Ultima Actualizacion 01/03/2009    |   Los Amortiguadores...........

El conjunto de la suspensión de nuestro automodelo se compone de los trapecios, los muelles, los amortiguadores, las barras estabilizadoras, etc... y en el comportamiento general del coche no solo afectan estos elementos por si mismos si no como estén configurados o dispuestos en nuestro automodelo.

La misión general de la suspensión es intentar aislar nuestro chasis de las irregularidades del terreno y al mismo tiempo conseguir que la tracción sea transmitida de la forma mas efectiva posible, haciendo que los apoyos en el terreno permitan aumentar la fuerza de aceleración, frenada y giro de nuestro automodelo.

En los apartados siguientes vamos a describir los distintos elementos que afectan a la suspensión y como afectan al comportamiento dinámico según estén dispuestos en nuestro coche de RC.
 

El conjunto muelle-amortiguador utilizado en los automodelos de 1:8 TT es de los denominados de tipo "Girling" . Este tipo de amortiguadores consta de un muelle en espiral situado alrededor del cuerpo del amortiguador.
 

En el interior del cuerpo del amortiguador existe un vástago que se desliza arriba y abajo según actuemos sobre el amortiguador en compresión o extensión. En el extremo superior del vástago dentro del cuerpo del amortiguador hay anclado un pistón con cierto número de agujeros por los que fluye la silicona líquida que hace las veces de fluido hidráulico.

De aquí en adelante que para evitar confusiones denominaremos dureza de hidráulico a la dureza del amortiguador independientemente de la dureza de los muelles. Por tanto cuando hablemos del hidráulico nos estaremos refiriendo al conjunto pistón-silicona que contiene el amortiguador en su interior para amortiguar la fuerza y el movimiento de los muelles
 

La función de los muelles es reducir el balanceo que se produce cuando aceleramos, frenamos o giramos nuestro automodelo al mismo tiempo que absorber las irregularidades del terreno para que estas no sean transmitidas al chasis a fin de que este pueda mantener su trayectoria.

Los muelles son elementos elásticos que oponen cierta resistencia al movimiento cuando se les aplica una fuerza de compresión, y al ser elásticos tienden a recuperar su forma original cuando deja de ejercerse dicha fuerza sobre ellos.

La fuerza que es necesaria ejercer sobre un muelle para comprimirlo es directamente proporcional a la cantidad de desplazamiento que queremos comprimirlo y a una constante que es propia de cada tipo de muelle. Esta constante es de un valor mayor cuanto mas duro sea el muelle y viceversa.

Existen también los denominados muelles progresivos que son aquellos en los que el valor de esta constante se incrementa a medida que presionamos el muelle, es decir deja de ser constante y aumenta progresivamente a medida que comprimimos el muelle.

Los muelles de nuestros amortiguadores tienen una influencia determinante en el comportamiento de nuestro automodelo, sobre todo en el balanceo del mismo durante la marcha.

 

Muelles de distintas longitudes y durezas

Como es fácil imaginar este balanceo se puede producir tanto longitudinalmente (Delante - Detrás) como lateralmente (izquierda - derecha o mejor dicho Interior - Exterior independientemente de la dirección de la curva que estamos tomando), por lo que para la puesta apunto ideal tendremos que ser capaces de ajustar uno (balanceo longitudinal) independientemente del otro (balanceo lateral).

No nos sirve de nada un coche que lleve unos muelles delanteros blandos para tener mas balanceo longitudinal y generar mayor agarre delantero, si luego estos mismos muelles propician que nuestro coche vuelque al tomar una curva por falta de sujeción lateralmente al realizar el correspondiente apoyo generado por el balanceo lateral.

Por tanto la dureza de los muelles utilizados afectará no solo a como salta el coche o como pasa por las zonas rizadas de pequeños baches, si no también a como gira y se apoya en curvas.

Como norma general conviene recordar que unos muelles mas blandos proporcionan mas agarre en el tren en que se instalan y viceversa, es decir muelles mas duros reducen el agarre. Esto es debido a que cuanto mas duros sean los muelles mas tienden a anular el balanceo que se genera por la transferencia de peso al frenar, acelerar o girar, y esta anulación de la tendencia la consiguen almacenado la energía que se utiliza en comprimirlos.

