La unidad de suspensión trasera independiente (IRS) de Jaguar ha sido un componente común de varios automóviles de producción de Jaguar desde 1961, pasando por dos cambios importantes de configuración hasta 2006 y utilizada por última vez en el Jaguar XK8 y el Aston Martin DB7 . Este artículo se concentra en el Jaguar IRS de primera generación, que estableció firmemente la reputación de la marca por su sofisticación de suspensión, combinando una conducción suave con un excelente agarre en carretera y bajos niveles de ruido, vibración y aspereza (NVH). Las dos generaciones se superponen en el tiempo debido a que se utilizaron tanto en modelos deportivos como de tamaño completo que se actualizaron en diferentes momentos.
Cuando se introdujo por primera vez, era relativamente raro que los automóviles británicos tuvieran ruedas traseras con resortes independientes, [1] la mayoría de los automóviles de producción de la época usaban ejes traseros activos . Los sistemas de suspensión independientes ofrecen la ventaja de una menor masa no suspendida para mejorar el agarre a la carretera y, cuando se diseñan correctamente, la capacidad de mantener las ruedas perpendiculares a la superficie de la carretera durante las curvas y en respuesta a superficies irregulares, mejorando aún más el agarre a la carretera. La reducción en la transferencia de ondulaciones verticales en la superficie de la carretera a la carrocería del vehículo también proporciona una conducción más suave.
El desarrollo del primer sistema IRS de Jaguar tardó cinco años. [1] Una berlina Mark 2 equipada con un prototipo IRS demostró una reducción en el peso no suspendido de 190 lb (86 kg) en comparación con un eje vivo. [2] Sus primeras aplicaciones de producción fueron en el automóvil deportivo E-Type desde su lanzamiento en 1961, y a finales de 1961 se presentó la berlina Jaguar Mark X, de primer nivel . [3] El conjunto se fabricó en tres tamaños diferentes con diferentes anchos de vía para adaptarse a diferentes modelos. El Jaguar IRS de primera generación continuó actualizándose y utilizándose hasta que terminó la producción del XJS en 1996, aunque Aston Martin siguió utilizando un derivado del IRS en el DB7 hasta 2004.
El IRS está integrado en una unidad de bastidor auxiliar similar a una viga transversal de acero , que permite retirarlo con relativa facilidad del vehículo como un conjunto completo. Esta característica lo ha hecho adecuado para su adaptación como componente no estándar en otros vehículos, como los de los fabricantes de autos en kit y los fabricantes de autos especiales de bajo volumen.
[4] El conjunto completo de la suspensión trasera se transporta en un soporte de viga transversal de acero (que se muestra en forma fantasma en el diagrama siguiente), que está sujeto a la carrocería del vehículo mediante cuatro bloques en V de goma y que también lleva el diferencial (azul) y los frenos internos (rojo). ). Las ruedas traseras están situadas transversalmente entre los brazos superiores y los portaruedas (verde) y los brazos inferiores (cian). El eslabón superior es el semieje motriz con una junta universal en cada extremo. El enlace inferior pivota adyacente a la carcasa del diferencial en su extremo interior y donde se encuentra con el soporte de la rueda en la fundición del cubo de la rueda (violeta) en su extremo exterior. Los cojinetes de pivote en cada extremo del eslabón inferior están ampliamente espaciados para proporcionar la máxima rigidez longitudinal. La suspensión es proporcionada por dos unidades de resorte helicoidal y amortiguador (amarillo) a cada lado de la carcasa del diferencial (cuatro en total), las unidades de resorte y amortiguador se unen a la viga transversal en la parte superior y al brazo inferior en la parte inferior. Los eslabones inferiores están ubicados además longitudinalmente mediante dos brazos radiales (ver foto arriba), cada uno de los cuales va hacia adelante desde el eslabón inferior exterior hasta un punto en la carrocería del vehículo, y gira en cada extremo mediante casquillos de goma.
Para aislar el habitáculo del ruido, las vibraciones y la aspereza (NVH), la suspensión trasera independiente fue diseñada para ser transportada en un conjunto de travesaño separado unido a la carrocería del vehículo mediante cuatro bloques en V de goma. Los únicos otros puntos de contacto con la carrocería del vehículo (es decir, los brazos radiales) son mediante casquillos de goma con funda metálica (Metalastik) , por lo que no hay contacto de metal con metal entre la suspensión y la carrocería del vehículo. La viga transversal de acero fabricada soporta el diferencial y los frenos internos (si están instalados).
