INNOVACIÓN 17 de mayo de 2014
DISEÑO AUTOMOTRIZ
HISTORIA DISEÑO EVOLUCIÓN
Diseño de frenos suspensión amortiguación y transmisión
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EDITORIAL HISTORIA Y DISEÑO DE FRENOS
Los frenos han pasado y marcado pauta
día es necesario e indispensable conocer
en el transcurso del tiempo, puesto que en
de forma amplia él como disminuir la
las personas genera grandes impactos
velocidad, dado que más que una cualidad
estrechamente ligados a los autos y
fue una necesidad de traslado para las
maquinarias en movimiento. Es claro que
personas de la época.
el diseño maneja orígenes determinantes en cuanto a las responsabilidades de quienes fueron sus fabricantes, el proceso de técnicas que permitieron el desarrollo y los lugares que sirvieron de escenario para el progreso de los mismos. Todas las consideraciones anteriores fijan una postura en la historia, porque es de allí que se sientan las bases de la invención y su utilidad. Así mismo, los frenos han sido las piezas claves para darle funcionamiento y avance a la industria automotriz. Sin duda alguna, existen múltiples textos antiguos que han prestado apoyo al aumento del conocimiento. Por ello, hoy
La mejoría de frenado llega en manos de los frenos de tambor, quienes sirvieron como sustento para el desarrollo sustentable
y
factible
de
nuevas
tecnologías en años siguientes. Como son los frenos de discos que en la actualidad son los más usados a nivel automotriz. Al
mismo
tiempo,
transcurrían
avances direccionados en el desarrollo de la transmisión automática. Los cuales se remonta a los años de 1930, aunque para ese entonces la primera transmisión automática no necesitaba de embrague tampoco se mostraron en las líneas de producción.
Es para 1939 cuando llega de forma
primeros autos era limitada, además de
categórica el Ford modelo T , con una
manifestar él porque no eran más veloces
concepción compuesta por engranaje
que los coches tirados por caballos; para
planetario ejecutado con el pie
ellos se fabricaron muelles de hojas con
tomo
parte en la impulsión de Mas de 15
las
millones unidades que salieron de la línea
otorgaron
de montaje. Incluso lograron la distinción
exentos de sacudidas corrientes y la
en el trabajo sobre impulsión hidráulica y
suficiente rigidez para soportar la carga.
el desarrollo del sistema de control hidráulico
por
General
Motors
de
Chrysler. El
debidas a
La
proporciones
que
los
recorridos
viajeros
estimación,
entra
les
para
evidenciar la utilización de materiales livianos y flexibles de los cuales se valen
precedente
como
los muelles para restringir a un mínimo la
plataforma para desnudar la división
fuerza de estas sacudidas; entretanto, los
Hidra-Matic
Motors,
muelles de tamaño menor surten un
anteriormente de la Detroit Transmisión
efecto excesivo; puesto que estabilizan
división; la que inicialmente completo la
en movimiento al automóvil. Dichas
primera
permanencias
de
sirvió
General
transmisión
totalmente
automática en modelos de línea. Los amortiguadores llegan para
contradictorias
han
concedido lugar al triunfo de la creación del amortiguador de impactos.
exhibir Como la velocidad de los
Editor Hergen Suarez Lugo
ARTÍCULO La
invención de los frenos en el
Por consecuente,
el primer freno
transcurso de la historia ha sido de suma
que puede haber existido tal vez haya sido
importancia
alguna
puesto que el mundo al
especie
de
ancla
o
algún
asocia
dispositivo sostenido en el chasis que
directamente con autos y máquinas en
pudiera haber sido enterrado en la tierra,
movimiento. Este artículo se centra en el
mientras este se movía.
escuchar
su
nombre
lo
enfoque del diseño no en lo actual. Sino en sus orígenes, es decir; quién lo fabrico cómo y dónde. Además de evaluar que historia hay detrás de ese diseño y como ha impactado en el mundo está invención.
Pero cuando la bicicleta apareció hace un par de siglos, la única manera de desacelerar era presionando el zapato sobre la rueda, aunque era muy peligroso y provocaba cierto desbalance en el
Al hacer referencia a los frenos de
aparato. Por eso, en 1783 Kirkpatrick
autos surge la necesidad de estudiar el
Macmillan, un herrero escocés invento el
origen de la rueda. ¿Por qué?, porque han
freno de cuchara que consistía en una
transcurrido seis mil años y sin embargo
palanca que presionaba un bloque de
aun no sabemos, cuándo ni cómo surgió
madera contra la llanta. En la actualidad
la necesidad del impedimento del avance
la conocemos como banda de hierro.
de aquellos vehículos primitivos.