Cuanto mas duro es el muelle este permite que el coche se balancee menos y por tanto permite que exista menor transferencia de peso sobre este tren, peso que como hemos visto al hablar del circulo de tracción, es el que genera el agarre. Recuérdese que aumentábamos la tracción en recto, la capacidad de giro o de frenada aumentando el diámetro del circulo de tracción y este se aumentaba al aumentar el peso.

Lamentablemente la diversidad del trazado de los circuitos de 1:8 TT hace que nunca sea posible encontrar un muelle que funciones bien al 100 % en todo el trazado, ya que por ejemplo unos muelles duros que ayudarían a absorber los impactos que se producen a la caída de los grandes saltos hacen por el contrario que el coche sea muy difícil de manejar sobre pequeños baches continuos que requerirían de unos muelles mas blandos que absorbieran mas rápidamente las irregularidades del terreno.

Por tanto siempre tendremos que optar por una solución de compromiso que cumpla en la mayor parte del circuito aunque existan zonas donde para ellas otro tipo de muelles fuesen mas adecuados.

Como ya sabemos, los muelles son unos dispositivos elásticos que tienden a devolver la energía que almacenan cuando se comprimen, intentando recuperar su forma original al dejar de aplicarles la fuerza que los deforma.

Está recuperación de su forma original no se produce de manera inmediata si no por sucesivos movimientos de extensión y compresión cada vez de menor amplitud alrededor de su longitud normal hasta conseguir recuperar esta última por completo.

Para reducir el tiempo necesario de estos movimientos de aproximación a la longitud original, necesitamos de un dispositivo adicional que absorba rápidamente la energía almacenada en el muelle evitando así que estos se compriman y se extiendan indefinidamente.

El dispositivo que se encarga de absorber esta energía de los muelles es el hidráulicos de nuestros amortiguadores, por lo que podremos decir que mientras nuestro automodelo rueda por la pista son los muelles quienes almacenan la energía originada por la deformación que sufren al pasar sobre baches y saltos, siendo el conjunto pistón-silicona que forman el hidráulico los encargados de absorber dicha energía contrarestando la acción del muelle a fin de que el chasis no siga rebotado indefinidamente y se consiga cuanto antes que las ruedas estén de nuevo en contacto con el suelo para que nuestro automodelo obtenga tracción lo mas rápidamente posible.

La primera conclusión que sacamos de lo anterior es que la combinación de muelle - hidraulico debe estar compensada, por eso si utilizamos muelles duros necesitamos hidráulicos también duros, y viceversa.

La segunda conclusión y mas importante es que la dureza del hidráulico influye sobre la velocidad de acción de la suspensión en su conjunto, y los muelles no sobre la cantidad de desplazamiento de la misma. Por tanto para variar la cantidad de recorrido de nuestra suspensión variaremos los muelles, mientras que para variar a que velocidad reacciona variaremos el hidráulico.

Como norma general a muelles mas duros con hidráulico mas blando tendremos reacciones mas rápidas y viceversa.

Por ejemplo, cuando giramos para entrar en curva el coche desplaza su peso hacia el exterior de la curva tanto como la dureza de los muelles se lo permitan y a la velocidad que el hidráulico se lo permita. Esta situación se mantiene hasta que enderezamos la dirección, momento en el que debería volver a centrase el peso para ayudar al coche a marchar recto.
 

La densidad de la silicona utilizada asi como el diametro de los agujeros del pistón empleado, determinarán el comportamiento del hidraulico de nuestros amortiguadores

La velocidad a la que este centrado del peso ocurre depende de la dureza del hidráulico comparada con la de los muelles utilizados, ya que si el hidráulico está reglado de una forma muy dura respecto a la fuerza de los muelles, el coche cuando está girando tenderá por mas tiempo del deseado a tener el peso desplazado hacia al exterior de la curva ya que el hidráulico no facilita lo recuperación del muelle lo que hará que el coche tarde mas en recuperar la línea recta a la salida de la curva.

