Programa autodidáctico 275 El Phaeton Suspensión ... Suspension... · mínima (balanceo...
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El Phaeton – Suspensión neumática con amortiguación regulada Diseño y funcionamiento Programa autodidáctico 275 Service.
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El Phaeton – Suspensión neumática con amortiguación regulada
Diseño y funcionamiento
Programa autodidáctico 275
Service.
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NUEVO AtenciónNota
Las instrucciones de actualidad para la com-
probación, el ajuste y la reparación se consul-
tarán en la documentación del Servicio
Postventa prevista para esos efectos.
El programa autodidáctico presenta el diseño y
funcionamiento de nuevos desarrollos.
Los contenidos no se someten a actualizaciones.
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Una solución a este respecto es un tren de rodaje regulado, compuesto por …
– un sistema de regulación de nivel completamente portante mediante suspensión neumática en los 4 costados (4CL),
en combinación con
– una regulación continua de la amortiguación (
C
ontinuous
D
amping
C
ontrol, amortiguadores
CDC
).
La regulación trabaja según la estrategia «Skyhook» («gancho celestial»).
Un tren de rodaje de esa índole es implantado por primera vez por parte de Volkswagen en el Phaeton.
El sistema se describe en este programa autodidáctico.
La comunicación entre el pavimento y el vehículo se establece a través de los componentes que integran el tren de rodaje.Las exigencias de contar con máximos niveles de confort para los ocupantes, una seguridad de conducción óptima y una mínima transmisión de sonoridad de rodadura hacia el habitáculo plantean requerimientos de particular severidad a los ingenieros encargados de desarrollar el tren de rodaje.
Los vehículos que se proponen satisfacer las exigencias de contar con un alto nivel de confort representan por ello un desafío especial en lo que respecta a la compaginación de todos los requerimientos planteados al tren de rodaje.
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Referencia rápida
Fundamentos del sistema muelle-amortiguador . . . . . . . . . . . . 4
Fundamentos de la suspensión neumática . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Fundamentos de la amortiguación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Descripción del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Diseño y funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Autodiagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Pruebe sus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
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Fundamentos del sistema muelle-amortiguador
Suspensión del vehículo
Al circular el vehículo actúan en éste fuerzas e impactos externos, que causan movimientos y oscilaciones en dirección de los tres ejes espaciales del vehículo (transversal, longitudinal y vertical).Estableciendo un tarado adecuado entre el sistema de muelleo y el sistema de amortiguación de oscilaciones se logra optimizar su efecto sobre el confort y la seguridad de conducción, así como sobre la fiabilidad de funcionamiento del vehículo.
En el caso de la suspensión del vehículo se puede diferenciar básicamente entre el sistema de muelleo y el de amortiguación.La misión de ambos sistemas consiste en interceptar las fuerzas que intervienen, degradarlas y, a ser posible, mantenerlas alejadas de la carrocería del vehículo.
Se conserva el contacto continuo con el pavimento, como factor importante para la conducción y el frenado.
Las oscilaciones nocivas o desagradables se mantienen alejadas de los ocupantes del vehículo y se evitan daños en las cargas transportadas a bordo.
Los conjuntos de carrocería y grupos componentes se mantienen protegidos contra solicitaciones extremas de choques y oscilaciones.
Seguridad de conducción
Confort de conducción
Fiabilidad de funcionamiento
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TironesBalanceo
Eje longitudinal
Eje vertical
Eje transversal
Tipos de oscilaciones que intervienen en el vehículo
Aparte de los movimientos ascendentes y descendentes, también intervienen oscilaciones en torno a los tres ejes espaciales del vehículo y en dirección de éstos (ejes geométricos longitudinal, transversal y vertical).Para estas oscilaciones del vehículo se suelen emplear los términos siguientes:
Oscilaciones en dirección del eje vertical (empuje vertical, ascenso y descenso)Oscilaciones giratorias en torno al eje vertical
Oscilaciones en dirección del eje longitudinal (sacudidas)Oscilaciones giratorias en torno al eje longitudinal (colear, balancearse, bascular)
Oscilar verticalmenteVirar
Oscilaciones en dirección del eje transversalOscilaciones giratorias en torno al eje transversal (arfear)
EmpujarCabecear
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Oscilaciones
El sistema general – compuesto por neumático - elemento muelle - carrocería - asiento del ocupante – constituye un sistema capaz de oscilar; es decir, que cuando una fuerza externa actúa en este sistema, por ejemplo un golpe causado por el pavimento, se pone a oscilar en vaivén, en torno a su posición de reposo.Estas oscilaciones se repiten hasta que desaparecen debido a efectos de fricciones interiores.
