ESTRUCTURA Y CARROCERIAS DE VEHICULOS

ESTRUCTURA  Y CARROCERÍA DE VEHÍCULOS

TIPOS DE BASTIDORES

Los bastidores suelen diseñarse con diferentes formas y geometría, en función de las diversas solicitaciones como resistencia, distribución de la carga, flexiones, torsiones elevadas y frecuentes, etc

*CHASIS EN ESCALERA O H

Consiste en dos largueros laterales de chapa laminada y soldada mediante una serie de travesaños. Su uso en la actualidad se encuentra en camiones y algunos furgones ligeros debido a su gran rigidez.

*CHASIS DE COLUMNA O WISHBONE

Este bastidor se estrecha por el centro proporcionado al vehículo una estructura rígida. El travesaño delantero es muy robusto para servir de fijación para los anclajes de las suspensiones delanteras. Una variedad del mismo es el bastidor de tubo central, que cuenta con una viga longitudinal en la sección central, con perfil cuadrado o redondo y que tiene en sus elementos sendos entramados para alojar a los elementos mecánicos del vehículo.

*CHASIS PERIMETRICO

Los largueros de este bastidor soportan carrocería en la parte mas ancha, ofreciendo una mayor protección en caso de impacto latera. Los travesaños traseros están diseñados convenientemente para absorben la energía de un impacto trasero. En caso de impacto lateral, como el larguero longitudinal se encuentra muy cerca del cerramiento del piso, se evitan en parte los aplastamientos.

*CHASIS TUBULAR

Este tipo de bastidor evoluciona el concepto de pesados chasis estructuras esbeltas tipo "celosía" sobre las que atornillar las chapas exteriores de la carrocería. Este tipo de diseño se emplea en vehículos de competición en los que la carrocería exterior tiene una misión meramente estética y aerodinámica, y donde es necesario disponer de buena accesibilidad  mecánica.

*CHASIS PLATAFORMA

Una solución intermedia entre la carrocería  auto parte y la instalada sobre un chasis es un proyecto consistente en lo que se llamo carrocería con plataforma de chasis. En este diseño se construye como un chasis de plancha al que se le sujeta el resto de la carrocería. Este proyecto tuvo un aceptable éxito al ser aplicado a algunos modelos de turismo construidos para dar un servicio intermedio y poder ser utilizados en carretera y también en malos caminos de bosque o campo. No referimos, desde luego, a una época muy anterior a la de los llamados todo-terreno 4x4 que vieron a solucionar a esta ambivalencia con la máxima eficacia.

Unos de los ejemplos mas significativos de este sistema lo hemos de encontrar en el vehículo creado por la casa RENAULT que recibió el nombre de R-4. De este antiguo modelo es la carrocería .

*CHASIS SUPERLEGGERA

Este tipo de chasis se uso especialmente en vehículos deportivos y de carreras, aunque también fue fabricado en serie. 

Fue en 1937 cuando la empresa italiana carroceria touring quien inventa y patenta el sistema de chasis "superleggera" , apellido que luego fue en muchos modelos Alfa Romeo, Ferrari o Maserati.

La carrocería Superlegera consistía en un entramado de finos tubos de acero, de aleación cromo-molibdeno, soldado entre si y que configuraban la forma de la carroceria.

Esta técnica consigue una carrocería de gran rigidez y resistencia con muy poco este tipo de chasis todavía se utiliza en modelos deportivos hechos a mano.

*CHASIS AUTOPARTANTE

El sistema de carrocería autopartante es el sistema mono-casco mas usado actualmente en la fabricación de automóviles por motivos de peso, flexibilidad y costes,.

Actualmente la mayoría de los turismo y cada ves mas todo-terreno usan carrocería autopartante.

Casi todas las piezas de chapa que conforman las carrocerías mono-casco están unidas por medio de puntos de soldadura aunque hay infinidad de modelos que gran parte de esas piezas van unidas por medio de tornilleria para una sustitución menos problemática y rápida, también se pueden usar adhesivos, entre otros...

La estructura es capaz de soportar su propio peso y los demás elementos  mecánicos, consiguiendo aun así ser ligera. Cada pieza de chapa de la carrocería se diseña en función de los esfuerzos que deberá soportar.

En esta carrocería se pueden dividir dos grupos de piezas:

*Estructurales, se encontraran normalmente en el interior  y se encargan de soportar los esfuerzos y cargas que produzcan los demás elementos del vehículo.

*Exteriores, tiene funciones mas estéticas y aerodinámicas.

En este tipo de carrocería se pueden diferenciar  tres partes, según su objetivo y comportamiento. Primero la zona central, que forma el habitáculo, cuyas características son que es muy rígido e indeformable para garantizar una mayor seguridad a los pasajeros.