Por supuesto al intentar iniciar el giro también sucede lo mismo, es decir, con hidráulico duro y muelle blando al intentar tomar una curva el coche tenderá a seguir recto mas tiempo del deseado al tener un hidráulico duro que no permita al muelle comprimirse rápidamente, ya que los amortiguadores utilizados generalmente en 1:8 TT tienen el mismo comportamiento en compresión que en extensión.
 

Ahora que conocemos la función del hidráulico dentro del conjunto de la suspensión veamos la diferencia de comportamiento que se produce entre cuando el vástago se desplaza lentamente dentro del cuerpo del amortiguador (amortiguación estática) y cuando lo hace a mucha velocidad, (amortiguación dinámica) ya que como comprobaremos entre estas dos situaciones el comportamiento del hidráulico cambia y por tanto cambia el comportamiento global de la suspensión.

Como sabemos, cuando un amortiguador se comprime lo que ocurre en su interior es que se desplaza el vástago moviendo el pistón a través de la silicona liquida almacenada en la botella del amortiguador por lo que esta se ve obligada a pasar por los agujeros del pistón.

En general cuando desplazamos un cuerpo dentro de un fluido el flujo que se produce ente ambos puede ser de dos tipos: Laminar o Turbulento.

Cuando las partículas del fluido (en este caso la silicona liquida) se desplazan por acción del cuerpo sumergido en él (en este caso el pistón) de forma paralela sin interferirse unas a otras se dice que ese tipo de flujo es laminar. Si por el contrario las partículas el fluido se ven obligadas se desplazarse desordenadamente chocando unas contra otras estaremos ante un flujo de tipo turbulento.

El que se produzca flujo de tipo laminar se favorece cuando las velocidades de desplazamiento del cuerpo dentro del fluido son lentas, cuando la superficie del cuerpo sobre el que se desplaza el fluido son lisas y amplias o cuando se utilizan fluidos de alta densidad. La energía que se consume con un flujo de tipo laminar es pequeña.

Por el contrario el flujo turbulento consume mucha mas energía. Los factores que favorecen que se produzca un fluido turbulento son el aumento de velocidad del cuerpo dentro del fluido, que el fluido sea de baja densidad, o que las superficies de contacto sean rugosas o estrechas.

Por tanto, a igualdad de condiciones de densidad y tipo de superficie, lo que determina que un hidráulico se comporte con un tipo de flujo u otro es la velocidad y consecuentemente a base de aumentar la velocidad de desplazamiento del cuerpo dentro del fluido habrá un momento en que dicho flujo varíe pasando de ser laminar a ser turbulento.

Aplicándolo a nuestros automodelos, mientras el vástago del amortiguador se mueve lentamente el flujo que se produce dentro del cuerpo del amortiguador entre pistón y silicona es de tipo laminar, es decir durante la amortiguación estática trabajaremos con flujo laminar, mientras que si el vástago del amortiguador se desplaza rápidamente dentro del cuerpo del amortiguador (amortiguación dinámica) el tipo de flujo que se producirá será de tipo turbulento.

En consecuencia, cuando el vástago empieza desplazarse a cierta velocidad, el flujo entre pistón y silicona en el interior del cuerpo del amortiguador cambiará de laminar a turbulento variando el comportamiento de la suspensión pese a seguir llevando el mismo muelle y la misma combinación de pistón/silicona (hidráulico) que anteriormente.

Cuando el flujo pase de laminar a turbulento cuesta mucho mas realizar el desplazamiento del pistón dentro del cuerpo del amortiguador ya que el flujo turbulento consume mas energía y la sensación a partir de que el flujo pasa de laminar a turbulento es como si el fluido se compactara dificultando el desplazarse por dentro de él. Este efecto es al que se le conoce con el termino inglés de "pack" (compacto).

El valor de cuando se produce este cambio para un determinado fluido viene determinado por lo que se conoce como el número de Reynolds y que matemáticamente se calcula mediante la siguiente formula :
 

Donde Re es el Nº de Reynolds, S es la superficie total de todos los agujeros del pistón, es decir:
 

y d es la densidad de la silicona líquida que estamos usando.

