Diseno-del-sistema-de-suspension-y-el-sistema-de-frenos-de-un-semirremolque-para-auto-compacto

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
 DE MÉXICO 
 
 
 
 FACULTAD DE INGENIERÍA 
 
 
 DISEÑO DEL SISTEMA DE SUSPENSIÓN Y 
 EL SISTEMA DE FRENOS DE 
 UN SEMIRREMOLQUE PARA AUTO 
 COMPACTO 
 
 
 T E S I S 
 QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: 
 INGENIERO MECÁNICO 
P R E S E N T A : 
 
 PEDRO PAUL HERNÁNDEZ BOTELLO 
 
 
 DIRECTOR DE TESIS 
 Ing. MARIANO GARCIA DEL GALLEGO 
 
 
CD. UNIVERSITARIA NOVIEMBRE 2005
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
. 
Centro de Diseño y Manufactura 1
 
DEDICATORIA 
 
 
A mi madre por haberme impulsado siempre a lo largo de mis estudios, por 
todo el esfuerzo para sacarnos adelante y por todo el amor y cariño que solo 
una madre puede dar. 
 
 
A mi padre por todo el apoyo, amor y cariño, por darnos siempre lo mejor y 
por todos aquellos años de alegrías y felicidad. 
 
 
A mi hermana por ser parte importante a lo largo de mi vida. 
 
 
A mi abuelita y a mi tía por todos aquellos días en Pachuca. 
 
 
A Sandra Mosso por haber sido mi inspiración en todo este tiempo juntos, 
por darme su apoyo incondicional en los momentos difíciles, por todo el amor 
y cariño y por todos aquellos grandes momentos. 
 
 
A mis amigas Pilar Pedraza, Jordana Espinosa, Nancy Hernández por todos 
aquellos grandes momentos en la F.I. y fuera de ella. 
 
 
A Rafita por habernos dado alegría a nuestras vidas, perdónanos y nunca te 
olvidaremos. 
 
 
A la familia Jiménez Botello por todo el apoyo, consejos y cariño recibido y 
por alentarme siempre a seguir adelante. 
 
 
A la familia Guzmán Botello por todo el apoyo, consejos y cariño recibido y 
por alentarme siempre a seguir adelante. 
 
 
A Alejandra Camarillo por ser una excelente amiga, por el apoyo 
incondicional en los momentos difíciles y por todos aquellos grandes 
momentos. 
 
 
 
 
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Centro de Diseño y Manufactura 2
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
A Dios por haberme permitido tener una vida. 
 
 
A la Universidad Nacional Autónoma de México por ser como mi segunda 
casa y hacerme sentir orgulloso de formar parte de ella. 
 
 
A la Facultad de Ingeniería por haberme permitido tener una formación 
integral y profesional 
 
 
Al Centro de Diseño y Manufactura por todas las facilidades otorgadas para 
la realización de este trabajo 
 
 
Al Ing. Mariano García por su amistad, paciencia, consejos y apoyo para la 
realización de este trabajo. 
 
 
Al Ing. Álvaro Ayala por su amistad y su valiosa aportación para la 
realización de este trabajo. 
 
 
Al Ing. Gustavo Valeriano por su amistad, apoyo y el camino para la 
realización de este trabajo. 
 
 
Al UDIATEM por todos aquellos viernes futboleros y por haberlos conocido 
mas allá del límite maestro / alumno 
 
 
A mis amigos de la Prepa 4 por todos aquellos momentos en la Prepa y fuera 
de ella. 
 
 
A todos mis familiares, amigos y amigas, que aunque no los mencione son 
parte importante en mi vida 
 
Centro de Diseño y Manufactura 3
ÍNDICE 
 
INTRODUCCIÓN ................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
OBJETIVOS........................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
ANTECEDENTES .................................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
A.1 DEFINICIÓN DE REMOLQUE Y SEMIRREMOLQUE ................ ¡ERROR! 
MARCADOR NO DEFINIDO. 
A.2 TIPOS DE SEMIRREMOLQUES ......... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
A.3 NORMATIVIDAD Y REQUERIMIENTOS EN REMOLQUES...... ¡ERROR! 
MARCADOR NO DEFINIDO. 
A.4 CONDICIONES DE SEGURIDAD EN REMOLQUES ................ ¡ERROR! 
MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
A.4.1 DISPOSITIVO DE ACOPLAMIENTO...............¡Error! Marcador no 
definido. 
A.4.2 DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA ......¡Error! Marcador no definido. 
A.4.3 CONTROL DE LA VELOCIDAD ......¡Error! Marcador no definido. 
 
A.5 DESCOMPOSICIÓN SISTÉMICA DEL SEMIRREMOLQUE ..... ¡ERROR! 
MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
CAPÍTULO 1. FRENOS Y SUSPENSION ................ ¡ERROR! MARCADOR NO 
DEFINIDO. 
1.1 ANÁLISIS DE LOS FRENOS .........................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
INTRODUCCIÓN............................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
1.1.1 PROCESO DE FRENADO...................... ¡Error! Marcador no definido. 
1.1.2 ELEMENTOS EN EL PROCESO DE FRENADO ... ¡Error! Marcador no 
definido. 
 
1.1.2.2 MEDIOS DE TRANSMISIÓN............... ¡Error! Marcador no definido. 
1.1.2.3 EJECUTORES..................................... ¡Error! Marcador no definido. 
 
1.1.3 FUNCIONAMIENTO DE LOS FRENOS EN VEHÍCULOS............. ¡Error! 
Marcador no definido. 
1.1.4 FUNCIONAMIENTO DE LOS FRENOS EN SEMIRREMOLQUES
 ¡Error! Marcador no definido. 
 
1.2 ANALISIS DE LA SUSPENSIÓN.................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
INTRODUCCIÓN.....................................................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
1.2.1 FUNCIONES DE LA SUSPENSIÓN ....... ¡Error! Marcador no definido. 
1.2.2 ELEMENTOS DE LA SUSPENSIÓN ...... ¡Error! Marcador no definido. 
 
1.2.2.1 RESORTES..................................... ¡Error! Marcador no definido. 
1.2.2.2 AMORTIGUADORES...................... ¡Error! Marcador no definido. 
1.2.2.3 BARRA ESTABILIZADORA ............ ¡Error! Marcador no definido. 
1.2.2.4 NEUMÁTICOS ................................ ¡Error! Marcador no definido. 
 
 
Centro de Diseño y Manufactura 4
1.2.3 TIPOS DE SUSPENSIÓN....................... ¡Error! Marcador no definido. 
 
1.2.3.1 SUSPENSIÓN POR EJE RÍGIDO... ¡Error! Marcador no definido. 
1.2.3.2 SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE... ¡Error! Marcador no definido. 
1.2.3.3 SUSPENSIÓN MIXTA..................... ¡Error! Marcador no definido. 
 
1.2.4 FUNCIONAMIENTO DE LA SUSPENSIÓN EN VEHÍCULOS....... ¡Error! 
Marcador no definido. 
1.2.5 FUNCIONAMIENTO DE LA SUSPENSIÓN EN SEMIRREMOLQUES
 ¡Error! Marcador no definido. 
 
CAPÍTULO 2. DISEÑO .......................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
2.1 JUSTIFICACIÓN DEL USO DEL SEMIRREMOLQUE.....¡ERROR! MARCADOR NO 
DEFINIDO. 
2.2 ESPECIFICACIONES DEL SEMIRREMOLQUE..............¡ERROR! MARCADOR NO 
DEFINIDO. 
2.3 CRITERIOS PARA SELECCIONAR EL TIPO DE FRENOS PARA EL 
SEMIRREMOLQUE.................................................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
2.3.1 CUALIDADES DEL SISTEMA DE FRENOS . ¡Error! Marcador no definido. 
2.3.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE FRENOS..... ¡Error! 
Marcador no definido. 
 
2.4 CRITERIOS PARA SELECCIONAR EL TIPO DE SUSPENSIÓN PARA EL 
SEMIRREMOLQUE.................................................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
2.4.1 CUALIDADES DEL SISTEMA DE SUSPENSIÓN......... ¡Error! Marcador no 
definido. 
2.4.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TIPOS DE SUSPENSIÓN ... ¡Error! 
Marcador no definido. 
 
2.5 DISEÑO DE CONFIGURACIÓN .......................¡ERROR!MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
2.5.1 DISEÑO DE CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE FRENOS............ ¡Error! 
Marcador no definido. 
2.5.2 DISEÑO DE CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE SUSPENSIÓN .. ¡Error! 
Marcador no definido. 
 
2.6 DISEÑO DE DETALLE ......................................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
2.6.1 DISEÑO DE DETALLE DE LOS FRENOS.... ¡Error! Marcador no definido. 
2.6.2 DISEÑO DE DETALLE DE LA SUSPENSIÓN .............. ¡Error! Marcador no 
definido. 
 
2.7 CÁLCULOS .......................................................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
2.8 SIMULACIÓN DE LA ESTRUCTURA METÁLICA ............¡ERROR! MARCADOR NO 
DEFINIDO. 
2.9 ANÁLISIS DE COSTOS ....................................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
CONCLUSIONES .................................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
REFERENCIAS...................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
ANEXOS ................................................ ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
Centro de Diseño y Manufactura 5
A. EJEMPLOS DE SEMIRREMOLQUES COMERCIALES ................. ¡ERROR! 
MARCADOR NO DEFINIDO. 
B. PLANOS................................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
C. TABLAS ................................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 
 
INTRODUCCIÓN. 
Centro de Diseño y Manufactura 5
INTRODUCCIÓN 
 
 
 El espectacular desarrollo que ha tenido en este último siglo el transportar 
mercancías de cualquier tipo, ha originado la creación y el desarrollo de un nuevo 
estilo de vida en la sociedad. En esta nueva forma de vivir es indudable que el 
remolque se ha convertido casi en algo indispensable para las empresas y los 
semirremolques para algunas personas (especialmente comerciantes) ya que 
proporciona gran movilidad, comodidad, rapidez y muchas otras ventajas que serían 
impensables hace no tantos años. 
 
