Una suspensión de doble horquilla es un diseño de suspensión independiente para automóviles que utiliza dos brazos en forma de horquilla (ocasionalmente paralelos) para ubicar la rueda. Cada horquilla o brazo tiene dos puntos de montaje en el chasis y una articulación en la articulación. 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 tales como ángulo de inclinación , ángulo de avance , patrón de convergencia , altura del centro de balanceo , radio de fricción , desgaste ( abrasión mecánica ) y más.
La suspensión de doble horquilla también puede denominarse " brazos en A dobles ", aunque los brazos en sí pueden tener forma de A o de L. También se puede utilizar una sola horquilla o brazo en A en otros tipos de suspensión, como variaciones del puntal MacPherson . El brazo superior suele ser más corto para inducir una curvatura negativa a medida que la suspensión salta (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 produce una ganancia de inclinación positiva en la rueda interior ligeramente cargada, mientras que la rueda exterior muy cargada gana una inclinación negativa.
Entre el extremo exterior de los brazos hay un nudillo. El muñón contiene un perno rey para el movimiento radial horizontal en diseños más antiguos y casquillos de goma o muñón para el movimiento vertical con bisagras. En diseños más nuevos, una rótula en cada extremo permite todo movimiento. Unido al muñón en su centro hay un cubo de rodamiento o, en muchos diseños más antiguos, un eje en el que se montan los rodamientos de la rueda.
Para resistir cargas longitudinales como la aceleración y el frenado , los brazos requieren dos casquillos o rótulas en el cuerpo.
En el extremo de la articulación se suelen utilizar rótulas simples, en cuyo caso las cargas de dirección deben absorberse mediante un brazo de dirección y las horquillas tienen forma de A o L. Generalmente se prefiere un brazo en forma de L en los vehículos de pasajeros porque permite lograr un mejor compromiso entre manejo y comodidad. El casquillo alineado con la rueda se puede mantener relativamente rígido para manejar eficazmente 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 longitudinal. Para una suspensión trasera, se pueden usar un par de articulaciones en ambos extremos del brazo, haciéndolos más en forma de H en vista en planta. Alternativamente, un eje de transmisión de longitud fija puede realizar la función de una horquilla siempre que la forma de la otra horquilla proporcione control del montante. Este arreglo se ha utilizado con éxito en el IRS de Jaguar . En vista en alzado , 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 casquillos 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 anti-hundimiento y anti-hundimiento.
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 resorte interno y al amortiguador. Esto se conoce entonces como "varilla de empuje" si el recorrido del tope "empuja" la varilla (y posteriormente la varilla debe unirse a la parte inferior del montante y colocarse en ángulo hacia arriba). A medida que la rueda sube, la varilla de empuje comprime el resorte interno mediante un pivote o sistema pivotante. La disposición opuesta, una "varilla de tracción", tirará de la varilla durante el recorrido del golpe, y la varilla debe fijarse a la parte superior del montante, en ángulo hacia abajo. Ubicar el resorte y el amortiguador hacia el interior aumenta la masa total de la suspensión, pero reduce la masa no suspendida y también permite al diseñador hacer la suspensión más aerodinámica.
Una suspensión de brazos cortos y largos ( SLA ) también se conoce como suspensión de doble horquilla de longitud desigual. La parte superior del brazo suele ser un brazo en A y es más corto que el eslabón 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 multibrazo o de doble rótula .
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 zona de contacto cuadrada con el suelo, aumentando la capacidad máxima del vehículo en las curvas. También reduce el desgaste en el borde exterior del neumático.
Los SLA se pueden clasificar como de eje corto, en el que la rótula superior del eje está dentro de la rueda, o de eje largo, en el que el eje se mete alrededor del neumático y la rótula superior se asienta sobre el neumático.
Los SLA de eje corto tienden a requerir casquillos más rígidos en la carrocería, ya que las fuerzas de frenado y curvas son mayores. Además, tienden a tener una geometría de pivote de dirección más pobre, debido a la dificultad de empaquetar la rótula superior y los frenos dentro de la rueda.
Los SLA de eje largo tienden a tener una mejor geometría de pivote central, pero la proximidad del eje al neumático restringe la instalación de neumáticos o cadenas para nieve de gran tamaño. La ubicación de la rótula superior puede tener implicaciones de estilo en el diseño de la chapa metálica que se encuentra encima.
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 utilizarlo en sus modelos Rosalie y Traction Avant de 1934 . Packard Motor Car Company de Detroit, Michigan , lo utilizó en el Packard One-Twenty de 1935 y lo anunció como elemento de seguridad. En aquella época el puntal MacPherson todavía estaba en el ámbito de la tecnología aeronáutica y se derivaba de los mecanismos de aterrizaje de los aviones. Más tarde, en 1951, la compañía Ford decidió utilizar el puntal MacPherson en coches de producción pequeña, los ingleses Ford Consul y Ford Zephyr.[2] Por lo tanto, la 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 las horquillas 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 del automóvil [ cita requerida ] . Ejemplos de automóviles con suspensión de doble horquilla incluyen el Aston Martin DB7 , el Mazda MX-5 y la tercera a octava generación del Honda Accord . La suspensión de brazos cortos y largos, un tipo de suspensión de doble horquilla, es muy común en las suspensiones delanteras de coches de tamaño mediano a grande 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 del movimiento de 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 en una ganancia de caída positiva en cantidades de rebote altas. [ cita necesaria ]
Las suspensiones de doble horquilla son más complejas, imponen restricciones de embalaje más difíciles y, por lo tanto, suelen ser más caras que otros sistemas como un puntal MacPherson . Debido al mayor número de componentes dentro de la configuración de la suspensión, el mantenimiento lleva mucho más tiempo y es más pesado que un diseño MacPherson equivalente. En el otro extremo de la escala, ofrece menos opciones de diseño que el sistema de suspensión multibrazo, más costoso y complejo . [ cita necesaria ]