Entendiendo los amortiguadores de resorte: función, diseño y beneficios

La alta eficiencia de la caja de cambios y el peso asociado con el amortiguador hidráulico lo convierten en el diseño preferido para transporte comercial. Basado en el procedimiento analítico presentado, se desarrollaron algoritmos para determinar la carrera y longitud del pistón requeridos para cumplir condiciones de diseño dadas, así como la capacidad de absorción de energía del amortiguador.

¿Qué es un amortiguador de resorte?

Los amortiguadores de resorte tienen alta eficiencia bajo condiciones dinámicas. Tanto en absorción como dispersión de energía son proporcionados por aire comprimido y cilindro de aceite. El amortiguador de simple efecto, que es la estructura más usada en transporte comercial, es un tipo de amortiguador que absorbe energía, forzando la cámara de aceite a contrarrestar primero aire seco o cámaras de nitrógeno, luego comprimiendo gas y aceite. Durante compresión, aceite y gas permanecen separados o se mezclan según tipo de proyecto. Tras el impacto inicial, la energía se disipa al forzar la presión de aire el aceite de vuelta a la cámara a través de orificios de chorro.

Aunque el orificio de compresión puede ser solo un orificio en la placa, la mayoría de diseños tienen un pasador de medición atravesándolo, mientras el diámetro del orificio varía. Esta variación se ajusta para que la carga de la columna sea bastante constante bajo carga dinámica. Si esto pudiera hacerse constante, la eficiencia de la caja de cambios sería 100%. En la práctica, nunca se logra, y eficiencias de 80-90% son más comunes. Dado que solo el factor de eficiencia es interesante en etapa de diseño conceptual, no se proporcionará discusión adicional de diseño de pasador.

Principio de funcionamiento del amortiguador de resorte

Hay muchos diseños de amortiguadores disponibles, pero la operación básica de cada uno es la misma. Los amortiguadores son básicamente cilindros multi-cámara con uno o más orificios entre cámaras. Cuando un objeto golpea la varilla del pistón del cilindro, el pistón interno se mueve aumentando presión del fluido en el cilindro. El fluido fluye a través de los orificios, bajando la presión y aumentando la temperatura. Así, la energía cinética de un objeto en movimiento se convierte en calor al detenerse.

La eficiencia y efectividad del recipiente dependen casi totalmente de la ruta de fuga entre los dos lados del cilindro. Sin embargo, la capacidad de absorber energía depende del tamaño del amortiguador y cómo el pistón retorna a su posición de reposo. Los amortiguadores de retorno por resorte son más compactos y cómodos que modelos con baterías externas pero no tienen tanta capacidad de energía.

Amortiguadores de resorte ajustables

Los amortiguadores ajustables están equipados con serie de orificios a lo largo de todo el tubo metálico. El tubo dosificador ranurado, que encaja sobre el tubo fijo, puede rotarse con el anillo exterior para ajustar el área efectiva total y velocidad de liberación deseada.

A medida que el tubo dosificador rota hacia posición abierta, el amortiguador proporciona área máxima de orificio y resistencia mínima. Inversamente, movimiento hacia posición cerrada reduce área de orificio y aumenta resistencia. Este método de ajuste permite manejar pesos pesados o fuerzas de conducción altas con bajas viscosidades.

Los amortiguadores ajustables superan la principal desventaja de los hidráulicos adaptando la orificacion a condiciones de entrada no estándar. Por tanto, un amortiguador correctamente ajustado puede producir la misma desaceleración casi perfecta que un hidráulico. La principal ventaja es la capacidad de lidiar con amplia gama de condiciones de entrada; su principal desventaja es que debe ajustarse manualmente cada vez que cambian las condiciones.