 Todo esto hace referencia a los aspectos positivos de los remolques y es evidente 
que también han aparecido aspectos negativos, tales como los accidentes de diversas 
circunstancias en las carreteras de todo el mundo. 
 
 Resolver éste problema implica mejorar muchos y muy variados aspectos. Uno de 
ellos es sin duda alguna el proceso de frenado y la suspensión. Es verdad que los 
automóviles, los vehículos comerciales, remolques y semirremolques actuales vienen 
equipados con sistemas de frenado muy eficientes, incluso a altas velocidades. Pero ni 
siquiera el mejor sistema de frenado puede prevenir al conductor de pisar 
bruscamente el pedal de freno en determinadas situaciones en carretera o en 
momentos de tensión y pánico. 
 
 El bloqueo de las ruedas es una situación crítica, puesto que limita la capacidad de 
control del automóvil, de los remolques o semirremolques por parte del conductor: 
estos pueden derrapar, perder estabilidad, aumentar la distancia de parada, y todo eso 
en cuestión de segundos. 
 
 Algunos aspectos que se observaron en nuestro país, es que el uso del 
semirremolque no esta muy difundido debido a falsas ideas, por ejemplo, se piensa 
que el semirremolque puede representar un estorbo por sus dimensiones o puede ser 
una opción no segura para transportar mercancías o que el costo es elevado y por lo 
tanto la idea de adquirir uno se deshecha, sin embargo el uso del remolque representa 
grandes ventajas con respecto a otras opciones lo que lo hace muy rentable. 
 
INTRODUCCIÓN. 
Centro de Diseño y Manufactura 6
 En este trabajo de tesis se propondrá una configuración de diseño de suspensión y 
frenos para un semirremolque; para lograr lo anterior, el trabajo se estructuró de la 
siguiente manera. 
 
 Se dedicó el primer capítulo a los remolques, con el objetivo de conocer las 
distintas normas y requerimientos que deben cumplir los remolques y semirremolques 
para que puedan circular, así como algunas medidas de seguridad para los remolques. 
 
 En el segundo capítulo, se describe el funcionamiento y los principales elementos 
que integran los diferentes tipos de frenos y suspensiones tanto en remolques y 
semirremolques así como en autos convencionales. 
 
 El tercer capítulo abarca la parte del diseño. Una vez conocido el funcionamiento y 
los principales elementos que integran los distintos tipos de frenos y suspensiones, se 
analiza cada uno destacando ventajas y desventajas hasta llegar a la selección de los 
frenos y la suspensión que mejor se adapte al semirremolque. Además, se calcula la 
cantidad de energía que requieren los frenos del conjunto vehículo / semirremolque 
para realizar su función. 
 
 Por último se muestran las conclusiones obtenidas de este trabajo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS. 
Centro de Diseño y Manufactura 7
OBJETIVOS 
 
 
 
OBJETIVO GENERAL 
El objetivo de éste trabajo es proponer una configuración de diseño para frenos 
y suspensión que se pueda utilizar e implementar en el diseño de un 
semirremolque para auto compacto 
 
OBJETIVOS PARTICULARES 
La configuración de diseño de frenos y suspensión se realizará considerando, 
que desde el punto de vista económico sea de un costo relativamente más bajo 
que él de los existentes en el mercado nacional. 
 
Se considerará que la configuración y el funcionamiento del sistema de frenos, 
sea independiente del vehículo tractor. 
 
En cuanto a la configuración del sistema de suspensión, también se 
considerará que su funcionamiento sea independiente entre ruedas. 
 
En cuanto seguridad, la suspensión y los frenos deberán tener un 
funcionamiento confiable y eficiente para garantizar la seguridad tanto del 
conductor como del entorno que lo rodea, siempre tomando en cuenta los 
requerimientos existentes para los semirremolques
ANTECEDENTES 
Centro de Diseño y Manufactura 8
 
ANTECEDENTES 
 
 
A.1 DEFINICIÓN DE REMOLQUE Y SEMIRREMOLQUE 
 
REMOLQUE 
Vehículo con ejes delantero(s) y trasero(s) no dotado de medios de propulsión y 
destinado a ser arrastrado por un vehículo automotor o acoplado a un semirremolque. 
Comúnmente un remolque se compone de un semirremolque más un convertidor dolly. 
 
SEMIRREMOLQUE 
Vehículo sin eje delantero, destinado a ser acoplado a un vehículo automotor de 
manera que sea arrastrado y parte de su peso sea soportado por éste (Figura A.1). 
 
 
Figura A.1. Semirremolque 
 
CONVERTIDOR DOLLY 
Suspensión movible que consiste en un bastidor con uno o dos ejes provistos de 
llantas y un elemento llamado quinta rueda superior, que sirve para acoplar un 
semirremolque (Figura A.2). 
 
 
 
Figura A.2. Convertidor Dolly 
ANTECEDENTES 
Centro de Diseño y Manufactura 9
 
Actualmente no se tiene un lenguaje adecuado para saber cuando utilizar la palabra 
remolque y semiremolque, teóricamente las definiciones arriba mostradas son 
correctas y es de utilidad diferenciarlas sobre todo en empresas donde se transportan 
mercancías en gran volumen o en grandes cantidades. Sin embargo para las 
actividades donde no se requiere transportar grandes volúmenes o grandes 
cantidades, los mismos fabricantes, al ofrecer sus productos, utilizan indistintamente 
los términos remolque y semiremolque, refiriéndose a estos como vehículos de 
dimensiones pequeñas. Para fines prácticos de este trabajo, podemos modificar las 
definiciones arriba mencionadas y decir que un: 
 
SEMIRREMOLQUE 
Es un vehículo de dimensiones pequeñas, con un solo eje el cual no esta dotado de 
medios de propulsión debiendo ser arrastrado por un vehículo automotor mediante un 
mecanismo de articulación. 
 
 
 
A.2 TIPOS DE SEMIRREMOLQUES 
 
Podemos clasificar a los semiremolques de acuerdo a la capacidad de carga a los que 
estén destinados, como: 
 
• Ligeros: Son los que se utilizan para carros compactos y motocicletas. Entre 
sus principales usos están las actividades recreativas y están dirigidos a los 
deportistas, vacacionistas, a la caza, puestos de comida ambulantes, entreotros. Se usan principalmente en países como Colombia, Canadá, Reino 
Unido, USA México, entre otro (Figura A.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura A.3. Semirremolques para uso ligero 
 
• Mediano: Se usan principalmente para la agricultura, la construcción, la 
industria, entre otros (Figura A.4). 
 
 
ANTECEDENTES 
Centro de Diseño y Manufactura 10
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura A.4. Semirremolques para uso mediano 
 
 
A.3 NORMATIVIDAD Y REQUERIMIENTOS EN REMOLQUES 
 
En México existen algunas normas para remolques, pero no para semirremolques, sin 
embargo, si existen requerimientos, acuerdos, reglamentos que deben seguir los 
vehículos con semiremolque, con el fin de garantizar la seguridad tanto del conductor 
de la unidad como de su alrededor. 
 
NOM-EM-010-SCFI-2003 
Esta norma establece las especificaciones de seguridad en los Remolques y 
semirremolques con Peso Bruto Vehicular Nominal superior a 14000 kg. (31,000 
libras). Por lo tanto esta norma no aplica a semirremolques. 
 
REGLAMENTO DE TRÁNSITO DEL DISTRITO FEDERAL 
Establece que los remolques y semirremolques deberán estar provistos en sus partes 
laterales y posteriores de dos o más reflejantes rojos, así como de dos lámparas 
indicadoras de frenado. 
 
REQUERIMIENTOS PARA LOS REMOLQUES Y SEMIRREMOLQUES 
Existen acuerdos y leyes tanto nacionales como internacionales en los cuales se 
establece que, todo remolque, con excepción de los remolques de menos de 500 kilos 
de carga útil deberán estar provistos de un sistema de frenos, tales como: 
 
Un freno de servicio que permita aminorar la marcha del vehículo e inmovilizarlo de 
modo seguro, rápido y eficaz, cualesquiera que sean las condiciones de carga y la 
pendiente ascendente o descendente de la vía por la que circule. Deberá actuar sobre 
todas las ruedas del remolque. Deberá poder ser accionado por el mando del freno de 
servicio del vehículo tractor; no obstante si el peso máximo autorizado del remolque no 
excede de 500 kilogramos, el freno podrá ser tal que puede ser aplicado, durante la 
marcha, por el acercamiento del remolque al vehículo tractor (frenado por inercia). 
 