El diferencial es una unidad Salisbury 4HU o Dana con un engranaje cónico en espiral hipoide. Proporciona relaciones de reducción de la transmisión final que van desde 2,88:1 a 4,55:1, según el modelo de Jaguar. Los tornillos que sujetan el diferencial al subchasis tienen pequeños agujeros en sus cabezas para poder cablearlos de seguridad y evitar que se suelten, lo que de otro modo sería difícil de detectar ya que sólo se puede acceder a ellos cuando se retira todo el conjunto de suspensión del chasis. auto. Un diferencial de deslizamiento limitado era estándar en algunos modelos y opcional en otros. El IRS de primera generación siempre tuvo los frenos de disco montados en el interior, estando las unidades de freno ubicadas inmediatamente adyacentes al diferencial y frenando sus ejes de salida.
El eslabón superior es un semieje de longitud fija unido universalmente en cada extremo. Las juntas universales actúan como pivotes interior y exterior para el brazo superior, que gira para transmitir la tracción desde su pivote interior en la salida de la unidad de diferencial/freno hasta su pivote exterior en el soporte de la rueda. El soporte de la rueda toma la forma de una mangueta estriada (para ruedas de imitación ) o una mangueta y placa de cubo (para ruedas de 5 tacos). En modelos XJS posteriores con frenos traseros externos, el soporte de la rueda, los discos de freno y el tambor del freno de estacionamiento eran una sola unidad de acero fundido. En todos los casos, el soporte de rueda se desplaza sobre cojinetes montados en un gran soporte de buje de fundición de aluminio.
Cada eslabón inferior está fabricado a partir de un tubo de acero con una horquilla de dos puntas soldada a cada extremo. El extremo exterior del eslabón inferior gira alrededor de un eje de fulcro, que corre longitudinalmente a través de la parte inferior de cada portabujes. El montaje del fulcro interior está adyacente a la parte inferior de la carcasa del diferencial. El amplio espaciado de los cojinetes de pivote proporciona rigidez tanto torsional como longitudinal al portabujes. Esto evita que el portabujes se tuerza con respecto al diferencial y también es necesario porque, con los ejes de transmisión actuando como eslabones de suspensión superiores, el portabujes no tiene otra forma de resistir el movimiento hacia adelante y hacia atrás.
Los pivotes del brazo superior e inferior utilizan cojinetes de rodillos , lo que reduce la fricción en relación con los cojinetes lisos y mejora tanto la suavidad como la velocidad de respuesta de la suspensión. La posición y la forma de los bloques en V de goma y los casquillos Metalastik están diseñados para garantizar un montaje de suspensión suficientemente rígido para un buen control y al mismo tiempo aislar con éxito la carrocería del NVH.
El eslabón inferior en sí no está diseñado para soportar fuerzas normales de aceleración y frenado, por lo que está ubicado mediante dos brazos radiales que van hacia adelante desde cada eslabón inferior hasta puntos en la carrocería del vehículo (construcción unitaria), debajo del compartimiento de pasajeros trasero. Cada brazo radial se fija a su eslabón inferior en un punto justo fuera de los soportes de resorte inferiores y gira verticalmente alrededor de su perno de fijación. Los pernos de fijación pasan a través de un pequeño casquillo Metalastik, que consiste en un manguito metálico sujeto dentro de un casquillo de goma. Donde el brazo radial se encuentra con la carrocería del vehículo, se fija mediante un perno vertical que pasa a través de un casquillo metálico grande que se presiona en el extremo delantero del brazo radial. Las correas de seguridad mantienen los brazos radiales cerca de la carrocería del vehículo en caso de que se afloje uno de los pernos de seguridad delanteros.
Como consecuencia de que los accesorios delanteros del brazo de radio no están en el eje de los pivotes internos del brazo de enlace inferior, a primera vista parecería que el libre movimiento de la suspensión sería imposible sin que algunos componentes se doblaran o sin que los casquillos elastoméricos del brazo de arrastre se comprimieran. excesivamente. Sin embargo, como se describió anteriormente, la viga transversal está montada con caucho en el cuerpo. El travesaño y los eslabones inferiores mantienen el ángulo de convergencia correcto de una rueda con respecto a la otra; sin embargo, debido a los ángulos relativos de los brazos del radio de seguimiento, el balanceo de la carrocería hace que todo el travesaño y los eslabones inferiores giren ligeramente alrededor de los puntos de montaje del travesaño. induciendo así una pequeña cantidad de dirección pasiva en las ruedas traseras , lo que puede dar como resultado un manejo significativamente mejorado. Cuando los componentes de Jaguar se reutilizan en otros vehículos, el diferencial suele montarse rígidamente en el chasis, se utilizan diferentes configuraciones de brazos de radio y se pierde el efecto de dirección pasiva de las ruedas traseras.