Pero, en la industria automotriz se estaba empezando hacer necesaria esta cualidad de disminuir la velocidad. Por ello, unos de los sistemas más antiguos conocidos lo utilizaba el primer automóvil probado para viajar a largas distancias, como lo fue el
Benz Patent-Motorwagen que
Para las fechas de 1900 y 1901 el ingeniero Maybach ya estaba trabajando en un motor de cuatro tiempos mejorados. Pero se le ocurrió la idea de colocárselo a una bicicleta. En ese momento, creo el sistema de freno de tambor. Posteriormente,
una
mejoría
utilizaba un freno de mano, conformado
enorme en el poder de frenado apareció,
por un freno de zapatos de cuero manual
quienes serian los frenos de tambor de
sobre las ruedas traseras.
expansión interna, atribuido al francés
El arquitecto e ingeniero llamado Wilhelm Maybach dio grandes aportes al diseño de motores y colaboro al diseño del motor de cuatro tiempo creado por Nikolaus Otto. Así mismo, trabajó por mucho tiempo en el diseño de motores y gracias a él, muchas de las invenciones de hoy
en
día
cuentan
con
grandes
contribuciones en el avance de nuevas tecnologías.
Louis Renault en 1902.
DISEﾃ前 ASI SE CONFORMA EL DISEﾃ前 DE FRENOS DE TAMBOR
DISEﾃ前 DE FRENO DE DISCO
Transmisión
El desarrollo de la transmisión automática
completo
se remonta a los primeros años de la
totalmente automática en modelos de
década
primera
línea, en Octubre de 1939, seis meses
transmisión automática verdadera(que no
después de haberse formado esa división.
necesita embrague) no apareció en las
Sus transmisiones fueron fabricadas para
líneas de producción sino hasta 1939. su
los Oldsmobile. Un año después, Hidra-
historia se origina en el Ford modelo T,
Matic producía unas 220 transmisiones
cuyo engranaje planetario operaba con el
diarias, y comenzaron los embarques para
pie, tomo parte en la impulsión de Mas de
Cadillac. Las transmisiones automáticas
15 millones unidades que salieron de la
se usaron en algunos vehículos militares
línea de montaje entre1908 y 1927.
durante los años de la guerra, y su
También ayudaron los logros de otras
continuo
compañías: el trabajo de Chrysler sobre
convertidor
impulsión hidráulica y el desarrollo del
acoplamiento de impulsión, hidráulico,
sistema de control hidráulico por General
que casi no transmitía par a bajas
Motors, así como su convertidor de Par
velocidades
como los más significativos.
velocidad de crucero era un acoplamiento
de
1930,aunque
la
la
primera
desarrollo de
del
Par,
Motors,
anteriormente
la
Detroit
Transmisión división, la que inicialmente
condujo un
vehículo,
hidráulico muy eficiente.
Fue la división Hidra-Matic de General
transmisión
al
ingenioso
pero
a
Para
1950,
fabricantes
todos de
los
automóviles
principales
1980, pero el cambio automático mismo,
ofrecían
desde el punto de vista del conductor, ha
transmisiones automáticas, y poco tiempo
cambiado poco desde 1948.
después en muchos modelos se ofrecía Las
como equipo estándar.
transmisiones
automáticas
se
encuentran actualmente en un estado de su desarrollo que se puede comparar al Así podemos decir que los principales
desenvolvimiento de los sistemas de
elementos de la transmisión automática –
arranque automático en 1920. Hoy en día,
el acoplamiento hidráulico, los engranajes
los
planetarios y los sistemas de control
perfeccionado a tal punto que sólo
hidráulico- aparecieron en los últimos
difieren entre sí en ligeros detalles de
años de la década de 1940. Desde
construcción, y por la localización del
entonces, los ingenieros han cambiado el
interruptor que los acciona. Pasarán tal
diseño, aplicación y ubicación de esos
vez muchos años antes de que se pueda
elementos, pero no han hecho cambios de
decir lo mismo de las transmisiones
importancia o adiciones a los elementos
automáticas. Es seguro, sin embargo, que
mismos. Han habido otros desarrollos,
la multitud de tipos que existen en la
como
velocidades
actualidad, desaparecerá para hacer lugar
controlado por computadora, que apareció
al sistema que demuestre ser el más
en los primeros años de la década de
adecuado y eficiente.