ANTECEDENTES 
Centro de Diseño y Manufactura 11
Un freno de estacionamiento que permita mantener el vehículo inmóvil, cualesquiera 
que sean las condiciones de carga, en una pendiente ascendente o descendente del 
16%. 
De acuerdo a las características y peso del vehículo, el sistema de frenos debe 
detenerlo de acuerdo a su velocidad de desplazamiento en el menor espacio posible. 
Los dispositivos de frenado deberán ser tales que el remolque se detenga 
automáticamente en caso de rotura del dispositivo de acoplamiento. Los remolques 
contarán con un enganche auxiliar con cadena o cable que limite el desplazamiento 
lateral del remolque 
 
Se puede ver en las Tabla1 del Apéndice C, las categorías de vehículos y el tipo de 
frenado con que deben estar equipados. 
En la Tabla 2 del Apéndice C, se muestra la definición de cada categoría, siendo la 
Categoría O2 de interés para este trabajo, la cual junto con la Tabla 1 establece que 
los remolques con una masa máxima autorizada superior a 750kg, debe contar con: un 
freno de servicio y un freno de estacionamiento. 
 
 
 
A.4 CONDICIONES DE SEGURIDAD EN REMOLQUES 
Al igual que los frenos, debemos cuidar otros aspectos importantes en los remolques y 
semirremolques para garantizar la seguridad al conducir. 
 
A.4.1 DISPOSITIVO DE ACOPLAMIENTO 
Se debe cargar el remolque de modo que la presión sobre la bola de arrastre sea la 
correcta. Para ello, debemos ver las recomendaciones del fabricante. Si la presión 
sobre la esfera es demasiado grande, la parte trasera del automóvil se ve cargada 
hacia abajo. La presión de las ruedas delanteras disminuye y las luces bajas pueden 
cegar a los conductores que vienen en sentido contrario. Cuando la presión sobre la 
esfera es baja o nula, se eleva la parte trasera del coche. La presión de las ruedas 
traseras disminuye y el alcance de las luces es menor (Figura A.5). El vehículo entero 
comienza a serpentear y el remolque puede volcar. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura A.5. Situaciones cuando la presión sobre la esfera es grande (izquierda), y cuando la 
presión sobre la esfera es baja (derecha). 
 
ANTECEDENTES 
Centro de Diseño y Manufactura 12
A.4.2 DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA 
Se debe mantener bajo el cargamento, es más importante aun en los vehículos de 
combinación que en los simples camiones. Se debe llevar el cargamento centrado 
sobre su plataforma (Figura A.6). Si el cargamento esta más hacia un lado, de modo 
que haga que el remolque se incline, la volcadura es más probable. Se debe asegurar 
de que el cargamento esta centrado y extenderlo todo lo más que pueda. 
La altura del centro de gravedad del vehículo es muy importante para manejarlo con 
seguridad. Un centro de gravedad alto (cargamento acumulado encima o cargamento 
pesado en la parte superior) significa que usted tiene más probabilidades de volcarse 
(voltearse). 
Es 10 veces más probable que se vuelquen las plataformas completamente cargadas, 
que las vacías. Se debe poner las partes más pesadas del cargamento debajo de las 
más ligeras. 
 
Figura A.6. Ejemplos para la distribución del peso 
 
Los camiones con remolques tienen un efecto peligroso de "latigazo". Cuando 
hacemos un cambio rápido de carril, el efecto de latigazo es capaz de volcar el 
remolque. Se dan muchos accidentes en los que solo se vuelca el remolque. 
La "amplificación hacia atrás" es lo que causa el efecto de latigazo. La figura A.7 
muestra ocho clases de vehículos de combinación y la amplificación hacia atrás que 
cada una sufre, en un cambio rápido de carril. 
La amplificación hacia atrás de 2.0 en la tabla significa que el remolque trasero tiene el 
doble de probabilidad de volcarse que el tractor. Podemos ver que los triples tienen 
una amplificación hacia atrás de 3.5. 
Esto significa que se puede volcar el último remolque de un triple 3.5 veces más 
fácilmente que un tractor semi de 5 ejes. 
CORRECTO 
CORRECTO 
CORRECTO 
INCORRECTO 
INCORRECTO 
INCORRECTO 
ANTECEDENTES 
Centro de Diseño y Manufactura 13
 
Figura A.7. Influencia en el tipo de la combinación en la amplificación hacia atrás 
 
 
 
A.4.3 CONTROL DE LA VELOCIDAD 
Los grandes vehículos de combinación que están vacíos, tardan más en parar que 
cuando van cargados por completo. Cuando llevan una carga ligera, los muy tensos 
resortes de la suspensión y los frenos tienen una tracción deficiente y hacen que sea 
muy fácil bloquear las ruedas. El remolque puede irse para un lado y golpear a otros 
vehículos (Figura A.8).. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8. Replegamiento transversal del remolque 
 
A.5 DESCOMPOSICIÓN SISTÉMICA DEL SEMIRREMOLQUE 
Para poder diseñar un remolque se tiene que dividir en varios sistemas, los cuales 
cada uno presenta inconvenientes, ya que su diseño dependerá de varios factores que 
entre otros están: las normas o los requerimientos para poder conducir un 
semiremolque además del uso al que este destinado. 
Para este caso en particular se dividió en: 
• CHASIS 
• CARROCERÍA Y/O PLATAFORMA 
• SEÑALAMIENTO 
• SUSPENSIÓN 
• FRENOS 
Los frenos y la suspensión son los que representan mayor problema, ya que 
requieren de un análisis para determinar el mejor tipo de frenos y suspensión 
que se pueden implementar a un semirremolque. 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 14
CAPÍTULO 1. FRENOS Y SUSPENSION 
 
 
1.1 ANÁLISIS DE LOS FRENOS 
INTRODUCCIÓN 
El origen de los frenos se remonta hasta la época de los carruajes tirados por caballos, 
en los que existe la necesidad de parar un gran peso que se desplaza con fuerza 
inercial, ya que los animales usados para ganar velocidad no pueden detener ese 
enorme peso de 200 o 400 kilogramos o mas. Paralograrlo los constructores usaron 
palancas de mano, que usaron trozos de madera o metal como partes friccionantes 
contra las ruedas. Este tipo mecánico de frenos fue suficiente para detener los 
carruajes tirados por animales, pero las cosas necesariamente cambiaron cuando se 
empezaron a producir vehículos movidos por motores. 
Con la creación de vehículos de motor, mas pesados y veloces, surgió la necesidad de 
contar con un sistema de frenos que permitiera detener el vehículo dentro de los 
márgenes aceptables de seguridad. 
 
 
1.1.1 PROCESO DE FRENADO 
La función principal del frenado es disminuir o anular progresivamente la velocidad del 
vehículo en marcha, o mantenerlo inmóvil si ya se encuentra detenido. Esto se logra 
mediante un sistema de frenado, el cual detiene el carro convirtiendo el movimiento 
(energía cinética) del vehículo en calor (energía calorífica) donde la mayoría del calor 
se transfiere al ambiente. Existen varios tipos de frenos para una función determinada: 
 
• Freno de Servicio: el frenado de servicio debe permitir controlar el 
movimiento del vehículo y detenerlo de una forma segura, rápida y eficaz, 
cualesquiera que sean las condiciones de velocidad y de carga y para 
cualquier pendiente ascendente o descendente en la que el vehículo se 
encuentre. Su acción debe ser progresiva. 
 
• Freno de Socorro: el frenado de socorro debe permitir detener el vehículo 
en una distancia razonable en caso de fallo del freno de servicio. Su acción 
debe ser progresiva. 
 
• Freno de Estacionamiento: el frenado de estacionamiento debe permitir 
mantener el vehículo inmóvil en una pendiente ascendente o descendente, 
incluso en ausencia del conductor, quedando mantenidos entonces los 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 15
elementos activos en posición de apriete por medio de un dispositivo de acción 
puramente mecánica (Figura 1.1). 
 
Figura 1.1. Sistema de un freno de estacionamiento 
 
1. Freno Automático: es el frenado del o los remolques que actúa 
automáticamente en caso de una separación de los elementos del conjunto de 
vehículos acoplados, comprendido el caso de una ruptura del enganche, sin 
que se anule la eficacia de frenado del resto del conjunto. 
 
La fuerza de frenado de un vehículo depende de diversos factores, tales como la 
velocidad del vehículo, la carga que transporta, la temperatura del ambiente y de los 
neumáticos, las condiciones de la carretera y del vehículo. Adicionalmente, la 
capacidad que tenga el neumático para adherirse a la carretera es otro factor 
determinante. 
 
 
1.1.2 ELEMENTOS EN EL PROCESO DE FRENADO 
Para llevar a cabo el proceso de frenado, se puede dividir en etapas o elementos que 
al funcionar en conjunto hacen posible que el vehículo y/o remolque cumpla con las 
funciones del frenado. Un sistema de frenado se compone de tres etapas o elementos: 
un mando o actuador, un medio de transmisión y un ejecutor. 
 
 
1.1.2.1 ACTUADORES 
Es un mecanismo cuyo funcionamiento provoca la puesta en acción del dispositivo de 
frenado; suministra al medio de transmisión la energía necesaria para frenar o 
controlar esta energía. 
El actuador puede ser accionado por: 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 16
• El conductor: lo hace mediante la aplicación de un esfuerzo (energía 
muscular) a un elemento mecánico llamado pedal. 
• Inercia: utiliza la energía cinética del remolque 
 
1.1.2.2 MEDIOS DE TRANSMISIÓN 
Por «medio de transmisión» se entiende al conjunto de elementos que proporcionen 
una fuente de energía independiente del conductor pero controlada por el y que 
situado entre el actuador y el ejecutor, une a ambos y les permite desempeñar sus 
funciones respectivas. La transmisión puede ser: 
 
HIDRÁULICA 
Los sistemas hidráulicos se basan en el hecho conocido de que los líquidos son 
prácticamente incompresibles. La presión aplicada en cualquier punto de un líquido se 
transmite por igual en todas direcciones. 
 