Las oscilaciones se determinan por su amplitud y frecuencia.
En el tarado de los trenes de rodaje corresponde una especial importancia a la frecuencia propia de la carrocería.Según la sensibilidad de la persona, una frecuencia propia de la carrocería inferior a 1 Hz llega a provocar sensaciones de náuseas.Las frecuencias superiores a 1,5 Hz afectan el confort de la conducción y a partir de los 5 Hz se perciben en forma de sacudidas.La frecuencia propia de la carrocería viene determinada esencialmente por el coeficiente de rigidez de los muelles y la magnitud de la masa amortiguada.
Fundamentos del sistema muelle-amortiguador
Definiciones:
Oscilación
Movimiento ascendente y
descendente de una masa (por
ejemplo la carrocería del vehí-
culo en los ciclos de extensión
y contracción de los muelles)
Amplitud Distancia máxima de una masa oscilante con respecto a su posición de reposo (carrera de la osci-lación, carrera de muelle)
Período Duración del ciclo de una oscilación completa
Frecuencia Número de oscilaciones (períodos) por segundo1 oscilación por segundo= 1 Hz (hertzio)
Frecuencia propia
Número de oscilaciones libres por segundo de la masa amortiguada
Resonancia Surge cuando un sistema capaz de oscilar alcanza amplitudes máximas al aplicársele una excitación mínima (balanceo progre-sivo al acercarse a la frecuencia propia).
Amortiguación Describe la disminución de las oscilaciones
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Unas masas más intensas o muelles más suaves dan por resultado una menor frecuencia propia de la carrocería, con mayores recorridos de muelle (amplitudes).
Unas masas de menor magnitud o muelles más duros dan por resultado unas mayores frecuencias propias de la carrocería con recorridos de muelle más cortos.
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Tiempo
La frecuencia propia de la rueda (frecuencia propia de las masas no amortiguadas) está comprendida entre aprox. 10 y 16 Hz.
Período
Etapa de contracción
Etapa de extensión
Masa oscilante
Posición de reposo
Amplitud
Tiempo
Oscilación amortiguada
Período
Reco
rrid
o de
m
uelle
Período
Tiempo
Reco
rrid
o
de m
uelle
Reco
rrid
o
de m
uelle
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Fundamentos del sistema muelle-amortiguador
Sistema de muelleo
El efecto elástico de los neumáticos, los muelles del vehículo y el efecto elástico de los asientos constituyen el sistema de muelleo.En su condición de componente «portante» de este sistema, los elementos muelle-amortiguador establecen la comunicación entre la suspensión de la rueda y la carrocería.Como elementos de muelleo se pueden implantar por ejemplo:
– muelles de acero (ballestas, muelles helicoidales, barras de torsión),
– muelles neumáticos (balonas tubulares envolventes, muelles de balona tórica),
– muelles hidroneumáticos (acumuladores hidráulicos de émbolo, acumuladores hidráulicos de membrana),
– muelles de goma,– barras estabilizadoras o bien– combinaciones de los elementos
mencionados.
En el vehículo se diferencia entre las
masas no amortiguadas
(llantas, frenos, palieres, árboles de transmisión, cojinetes de rueda y manguetas) y las
masas amortiguadas
(carrocería del vehículo con componentes del tren de rodaje y grupo motopropulsor).
Básicamente se tiende a mantener lo más reducidas posible las masas no amortiguadas, al contrastar la suspensión del vehículo.De esa forma se reducen al mínimo las influencias sobre el comportamiento a oscilaciones de la carrocería, mejorando el comportamiento de respuesta de la suspensión y el confort de la conducción.
Las contribuciones destinadas a reducir las masas no amortiguadas se aportan por ejemplo a través de:
– componentes del tren de rodaje en aleación ligera,
– pinzas de freno en aleación ligera,– llantas de radios huecos en aleación ligera y– neumáticos optimizados en peso.
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Masa no amortiguada
Elemento muelle-amortiguador
Masa amortiguadaElemento muelle-amortiguador
Sistema de muelleo del asiento
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Magnitudes características de los muelles
Si un muelle es sometido a una fuerza creciente, con ayuda de una prensa para muelles, y si se procede a detectar la variación que experimenta el recorrido en función de la fuerza aplicada, se obtiene la curva característica del muelle en cuestión.
Poniendo en relación la variación de la fuerza y la variación del recorrido se calcula el coeficiente de rigidez del muelle
c
.
c
= Fuerza : recorrido [N/cm]
La característica de un muelle «duro» se muestra más pronunciada que la de un muelle «blando».Si el coeficiente de rigidez del muelle es constante sobre todo el recorrido, se dice que el muelle tiene una característica lineal.Si el coeficiente de rigidez del muelle crece a medida que aumenta el recorrido, se dice que el muelle tiene una característica «progresiva».