El resorte y la amortiguación son proporcionados por cuatro unidades de amortiguador y resorte helicoidales que se fijan a la viga transversal en la parte superior y a los eslabones inferiores en la parte inferior. El uso de dos unidades de resorte y amortiguador en cada lado es inusual [5] y permite el uso de resortes más pequeños, ocupando menos espacio y sobresaliendo menos en el área del equipaje. [2] También iguala la carga transmitida a la parte delantera y trasera del travesaño [6]
Algunos modelos también estaban equipados con una barra estabilizadora , una disposición de barra de torsión destinada a reducir el balanceo de la carrocería en las curvas.
Durante los primeros 32 años de producción del IRS de primera generación, los frenos de disco se montaron en los extremos interiores de los ejes de transmisión para minimizar el peso no suspendido en el extremo exterior. Las pinzas de freno hidráulicas se montaron directamente en el diferencial. Se tuvo cuidado de evitar que el calor generado por los frenos dañara los sellos de salida del diferencial, aunque esto nunca fue del todo exitoso. [7] El freno de mano utilizaba pinzas mecánicas separadas que actuaban sobre los discos.
Para el modelo XJS 1993-1996 , los frenos se movieron a la posición exterior. Esto se logró utilizando los portabujes del IRS de segunda generación, que en ese momento ya llevaban siete años en producción para el XJ6 (XJ40) . Mover los frenos traseros hacia afuera eliminó el problema de transferencia de calor y permitió un servicio más fácil. Luego, el freno de mano usaba zapatas de freno dentro de un tambor de freno en el centro del rotor del disco.
Los siguientes automóviles Jaguar estaban equipados con el IRS de primera generación como parte de su especificación original. La segunda columna indica la vía trasera aproximada del vehículo , según se utilizó la versión estrecha, mediana o ancha del conjunto de suspensión. [2] [7]
Debido a su diseño autónomo, el IRS de primera generación era popular para adaptarlo a otros automóviles, así como entre los hot rodders. [8] Se ha instalado como modificación en varios otros vehículos, incluidos los siguientes:
Jaguar realizó varios cambios fundamentales en el diseño del IRS para el nuevo modelo XJ40 , lanzado en 1986.
La forma del bastidor auxiliar cambió a aproximadamente un triángulo, atornillado a la parte delantera del diferencial y sujeto al automóvil aproximadamente en los mismos puntos que los brazos radiales del IRS de primera generación. La parte trasera del diferencial estaba además sostenida por un par de bielas que lo unían a la estructura del piso trasero del automóvil. Los casquillos de goma en los puntos de fijación proporcionaron los niveles necesarios de supresión de NVH .
El eje de transmisión de longitud fija como eslabón de suspensión superior se mantuvo, pero la horquilla inferior se convirtió en una sección de caja de acero fabricada con una base mucho más ancha. Colocar los pivotes delantero y trasero de las horquillas tan separados significaba que los brazos radiales podían (y fueron) eliminados.
Los resortes gemelos originales en cada lado fueron reemplazados por un solo resorte y amortiguador, que actúa contra la carrocería del automóvil en lugar de contra el bastidor auxiliar trasero. Los frenos se trasladaron a los extremos exteriores de los ejes de transmisión para permitir una mejor disipación del calor y un servicio más sencillo. El resultado neto fue una reducción en el peso total, pero el peso no suspendido aumentó debido a la reubicación de los frenos que compensó con creces las reducciones de peso en los resortes y amortiguadores, y el aislamiento NVH se deterioró ligeramente.
En 1993, en los últimos modelos XJ40, se cambió la fijación de la horquilla inferior al soporte del buje para utilizar un perno con cabeza excéntrica, permitiendo el ajuste de la convergencia trasera que antes no era posible sin doblar los brazos.
Los siguientes automóviles Jaguar y Aston Martin estaban equipados con el IRS de segunda generación como parte de su especificación original:
Para el lanzamiento del modelo Jaguar S-Type (X200), Jaguar , propiedad de Ford , desarrolló una nueva y compleja unidad de suspensión multibrazo para la plataforma Ford DEW98 . Los ejes de transmisión ahora habían dejado de ser una parte estructural de la suspensión, por lo que podían equiparse con juntas de velocidad constante que permitían que su longitud variara con el recorrido de la suspensión. Este sistema con modificaciones ahora se ha incorporado al Jaguar XJ (X350) en 2003, Jaguar XK (X150) en 2006, Jaguar XF (X250) en 2007, Jaguar XJ (X351) revisado en 2010, Jaguar XF Sportbrake (X250) en 2012 y Jaguar F-Type (X152) en 2013. Una versión muy revisada también sustentará los futuros productos Land Rover, comenzando con el Range Rover (L405) .