MECÁNICA 
Para transmitir el esfuerzo aplicado a los actuadores, se utilizan cables, varillas o 
cualquier otro elemento mecánico para activar los ejecutores 
 
NEUMÁTICA 
La energía auxiliar constituida por el aire comprimido, substituye la energía muscular; 
en un dispositivo tal que la acción directa del conductor sobre los frenos no existe. 
 
ELÉCTRICA 
Utiliza la corriente eléctrica como medio de transmisión para activar los ejecutores. 
Además no existe ninguna conexión mecánica entre el pedal y los cilindros. 
 
ASISTIDAS (SERVOFRENOS) 
Es todo mecanismo que aplica energía auxiliar cuando el esfuerzo necesario para 
accionar las superficies en contacto no puede ser obtenido por con un esfuerzo 
aceptable del conductor sobre el actuador. 
 
1.1.2.3 EJECUTORES 
Es un mecanismo donde se desarrollan las fuerzas que se oponen al movimiento del 
vehículo. Los ejecutores pueden ser: 
1. Eléctrico: cuando las fuerzas se originan por acción electromagnética 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 17
entre dos elementos en movimiento relativo que no se tocan y que 
pertenecen al vehículo. 
2. A fricción: cuando las fuerzas se originan por el rozamiento entre dos 
piezas, una fija al vehículo y otra pieza unida a la rueda. Aquí podemos 
encontrar los mas comunes: 
DISCOS 
Los frenos de disco funcionan cuando las pastillas (balatas) presionan ambos lados 
del disco. La fuerza de frenado se obtiene por la aplicación de fuerzas axiales y no 
radiales como en el tambor (Figura 1.2) 
 
Figura 1.2 Frenos de Disco 
TAMBOR 
Funcionan cuando una tira convexa de revestimiento su fuerza contra la cara 
interna del tambor de acero unido a la rueda (Figura 1.3). 
 
Figura 1.3. Freno de tambor 
POLEA 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 18
Consta de una polea y es enrollada una cinta de acero que tiene un forro C y D, 
exteriormente lleva una pieza B destinada a fijar la posición en relación a la polea. En 
los dos extremos están fijados dos ganchos destinados a recibir el dispositivo de 
transmisión A, un tornillo permite regular la separación entre la cinta y polea (Figura 
1.4). 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.4. Elementos que integran un freno de polea 
 
Los arreglos más comunes son los autos con disco adelante y tambor atrás. Los más 
costosos son los que utilizan discos en las cuatro ruedas. 
 
 
1.1.3 FUNCIONAMIENTO DE LOS FRENOS EN VEHÍCULOS 
 
 
FRENOS MECÁNICOS 
Consta un árbol transversal provisto de palancas en donde el esfuerzo es transmitido 
a los frenos mediante varillas o cables. La separación de las zapatas se obtiene por 
una leva colocada entre los dos extremos libres de las mismas, sobre la que se 
apoyan. Al hacer girar la leva, desde el pedal del freno, las zapatas se separan (abren) 
a la vez que se aprietan contra las paredes internas del tambor, progresivamente, 
cuando la leva se encuentra en posición horizontal, es cuando se consigue el máximo 
efecto de frenado. Un diagrama típico se muestra en la Figura 1.5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.5. Sistema de frenos mecánico 
 
FRENOS DE AIRE 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 19
Consta de un compresor movido por el motor del vehículo que aspira el aire, lo 
comprime y lo envía a uno o dos depósitos donde queda almacenado a presión. Una 
válvula reguladora (distribuidora) de presión, permite la salida de aire al exterior 
cuando la presión sobrepasa un cierto límite (Figura 1.6). 
El gobernador controla el funcionamiento del compresor de aire cuando éste bombea 
aire a los tanques de almacenamiento. Cuando la presión del aire del tanque se eleva, 
el gobernador para el compresor, para que deje de bombear aire. Cuando la presión 
del tanque baja, el gobernador permite al compresor que empiece a bombear aire. 
Los depósitos van unidos, por una tubería, a una válvula de movida porel pedal, de 
cuya válvula parten unas canalizaciones a los cilindros del freno y a un pistón unido a 
la leva que separa las zapatas. 
Su funcionamiento consiste en que al pisar el pedal se abre una válvula que pone en 
comunicación las canalizaciones del depósito con las de los cilindros, dejando pasar el 
aire a presión haciendo girar las levas separadoras de las zapatas, produciéndose el 
frenado del vehículo. Al cesar la acción sobre el pedal se hace salir el aire comprimido 
al exterior recuperándose la posición inicial. 
 
 
Figura 1.6. Sistema de Frenos de Aire 
 
 
 
FRENOS HIDRÁULICOS 
Es sistema de frenos empieza en el pedal del freno. Conectado al pedal esta una 
varilla. El otro extremo de la varilla pasa dentro del booster (su función es elevar la 
presión hidráulica, incrementa la presión aplicada en los pistones del cilindro maestro y 
son utilizados para disminuir el esfuerzo al aplicar el pedal, esto ocasiona un frenado 
mas confortable) o el cilindro maestro (su función es convertir la energía mecánica en 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 20
energía hidráulica). Cuando se pisa el pedal, la varilla se mueve a través del cilindro 
maestro. Dentro del cilindro maestro la varilla empuja a un pistón. El pistón se desliza 
hacia delante empujando el líquido de frenos delante de el. 
Como los líquidos no se pueden comprimir, tan pronto como aplicamos presión en un 
extremo de la línea, la misma presión se ejerce en el otro extremo de la línea, donde el 
líquido empuja a otro pistón el cual se mueve forzando a las balatas contra el tambor o 
el disco. 
 
Figura 1.7 Sistema de frenos hidráulico 
 
Una variante de los frenos hidráulicos son los: 
FRENOS ABS 
El concepto de los frenos ABS parte del simple hecho que si la superficie del 
neumático se está deslizando sobre el pavimento entonces se tiene menos tracción. 
Esto es muy evidente en situaciones de lodo o hielo en donde podemos observar que 
si hacemos que los neumáticos de nuestro vehículo se deslicen notamos que 
perdemos tracción. Los frenos ABS precisamente evitan que las llantas se detengan 
totalmente y se deslicen en la superficie. lo cual genera dos ventajas importantes: la 
distancia de frenado es menor debido a la mayor tracción y es posible seguir dirigiendo 
el vehículo con el volante mientras se frena. 
Se requieren de cuatro componentes para el funcionamiento de un sistema ABS. 
 
• Sensor de velocidad: Cada rueda del coche cuenta con un sensor de 
velocidad (1), que determina cuando la rueda está a punto de bloquearse. Los 
sensores van acompañados de una rueda dentada (3) que gira junto con la 
rueda del vehículo (Figura 1.8). 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 21
 
Figura 1.8 Operación del sensor de velocidad 
 
• Válvulas: Existe una válvula en cada línea de líquido de frenos para cada 
freno controlado por el ABS. Estas permiten presurizar o bien liberar presión en 
cada una de las ruedas según los requerimientos. 
• Bomba: Cuando se libera presión en los frenos mediante las válvulas, la 
bomba tiene la función de recuperar la presión. 
• Controlador: El controlador es una computadora que recibe señales de los 
sensores de velocidad de las ruedas y con esta información opera las válvulas. 
 
El Sistema ABS, tiene como finalidad básica "administrar" la velocidad de las ruedas 
del vehículo a partir de señales emitidas por los sensores del sistema, los cuales 
comprueban el número de revoluciones de las ruedas por medio de un dispositivo 
dentado que gira con la misma velocidad. Las señales emitidas por los sensores de 
rueda son detectadas por la unidad electrónica del sistema, que comprueba si el 
vehículo está en condiciones seguras de desaceleración y de resbalamiento, haciendo 
una comparación del estado de cada rueda. El cerebro electrónico le indica a las 
válvulas moduladoras que reduzcan la presión de frenado en una rueda bloqueada, e 
inmediatamente le indica que mantenga y aumente en forma alternada la presión 
hasta detener el vehículo. La figura 1.9 muestra la instalación que se usa en los 
camiones de servicio mediano y autobuses equipados con sistemas de frenos 
hidráulicos ABS. 
 
Figura 1.9. Instalación de un sistema de frenos ABS hidráulico para camiones 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 22
Y en los autos convencionales, el diagrama se muestra en la figura 1.10. 
 
Figura 1.10. Diagrama de un sistema de frenos ABS hidráulico para autos 
 
 
NUEVOS SISTEMAS DE FRENADO 
Mucho se ha dicho desde que el ABS (Antilock Braking System) revolucionara el 
mundo del automóvil. Por vez primera un sistema electrónico era capaz de actuar más 
allá del conductor, regulando la frenada para evitar el bloqueo de las ruedas y 
manteniendo la dirección. 
Desde entonces, este sistema se ha ido perfeccionando dando lugar a nuevos 
modelos aún más seguros: 
 
Brake Assist System (BAS) 
Ante una situación de peligro, un sensor detecta que hemos pisado rápidamente y con 
fuerza el freno. En ese momento actúa el servofreno adicional aumentando al máximo 
la presión de frenado y reduciendo la distancia recorrida. 
 