Es posible influir en la característica de un muelle helicoidal a través de:
– el diámetro del muelle,– el diámetro del alambre del muelle y– el número de espiras del muelle.
Los muelles progresivos se reconocen, entre otras cosas, por lo siguiente:
– paso desigual de las espiras (1),– geometría cónica de las espiras (2),– sección cónica del alambre (3) y– la combinación de varios elementos de
muelleo.
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Recorrido
Fuer
za
3
21
3
Ejemplos de las características de los muelles
linealblando
linealduro
progresivo
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Recorridos de muelle
El recorrido de muelle
s
tot
que necesita un vehículo sin regulación de nivel se compone de la contracción estática de muelle
s
estat
y los recorridos dinámicos
s
din
que surgen a raíz de las oscilaciones del vehículo vacío y totalmente cargado, respectivamente.
s
tot
= (
s
estat(cargado)
–
s
estat(vacío)
) +
s
din
El recorrido estático de muelle
s
estat
es el recorrido de muelle a razón del cual el vehículo parado contrae los muelles en función de la carga útil depositada. Resulta de la diferencia entre la contracción estática de la suspensión con el vehículo totalmente cargado
s
estat(cargado)
y la contracción estática del vehículo vacío
s
estat(vacío)
.
s
estat
=
s
estat(cargado)
–
s
estat(vacío)
Si el muelle tiene una característica plana (muelle blando) es grande esta diferencia y, con ella, la contracción estática que resulta entre los estados de vehículo vacío y totalmente cargado.Si el muelle tiene una característica pronunciada (muelle duro) la contracción estática de la suspensión tiene una magnitud pequeña.
Fundamentos del sistema muelle-amortiguador
Definición:
La
posición en vacío
es la contracción de la suspensión que se produce al estar el vehículo en orden de marcha, situado sobre las ruedas (con el depósito de combustible lleno, la herramienta y la rueda de repuesto a bordo, sin el conductor).
La
posición especificada en el diseño
es aquella en la que el vehículo pasa a partir de la posición en vacío a raíz de la carga adicional que suponen tres personas de 68 kg de masa cada una.
La
posición regulada
es aquella en la que es mantenido el vehículo con ayuda de la regulación de nivel como parte integrante de la suspensión neumática, indistintamente de las condiciones del peso cargado a bordo.
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Muelle duro Muelle blando
completamente cargado
Posición en vacío
s
estat
muelle duro
s
estat
muelle blando
Recorrido de muelle s
Car
ga ú
til
a bo
rdo
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Suspensión neumática
La suspensión neumática es una suspensión de nivel regulable, que puede estar combinada con sistemas regulables para la amortiguación de oscilaciones.
Con una suspensión neumática es relativamente fácil realizar a su vez una regulación de nivel.Con la regulación de nivel se mantiene estáticamente la carrocería del vehículo a un nivel constante (posición regulada = distancia constante entre el centro de la rueda y el borde inferior de la aleta), es decir, que se mantiene a una distancia específica sobre el pavimento.
Adaptando la presión que actúa en los muelles neumáticos y la modificación que experimenta con ello el volumen de aire en los brazos telescópicos neumáticos se logra regular la altura del nivel.
La contracción estática de la suspensión se regula independientemente de la carga a una magnitud siempre igual de s
estat
= 0.
Fundamentos de la suspensión neumática
Ventajas de una regulación de nivel:
– El vehículo puede ser amortiguado de un modo más confortable.
– El nivel estático del vehículo es invariable, independientemente del estado de carga.
– Un menor desgaste de neumáticos.
– El valor C
x
no varía en función de la carga transportada.
– En todas las condiciones de carga se conservan los recorridos máximos en las etapas de contracción y extensión de los muelles.
– Se conserva la altura libre completa sobre el suelo (también con el vehículo cargado al máximo).
– No surgen alteraciones en las cotas de convergencia y caída al variar las condiciones de la carga transportada.
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Posición regulada
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Aparte de las ventajas esenciales mencionadas que supone la suspensión neumática completamente portante y regulada en nivel, también es posible ajustar el vehículo a diferentes niveles con ayuda de la suspensión neumática.
En el Phaeton se han implementado tres niveles:
– el nivel normal,– un alto nivel subido para carreteras en malas
condiciones o para terreno y– un nivel bajo, que se ajusta de forma
automática al circular por autopista a altas velocidades.