Las otras zonas delantera y trasera una de las misiones de esta zona es disipar las fuerzas generadas por un impacto evitando que llegue a los ocupantes. La zona delantera tiene también una función muy importante que es soportar el peso y esfuerzos del motor y elementos mecánicos, también dependerá si lleva el motor adelante o no , ya que si lo lleva atrás sera la zona trasera la que tenga que cumplir esta función.

La mayores ventajas de la carrocería autoportantes es que es una estructura muy ligera y a  la vez rígida estable y flexible. Y gracias a los procesos automatizados de fabricación también es mas barato de fabricar y preciso.

DISTRIBUCIONES MECÁNICAS

Con distribución mecánica se refiere a donde se ubica el motor y la tracción, es decir las ruedas motrices. En la actualidad existen diferentes formas de construcción y diseño de un ,motor donde es imprescindible saber como era la distribución mecánica, ya que ello dependiendo de ello los diseños y el modo de construcción cambias drasticamente.

La distribución mecánica se divide en tres aspectos muy importarte, la posición del 

motor, la orientación del motor y la tracción.

LA POSICIÓN DEL MOTOR 

*DELANTERA

Esta ubicación del motor es la mas usada en la actualidad y se conoce como motor delantero. Esta posición aprovecha mas el espacio interior y ademas favorece una mejor refrigeración del motor, ya que recibe el aire directamente cuando avanza.

*TRASERA

Esta posición del motor se utiliza sobre todo en automóviles deportivos ya que la tracción mejora al cargar mas peso sobre las ruedas motrices. Habitualmente hay que incorporar aberturas laterales para la refrigeración.

*CENTRAL

La posición central del motor permite un reparto mas equilibrado de masa entre los dos ejes, por lo que la inercia es menor para empezar y dejar de girar. Por eso se utiliza especialmente en automóviles de carreras.

Si el motor esta entre los ejes delanteros y trasero, su posición es central. Mas precisamente, un motor central delantero se ubica por detrás del eje delantero y delante del eje trasero.

La posición central del motor en verdad no se encuentra en el punto medio del automóvil sino lo que se intenta es que el motor este entre los ejes, que es lo que hace que el automóvil sea mas equilibrado. Eso se consigue alargando el morro en los  central-delantero, o colocando el motor delante del eje trasero en los central-trasero

TRACCIÓN

Cuando hablamos de tracción nos referimos a la transmisión de potencia del motor a las ruedas. Sabiendo esto, la tracción del automóvil puede ser de formas diferentes tracción delantera, tracción trasera y tracción a las cuatro ruedas.

TRACCIÓN DELANTERA 

Empezamos a hablar sobre la tracción mas común y extendida. Este tipo de tracción posiciona el motor en la parte delantera junto a todos los demás elementos del tren motriz (motor y transmisión), permitiendo asi que el espacio del habitáculo sea mayor. Esta tracción es muy utilizada en los compactos.

Al estar el motor sobre las ruedas motrices, el peso hace que haya mayor agarre al asfalto.

Una característica muy particular de los vehículos de tracción delantera es que tienden a subvirar en las curvas, ya que al ser las ruedas motrices la mismas que llevan la

dirección, al dar una curva acelerando el automóvil tiene a salirse hacia el exterior de la curva.

Es esta la razón por la que la tracción delantera es generalmente usada en automóviles de gama baja y media (aparte del precio, el cual es mas barato en un tracción delantera).

TRACCIÓN TRASERA

Los vehículos de tracción trasera tienen un reparto de peso mucho mas equilibrado que los automóviles de tracción delantera.

Esto es porque al acelerar, el peso del coche se va hacia las ruedas trasera por lo que su tracción es mayor que las delanteras

Los vehículos con tracción trasera no tienen problemas de subviraje como los de tracción delantero, pero tiene  el problema contrario, tiene a sobrevirar mejor dicho por la que este tipo de vehículos son tan propensos a hacer trompos.

Este tipo de vehículos es mucho mas exigentes para el conductor, pero a la vez mucho mas gratificante.

Existen tres tipos básicos de configuración, con el motor delante por delante del eje delantero, detrás por delante del eje trasero y detrás del eje trasero.

Los dos últimos son muy utilizados en coches de alta prestaciones en los que se busca un gran control de la dirección y mucha tracción.

En resumen, la tracción trasera permite una distribución de pesos mas uniforme y una mayor maniobrabilidad y estabilidad. Por ello estos motores se emplean en coches de gama alta y de competición.

TRACCIÓN A LAS CUATRO RUEDAS

La tracción a las cuatro ruedas (4x4), es un sistema de tracción en un automóvil en el que todas las ruedas pueden recibir simultáneamente la potencia del motor.