Electronic Brake Variation System (EBV) 
A través de un sensor, se regula la frenada entre el eje delantero y trasero según el 
peso de cada uno, enviando más o menos presión a las ruedas 
 
SERVOTRONIC 
Un nuevo sistema de frenado direccional que se activa al frenar en las curvas. Cuando 
detecta que las ruedas de un lado giran menos en una curva y hacia dónde se está 
girando, frena más las ruedas de uno de los lados para conseguir dar un efecto 
direccional y compensar la inercia del peso y la velocidad. 
 
 
 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 23
1.1.4 FUNCIONAMIENTO DE LOS FRENOS EN SEMIRREMOLQUES 
 
 
FRENOS ELECTRICOS 
Actúa mediante un dispositivo electrónico que se instala en el vehículo tractor. En 
reposo, la armadura esta mantenida a una décima de milímetro del electroimán (10). 
Al pisar el pedal de freno, este elemento manda una señal a un péndulo 
electromagnético que activa las balatas. Al pasar la corriente por la bobina, la 
armadura es atraída y se pone en contacto con el electroimán. 
Cuando el tambor gira o tiende a girar, la fuerza tangencial que se desarrolla entre la 
armadura (es solidaria al tambor) y el electroimán arrastra a este en el sentido de 
rotación del tambor. Para el sentido de rotación de la figura la zapata (1) y (2) es 
accionada por la leva (6) y la otra zapata es retenida por el eje (4) (Figura 1.11). 
 
Figura 1.11. Elementos que integran un freno eléctrico 
 
 
FRENOS DE AIRE 
Los sistemas de frenos de aire son tres sistemas de frenos combinados: el sistema de 
frenos de servicio, frenos de estacionamiento y frenos de emergencia. El 
funcionamiento de los frenos de aire es el mismo que se describió para los autos con 
la excepción que los remolques cuentan con varios elementos adicionales para su 
funcionamiento. 
CONTROL DEL SUMINISTRO DE AIRE 
Es una perilla que al empujarla hacia adentro, suministra aire al remolque; al jalarla se 
desconecta el aire y se aplican los frenos de emergencia del remolque. La válvula se 
disparará cuando la presión del aire baje a un nivel entre 20 y 45 psi. 
 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 24
DUCTOS DE AIRE 
Todo vehículo de combinación tiene dos ductos de aire: el de servicio y el de 
emergencia. Pasan de uno a otro vehículo (del tractor al remolque, del remolque a la 
plataforma, de la plataforma al segundo remolque, etc.). 
 
• Ducto de Aire de Servicio: El ducto de servicio lleva el aire que está 
controlado por el freno de pedal. La presión en el ducto de servicio cambiará 
según la fuerza con que se pise el pedal. La línea de servicio está conectada a 
válvulasrelé. Estas válvulas permiten que los frenos del remolque se apliquen 
más rápidamente 
 
• Ducto de Aire de Emergencia: El ducto de emergencia tiene dos propósitos: 
el primero es suministrar aire a los tanques de aire del remolque; el segundo es 
controlar los frenos de emergencia en los vehículos de combinación. La 
pérdida de presión de aire en los ductos de emergencia hace que se apliquen 
los frenos de emergencia del remolque (Figura 1.12). 
 
 
Figura 1.12. Sistema de válvula de emergencia / relé donde se muestra la línea de suministro 
de aire continuo y la línea de suministro de aire de emergencia 
 
Si se pisa con más fuerza el pedal, se aplica mayor presión de aire. Al soltar el freno 
se reduce la presión de aire y se deja salir del sistema algo de aire comprimido, con lo 
cual se reduce la presión del aire en los tanques. Esta pérdida debe reponerla el 
compresor de aire. Pisar y soltar el pedal sin necesidad puede dejar escapar aire más 
pronto de lo que el compresor puede reponerlo. Si la presión baja demasiado, los 
frenos no funcionarán. La Figura 1.13 muestra la instalación de frenos de aire en los 
remolques. 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 25
 
 
Figura 1.13. Diagrama de un sistema de frenos de aire para remolques 
 
FRENOS DE EMERGENCIA 
Los frenos de emergencia funcionan a partir del aire almacenado en el tanque de aire 
del remolque. Pero los frenos se sostendrán solamente mientras haya presión de aire 
en el tanque de aire del remolque. Llegará un momento en que el aire se fugue por 
completo y los frenos dejen de funcionar. Por lo tanto, es muy importante para la 
seguridad que se usen cuñas en las ruedas cuando estacione remolques sin frenos de 
resorte. 
 
FRENOS DE RESORTE 
Estos deben sostenerse mediante fuerza mecánica (porque la presión del aire puede 
eventualmente sufrir una fuga). Al ir manejando, los resortes están retenidos mediante 
presión de aire. Si ésta se quita, el resorte aplica los frenos. Una fuga en el sistema de 
frenos de aire, que sea causa de que se pierda todo el aire, hará también que los 
resortes apliquen los frenos. 
 
• Válvulas duales de control de estacionamiento. Cuando se pierde la presión 
principal del aire, se aplican los frenos de resorte. Algunos vehículos, como los 
autobuses, tienen un tanque de aire aparte, que puede usarse para soltar los 
frenos de resorte. El objeto de esto es que podamos mover el vehículo en una 
emergencia. 
 
La Figura 1.14 muestra un diagrama de instalación de los frenos de resorte junto con 
los frenos de aire 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 26
 
Figura 1.14. Sistema de válvula de emergencia / relé con frenos a resorte 
 
Un ejemplo de este tipo de frenos son los frenos de excéntrica en S. La presión del 
aire empuja hacia afuera la varilla, moviendo el regulador y en esa forma torciendo la 
varilla de la excéntrica del freno. Esto da vuelta a la excéntrica en S La excéntrica en 
S obliga a las balatas de los frenos a alejarse una de otra y las oprime contra el interior 
del tambor del freno (Figura 1.15). Cuando soltamos el pedal del freno, la excéntrica 
en S gira de regreso, y un resorte jala las balatas del freno lejos del tambor, dejando 
que las ruedas giren de nuevo libremente. 
 
Figura 1.15. Freno de excéntrica en S 
 
Una variante de los frenos neumáticos son los: 
FRENOS ABS NEUMÁTICOS 
Sus componentes principales son el conjunto formado por la unidad de control 
electrónico (ECU) y la válvula, la válvula relevadora del ABS (modulador), la rueda 
dentada y el sensor de velocidad de la rueda (Figura 1.16). 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 27
 
Figura 1.16 Elementos que integran un sistema de frenos de aire con ABS 
 
El principio de funcionamiento es similar a los frenos ABS hidráulicos. 
La ECU recibe y procesa las señales provenientes de los sensores de velocidad de la 
rueda. Una vez que la ECU detecta el bloqueo en la rueda, activa la válvula apropiada 
del modulador y se controla así la presión neumática. En caso de fallas del sistema, se 
desactiva el ABS de la(s) rueda(s) afectada(s); sin embargo, dicha rueda continúa 
funcionando con sus frenos normales mientras las otras ruedas mantienen la función 
del ABS (Figura 1.17). 
 
Figura 1.17. Diagrama de instalación de un sistema de frenos de aire con ABS para remolques 
 
 
FRENADO POR INERCIA 
Se obtiene por acercamiento del remolque y del vehículo. Este sistema está muy 
difundido para remolques ligeros.Se realiza por un mecanismo incorporado en el 
dispositivo de enganche. 
El anillo (1) desliza en el triángulo de enganche (2) y esta unido por una barra metálica 
(3) a la transmisión mecánica de accionamiento de los frenos. (Figura 1.18). Cuando el 
remolque se aproxima al vehículo, el garfio de enganche reacciona sobre el anillo que 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 28
es empujado hacia atrás, este empuje es transmitido por la barra metálica (4) a la 
transmisión mecánica y provoca el frenado del remolque. El vástago del anillo de 
enganche está provisto de un muelle (5) cuya tensión es regulable de manera que el 
frenado del remolque solo tenga lugar para un valor predeterminado de empuje. 
En caso de marcha atrás, el frenado del remolque es suprimido por bloqueo del anillo 
en su guía de deslizamiento 
 
 
Figura 1.18 Elementos que integran un freno de inercia 
 
FRENADO POR VIA HIDRÁULICA 
Si un remolque equipado con frenos a transmisión hidráulica es acoplado a un 
vehículo con el mismo sistema, lo único que hay que evitar es la fuga de líquido y las 
entradas de aire, en caso de desacoplamiento. 
Este problema puede ser resuelto manteniendo completamente separados los circuitos 
hidráulicos del vehículo y el remolque, esto se logra intercalando una unión mecánica. 
Se compone de dos cilindros hidráulicos, donde (1) es el punto terminal del conducto 
del vehículo y (2) es el punto inicial del remolque. El cilindro está unido a un depósito 
de compresión (3), los vástagos (4) y (5) de los pistones están provistos de espigas (6) 
y (7) que son puestas en contacto en el acoplamiento de los dos vehículos. (Figura 
1.19). Los pistones pueden ser de diferente diámetro para dosificar la intensidad de 
frenado. Esta instalación no permite el frenado automático en caso de rotura de las 
canalizaciones o desacoplamiento. 
 