Fundamentos de la suspensión neumática
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-80 mm -40 mm 0 +40 mm +80 mm
«Completamente portante» significa aquí, que se utilizan exclusivamente muelles neumáticos como elementos portantes de la suspensión en todas las ruedas.Los sistemas de suspensión mixtos, compuestos por una combinación de muelles de acero y muelles de gas presurizado con regulación hidráulica o neumática reciben el nombre de suspensiones «parcialmente portantes».
Extensión dinámica
constante
Recorrido de
muelle
Contracción dinámica
Características de muelles
vacío
completamente cargadoPosición especificada en el diseño
Fuer
za p
orta
nte
en k
N
s
estat
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Magnitudes características del muelle neumático
Fuerza de muelle/coeficiente de rigidez
La fuerza
F
(fuerza portante) de un muelle neumático viene determinada por sus dimensiones geométricas (la superficie circular eficaz
A
w
) y la sobrepresión
p
que actúa en el muelle neumático.
F
[N] =
A
w
[cm
2
] x
p
[N/cm
2
]
La superficie circular eficaz
A
w
se determina por el diámetro eficaz del círculo
d
w
.
A
w
[cm
2
] =
π
x (
d
w
)
2222
:
4
[cm
2
]
π = 3,14... Constante «Pi» para el cálculo del círculo
En el caso del émbolo en el cilindro, el diámetro del émbolo equivale al diámetro eficaz del círculo.
El diámetro eficaz de la balona tubular envolvente viene determinado por el diámetro en el punto más bajo de la balona (dw1 extendida y dw2 contraída).En virtud de que este diámetro eficaz dw interviene al cuadrado en la fórmula para el cálculo de Aw, las variaciones mínimas de este diámetro ya provocan grandes variaciones en la superficie del círculo y con ello en la fuerza portante del muelle neumático.
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275_011
F
dw
p
F
dw1
dw2
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Modificando de forma simple la presión interna eficaz p en el muelle neumático se puede adaptar la capacidad portante de muelle a las condiciones de la carga.
Las diferentes presiones – en función de las condiciones del peso cargado a bordo – se traducen en diferentes curvas características o bien coeficientes de rigidez de los muelles.Los coeficientes de rigidez de los muelles varían proporcionalmente al peso total de la carrocería.La frecuencia propia de la carrocería, tan importante para el comportamiento dinámico, se mantiene casi constante a este respecto.
En la etapa de contracción se modifica el diámetro eficaz de la balona (dw varía de dw1 a dw2), debido al desarrollo que experimenta la balona con respecto al émbolo.
Fundamentos de la suspensión neumática
Ejemplo de la influencia que ejerce el contorno del émbolo de desarrollo de la balona sobre el diámetro eficaz dw
275_014
275_014a
extendida
dw1
dw2
Balona tubular envolventeÉmbolo de
desarrollo para la balona
Tope elástico
contraída
Guía exterior
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Curva característica del muelle
Básicamente, la característica de un muelle neumático con émbolo cilíndrico es una curva progresiva.
El desarrollo de la curva característica del muelle (ascenso pronunciado o plano) viene determinado por el volumen del muelle neumático.
Con motivo de la contracción dinámica de la suspensión se comprime el volumen de aire contenido. Tomando como base un mismo recorrido de muelle, las presiones en un sistema de bajo volumen aumentan más intensamente que las de un sistema con un gran volumen del muelle neumático.
El desarrollo plano (muelle blando) de la curva característica del muelle se consigue por medio de muelles neumáticos de gran volumen.Un desarrollo pronunciado (muelle duro), por su parte, se consigue con un muelle neumático de bajo volumen.
Mediante un diseño correspondiente del contorno que se da al émbolo de desarrollo para la balona se puede influir en la curva característica.La modificación en el contorno del émbolo de desarrollo para la balona se traduce en una modificación del diámetro eficaz del muelle neumático y, por tanto, en una variación de su capacidad portante (fuerza de muelle).
Para el tarado de un muelle neumático con respecto a la aplicación necesaria están disponibles de esta forma las siguientes posibilidades:
– Tamaño de la superficie eficaz Aw– Magnitud del volumen del muelle neumático
(volumen de aire)– Contorno exterior del émbolo de desarrollo
para la balona
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-s +s± 0
9 bar
8 bar
7 bar
6 bar
Recorrido de
muelle s
Fuer
za p
orta
nte
del m
uelle
Pequeño volumen de muelle neumático
Gran volumen de muelle neumático
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Estructura de un muelle neumático
En la implantación de los muelles neumáticos se puede distinguir entre las versiones
– «parcialmente portante» y– «completamente portante».
