Una suspensión de doble horquilla es un diseño de suspensión independiente para automóviles que utiliza dos brazos en forma de horquilla (a veces paralelos) para ubicar la rueda. Cada horquilla o brazo tiene dos puntos de montaje en el chasis y una articulación en el muñón. El amortiguador y el resorte helicoidal se montan en las horquillas para controlar el movimiento vertical. Los diseños de doble horquilla permiten al ingeniero controlar cuidadosamente el movimiento de la rueda durante todo el recorrido de la suspensión, controlando parámetros como el ángulo de inclinación , el ángulo de avance , el patrón de convergencia , la altura del centro de balanceo , el radio de fricción , el desgaste ( abrasión mecánica ) y más.
La suspensión de doble horquilla también se puede denominar " brazos A dobles ", aunque los brazos en sí pueden tener forma de A o de L. Una sola horquilla o brazo A también se puede utilizar en varios otros tipos de suspensión, como variaciones del puntal MacPherson . El brazo superior suele ser más corto para inducir una inclinación negativa a medida que la suspensión se sacude (se eleva), y a menudo esta disposición se denomina suspensión "SLA" o de "brazos cortos y largos". Cuando el vehículo está en una curva, el balanceo de la carrocería da como resultado una ganancia de inclinación positiva en la rueda interior ligeramente cargada, mientras que la rueda exterior muy cargada gana una inclinación negativa.
Entre los extremos exteriores de los brazos hay un muñón. El muñón contiene un pivote central para el movimiento radial horizontal en los diseños más antiguos y bujes de goma o de muñón para el movimiento articulado vertical. En los diseños más nuevos, una rótula en cada extremo permite todo el movimiento. Unido al muñón en su centro hay un cubo de cojinetes o, en muchos diseños más antiguos, un husillo en el que se montan los cojinetes de la rueda.
Para resistir cargas longitudinales como la aceleración y el frenado , los brazos requieren dos bujes o rótulas en la carrocería.
En el extremo del muñón, se utilizan típicamente rótulas simples, en cuyo caso las cargas de la dirección deben ser tomadas a través de un brazo de dirección, y los brazos oscilantes tienen forma de A o L. Un brazo en forma de L generalmente se prefiere en los vehículos de pasajeros porque permite un mejor equilibrio de manejo y comodidad para ajustar. El buje en línea con la rueda se puede mantener relativamente rígido para manejar de manera efectiva las cargas en las curvas, mientras que la junta fuera de línea puede ser más suave para permitir que la rueda se hunda bajo cargas de impacto de adelante hacia atrás. Para una suspensión trasera, se pueden usar un par de juntas en ambos extremos del brazo, lo que los hace más en forma de H en la vista en planta. Alternativamente, un eje de transmisión de longitud fija puede realizar la función de un brazo oscilante siempre que la forma del otro brazo oscilante proporcione control del montante. Esta disposición se ha utilizado con éxito en el Jaguar IRS . En la vista de elevación , la suspensión es un enlace de 4 barras, y es fácil calcular la ganancia de inclinación (ver ángulo de inclinación ) y otros parámetros para un conjunto determinado de ubicaciones de bujes o rótulas. Los distintos bujes o rótulas no tienen por qué estar en ejes horizontales, paralelos a la línea central del vehículo. Si se colocan en ángulo, se puede ajustar la geometría antihundimiento y antihundimiento.
En muchos coches de carreras, los muelles y amortiguadores se reubican dentro de la carrocería. La suspensión utiliza una palanca acodada para transferir las fuerzas en el extremo del muñón de la suspensión al muelle y amortiguador internos. Esto se conoce como "barra de empuje" si el recorrido del bache "empuja" la barra (y, posteriormente, la barra debe unirse a la parte inferior del montante y en ángulo hacia arriba). A medida que la rueda se eleva, la barra de empuje comprime el muelle interno a través de un pivote o sistema de pivote. La disposición opuesta, una "barra de tracción", tirará de la barra durante el recorrido del bache, y la barra debe estar unida a la parte superior del montante, en ángulo hacia abajo. Ubicar el muelle y el amortiguador en el interior aumenta la masa total de la suspensión, pero reduce la masa no suspendida y también permite al diseñador hacer que la suspensión sea más aerodinámica.
