La masa no suspendida (coloquialmente peso no suspendido ) de un vehículo es la masa de la suspensión , las ruedas o las orugas (según corresponda) y otros componentes conectados directamente a ellas. Esto contrasta con la masa suspendida (o peso) soportada por la suspensión, que incluye la carrocería y otros componentes dentro o unidos a ella. Los componentes de la masa no suspendida incluyen los ejes de las ruedas , los cojinetes de las ruedas , los cubos de las ruedas, los neumáticos y una parte del peso de los ejes de transmisión , los resortes , los amortiguadores y los enlaces de la suspensión. Los frenos que están montados en el interior (es decir, como en el eje de transmisión, y no como parte de la rueda o su cubo) son parte de la masa suspendida de un vehículo.
La masa no suspendida de una combinación típica de rueda y neumático representa un equilibrio entre la capacidad de absorción de baches y de adaptación a la carretera y el aislamiento de las vibraciones. Los baches y las imperfecciones de la superficie de la carretera provocan la compresión del neumático, lo que induce una fuerza sobre la masa no suspendida. La masa no suspendida reacciona a esta fuerza con su propio movimiento. La amplitud del movimiento para baches de pequeña duración y amplitud es inversamente proporcional al peso. Una rueda más ligera que rebote fácilmente ante los baches de la carretera tendrá más agarre y un agarre más constante al adaptarse a una carretera imperfecta. Por este motivo, se buscan ruedas más ligeras especialmente para aplicaciones de alto rendimiento. Sin embargo, la rueda más ligera absorberá menos vibraciones. Las irregularidades de la superficie de la carretera se transferirán a la cabina a través de la suspensión y, por lo tanto, la calidad de conducción y el ruido de la carretera serán peores. Para los baches de mayor duración que siguen las ruedas, una mayor masa no suspendida hace que las ruedas absorban más energía y empeora la conducción.
Los neumáticos neumáticos o elásticos ayudan a restaurar algo de elasticidad a la masa (que de otro modo) no estaría suspendida, pero la amortiguación posible gracias a la flexibilidad de los neumáticos está limitada por consideraciones de ahorro de combustible y sobrecalentamiento. Los amortiguadores, si los hay, también amortiguan el movimiento del resorte y deben ser menos rígidos de lo que amortiguarían óptimamente el rebote de la rueda. Por lo tanto, las ruedas siguen vibrando después de cada golpe antes de detenerse. En caminos de tierra y en algunos caminos con pavimento blando, el movimiento inducido genera pequeños baches, conocidos como ondulaciones, tablas de lavar o "corduroy" porque se parecen a versiones más pequeñas de los baches de los caminos hechos de troncos. Estos causan un rebote sostenido de la rueda en los ejes posteriores, agrandando los baches.
Una masa no suspendida elevada también agrava los problemas de control de las ruedas en caso de una aceleración o frenado brusco. Si el vehículo no tiene una ubicación adecuada de las ruedas en el plano vertical (como un automóvil con tracción trasera con tracción Hotchkiss , un eje rígido sostenido por ballestas simples ), las fuerzas verticales ejercidas por la aceleración o el frenado brusco combinadas con una masa no suspendida elevada pueden provocar un rebote grave de las ruedas, lo que compromete la tracción y el control de la dirección.
Un efecto beneficioso de la masa no suspendida es que las irregularidades de la carretera que se producen con mucha frecuencia, como la grava de una superficie de asfalto o de hormigón, quedan más aisladas de la carrocería, ya que los neumáticos y los muelles actúan como etapas de filtrado independientes , y la masa no suspendida tiende a desacoplarlos. Asimismo, el aislamiento acústico y de las vibraciones se mejora (a expensas del manejo) en los automóviles de serie mediante el uso de casquillos de goma entre el bastidor y la suspensión, mediante la flexibilidad del bastidor o de la carrocería y mediante la flexibilidad de los asientos.
La masa no suspendida es un factor a tener en cuenta en el diseño de la suspensión de un vehículo y en los materiales elegidos para sus componentes. Las suspensiones con ejes de viga , en las que las ruedas de lados opuestos están conectadas como una unidad rígida, generalmente tienen una masa no suspendida mayor que los sistemas de suspensión independientes , en los que las ruedas están suspendidas y se les permite moverse por separado. Los componentes pesados, como el diferencial, pueden formar parte de la masa suspendida conectándolos directamente a la carrocería (como en una suspensión trasera con tubo de Dion ). Los materiales livianos, como el aluminio , el plástico , la fibra de carbono y/o los componentes huecos pueden proporcionar mayores reducciones de peso a expensas de un mayor costo y/o fragilidad.
El término "masa no suspendida" fue acuñado por el matemático Albert Healey, de la empresa de neumáticos Dunlop . En noviembre de 1924, presentó una de las primeras conferencias en las que se adoptó un enfoque analítico rígido para el diseño de suspensiones, "El neumático como parte del sistema de suspensión", en la Institution of Automobile Engineers . [1] Esta conferencia se publicó como un artículo de 100 páginas. [2]
Los frenos internos pueden reducir significativamente la masa no suspendida, pero imponen más carga sobre los semiejes y las juntas universales (de velocidad constante) , y requieren un espacio que puede no ser fácil de acomodar. Si se ubican junto a un diferencial o transeje, el calor residual de los frenos puede sobrecalentar el diferencial o viceversa, particularmente en usos intensivos, como en carreras. También hacen que las características de suspensión antihundimiento sean más difíciles de lograr porque el momento creado por el frenado no actúa sobre los brazos de suspensión.
El puntal Chapman utilizaba los ejes de transmisión como brazos de suspensión, por lo que solo requería el peso de un componente en lugar de dos. La suspensión trasera independiente (IRS) de Jaguar también redujo la masa no suspendida al reemplazar los brazos de horquilla superiores de la suspensión por los ejes de transmisión, además de montar los frenos en el interior en algunas versiones.
Las motocicletas tipo scooter utilizan un sistema integrado de motor, caja de cambios y transmisión final que pivota como parte de la suspensión trasera y, por lo tanto, no tiene suspensión en parte. Esta disposición está relacionada con el uso de ruedas bastante pequeñas, lo que afecta aún más su mala reputación en cuanto a agarre en carretera. [ cita requerida ]
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