Se habla de versiones parcialmente portantes cuando la capacidad de carga del muelle neumático resulta de la combinación de muelles de acero y muelles de gas presurizado.
Una versión completamente portante, como la implantada en el Phaeton, sólo está dada si intervienen muelles netamente neumáticos como elementos portantes.
El muelle neumático consta, en esencia, de:
– una carcasa superior con guía exterior,– la balona tubular envolvente,– el émbolo de desarrollo para la balona (carcasa
inferior),– en caso dado un acumulador adicional y– el amortiguador de oscilaciones integrado
(amortiguador).
Balona envolvente
La balona envolvente de la suspensión neumática consta de un material elastómero especial de alta calidad, de varias capas con guarnecidos interiores textiles de pana acordelada de poliamida, a manera de sustrato que le da la resistencia.El sustrato de resistencia es el que soporta las fuerzas que intervienen en el muelle neumático.La capa cubriente interior tiene un diseño especial para establecer la estanqueidad al aire.La combinación específica de las diferentes capas confiere a la balona sus buenas cualidades de desarrollo sobre el émbolo, que se traduce en una respuesta sensitiva de la suspensión.
Los materiales son resistentes a todas las influencias externas comprendidas dentro de una gama de temperaturas desde –35 oC hasta +90 oC.
Fundamentos de la suspensión neumática
275_027
Ejemplo de un brazo telescópico con guía exterior (completamente portante)
Si se elimina el casquillo metálico de la guía exte-rior, que sirve para soportar fuerzas circunferen-ciales, se habla de muelles neumáticos «no guiados», en contraste con los muelles «guiados exteriormente».
Carcasa superior
Balona tubu-lar envolvente
Cojín de gas
Amortiguador bitubo
Émbolo de desarrollo
Guía exterior
Volumen de aire
Cámara de reservas de aceite
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Amortiguador
La misión del amortiguador (llamado también antivibrador o amortiguador de vibraciones) consiste en degradar lo más rápidamente posible la energía de las oscilaciones a que están sometidas la carrocería y las ruedas. Esto se realiza por conversión en calor.
Sin los amortiguadores, las oscilaciones inscritas en el vehículo se acelerarían de forma progresiva, haciendo que las ruedas pierdan el contacto con el pavimento. El vehículo dejaría de ser direccionable en esas condiciones.
Existen diferentes versiones de amortiguadores.
Amortiguador monotubo de gas presurizado
En esta versión del amortiguador, las cámaras de trabajo y de las reservas de aceite se encuentran alojadas en un cilindro (amortiguador monotubo).Las variaciones que experimenta el volumen del aceite debidas a influencias de temperatura y al ingreso de la varilla de émbolo durante la etapa de contracción, se compensan por medio del gas que se encuentra sometido a alta presión (aprox. 25 a 30 bar) en el cojín.
Las válvulas amortiguadoras para las etapas de compresión y extensión están integradas en el émbolo.
Fundamentos de la amortiguación
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Cojín de gas
Émbolo con válvulas
Émbolo separador
Cámara de las reservas de aceite
Varilla de émbolo
Válvula etapa de compresión
Válvula etapa de extensión
Esquema del amortiguador monotubo de gas presurizado
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Amortiguador bitubo de gas presurizado
Esta versión se ha logrado imponer como amortiguador standard.
Según revela su nombre, consta de dos tubos insertados uno en otro (amortiguador bitubo).El tubo interior constituye la cámara de trabajo.Está completamente cargado con aceite hidráulico.Dentro de éste se mueven en ascenso y descenso el émbolo con sus válvulas y la varilla de émbolo.La cámara de trabajo cierra hacia abajo por medio de la placa de fondo con las válvulas correspondientes.El tubo exterior está dispuesto en torno de la cámara de reservas de aceite.Sólo está parcialmente cargada con aceite. Por encima de la carga de aceite se encuentra un cojín de gas.
La cámara de aceite sirve para compensar las variaciones del volumen de aceite en la cámara de trabajo.
La amortiguación de las oscilaciones se realiza a través de las dos unidades de válvulas amortiguadoras en el émbolo y en el fondo de la cámara de trabajo.Constan de un sistema de arandelas elásticas, muelles helicoidales y cuerpos de válvula con taladros estranguladores.
Al contraerse la suspensión (etapa de compresión), la amortiguación se determina a través de la válvula de fondo y parcialmente a través de la resistencia de flujo del émbolo.
En la etapa de extensión, la sola válvula de émbolo se encarga de la amortiguación.Opone una resistencia definida al aceite que fluye hacia abajo.