Figura 1.19. Acoplamiento hidráulico 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 29
1.2 ANALISIS DE LA SUSPENSIÓN 
 
INTRODUCCIÓN 
Anteriormente, los vehículos no entregaban el confort ni la seguridad dinámica que 
ahora ofrecen, el objetivo de estos componentes de la suspensión era el mismo pero 
con distinto grado de importancia. Antes, los requerimientos de confort, las 
velocidades de desplazamiento y la conciencia de seguridad eran menores. El resorte 
constituía el componente base de la suspensión, mientras que la función elástica del 
amortiguador y del neumático eran un complemento. Las exigencias actuales en autos 
rápidos, donde aumenta la frecuencia de movimientos en la suspensión, no permiten 
usar resortes de mucha carga, los que después de actuar generan vibraciones que a 
los amortiguadores les sería difícil controlar, comprometiendo el contacto del 
neumático con el piso. Hoy los resortes son de valores de carga apenas por encima de 
lo que requiere soportar el peso del vehículo. En el funcionamiento de la suspensión 
se requiere mayor asistencia del amortiguador y del neumático, descargando de ello al 
resorte, que con menor valor de resistencia beneficia al confort. 
 
1.2.1 FUNCIONES DE LA SUSPENSIÓN 
 
Básicamente una suspensión tiene varias funciones principales: 
• Mantener las ruedas en contacto con el suelo en todo momento. 
• Procurar que las partes del vehículo que están ancladas a las ruedas, esdecir, 
todo aquello que no son las ruedas y la parte fija a ellas, (que se denomina 
masa no suspendida) se mantenga en una trayectoria rectilínea con respecto al 
suelo. 
• La estabilidad del vehículo, cualquiera que sean los obstáculos, los desniveles 
de la ruta, el radio de viraje, la pendiente, entre otros. 
• La comodidad de los pasajeros o la protección de las mercancías 
transportadas, reduciendo en cuanto sea posible los movimientos verticales de 
la masa suspendida. 
 
Un vehículo consta de: 
1. Una parte no suspendida: Los resortes soportan la mayor parte del peso 
del vehículo. Cualquier peso en la suspensión que no es soportado por los 
resortes se llama peso no suspendido. Este consta normalmente de los brazos 
de la suspensión, ejes, frenos, líneas de frenos, conexiones de la dirección, 
llantas, rines, entre otros. 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 30
2. Una parte suspendida: comprende el chasis, motor, carrocería. 
 
La masa no suspendida es importante de considerar porque: 
• Mientras se incremente el peso de la parte no suspendida el funcionamiento 
del amortiguador es mas difícil y por lo tanto la suspensión tiene una menor 
respuesta a las irregularidades del camino 
• La masa no suspendida añade inercia al movimiento de los resortes por lo 
tanto si aumenta el peso, mas difícil será detener el movimiento de los resortes, 
el amortiguador tendrá que ser más rígido, por lo tanto el manejo y 
maniobrabilidad será mas difícil. 
 
El diseño de la suspensión es un balance delicado, pues dependiendo de sus 
características dependerá la capacidad de curveo, la capacidad de carga, la capacidad 
de frenado y la suavidad de marcha del vehículo. 
 
MOVIMIENTOS DEL VEHÍCULO 
 
Longitudinal 
Afecta a todas las ruedas de un mismo eje. Existen dos movimientos uno de cabeceo 
y de rebote dependiendo de la localización de los puntos O1 y O2 con respecto a G. 
Dependen de la velocidad, separación de ejes (Figura 1.20). 
 
Figura 1.20. Movimiento longitudinal de un vehículo 
 
Transversal 
Solo afecta a las ruedas situadas a un mismo lado del vehículo. Se produce el 
balanceo (Figura 1.21) 
 
Figura 1.21. Movimiento transversal de un vehículo 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 31
El balanceo y cabeceo estarían suprimidos si las suspensiones fuesen tales que el 
vehículo se conservara en todos sus movimientos paralelo al suelo. 
 
 
1.2.2 ELEMENTOS DE LA SUSPENSIÓN 
El sistema de suspensión básicamente consta de un elemento elástico como son los 
resortes, barras de torsión, y un elemento frenante (aceite) como son los 
amortiguadores, dispuestos para dar comodidad a los pasajeros cuando el vehículo se 
desplaza por un terreno irregular. La suspensión en un sentido general, se obtiene: 
• Entre el suelo y los ejes de las ruedas, mediante los neumáticos. 
• Entre los ejes de las ruedas y los ejes del chasis, mediante los resortes y 
amortiguadores 
• Eventualmente entre el chasis y los ocupantes 
 
1.2.2.1 RESORTES 
Es el elemento principal del sistema y por el cual el vehículo está suspendido. Su 
funcionamiento es una resistencia al desplazamiento de la suspensión absorbiendo la 
energía que se produce durante el desplazamiento de la masa suspendida (ruedas y la 
parte de la suspensión fija a ellas), para devolverla a su posición inicial una vez que ha 
cesado la causa que produce el desplazamiento (baches, fuerza centrífuga en las 
curvas, inercia al acelerar o frenar) y puede estar en forma de resortes, muelles, 
barras de torsión o de un elemento neumático. La tarea específica de los resortes es 
soportar el peso del vehículo y de la carga. Son ellos los que mantienen nivelado al 
vehículo e impiden que las vibraciones sufridas por las ruedas se transmitan a los 
pasajeros, ya sea cuando el mismo esta detenido o en marcha. 
Existen básicamente cuatro tipos de resortes: 
 
RESORTES PLANOS 
Mejor conocidos como muelles, ballestas o resortes de láminas. Se compone de varias 
hojas o láminas de acero colocadas una encima de la otra para formar el resorte. La 
lámina principal se llama lámina maestra, es la mas larga y las otras láminas se llaman 
láminas de sostén. El desplazamiento lateral de las láminas entres si es impedido 
mediante abrazaderas. Podemos tener algunas configuraciones (Figura 1.22), sin 
embargo su uso no es muy común 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 32
 
Figura 1.22. Ejemplos de diferentes configuraciones usando resortes planos 
Se puede lograr que los resortes planos tengan flexibilidad variable de tres maneras. 
1. Variando la longitud y espesor de cada hoja en función de la carga. Las 
láminas largas y delgadas son blandos mientras que láminas cortas y gruesas 
son rígidas. 
2. Como se muestra en la figura 1.23, al flexionarse el resorte, se desplaza 
siguiendo la guía AB. 
 
Figura 1.23. Ejemplo de configuración con flexibilidad variable 
 
3. Cuando se necesita gran capacidad de carga, dos resortes de láminas son 
usados. El primer conjunto (1) hace las funciones del resorte cuanto está vacío, 
pero cuando se añade carga, el primer resorte se comprime y el segundo 
resorte (2) que estaba descansando en los topes (3) entra en acción (Figura 
1.24). 
 
Figura 1.24. Configuración de un resorte plano de flexibilidad variable 
 
RESORTES HELICOIDALES 
Son los resortes mas usados en suspensiones delanteras y con frecuencia se 
encuentran en suspensiones traseras. Los resortes helicoidales son fabricados a partir 
de barras de acero con sección transversal circular, las barras son torcidas hasta 
llegar a la forma de espiral para luego ser templadas (Figura 1.36) Se puede lograr 
que tengan flexibilidad variable 
• Variando el espacio entre espiras a lo largo del resorte. Cuando las espiras 
3
2
1
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 33
están cerca, el resorte es fácil de comprimir y conforme se van alejando una 
espira de otra, el resorte se vuelve mas rígido. Esto trae como consecuencia un 
manejo suave y es una buena protección contra las inclinaciones excesivas y 
variaciones de altura del vehículo. 
• Se pueden utilizar resortes cónicos. Al ser la flexibilidad de una espira mas 
grande cuando mas lo sea el diámetro de arrollamiento, la flexibilidad del 
resorte variará desde el momento en que la carga alcance un valor a partir del 
cual unas espiras vengan en contacto con la espira contigua. (Figura 1.25) 
 
Figura 1.25 Resorte cónico 
 
BARRAS DE TORSIÓN 
Son barras de acero con sección transversal circular y de gran resistencia a la torsión, 
un extremo esta conectado a la suspensión y el otro esta rígidamente sujetado a la 
carrocería. Como la suspensión se mueve arriba y abajo la barra de torsión de tuerce 
(Figura 1.26). El esfuerzo para resistir la torsión y regresar a su forma original nos da 
la necesaria acción del resorte. Pueden montarse longitudinalmente o 
transversalmente. 
 
Figura 1.26. Barra de Torsión 
 
RESORTES NEUMÁTICOS 
El resorte neumático está formado por una estructura de goma sintética reforzada con 
fibra de nailon que forma un cojín o balón vacío en su interior. Por abajo está unido a 
un émbolo unido sobre el eje o brazos de suspensión. Por encima, va cerrado por una 
placa unida al bastidor. En la figura 1.27 se muestran algunas variantes utilizando 
resortes neumáticos, en la primera figura se puede obtener la flexibilidad variable 
utilizando diferentes bloques de caucho cada uno con rigidez diferente. 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 34
 
Figura 1.27 Ejemplos de distintas configuraciones usando resortes neumáticos 
 
1.2.2.2 AMORTIGUADORES 
El amortiguador es el encargado de controlar las oscilaciones que produce el resorte, 
transformando la energía que almacena el resorte en calor. Proporcionanseguridad y 
confort durante la conducción. Aportan estabilidad al vehículo, al controlar la vibración 
y rebote de las ruedas producidas por el movimiento del auto y las condiciones del 
camino. Si no existieran los amortiguadores la carrocería del vehículo oscilaría 
continuamente, el vehículo sería incontrolable porque tendría dos movimientos 
asociados, uno de cabeceo y otro de balanceo, hasta el punto en que las llantas 
perderían contacto con el suelo. 
Funciona cuando un pistón unido a la carrocería a través de un vástago de fijación 
desliza en el interior de un cilindro unido a la rueda y lleno de un fluido hidráulico o 
estar combinado con un gas. Una serie de orificios calibrados en el pistón permiten el 
paso del aceite entre las dos partes en que queda dividido el cilindro (Figura 1.28). Es 
la acción alternante (arriba y abajo) del émbolo la que realiza el frenado requerido. 
 
