MASA-RESORTE-AMORTIGUADOR-EXITADOR

ANALISIS VIBRATORIO ¨MASA-RESORTE-AMORTIGUADOR-EXITADOR¨

Para comprender el análisis de un sistema vibratorio empezaremos por conocer el concepto de vibración el cual dice ¨un cuerpo vibra cuando experimenta cambios alternativos, de tal modo que sus puntos oscilan sincrónicamente entorno a sus posiciones de equilibrio, sin que el campo cambie de lugar. 

De aquí partimos a una definición simple de vibración mecánica en la cual podemos decir que ¨vibración mecánica es el movimiento de una parte mecánica hacia atrás y hacia adelante a partir de una posición de descanso¨.

Es importante aclarar que para que un sistema vibre es necesario que posea por lo menos un elemento inercial y elemento restaurador, al igual es de vital importancia definir la causa de las vibraciones, es decir, si el cuerpo o sistema vibra por condición natural o si existen fuerzas perturbadoras que hacen vibrar al sistema.

En al caso de un automóvil podemos aclarar que la causa de que el sistema vibre serian las irregularidades que existen en el terreno en donde este se conduzca, por lo tanto tenemos que este tipo de causas se engloban en las fuerzas perturbadoras que hacen vibrar al sistema.

Ahora para el área automotriz este tema tiende a ser de los mas importantes dado que al tener un mejor amortiguamiento y eliminando lo mas que se puedan las vibraciones que se producen entre el auto y el terreno en el que se maneja se hace mas confortable el manejo para el tripulante además que se obtiene un mejor control del automóvil y por lo tanto un mejor desempeño.

En este caso empezáramos por desglosar uno a uno los elementos del sistema que son masa, resorte, amortiguador y excitador.

MASA

La masa es aquel elemento que captara o resivira en primera instancia las fuerzas para que el sistema entre en una vibración en el caso de un automóvil este viene siento la rueda (conjunto de rin-llanta).

RESORTES

En el área automotriz y en general en cualquier sistema de vibraciones el tipo de resorte más utilizado es el resorte helicoidal y se puede considerar como el modelo representativo de la elasticidad de un sistema vibratorio.

Considerando un resorte helicoidal de tipo ideal, es decir, aquel resorte cuya deformación es lineal por lo menos en una región de trabajo, podemos establecer la ley de Hooke de manera que ¨un elemento elástico recibe una deformación directamente proporcional a la fuerza que soporte¨.

Lo anterior lo podemos representar de la siguiente manera supongamos que al resorte se le aplica una fuerza de 10N entonces este sufre una deformación de 1cm, ahora a este mismo resorte ahora se le aplica una fuerza de 20N y este sufre una deformación de 2cm.

Del análisis de este resorte ideal encontramos que existe una constante elástica:

F1/x1=F2/x2=K       

Donde K es la constante elástica; de aquí la relación entre la fuerza y la deformación:

Fk=kx

Donde:

Fk: Fuerza.

x: Deformación.

k: Constante de elasticidad.

Como podemos comprender en el caso de un automóvil no basta solo con tener un sistema de vibraciones de solo masa-resorte ya que este solo sufriría un desequilibrio al percibir las fuerzas que lo obligasen a moverse de manera brusca y sin ningún control por lo tanto se necesita un elemento que trate de hacer menos bruscas estas fuerzas para que el ocupante pueda tener un mejor control del automóvil, que en este caso es el amortiguador.   

AMORTIGUADOR

En el área automotriz el amortiguador que mas suele utilizarse en los automóviles es el amortiguador de tipo viscoso; este sistema de amortiguamiento ocurre cuando un componente del sistema esta en contacto con otro a través de un fluido viscoso, es decir, el amortiguador es el resultado de la fricción viscosa entre el fluido y el componente, en este caso la fuerza es directamente proporcional a la velocidad, por lo tanto para eliminar esta proporcionalidad se agrega un termino proporcional el cual llamamos coeficiente de amortiguamiento:

Fd=cx

EXITADOR

En el caso de los automóviles en especial en el sistema de suspensión las vibraciones que se intentan eliminar no son las que vienen del motor o transmisión, etc; si no las que vienen del exterior (superficie donde se desplaza el automóvil) a las cuales podemos clasificarlas como:

·         Perturbaciones instantáneas, que son aquellas que aparecen como una perturbación y desaparecen inmediatamente.

·         Perturbaciones permanentes, que son aquellas que siempre están presentes en el movimiento del cuerpo.