Barra Panhard diagonal atornillada a un eje de viga de perfil rectangular negro en un monovolumen Mazda 2002 con tracción delantera . Este es un ejemplo de un "eje muerto". Un "eje vivo" no solo conecta dos ruedas, sino que también las impulsa.
Un eje de viga , eje rígido o eje sólido es un diseño de suspensión dependiente en el que un conjunto de ruedas está conectado lateralmente por una sola viga o eje. Los ejes de viga alguna vez se usaron comúnmente en las ruedas traseras de un vehículo, pero históricamente, también se han usado como ejes delanteros en vehículos con tracción en las cuatro ruedas. En la mayoría de los automóviles, los ejes de viga han sido reemplazados por suspensiones delanteras (IFS) y traseras independientes (IRS).
Implementación
Características de la suspensión del eje sólido : cambio de inclinación en los baches, ninguno en el rebote, gran peso no suspendido
Con un eje de viga, el ángulo de inclinación entre las ruedas es el mismo independientemente de su ubicación en el recorrido de la suspensión.
Un eje rígido en un Jeep. Esta es la suspensión delantera, que utiliza resortes helicoidales.
Un eje vivo es un tipo de eje de viga en el que el eje (o, comúnmente, ejes conectados para moverse como una sola unidad) también transmite potencia a las ruedas; un eje de viga que no transmite potencia también se denomina a veces eje muerto . Si bien se utiliza normalmente en vehículos con tracción Hotchkiss , este sistema de suspensión también se puede utilizar con otros tipos de transmisión de potencia.
Ventajas
Un eje de viga generalmente tiene un diseño simple, es resistente y su fabricación es económica.
Solo se necesita una junta universal o junta de velocidad constante (CV) en cada rueda direccional y motriz y no se necesita ninguna en las ruedas no direccionales; esto reduce los requisitos de mantenimiento y los costos de fabricación en comparación con las suspensiones independientes, que normalmente requieren dos juntas de este tipo en cada rueda motriz.
Las CV están ubicadas en recintos metálicos unidos a las carcasas de los ejes; no hay botas de goma para CV que puedan cortarse o perforarse durante la conducción todoterreno .
Un eje de viga ahorra espacio, lo que constituye una ventaja importante para aplicaciones todoterreno, ya que proporciona una mejor articulación del vehículo y durabilidad en un entorno de alta carga.
A medida que la carrocería del vehículo se inclina en curvas cerradas, la inclinación constante proporciona un manejo predecible , al menos en superficies lisas.
Las características de tracción, frenado y desgaste de los neumáticos no cambian a medida que se comprime la suspensión. Estos son grandes beneficios en un vehículo que transporta cargas pesadas y, junto con la resistencia característica del eje de viga, esto ha dado como resultado que los ejes de viga delanteros y traseros sean casi universales en autobuses y camiones pesados . La mayoría de las camionetas pickup ligeras y medianas , SUV y furgonetas también usan un eje de viga, al menos en la parte trasera.
Un eje de viga es más fácil y menos costoso de modificar que otros ejes. Esto se debe a que tiene menos piezas, menos complejidad mecánica y más espacio vacío entre los componentes de la suspensión, los ejes y el bastidor o la carrocería del vehículo. Esto hace que sea más fácil trabajar con él al realizar modificaciones, como agregar kits de elevación para aumentar la distancia al suelo o al eje, o instalar neumáticos de mayor diámetro para aumentar la distancia al suelo o al eje. [1]
Desventajas
Un eje de viga no permite que cada rueda se mueva independientemente en respuesta a superficies irregulares, y el manejo suele ser peor que el de los diseños de suspensión más sofisticados.
En las curvas, la rueda exterior a menudo está sujeta a ángulos de inclinación adversos cuando la rueda interior golpea un bache, lo que puede reducir repentinamente el agarre en las curvas y desestabilizar el vehículo.
Si una rueda de un eje de viga se resbala en una pendiente pronunciada o es golpeada hacia un lado por una piedra a alta velocidad, la otra rueda también la seguirá debido a la conexión física de las dos ruedas en un eje. Si esto sucede en el eje delantero, todo el vehículo puede saltar repentinamente hacia ese lado. Si el amortiguador de dirección es inadecuado, el conductor puede sufrir dislocaciones en los dedos o en el hombro debido a la repentina retroalimentación del volante. [2]
El ángulo de inclinación no puede cambiar durante el balanceo de la carrocería. Además, el centro de balanceo se mueve en reacción a las irregularidades de la carretera.
La convergencia generalmente se fija en cero en un eje vivo, y el control dinámico de la convergencia es difícil de implementar.
La necesidad de dispositivos de ubicación lateral, como una barra Panhard o un varillaje de Watt, agrega más peso no suspendido y contrarresta parcialmente las ventajas del eje de viga en términos de simplicidad, eficiencia de espacio y costo.
En un vehículo con tracción Hotchkiss convencional , todo el eje puede torcerse en sus soportes como reacción a las cargas de torsión; durante una aceleración fuerte, esto puede reducir la tracción y provocar saltos de las ruedas o cambios repentinos y adversos de la convergencia.
La voluminosa carcasa del diferencial de un eje rígido Hotchkiss reduce la distancia al suelo, lo que dificulta la capacidad del vehículo para vadear barro profundo, superar obstáculos y transitar por caminos con muchos baches.
La caja del diferencial solo se puede elevar utilizando ruedas y neumáticos más grandes, generalmente con una penalización en el peso no suspendido, la efectividad del frenado y los costos de adquisición; además, pueden ser necesarias modificaciones en el vehículo para lograr un espacio libre adecuado para el guardabarros o el bastidor .
La suspensión del eje delantero es inusualmente sensible a cualquier falta de concentricidad en el conjunto del cubo y la rueda, lo que puede causar una oscilación de lado a lado ("shimmy") de la dirección a ciertas velocidades (normalmente 60-80 km/h; 40-50 mph), comúnmente conocida como "bamboleo mortal" dentro de la comunidad 4x4. [3] Esto se soluciona en algunos vehículos con amortiguadores de dirección, aunque la extracción y la reinstalación cuidadosa de las ruedas delanteras a menudo resuelve el problema.
Armadura del eje
Una armadura de eje es típicamente una placa de acero de seis milímetros de espesor doblada en una viga con forma de "Π" y soldada con el lado abierto hacia la parte superior del diferencial o la carcasa del eje. Refuerza un eje sólido para que no se doble ni se rompa cuando se excede la capacidad de carga del eje. [4] Un eje más grande/más grueso es más fuerte, pero también conlleva un mayor costo, peso no suspendido y más problemas de compatibilidad (transmisión, suspensión, geometrías de dirección, ubicaciones de montaje de la carrocería, holgura) en vehículos más pequeños. [5]
Eje electrónico
El eje eléctrico o E-axle es un eje sólido con motores eléctricos unidos al diferencial, en cualquiera de sus extremos o en otro lugar. Los inversores, la electrónica de potencia , las cajas de cambios, las cajas de transferencia (incluidas las de bajo régimen) y las transmisiones también pueden estar unidas a los motores y/o al eje. Todos los componentes se mueven con el eje como peso no suspendido. [6] [7] [8] [9]
Ejemplos
Vehículos de producción modernos con eje delantero macizo