Figura 1.28. Corte de una amortiguador telescópico típico 
 
AMORTIGUADOR DE GAS 
Se utiliza el nitrógeno u otro gas inerte. El nitrógeno ejerce una presión en el fluido 
todo el tiempo, incluso cuando el amortiguador esta totalmente extendido. Esto evita la 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 35
formación de burbujas de aire y la cavitación. Las burbujas de aire son indeseables 
porque el aire es compresible, entonces permitiría al amortiguador moverse 
libremente, por lo tanto el amortiguador no haría su función. Los amortiguadores de 
gas son mas caros pero ofrecen un control de la suspensión excelente. 
 
Actualmente se utilizan amortiguadores hidráulicos. Los más modernos cuentan con 
fluidos de viscosidad variable o con diferentes juegos de válvulas. Los amortiguadores 
pueden ser blandos, absorbiendo las vibraciones, o duros, para mayor estabilidad en 
curvas y altas velocidades. Un amortiguador esta gastado cuando el émbolo o las 
válvulas permiten que el fluido hidráulico pase hacia las cámaras muy rápido. 
Mientras el recorrido del muelle depende de la fuerza que se le aplique, el sistema 
hidráulico (amortiguador) depende de la velocidad del desplazamiento. Un muelle se 
comprime más conforme aumenta la carga sobre él, un sistema hidráulico se endurece 
cuando aumenta la velocidad del desplazamiento. 
 
1.2.2.3 BARRA ESTABILIZADORA 
En un viraje, la fuerza centrífuga tiende a inclinar la parte suspendida hacia el exterior 
del viraje. Esto transfiere peso a las llantas externas y reduce el peso en las llantas 
internas. Para reducir esto hacen uso de una barra estabilizadora formado por una 
barra trabajando a torsión y unidas a las dos ruedas. Con esto se reduce el balanceo 
de la carrocería además del peso transferido y las llantas internas. La barra es libre de 
moverse con la suspensión, entonces cuando la suspensión es comprimida o 
extendida en ambos lados, al igual cuando se pasa un hoyo a gran velocidad, la barra 
no actúa (Figura 1.29). Pero al virar un lado es comprimido y el otro extendido, 
entonces la barra actúa tratando de comprimir el lado extendido y extender el lado 
comprimido, es decir, cuando una rueda se aproxima a la parte suspendida, imprime 
un movimiento igual a la otra rueda pero en la dirección contraria. El estabilizador 
debe ser de acción variable enérgico en los virajes y nulo en las rectas. 
 
Figura 1.29 Barra Estabilizadora 
 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 36
1.2.2.4 NEUMÁTICOS 
Los vehículos necesitan tracción todo el tiempo, sin tracción el vehículo no podría 
acelerar, frenar o virar, con una tracción reducida el vehículo sería difícil de controlar. 
La tracción o fricción es proporcionada por la adherencia de los neumáticos con el 
suelo. Mientras mas blando sea el neumático, mas tracción va a tener pero mas rápido 
se va a desgastar. Mientras mas duro sea el neumático, menor adherencia tendrá pero 
va a tener menos desgaste. 
La repartición de las presiones que se desarrollan entre las superficies de contacto 
depende de la presión de inflado, de la carga soportada por el neumático y de la 
velocidad. Si la presión de inflado y la carga son normales (Figura 1.30 A), las 
presiones están bien repartidas; por el contrario si la presión de inflado es inferior a la 
correspondiente carga, la superficie de contacto aumenta, lo que modifica la 
repartición de las presiones (Figura 1.30 B). Si la presión de inflado es superior a la 
que corresponda a la carga, la superficie de contacto disminuye, lo que modifica la 
repartición de las presiones pero en sentido inverso (Figura 1.30 C). 
El coeficiente de adherencia disminuye cuando la velocidad aumenta, debido a la 
acción de la fuerza centrífuga que reduce la superficie de contacto, se pasa 
progresivamente de la Figura 1.30 A a la Figura 1.30 B. 
 
Figura 1.30. Modificación del contacto de la llanta con el pavimento. 
 
 
 
1.2.3 TIPOS DE SUSPENSIÓN 
 
1.2.3.1 SUSPENSIÓN POR EJE RÍGIDO 
Las ruedas situadas en un mismo plano transversal están enlazadas entres si por un 
elemento mecánico rígido (eje), el cual provoca que los movimientos de una rueda 
sean transmitidos a la otra (Figura 1.31). 
Figura A Figura B Figura C 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 37
 
Figura 1.31. Vista de una suspensión con eje rígido en un vehículo (izquierda) y la acción de 
un eje sólido (derecha).(Cortesía de General Motors Corp.) 
1.2.3.2 SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE 
Es la suspensión en que las ruedas pueden moverse de forma independiente una de 
la otra además de disminuir el peso de la parte no suspendida. Esto se logra 
suprimiendo el eje rígido y enlazando cada rueda separadamente al chasis del 
vehículo mediante brazos de control que pueden ser inferior, superior o ambos (Figura 
1.32) De esta forma si durante su operación una rueda se ve afectada por algún golpe 
o vibración del camino esta alteración no se transmite a las demás ruedas. 
 
Figura 1.32. Esquema de una suspensión independiente 
 
1.2.3.3 SUSPENSIÓN MIXTA 
Es un tipo de suspensión que se compone de dos resortes, teniendo dichos resortes, 
leyes diferentes de la variación de la rigidez en función de la carga, es decir, un resorte 
con rigidez constante y otro de rigidez variable. 
Puede haber combinaciones con los diferentes tipos de resortes mencionados: 
 
Suspensiones mixtas con resortes de láminas 
El resorte de lámina o ballestas es utilizado para asegurar la suspensión del vehículo 
vacío. Su número de láminas auxiliares es reducido, pero su lámina maestra debe ser 
resistente al esfuerzo longitudinal y transversal. El resorte de láminas puede estar 
combinado con: un resorte helicoidal o con una suspensión neumática (Figura 1.33) 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 38
 
 
Figura 1.33. Suspensión con resortes de láminas y resortes neumáticos 
 
Suspensiones mixtas con resortes helicoidales 
Se forman de dos maneras: con un resorte helicoidal de flexibilidad variable (1) 
asociado a una barra de torsión (2) (Figura 1.34). 
 
Figura 1.34. Suspensión con resorte helicoidal y barra de torsión 
 
O con un resorte helicoidal asociado a una suspensión neumática. El resorte helicoidal 
esta calculado para asegurar una buena suspensión en vacío y para soportar 
momentáneamente la carga útil en caso de que la suspensión neumática quede fuera 
de servicio. (Figura 1.35). 
 
Figura 1.35 Resorte helicoidal junto con un resorte neumático 
 
 
 
1.2.4 FUNCIONAMIENTO DE LA SUSPENSIÓN EN VEHÍCULOS 
 
 
SUSPENSION MECÁNICA 
Se utilizan tres diferentes elementos mecánicos: los elásticos de láminas o ballestas, 
los resortes helicoidales y las barras de torsión. Algunos ejemplos son: 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 39
Suspensión McPherson 
Tipo de suspensión independiente en donde el resorte helicoidal y el amortiguador se 
encuentran ensamblados en formamuy compacta aunque larga. En esta configuración 
no se necesita el brazo de control superior, lo cual libera espacio (Figura 1.36). Es muy 
utilizada en suspensiones delanteras para liberar espacio para el motor. 
 
Figura 1.36. Suspensión McPherson 
 
Suspensión con Barras de Torsión 
En la mayoría de los casos la barra de torsión se sujeta al brazo de control inferior. 
Conforma el brazo de control inferior se mueve hacia arriba, la barra de torsión se 
tuerce. La barra de torsión tiende a regresar a su posición original forzando al brazo de 
control inferior regresar hacia abajo (Figura 1.37). También cuenta con un 
amortiguador que sigue frenando la acción del resorte al igual que una barra 
estabilizadora que reduce el balanceo del chasis. 
 
Figura 1.37. Suspensión con barras de torsión (Cortesía de Chrysler Motors Corp.) 
 
 
 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 40
SUSPENSION NEUMÁTICA 
Consiste en intercalar entre el bastidor y el eje de las ruedas o los brazos de 
suspensión un resorte neumático. 
El aire procedente del compresor, pasa por un depósito húmedo que elimina la 
humedad del aire. Este aire llega al depósito de frenos hasta alcanzar una presión de 
770 kPa (es prioritario por razones de seguridad). Alcanzada esa presión se 
interrumpe la entrada de aire al deposito de frenos mediante una válvula limitadora y 
se abre una válvula de alivio que deriva el aire a los depósitos auxiliares de la 
suspensión donde se almacena a una presión de 1200 kPa. Las válvulas de seguridad 
mantienen la presión del circuito. La figura 1.38 muestra el diagrama de una 
suspensión neumática y sus partes principales. 
 
Figura 1.38. Sistema de suspensión neumática (cortesía de Ford Motor Co.) 
 
 
SUSPENSIÓN HIDRONEUMÀTICA 
Es una combinación de suspensión neumática (con gas) y amortiguación hidráulica, 
encerradas en un recipiente por rueda. La característica más destacable es que por 
medio de una bomba de aceite de alta presión, conectada por tuberías a cada una de 
las ruedas y comandada desde una palanca en el puesto del conductor, es posible 
modificar la altura del vehículo y hasta endurecer o ablandar el andar, según el tipo de 
camino que se esté recorriendo. 
 