Fundamentos de la amortiguación
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Esquema del amortiguador bitubo de gas presurizado(etapa de compresión)
Etapa de compresión
Cojín de gas
Válvula de fondo
Tubo 1
Varilla de émbolo
Válvula de émbolo
Válvula amortiguadora
Válvula de retención
Cámara de trabajo
Tubo 2Cámara de reservas de aceite
Émbolo
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Tarado de la amortiguación
En el caso de la amortiguación se diferencia entre una etapa de compresión (contracción de los mulles) y una etapa de extensión (extensión de los muelles).
La fuerza de amortiguación en la etapa de compresión es menor que en la etapa de extensión.
Los golpes causados por el pavimento no se transmiten así de una forma tan intensa hacia el vehículo.Este tarado definido de la amortiguación establece unas relaciones también definidas entre el confort y la seguridad de conducción.
En los vehículos del segmento de lujo se implantan amortiguadores con un tarado variable y regulación continua.La unidad de control determina, en cuestión de milésimas de segundo, las características de la amortiguación que deben ser realizadas en cada una de las ruedas.
La intensidad de amortiguación, llamada también índice de amortiguación, expresa la rapidez con que se degradan las oscilaciones.Es un factor que depende de la fuerza que posee el amortiguador y la magnitud de las masas muelleadas.
Un incremento de la masa muelleada viene a reducir la intensidad de amortiguación, haciendo que las oscilaciones sean degradadas más lentamente.Una reducción de las masas muelleadas se traduce en un incremento de la intensidad de amortiguación.
275_017
275_018
Tiempo
Tiempo
Baja intensidad de
amortiguación
Alta intensidad de
amortiguación
Reco
rrid
o de
mue
lle
Reco
rrid
o de
mue
lle
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Fuerza de amortiguación
La fuerza de un amortiguador se comprueba con una máquina especial.Manteniendo constante su carrera, la máquina genera diferentes velocidades de extensión y contracción del amortiguador.
Los valores medidos de esa forma se representan en diagramas de fuerza y velocidad (diagramas F-v).
Fundamentos de la amortiguación
Estos diagramas visualizan directamente las características del amortiguador.
Se distingue entre amortiguadores de acción progresiva, degresiva y lineal.
275_019
0,52 0,26-0,26 -0,52
0
v
0,52 0,26-0,26 -0,52
0
v
0,52 0,26-0,26 -0,52
0
v
(m/s) (m/s)
(m/s)
Diagrama F-v con desarrollos de las curvas características
Fuer
za d
e
trac
ción
Fuer
za d
e
com
pres
ión
degresivoprogresivo
lineal
Fuer
za d
e
trac
ción
Fuer
za d
e
trac
ción
Fuer
za d
e
com
pres
ión
Fuer
za d
e
com
pres
ión
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Descripción del sistema
Con ayuda de la suspensión neumática completamente portante a los 4 costados (4CL) con regulación continua de la amortiguación (CDC - Continuous Damping Control) se mantiene el vehículo a un nivel constante sobre el pavimento, independientemente de la carga que lleve a bordo.Eso significa, que entre el pavimento y el piso del vehículo existe siempre una altura libre estática, constante, adaptada a los deseos del conductor o a la velocidad del vehículo.
El sistema, en su conjunto, consta de:
– una unidad de control para la regulación 4CL/CDC,
– un muelle neumático y un sensor de nivel del vehículo en cada costado (corner),
– un amortiguador regulable en cada costado, integrado en el brazo telescópico neumático,
– un compresor con deshidratador de aire y sensor de temperatura,
– un bloque de válvulas electromagnéticas, con cuatro válvulas, una válvula de descarga, una válvula acumulador de presión y un sensor de presión integrado,
– un acumulador de presión,
– tuberías de aire desde el compresor hacia los diferentes brazos telescópicos neumáticos y hacia el acumulador de presión,
– en cada brazo telescópico neumático, un sensor de aceleración de la rueda (gama de medición ± 13 g) y
– tres sensores de aceleración de la carrocería (gama de medición ± 1,3 g).
Descripción del sistema
En el Phaeton se han implantado tres diferentes niveles (siendo seleccionables por el conductor los niveles NN y HN):
– un nivel normal (NN),
– un nivel alto (HN), situado a 25 mm por encima del NN y concebido para la conducción por trayectos en malas condiciones
– un nivel bajo (TN), situado a 15 mm por debajo de NN. Se establece de forma automática en función de la velocidad (al conducir por autopista a alta velocidad) y también se abandona de forma automática.
