Un eje oscilante es un tipo simple de suspensión independiente diseñada y patentada por Edmund Rumpler en 1903 para el eje trasero de los vehículos con tracción trasera. Esta fue una invención revolucionaria en la suspensión automotriz, que permitía que las ruedas motrices (potenciadas) siguieran superficies irregulares de la carretera de forma independiente, lo que permitía que las ruedas del vehículo mantuvieran un mejor contacto y agarre en la carretera; además, el peso no suspendido reducido de cada rueda significa que sus movimientos tienen un menor impacto en el vehículo en su conjunto. La primera aplicación automotriz fue el Rumpler Tropfenwagen , otro ejemplo temprano fue el Tatra 11 de 1923 , seguido más tarde por el Mercedes 130H/150H/170H , el Standard Superior , el Volkswagen Beetle anterior al rediseño y la mayoría de sus derivados, el Chevrolet Corvair y el jeep M151 propenso a volcar, entre otros.
Muchos ejes traseros oscilantes de automóviles posteriores tienen juntas universales que conectan los ejes de transmisión al diferencial , que está unido al chasis . Los ejes oscilantes no tienen juntas universales en las ruedas: las ruedas siempre están perpendiculares a los ejes de transmisión; por lo tanto, el diseño no es adecuado para las ruedas delanteras de un automóvil, que requieren movimiento de dirección. Sin embargo, una variante simplificada, en la que el diferencial permanecía fijado a uno de los semiejes, se ofreció opcionalmente en el eje delantero del Jeep Wagoneer de 1963 , cuando se introdujo en el mercado.
Las suspensiones de eje oscilante a menudo utilizaban ballestas y amortiguadores , aunque las aplicaciones posteriores de Mercedes-Benz usaban resortes helicoidales y el eje oscilante del VW Beetle tenía resortes de barra de torsión.
Un problema inherente al concepto de eje oscilante es que, casi inevitablemente, da como resultado un centro de balanceo muy alto, lo que provoca efectos perjudiciales de elevación y cambios de inclinación cuando se aplican fuerzas en las curvas y en los giros laterales. Su geometría simple limita en gran medida la libertad de diseño.
Los ejes oscilantes también se pueden utilizar como una solución de suspensión independiente duradera y de bajo costo para ejes delanteros o traseros no accionados; el Tatra 17, que tenía ejes oscilantes delanteros y traseros, es un ejemplo temprano. También se utilizó en los primeros aviones (1910 o antes), como el Sopwith y el Fokker , generalmente con bungee de goma y sin amortiguación.
La suspensión de eje oscilante tiene dos ventajas sobre el eje rígido típico :
Existen varias opciones de ingeniería que pueden limitar los problemas de manejo del eje oscilante, con distintos grados de éxito:
Ralph Nader, en su libro Unsafe at Any Speed (Unseguro a cualquier velocidad) de 1965 , detalló los accidentes y demandas judiciales relacionados con las deficiencias en el diseño de eje oscilante de los modelos 1960-1963 de la primera generación del Chevrolet Corvair . Nader identificó a un ingeniero de Chevrolet que había luchado contra la gerencia después de que esta eliminara una barra estabilizadora delantera por razones de costo. Los modelos de 1964 estaban equipados con una barra estabilizadora delantera como equipo estándar, además de una ballesta transversal trasera, mejorando así la estabilidad durante las maniobras de emergencia. Los Corvair de segunda generación (1965-1969) usaban un verdadero sistema de suspensión trasera independiente (IRS).
Los diseñadores del Hillman Imp aprendieron de los problemas con el Corvair, ya que habían chocado [4] uno a una velocidad relativamente baja, y diseñaron su coche con motor trasero con una suspensión de brazo semirremolque en la parte trasera. Para lograr un correcto equilibrio de manejo, utilizaron una geometría de eje oscilante en la parte delantera, con los pivotes de dirección montados en los extremos exteriores de horquillas oscilantes simples. Esto provocó demasiado subviraje y un desgaste desigual de los neumáticos, y se realizaron modificaciones para reducir la inclinación positiva de las ruedas delanteras bajando los puntos de pivote del eje oscilante. [5] También había kits de posventa disponibles para hacer esto, y una alternativa económica era insertar una cuña cónica para cambiar la inclinación del soporte del pivote central en relación con la horquilla.
A finales de los años 60, los ejes oscilantes fueron sustituidos por los ejes tubulares De Dion , aunque los ejes rígidos siguieron siendo los más comunes. En los últimos años, la mayoría de las suspensiones traseras han sido sustituidas por suspensiones independientes más modernas , y tanto los ejes oscilantes como los De Dion prácticamente no se utilizan en la actualidad.
Una excepción es el fabricante de camiones checo Tatra , que lleva utilizando ejes oscilantes sobre un tubo central desde 1923 (modelo Tatra 11 ) en lugar de los ejes macizos más habituales. Se afirma que este sistema proporciona una mayor rigidez y un mejor rendimiento en carreteras de mala calidad y fuera de carretera. En este caso, la inherente menor estabilidad en carretera se compensa con una mayor estabilidad en terrenos accidentados, lo que permite alcanzar velocidades todoterreno más altas, en igualdad de condiciones. Esto se manifiesta especialmente en vehículos largos de 6 ruedas o más, en los que la torsión del chasis todoterreno puede ser un problema importante.
Otro uso del concepto de eje oscilante es la suspensión delantera "Twin I-Beam" de Ford para camiones. Este sistema tiene ejes sólidos y puede transmitir potencia en versiones con tracción en las cuatro ruedas, donde se denomina "Twin Traction Beam". Es un sistema de suspensión independiente, ya que cada neumático sube y baja sin afectar la posición del otro. Aunque cada neumático todavía se mueve en un arco como en una suspensión de eje oscilante estándar, los brazos de control inferiores se alargan de manera efectiva al unir el punto de pivote del eje a la parte inferior del riel del bastidor opuesto (es decir, el brazo de control inferior izquierdo pivota sobre el riel del bastidor derecho y viceversa). El punto de pivote más bajo y la mayor longitud del brazo reducen el cambio en la inclinación y el efecto es mucho menos peligroso que los ejes oscilantes eléctricos para las ruedas traseras mencionadas anteriormente, donde el punto de pivote está aproximadamente en el mismo lado del riel del bastidor. [6] La suspensión Twin I-Beam incluye un enlace de brazo radial adicional en cada lado para controlar el avance. [7]
Aunque el cambio de inclinación se reduce con la suspensión Twin I-Beam, el sistema de suspensión de brazo A restringe la rueda a un movimiento de paralelogramo, minimizando aún más los cambios de inclinación a lo largo del recorrido de la suspensión.
Los autos de carreras deportivos Lotus Eleven Serie 1 de 1956 usaban una suspensión delantera de eje oscilante, derivada del sedán Ford E93. [8]