el
cambio
de
sistemas
de
arranque
se
han
Suspensión
Los intentos por suprimir de los vehículos
lo siguiente en una edición de la revista
l oscilación de los muelles incluyen
"Automobile Engineering", en el año
muelles auxiliares y amortiguadores de
1909:
tipo Gabriel, así como amortiguadores de fricción neumáticos e hidráulicos. Los amortiguadores de gas combinan la ación neumática y la hidráulica Los
fabricantes
rigidez para soportar la carga de manera correcta
automóviles
sobre
las
pequeñas
no
irregularidades de los caminos comunes y
leyeron este informe de Sir William o no
corrientes, resultan demasiado rígidos
le dieron mucha importancia, ya que poco
para reaccionar de inmediato a los
después
emplear
resaltos mucho más grandes. Como
amortiguadores de impactos para eliminar
resultado, se transmiten fuertes sacudidas
las
automóviles.
a los pasajeros. Cuando los muelles se
Como la velocidad de los primeros autos
hacen de un material más liviano y
era limitada, pues no eran más veloces
flexible, para reducir aun mínimo la
que los coches tirados por caballos, para
fuerza de estas sacudidas, los muelles de
ellos podían construirse muelles de hojas
tamaño menor surten un efecto excesivo,
con
pues
comenzaron
sacudidas
las
de
"Cuando los muelles tienen la suficiente
en
debidas
los
a
proporciones,
que
mantienen
en
movimiento
al
lograban proporcionarles a los viajeros
automóvil ya sus pasajeros durante todo
recorridos
el
relativamente
exentos
de
trayecto.
Estas
dos
han
dado
condiciones
sacudidas. Al mejorar los caminos y
contradictorias
lugar
ala
aumentar las velocidades, apareció escrito
creación del amortiguador de impactos".
El pedal del embrague y la palanca de cambio de velocidades se están convirtiendo rápidamente en algo tan arcaico como los estribos del automóvil. La razón de ello es que ahora la mayoría de los autos que se fabrican están equipados con transmisiones automáticas. Este mecanismo sólo requiere colocar la palanca selectora de velocidades en una posición determinada, sin tener que moverla nuevamente, excepto en contadísimas ocasiones.
Amortiguación
El primer amortiguador de impactos
constantemente.
que se conoce es uno que inventó un
norteamericano
tal A. Gimmig en el año de 1897. El
automóviles,
simplemente fijó unos bloques de
Hartford, vio que una de las bicicletas
caucho ala parte superior de cada
de Truffault llegaba en primer lugar
muelle
la
en
lo
Versalles.
Hartford
suficiente, las defensas de caucho
reconoció
el
golpeaban contra unos pernos que
aplicación de este dispositivo de
estaban fijos en el bastidor. Todavía
fricción en los automóviles.
de
suspensión
hojas. se
Cuando comprimía
se emplean topes de caucho en muchas
suspensiones
modernas,
pero surten un efecto mínimo en el control de la marcha del vehículo.
primeros
aficionado
llamado
maratón
un
a
Edward
celebrado de
los V.
en
inmediato
potencial
para
la
año
siguiente,
Hartford
había
equipado un auto Oldsmobile con una variante del dispositivo de Truffault. primer
amortiguador
de
de
impactos para un automóvil consistía
impactos de verdad fueron instalados
en un par de palancas abisagradas
en una bicicleta de carreras en 1898,
entre sí, con una almohadilla de
por
J.M.M.
caucho colocada en el punto de
delantera
pivote. El brazo de una palanca se
estaba suspendida sobre muelles e
fijaba al bastidor, mientras que el
incorporaba un dispositivo de fricción
brazo
de
la
otra
que impedía que la bicicleta oscilara
atornillaba
al
muelle
un
Truffault.
amortiguadores
1899,
Hartford y Truffault se reunieron y, al
Este Los
un
En
francés La
llamado
horquilla
palanca de
se
hojas.