La gran ventaja de la tracción a las cuatro ruedas es que permiten una gran capacidad de tracción en terrenos con poca adherencia.

Las ventajas que tiene este tipo de configuración es que tiene un gran consumo de combustible, una mayor complejidad mecánica y mas peso.

Esta tracción es muy utilizada en todo-terreno y algunos turismos y algunos coches de gama alta.

Dentro de este tipo de tracciones se pueden dividir en dos tipos :

*TRACCIÓN EN LAS CUATRO RUEDAS OPCIONAL

En este tipo de vehículos la tracción es delantera pero mediante un mecanismo de transmisión se puede transmitir la tracción a las cuatro ruedas traseras cuando sea necesario, se usa sobre todo en vehículos todo terreno.

Para conectar la tracción total se puede emplear un dispositivo electrónico o una palanca selectora mas pequeña usada para el cambio, esta se puede otorgar también dos opciones altas y bajas(reductora) que se utiliza cuando requiere un par adicional y menor velocidad.

*TRACCIÓN A LAS CUATRO RUEDAS PERMANENTE

Esta configuración tiene tracción a las cuatro ruedas de forma permanente. Este sistema tiene una caja de transferencia central que conecta el eje trasero con el delantero. Hay un acoplamiento viscoso ubicado en la caja de transferencia que le permite operar en cualquier tipo de superficie, evitando que giren fuera de control como  ocurriría en un 4x4.

Este tipo de tracción seria para conducir en terrenos con muy poca adherencia, ya que distribuye la tracción en las cuatro ruedas. Este sistema también permite que nuestro vehículo en una curva muy pronunciada corrija la tracción para hacer el vehículo mas manejable.

Al tomar una curva las ruedas del tren delantero giraran con radio diferente al del trasero, por llegar estas al cambio de dirección con antelación, sino dispusiéramos de un diferencial que reduzca la velocidad en el puente trasero para aumentarla en el  puente delantero y así evitar que se genere un deslizamiento entre los neumáticos, así se disminuye la tendencia a seguir recto en la curva y sea mas fácil controlar el vehículo en las curvas.

DISTRIBUCIONES DE VOLÚMENES Y CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS EN FUNCIÓN DE LA MISMA

Según la distribución de los volúmenes del vehículo pueden considerarse tres tipos:

*vehículos de 1 volumen

*vehículos de 2 volúmenes

*vehículos de 3 volúmenes

Según la cantidad de volúmenes diferenciados que tenga el vehículo se podrá clasificar en un tipo o otro. Cada volumen del vehículo se denomina de forma. 

*VOLUMEN DELANTERO

Es en el que se suele situar el motor (y la transmisión si fuera tracción delantera, la cual son la mayoría del mercado en la actualidad), el mecanismo de la dirección, la suspensión delantera, y demás elementos que pueda traer dependiendo del vehículo.

*VOLUMEN CENTRAL 

Se encuentra separado de volumen delantero mediante el salpicadero, en el volumen central se encuentra el habitáculo de los pasajeros.

*VOLUMEN TRASERO

Se usa sobre todo como maletero, como estructura para su suspensión trasera. También es importante decir que hay vehículos que llevan el motor en el volumen trasero, por razones que ya hemos comentado antes.

En las carrocerías monovolumenes, el motor se introduce ligeramente dentro del habitáculo, no existe una estructura que separe el habitáculo de la zona del motor.

En vehículos con dos o tres volúmenes si existe la separación, la cual seria el salpicadero. La diferencia entre un vehículo de dos o tres volúmenes es que en un vehículo de dos volúmenes no parte trasera que sobre salga del volumen central así que la separación entre el habitáculo y el maletero no existe. Mientras que un vehículo de tres volúmenes si que hay una visible diferencia entre ambos.

IDENTIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS VIN (EU, USA, JAPÓN, ... DIFERENCIAS)

Es el numero de identificación internacional de los vehículos. Mediante el mismo se identifica el vehículo, el fabricante, el modelo, y la fecha de fabricación.

Este código consta de una serie de 17 caracteres alfanuméricos (para el que no sepa que significa es que hay letras y números) grabados en relieve o troquelado sobre una pieza estructural fácilmente visible. El codigo vin se compone de tres partes:

WMI- IDENTIFICADOR MUNDIAL DEL FABRICANTE

Es  el numero de identificación internacional de los vehículos . Mediante el mismo se identifica el vehículo, el fabricante, el modelo, y la flecha de fabricación. 

Este código consta de una serie de 17 caracteres alfanuméricos (para el que no troquelado sobre una pieza estructural fácilmente visible. 