Para valores del nº de Reynolds bajos, el flujo es laminar y por tanto consume poca energía, es decir, en el caso de los amortiguadores de nuestros 1:8 TT el comportamiento del hidráulico cuando el flujo es laminar se corresponde con la densidad de la silicona utilizada cara a frenar la recuperación del muelle, pero a partir de ciertos valores del nº de Reynolds el flujo se convierte en turbulento por lo que consume mucha energía haciendo que el mismo hidráulico ahora parezca de mucha mas densidad, como si fuese mas duro y por tanto frenara mucho mas la recuperación del muelle ya que le desplazamiento del pistón requiere de mas energía para poderse producir.

Este cambio de comportamiento puede jugar a nuestro favor o en nuestra contra según sepamos o no aplicarlo correctamente de acuerdo al tipo de circuito en que nos encontremos.

En base a todo lo anterior podremos regular el "pack" de nuestra amortiguación jugando con los valores de S (superficie de los agujeros de los pistones) y d (densidad de la silicona liquida) para que a una velocidad dada nuestra suspensión se comporte de una u otra forma.

Cara a la regulación del comportamiento estático de la suspensión dará lo mismo utilizar hidráulicos compuestos por pistones con gran número de agujeros (o agujeros mas grandes) y siliconas de alta densidad, que hidráulicos compuestos por pistones de menos agujeros (o agujeros mas pequeños) con silicona de menos densidad. En ambos casos cuando el vástago se desplaza a baja velocidad, como por ejemplo ocurre al tomar curvas lentas de amplio radio o sobre saltos pequeños no muy seguidos, el comportamiento y sensaciones que nos transmitirá la suspensión serán son los mismos.

Pero al aumentar la velocidad, como por ejemplo en los apoyos fuertes de las curvas rápidas o muy cerradas, a la caída de grandes saltos o sobre saltos pequeños pero muy seguidos tipo "dubbies", según hayamos elegido un tipo u otro de combinación entre pistón y silicona el comportamiento será totalmente diferente.

Con pistones de muchos agujeros o agujeros mas grandes y silicona de alta densidad el pack se aprecia a mayor velocidad, ya que la mayor densidad de la silicona y la menor velocidad a la que se ve obligada a desplazarse por los agujeros del pistón al ser estos mas numerosos y mas grandes, hacen que el flujo se comporte como laminar durante mas tiempo retrasando la aparición del pack. En este caso el hidráulico frena menos los movimientos del muelle permitiendo que estos reaccionen mas rápidamente, lo cual es beneficioso para pasar mas fácilmente las zonas de dubbies o zonas muy bacheadas que requieran de una rápida recuperación del muelle, pero el mismo tiempo es perjudicial en situaciones donde no se requiere que el muelle se recupere tan rápidamente como por ejemplo a la caída de los grandes saltos.

Por el contrario con pistones de menos agujeros o mas pequeños y silicona de mas baja densidad el pack aparece rápidamente ya que la menor densidad de la silicona y el menor número y tamaño de los agujeros del pistón hacen que la silicona se desplace mas rápidamente propiciando que el flujo se vuelva rápidamente turbulento compactando la amortiguación y frenando los movimientos del muelle haciendo que estos no reaccionen tan rápido. Esto puede ser beneficioso para frenar los golpes contra el suelo y subsiguientes rebotes del chasis a la caida de los grandes saltos, pero al mismo tiempo es perjudicial cuando se requiera que el muelle se recupere rápidamente como por ejemplo en las zonas de dubbies.

Como siempre la mejor combinación será aquella que mejor se adapte a la mayor parte del circuito teniendo que sacrificar el comportamiento en unas zonas en beneficio de otras. La realmente importante es acertar con cuales son las zonas del circuito que mas penalizan en la consecución de tiempos de forma que preparemos la suspensión para poder pasarlas mas rápidamente.

Para terminar, modo de resumen de este extenso cápitulo, lo que al menos debemos recordar como ideas muy claras y concretas son :