Una suspensión de brazos largos cortos ( SLA ) también se conoce como suspensión de doble horquilla de longitud desigual. El brazo superior es típicamente un brazo en A y es más corto que el brazo inferior, que es un brazo en A o un brazo en L, o a veces un par de brazos de tensión/compresión. En este último caso, la suspensión puede denominarse suspensión de múltiples enlaces o de rótula doble .
El mecanismo de articulación de cuatro barras formado por las longitudes desiguales de los brazos provoca un cambio en la inclinación del vehículo a medida que rueda, lo que ayuda a mantener la superficie de contacto perpendicular al suelo, lo que aumenta la capacidad máxima del vehículo para tomar curvas. También reduce el desgaste del borde exterior del neumático.
Los SLA se pueden clasificar como de husillo corto, en el que la rótula superior del husillo está dentro de la rueda, o de husillo largo, en el que el husillo se coloca alrededor del neumático y la rótula superior se ubica encima del neumático.
Los SLA de eje corto tienden a requerir bujes más rígidos en la carrocería, ya que las fuerzas de frenado y de viraje son mayores. Además, tienden a tener una geometría de pivote más pobre, debido a la dificultad de colocar la rótula superior y los frenos dentro de la rueda.
Los SLA de eje largo tienden a tener una mejor geometría del pivote central, pero la proximidad del eje al neumático restringe la instalación de neumáticos de gran tamaño o cadenas para nieve. La ubicación de la rótula superior puede tener implicaciones de estilo en el diseño de la chapa metálica que se encuentra sobre ella.
Los SLA requieren cierto cuidado al configurar su característica de dirección de impacto , ya que es fácil terminar con curvas de dirección de impacto excesivas o curvas.
La suspensión de doble horquilla se introdujo en la década de 1930. El fabricante de automóviles francés Citroën comenzó a utilizarla en sus modelos Rosalie y Traction Avant de 1934. Packard Motor Car Company de Detroit, Michigan , la utilizó en el Packard One-Twenty a partir de 1935,[1] y la promocionó como una característica de seguridad. Durante ese tiempo, el puntal MacPherson todavía estaba en el área de la tecnología de la aviación y se derivó de los mecanismos de aterrizaje de aeronaves. Más tarde, en 1951, Ford Company decidió utilizar el puntal MacPherson en pequeños automóviles de producción, el Ford Consul inglés y el Ford Zephyr.[2] Por lo tanto, el doble horquilla se aplicó temprano en la historia del automóvil y no existe una relación genética entre el puntal MacPherson y la suspensión de doble horquilla.
Tradicionalmente, se ha considerado que los brazos oscilantes dobles tienen características dinámicas superiores, así como capacidades de manejo de carga, y por lo tanto se encuentran comúnmente en autos deportivos y de carreras a lo largo de la historia automotriz [ cita requerida ] . Ejemplos de autos con suspensión de brazos oscilantes dobles incluyen el Aston Martin DB7 , el Mazda MX-5 y la tercera a la octava generación del Honda Accord . La suspensión de brazos largos cortos, un tipo de suspensión de brazos oscilantes dobles, es muy común en las suspensiones delanteras de autos medianos a grandes como el Peugeot 407 , el Citroën C5 y las dos primeras generaciones del Mazda6/Atenza .
La suspensión de doble horquilla ofrece al ingeniero más opciones de diseño que otros tipos. Es bastante fácil calcular el efecto de mover cada articulación, por lo que la cinemática de la suspensión se puede ajustar fácilmente y se puede optimizar el movimiento de las ruedas. También es fácil calcular las cargas a las que estarán sometidas las diferentes piezas, lo que permite diseñar piezas ligeras más optimizadas. También proporcionan una ganancia de caída negativa creciente hasta el recorrido de rebote completo, a diferencia del puntal MacPherson , que proporciona una ganancia de caída negativa solo al comienzo del recorrido de rebote y luego se invierte a una ganancia de caída positiva en grandes cantidades de rebote. [ cita requerida ]
Las suspensiones de doble horquilla son más complejas, imponen restricciones de empaquetado más difíciles y, por lo tanto, suelen ser más caras que otros sistemas como un puntal MacPherson . Debido a la mayor cantidad de componentes dentro de la configuración de la suspensión, lleva mucho más tiempo realizar el mantenimiento y es más pesada que un diseño MacPherson equivalente. En el otro extremo de la escala, ofrece menos opciones de diseño que el sistema de suspensión de múltiples enlaces, más costoso y complejo . [ cita requerida ]