El código vin se compone de tres partes:

*WMI- IDENTIFICADOR MUNDIAL DEL FABRICANTE

Es un código asignado al fabricante para su identificación . El código esta compuesto por 3 caracteres (letras o cifras) asignados por el órgano correspondiente del país del sede del fabricante, de acuerdo con la Organización Internacional para la Estandarizacion o su representante nacional.

*VDS- DESCRIPTOR DEL VEHICULO

Es el código de homologacion, seis caracteres que proporcionan la característica y descripción general del vehículo. Los caracteres, su orden y significado son definidos por el fabricante.

*VIS- SECCIÓN IDENTIFICADOR DEL VEHÍCULO

Los últimos  ocho caracteres, de los cuales los últimos cuatro son cifras. Si el fabricante quiere indicar el año de fabricación y la fabricación, se recomienda que el año de fabricación se indique en la primera y la fabrica en la segunda posición de la VIS. Por el "año" se entiende el año civil de la fabricación del vehículo o el año modelo del vehículo según lo defina el fabricante.

CONTRASEÑA DE HOMOLOGACION

La contraseña de homologacion aparece en la tarjeta ITV de los vehículos que es expedida por una estación ITV española. También aparece en el certificado de conformidad si el vehículo es importado, y cuyo documento es muy recomendable disponer de el si se pretende legalizar el vehículo importado en España.

La estructura de una contraseña de homologacion es la siguiente :

e6*93/81*0023*00

donde:

e: significa Unión Europea;

6: identifica el país de homologacion , según la lista adjunta:

1 Alemania, 2 Francia, 3 Italia , 4 Países bajos, 5 Suecia, 6 Bélgica, 9 España, 11 Reino Unido, 12 Austria, 13 Luxemburgo, 17 Finlandia, 18 Dinamarca, 21 Portugal, 23 Grecia, 24 Irlanda

93/81: es la directiva de aplicación (también puede ser 92/53)

0023: es el numero de homologacion

00: numero de modificacion o de la revisión desde homologacion inicial

CARROCERIA

El primer vehículo con propulcion propia del que se tiene constancia histórica es el carruaje o carronato de Nicolas-Joseph Cugnot, hasta el año 1769. Este vehículo consistía es un motor de vapor montado en un carruaje de caballos. El prototipo del carro con una caldera de vapor montado en un carruaje de caballo. El prototipo del carro con una caldera de vapor sirvió como base para que, posteriormente y tras la inversión del motor de gasolina, se construyesen los primeros vehículos autopropulsados.

Desde esa fecha hasta nuestros días, la evolución sufrida por el automóvil ha sido constante, de modo que en nada se parecen los vehículos actuales: cómodos, rápidos, seguros y silenciosos.

EVOLUCIÓN DE LA CARROCERÍA

En los primeros años, los automóviles tomaron como modelo a los vehículos de tracción animal (carruajes), conservando de estos la estructura de un chasis base o largueros sobre los  que se montaba la carrocería junto a los elementos mecánicos que lo hacían moverse, girar, frenar, etc.

Las carrocerías no se mejoraron en un principio en la misma proporcion en que lo hicieron las partes mecánicas, limitándose a transformaciones de tipo estético 

El primer avance importante experimentado por las carrocerías fue la sustitución de los largueros de la madera que formaban el chasis primitivo por largueros de chapa de acero que admitan mucho mejor los  crecientes aumentos de potencia.

Estos revestimientos de acero aumentado con el tiempo, evitandose en principio las formas redondeadas, ya que al no estar desarrollada la tecnica de la embuticion las chapas debian deformarse a mano. No bastante, la chapa laminada se empleo inicialmente para paneles y pieza esteriores, siendo fundamentalmente de madera el chasis y la configuración interior. 

Con la invención del motor de conbustion interna de cuatro tiempos (Nikolas August Otto, 1876) la época del motor de vapor llego a su fin en los automóviles 

La carrocería típica de principios de 1900 tenia paneles prensados de acero, fijados al bastidor de madera. La firma Weymann de paris cubria sus bastidores con cuero y lona acojinada. Estas carrocería Weymann eran livianas y llamativas.

La carrocería de acero Budd para el Dodge de 1919 fue un gran avance. Para demostrarle al publico su resistencia, las primeras fotos publicitarias mostraban al dodge colocado sobre su techo, para demostrar que este no se aplastaba bajo el peso del vehículo.

En los autos Auburn y Cord de 1929 aparecieron bastidores de acero con refuerzos en forma de X, los cuales no tardaron en popularizarse. El componente en forma de X le daba resistencia adicional y reducida las flexiones del chasis, mejorando asi su manejo.