión prescindiendo de sistemas como la doble horquilla y el eje oscilante diagonal. Poco a poco el avance en los programas de simulación fue permitiendo a su vez que el resto de las marcas se sumasen a la nueva tendencia, dada la gran efectividad con la que se consigue controlar los ángulos de la rueda, llevando a este tipo de suspensión a prácticamente monopolizar todo el mercado desde la llegada del siglo XXI.
Como se ha podido ver a lo largo de este recorrido sobre la evolución del automóvil desde sus inicios hasta la actualidad, la variedad de diseños de suspensión y la evolución de la amortiguación han sido muy extensos y diversos a lo largo de todo el siglo XX. Por este motivo, se han escogido algunos diseños que consiguieron de forma más efectiva sus objetivos, dejando a muchas alternativas sin analizar a pesar de su ingenio, como la suspensión independiente de Jaguar. Aun así, con la llegada del siglo XXI parece que la tendencia es hacia el monopolio del sistema multibrazo, llevando al automóvil una vez más hacia un mercado de competencia monopolística. Al fin y al cabo, cada vez los productos en el sector son más similares entre ellos, parece que los tiempos en los que era importante ser diferente han acabado…
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