El sistema servohidráulico de
ensayo en laboratorio de cuatro puntos, que excita un vehículo verticalmente
sobre sus neumáticos, ha cumplido ya 55 años. Bien es cierto que la tecnología
informática y de control que utilizó en un principio ha quedado obsoleta, lo que
unido a la limitación de trabajar únicamente sobre cuatro puntos hizo que se
buscaran sistemas de ensayo de vehículos más completos.
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| Sistema de cuatro puntos |
Por ello a lo largo de los últimos años se han introducido
nuevos sistemas de ensayo de vehículos que combinan cargas ortogonales y
rotacionales y que permiten simular con más precisión las condiciones de servicio
de tales vehículos. Los sistemas de ejes múltiples permiten reproducir
solicitaciones laterales y longitudinales de modo que pueden simular los
efectos de las fuerzas de inercia.
De hecho, en los últimos años los
fabricantes de automóviles han equipado sus laboratorios de ensayo con sistemas
que disponen de hasta 30 canales de excitación con el fin de realizar ensayos
de duración, vibración, ruido, resistencia e incluso manejabilidad. Esta
dinámica de perfeccionamiento continuo de las condiciones de ensayo se traduce
obviamente en un encarecimiento del laboratorio.
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| Vista inferior del sistema de 4 puntos |
Por otro lado, la tecnología de
simulación por ordenador de las condiciones de servicio de un automóvil ha
progresado enormemente en los últimos años, lo que hace cuestionarse la
conveniencia de levantar sofisticados laboratorios de ensayo. Las exigencias de
una progresiva reducción de los costes y los plazos de desarrollo de cada nuevo
modelo de automóvil no hacen sino acrecentar las dudas sobre la conveniencia de
tales inversiones.
Por esta razón, muchos
fabricantes han vuelto la mirada hacia el veterano y simple sistema de cuatro
puntos, el cual, en combinación con un adecuado sistema de simulación por
ordenador, puede dar una respuesta económica a los retos de coste y plazo de
desarrollo de un nuevo modelo de automóvil
.
El sistema de cuatro puntos es el más simple de cuantos se utilizan para ensayar vehículos completos. Se compone de cuatro actuadores servohidráulicos cada uno de los cuales excita verticalmente una rueda. Los datos de entrada pueden representar bien la superficie de una determinada carretera bien algún tipo de función que permita identificar las características dinámicas del vehículo.
Con la aplicación progresiva de
nuevos y mejores programas informáticos el número de datos de entrada se ha
incrementado de manera notable y de este modo las posibilidades del sistema de
cuatro puntos se han multiplicado considerablemente.Veamos algunas aplicaciones del
sistema de cuatro puntos.
- Ensayos de durabilidad: En estipo de ensayos el vehículo es colocado con sus ruedas sobre los cuatro soportes del sistema, el cual simula movimientos de cabeceo, balanceo y giro. De este modo se puede reproducir hasta el 80 % de las cargas de fatiga de la carrocería. Los datos de entrada pueden provenir de la medición de ondulaciones verticales de una determinada superficie de rodadura, de señales generadas a partir de las propiedades estadísticas de dicha superficie o de las señales derivadas de las mediciones en el husillo del vehículo.
- Ensayos de apriete de pernos y otras sujeciones del motor al chasis: Los nuevos métodos de fijación del motor al autoportante que comportan una mayor ergonomía en el proceso de montaje en las fábricas de automóviles hacen necesario comprobar que los pernos y otras sujeciones no se aflojan en la vida en funcionamiento del vehículo.
- Ensayo de sacudidas y vibraciones de cabinas de
camión: En el desarrollo y la validación de cabinas de camión es necesario
determinar si la cabina podrá soportar vibraciones extremas o si correrá el
riesgo de entrar en resonancia. Puede combinarse con ensayos de torsión sobre
el chasis.
Ensayo de monoplaza (Imagen cortesía de Jordan F1) - Ensayos de monoplazas de Fórmula 1: En ellos se simulan los esfuerzos tanto en la ruedas como en la “nariz” cónica frontal y en la parte trasera del chasis adyacentes a los spoilers y alerones respectivamente. Esta aplicación tiene el interés de que con un sistema relativamente sencillo se pueden optimizar las prestaciones dinámicas del monoplaza y por tanto contribuir a un mejor resultado deportivo.
- Eliminación de rumorosidades: Hoy en día los automóviles no sólo tienen que ser seguros, potentes y manejables, sino que tienen que proporcionar una sensación de suavidad, quietud y confort ambiental que los haga competitivos. El ensayo de rumorosidades, chirridos y traqueteo se realiza reproduciendo ciertos factores externos como viento, insolación, precipitación, etc.. La toma de datos tiene lugar normalmente en sensores colocados en maniquíes situados en las diferentes plazas del habitáculo. La simulación de pavimentos adoquinados añade una solicitación adicional al vehículo fácilmente reproducible por el sistema de cuatro puntos.
- Ensayos de conformidad de producción: Muchos fabricantes de automóviles realizan un ensayo final de conformidad de producción sometiendo a parte de (o a toda) su producción diaria a un ensayo de simulación de las condiciones de servicio en un sistema de cuatro puntos, con el fin de disipar dudas sobre la calidad del proceso de montaje y liberar los vehículos para su venta.
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| Ensayo de conformidad de producción |
Estas son
algunas aplicaciones del sistema servohidráulico de ensayo de cuatro puntos, el
cual después de 55 de existencia puede aún competir favorablemente con otros
sistemas más sofisticados, como los de siete puntos u otros de cabezales
múltiples.
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