Mediante una estrategia de regulación especial se cambia de forma automática a otros niveles en función de las condiciones momentáneas de la conducción. Las regulaciones para ello se ejecutan como funciones de fondo sin que normalmente se percate de ello el conductor.Al conducir a velocidades superiores se rebaja automáticamente la suspensión del nivel alto al nivel normal, más seguro desde el punto de vista dinámico de la conducción, y si la velocidad aumenta más aún, el sistema pasa automáticamente al nivel bajo, no seleccionable por el conductor.Al reducirse la velocidad por debajo de una medida específica se abandona automáticamente el nivel bajo.
El tarado de «confort» para los amortiguadores cambia automáticamente hacia características de «firmeza deportiva» al circular a velocidades superiores, para mantener unas buenas condiciones de maniobrabilidad y fidelidad de trayectoria.
22
--
43
2
1
5
6
7
100140
180
220
70
50
30
40
2010
60
1210
16
1/21/4 3/4
6030 90
8050
20110
80 120
160
200
24014260120
Descripción del sistema
Sensor de nivel del vehículo ED
Sensor de aceleración ruedas delanteras
Infotainment con el botón girato-rio/pulsador y las teclas para regulación de nivel y reglaje de la amortiguación
Brazo telescópico neumático ED
Sensor de aceleración de la carroceríaPasos de rueda delanteros a izquierda y derecha
Cuadro de instrumentos
El sistema y sus componentes
Válvula para mantener la presión residual
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Unidad de control para regulación de nivel
Sensor de temperatura del compresor
Compresor con deshidratador de aire, sensor de temperatura y bloque de válvulas electromagnéticas con sensor de presión integrado
Sensor de aceleración ruedas traseras
Sensor de nivel del vehículo ET
Sensor de aceleración de la carrocería (maletero)
Brazo telescópico neumático ET
Acumulador de presión
Válvula para mantener la presión residual
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Manejo e indicación
El Phaeton es el primer vehículo de Volkswagen que se equipa con un tren de rodaje dotado de regulación de nivel.
Para los ejes delantero y trasero consta de:
– una suspensión neumática completamente portante con sistema de regulación de nivel, en combinación con
– un amortiguador ajustable en continuidad.
La unidad de mando central para el tren de rodaje regulado está constituida por la unidad de control para regulación de nivel J197.
El manejo del sistema se realiza a través del pulsador para reglaje de la amortiguación o bien a través del pulsador para regulación de nivel, según lo expuesto en el manual de instrucciones.
Descripción del sistema
Estos pulsadores van situados en la consola central, detrás del selector del cambio.Accionando el pulsador correspondiente se abre en el display de infotainment respectivamente un menú desplegable, a través del cual se puede elegir entre
dos niveles del vehículo
– nivel normal NN (preajustado)y
– nivel alto HN
y cuatro tarados de la amortiguación
– confort,– base (preajustado),– Sport 1 y– Sport 2,
recurriendo al botón giratorio/pulsador para el mando correspondiente.
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Display
Botón giratorio/pulsador
Pulsador pararegulación de nivel
Pulsador para reglaje de amortiguación
Selector del cambio
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Ajuste del nivel
Para ajustar el nivel del vehículo hay que oprimir el pulsador para regulación de nivel.Girando el botón giratorio/pulsador se puede elegir entre el nivel alto HN o el nivel normal NN.En el display aparece la imagen correspondiente al nivel elegido.
Al estar ajustado el nivel alto luce el pulsador para regulación de nivel.Oprimiendo el botón giratorio/pulsador se abandona la visualización.
PHONE NAVI AUDIO/TV SETTING ON/DARK
AUTO AUTO
PHONE NAVI AUDIO/TV SETTING ON/DARK
AUTO AUTO
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Nivel normal
Nivel alto
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Ajuste de los amortiguadores
Para seleccionar el ajuste de los amortiguadores hay que oprimir el pulsador para reglaje de la amortiguación.Girando el botón giratorio/pulsador se puede elegir uno de los cuatro tarados:
– confort,– base (preajustado),– Sport 1 y– Sport 2.
La imagen correspondiente aparece en el display.
Descripción del sistema
Oprimiendo el botón giratorio/pulsador se abandona la visualización.El pulsador se ilumina estando seleccionados los ajustes de confort, Sport 1 y Sport 2.
Al desconectar el encendido a partir de la posición «Sport 2» el sistema pasa siempre a la posición base.
275_036PHONE NAVI AUDIO/TV SETTING ON/DARK
AUTO AUTO
PHONE NAVI AUDIO/TV SETTING ON/DARK
AUTO AUTO
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Confort
Sport 2
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Estrategia de la regulación de nivel
Por medio de los cuatro sensores de nivel del vehículo, que van situados entre los puentes de los ejes y los brazos transversales inferiores, se mide la posición relativa de la carrocería con respecto a cada una de las ruedas y la cota obtenida se compara en la unidad de control con los valores de reajuste que tiene en la memoria.Estos valores de preajuste los tiene que «autoad-aptar» la unidad de control para el vehículo en cuestión.
En el caso normal, el compresor (presión máxima 16 bar) aporta el aire necesario para los ciclos de regulación.
El compresor participa en los ciclos de regulación al circular a velocidades superiores a los 35 km/h.Si es necesario también se encarga de recargar el acumulador de presión.
A velocidades por debajo de los 35 km/h el sistema regula con el aire procedente del acumu-lador de presión (5 ltr. de capacidad).A esos efectos debe existir la suficiente diferencia de presiones (aprox. 3 bar) entre la del acumula-dor y la del muelle neumático.
Maniobras de carga y descarga
Si por maniobras de carga y descarga varía la altura del vehículo respecto al pavimento, la uni-dad de control ejecuta un ciclo de regulación correctiva del vehículo hacia el nivel teórico.Para ello se alimenta aire hacia el muelle neumático que corresponde, a través de una válvula electromagnética, o bien se deja salir aire a través de la válvula de descarga.
El compresor también se pone en funcionamiento independientemente de los ciclos de regulación, para llenar cada vez el acumulador de presión.
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Esquema de la regulación ascendente y descendente automática
Descripción del sistema
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-15 mm
HN
NN
0
TN
140
30 s
200 km/h80 100
60 s
120 180
0 mm
+25 mm
Nivel del vehículo
Regulación manual
Regulación automática
HN - Nivel altoNN - Nivel normalTN - Nivel bajo
La
regulación ascendente
automática se realiza:
de TN hacia NN: a v ≤
100
km/h después de60 segundosy/oa v ≤
80
km/h, de inmediato.
La
regulación descendente
automática se realiza:
de HN hacia NN: a v ≥
120
km/h
de NN hacia TN: a v ≥
140
km/h después de 30 segundos y/o a v ≥
180
km/h, de inmediato.
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Modos especiales de la regulación de nivel
Desactivación de la regulaciónEn situaciones específicas puede ser necesario desactivar la regulación, por ejemplo para cambiar una rueda o para actividades en elevadores de vehículos.La desactivación se realiza oprimiendo simultáneamente durante unos 5 segundos los pulsadores para regulación de nivel y reglaje de amortiguadores.
En el cuadro de instrumentos aparece una indicación que confirma la desactivación.
Activación de la regulaciónLa regulación se activa oprimiendo nuevamente ambos pulsadores durante unos 5 segundos o bien es activada de forma automática si la unidad de control detecta que el vehículo circula a una velocidad v ≥ 10 km/h.
Elevador:Si se eleva el vehículo a través de los puntos de alojamiento para el gato o para elevadores de taller se produce una descarga de aire en los cuatro muelles neumáticos – hasta que la unidad de control detecte esta situación.
La regulación de nivel detecta inicialmente la «posición excesivamente elevada» de la carrocería en comparación con las ruedas y trata de corregir este fenómeno a base de descargar aire.
Al volver a bajar el vehículo del elevador puede suceder que se encuentre bastante bajo, debido también a ese fenómeno.
El vehículo vuelve a adoptar su nivel normal (NN) por sí solo a partir del momento en que se vuelve a hacer funcionar brevemente el motor, haciendo posible así el funcionamiento del compresor.
Para evitar esta descarga de aire hay que desactivar por ello la regulación de nivel antes de realizar actividades con el elevador.
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Actividades de la suspensión neumática después de desconectar el encendido
Maniobras de carga y descarga
Después de la desconexión del encendido, la unidad de control se mantiene activa durante un minuto más y puede ejecutar ciclos de regulación de nivel si existe suficiente presión en el acumulador, por ejemplo para correcciones debidas a maniobras de carga de descarga.
La unidad de control se mantiene activa cíclicamente durante un minuto cada vez hasta que se dejen de registrar maniobras en puertas o capós.
Descripción del sistema
Alteraciones lentas del nivel
Para compensar alteraciones lentas del nivel, como las que pueden surgir al haberse calentado el aire durante la marcha en los muelles neumáticos y haberse enfriado posteriormente después de finalizar el viaje, se ejecutan tres ciclos de regulación correctiva hasta alcanzar el nivel óptimo después de la desconexión del encendido.
Estos ciclos de regulación correctiva se llevan a cabo después de cada dos, cinco y diez horas, si hay suficiente presión en el acumulador.