 
SUSPENSIÓN MAGNÉTICA 
Es un sistema que permite variar la dureza de los amortiguadores hasta 1.000 veces 
por segundo. Se llama Magneride y ha sido desarrollado por Delphi, siendo el Cadillac 
Seville el primer coche de serie en incorporar las suspensiones magnéticas. 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 41
En el interior de los amortiguadores monotubo (con gas a alta presión separado 
físicamente del aceite por una membrana) permanecen en suspensión minúsculas 
partículas metálicas (hierro al carbono), este fluido esta compuesto aproximadamente 
en un 40% de partículas metálicas. 
Mediante la actuación de un campo magnético -creado por un electroimán- se orientan 
en una determinada posición, dependiendo de la intensidad del campo. Este 
ordenamiento magnético de partículas crea una red que dificulta la fluidez del aceite. A 
mayor intensidad, la red se hace más tupida, con lo que se simula mayor viscosidad 
del aceite. Con un campo menor o en su ausencia, los amortiguadores serán más 
suaves y cómodos (Figura 1.39). 
Las variables con que cuenta el sistema para determinar la intensidad del campo a 
aplicar son la velocidad y desplazamiento en los cuatro extremos del coche, el giro del 
volante y el accionamiento del freno por parte del conductor. De las decisiones se 
encarga una central electrónica, ordenando la variación exacta del campo magnético 
en cada amortiguador y en cada momento. 
 
Figura 1.39 Esquema del funcionamiento de la suspensión magnética 
 
En general se puede clasificar a las suspensiones como: 
 
SUSPENSIÓN PASIVA 
Es la que comúnmente tienen los vehículos actuales, a grandes rasgos consiste en un 
sistema resorte – amortiguador. Este tipo de suspensiones no alcanza un resultado 
satisfactorio. Esto se debe a que así como a nivel de confort de los pasajeros, una 
suspensión blanda es la idónea, no lo es tanto a nivel de seguridad ya que se produce 
un balanceo excesivo en las curvas y se favorece el cabeceo durante la frenada. La 
solución a esta falta de seguridad sería la utilización de una suspensión mas rígida, 
que controlaría mucho mejor el cabeceo y el balanceo pero que disminuiría el confort 
de los pasajeros 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 42
SSSUUUSSSPPPEEENNNSSSIIIOOONNN AAACCCTTTIIIVVVAAA 
Lo que hace la suspensión activa es mantener las cuatro ruedas siempre al mismo 
nivel recibiendo siempre la misma presión, por más imperfecta que sea la pista. La 
suspensión activa o suspensión inteligente utiliza un sistema hidroneumático que 
administra la presión en cada uno de las cuatro ruedas de la suspensión. No utiliza 
resortes, utiliza cuatro cilindros hidráulicos (uno por cada rueda), acompañados por un 
tanque. El tanque y los 4 cilindros son conectados a unas electroválvulas (que 
administran el paso del fluido) que a la vez son manejadas por una computadora. Esta 
computadora maneja y distribuye las presiones que debe recibir cada uno de los 
cilindros que hacen el papel de resortes del auto. Para que la computadora sepa 
cuándo y cómo actuar, esta conectada a unos sensores que le indican cada variación 
de altura del auto o presión de las llantas debido a las imperfecciones de la pista (algo 
parecido a como se comporta un sismógrafo). Todo este proceso tomaba apenas 
milésimas de segundo. En la práctica resulta impresionante ver al coche comportarse 
como una tabla al tomar una curva a alta velocidad. 
 
 
1.2.5 FUNCIONAMIENTO DE LA SUSPENSIÓN EN 
SEMIRREMOLQUES 
 
Para los remolques y semirremolques solo utilizan tres tipos de suspensiones: la 
suspensión mecánica y la suspensión neumática. El funcionamiento de estos tipos de 
suspensión es el mismo descrito para los vehículos convencionales. 
A continuación se presentarán algunos ejemplos de suspensiones para remolques 
existentes comercialmente para observar algunas características de diseño. 
 
SUSPENSIÓN NEUMÁTICA 
La suspensión Neumática para los remolques cuenta con los siguientes dispositivos: 
 
Sistema de Control de Aire 
Regula automáticamente la altura de manejo de diseño controlando la presión de aire 
que pasa por las cámaras de aire. Cuando se usa junto con otros tipos de 
suspensiones, como las suspensiones de muelles de hojas, se emplea un regulador 
de presión controlado por el operador (Figura 1.40). Todos los sistemas operan a partir 
de la oferta de aire comprimido del vehículo. 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 43
 
Figura 1.40. Sistema de control de aire 
 
La válvula de control de altura responde automáticamente a la posición relativa del eje 
y la estructura del vehículo. Permite la entrada o salida de aire por las cámaras de 
aire. Las válvulas de desfogue de aire aumentan la estabilidad durante la carga y 
descarga del remolque, también prolongan la vida del componente. 
Los siguiente ejemplos muestran diversos tipos de configuraciones de suspensiones 
neumáticas que existen comercialmente. 
 
Figura 1.41. Suspensiones Neumáticas 
 
 
Figura 1.42. Suspensiones neumáticas 
 
 
 
 
 
CAPITULO 1. FRENOS Y SUSPENSIÓN 
Centro de Diseño y Manufactura 44
La figura 1.43 muestra una vista explosionada parcial de los elementos que conforman 
una suspensión neumática para los remolques. Entre estos principales elementos 
podemos citar al brazo arrastrado (1), un resorte neumático (2), un amortiguador (3), 
muñón (4), base que esta unida al chasis (5); así como rondanas, tornillos, tuercas y 
otros elementos que se necesitan para fijar el dispositivo. 
 
 
Figura 1.43 Vista explosionada de una suspensión neumáticaCAPITULO 2. DISEÑO 
Centro de Diseño y Manufactura 45
CAPÍTULO 2. DISEÑO 
 
 
2.1 JUSTIFICACIÓN DEL USO DEL SEMIRREMOLQUE 
 
Durante el paso del tiempo las ciudades se han hecho cada vez más grandes, así 
como las necesidades de la población, esto ha tenido como consecuencias diversos 
problemas, en éste caso en particular podemos citar algunos, como son: 
1. El parque de vehículos compactos ha crecido considerablemente. 
2. El tamaño de cajones en los estacionamientos públicos se ha reducido. 
3. El espacio interior de los vehículos frecuentemente es insuficiente para 
el uso medio de una familia. 
4. No es posible contar con una camioneta y un vehículo compacto. 
Los cuatro puntos anteriores van dirigidos en una sola dirección: la limitación de 
espacio. 
 
POSIBLES SOLUCIONES A LAS LIMITACIONES DE ESPACIO 
Existen varias posibles respuestas al problema de la limitación de espacio: 
• Comprar una camioneta: si se cuenta con recursos económicos para 
adquirirla es una buena opción. 
• Alquilar servicio de fletes: si se necesita transportar cosas a distancias muy 
largas, el costo del alquiler aumenta; al igual que la anterior, se debe de contar 
recursos económicos para pagar el servicio. 
• Colocación de canastillas: su principal desventaja esta en que no cuenta con 
el espacio suficiente para transportar mercancías de gran cantidad o de gran 
tamaño. 
• Colocación de portaequipajes: tiene el mismo problema que la anterior. 
• Improvisaciones automotrices: como un ejemplo tenemos el caso de 
transportar un colchón en un carro compacto, se tiene que fijar con lazos o 
correas en el techo del vehículo; además de no ser una opción práctica, puede 
ser peligroso. 
• Usar un semirremolque. 
 
De todas estas alternativas el uso de un semirremolque es la que presenta más 
ventajas y podemos citar algunas como: 
 
 
 
CAPITULO 2. DISEÑO 
Centro de Diseño y Manufactura 46
1) La inversión es mínima comparada con la adquisición de una camioneta. 
2) Se ahorra tiempo al realizar menos viajes y ahorra gastos, puesto que menos 
viajes equivale a menos sueldos, gasolina, mantenimiento, etc. 
3) Sólo requiere la placa de circulación. 
4) Se puede transportar prácticamente cualquier producto. 
5) El pago de tenencia es mínimo. 
6) No contamina. 
7) No entra en el programa “Hoy no circula”. 
8) No tiene que verificarse. 
9) Posee un gran inventario de refacciones. 
10) No sacrifica a la familia ya que se puede llevar el negocio y la familia sin que 
interfieran entre si y exista algún tipo de incomodidades. 
11) Incrementa su capacidad de carga en más de un 100%. 
 
Sin duda esta es la razón que justifica mejor la compra de un remolque; con la misma 
unidad de motor, se puede incrementar su capacidad de carga y/o volumen en más de 
un 100%. 
 
El uso de un remolque también presenta sólo dos desventajas: 
1. Es necesario un vehículo automotor. 
2. El proceso de estacionarse es complicado. 
 
 
2.2 ESPECIFICACIONES DEL SEMIRREMOLQUE 
 
En México el uso del semirremolque no esta plenamente desarrollado y mucha gente 
prefiere otro tipo de medios para transportar sus mercancías, pero de acuerdo a lo 
dicho anteriormente, el uso de un semirremolque es la mejor opción. Es por eso que 
se pretende diseñar un semiremolque con las siguientes especificaciones: 
 
• Capacidad de carga máxima de 900kg. 
• Superficie libre de 1.8 por 1.2 m 
• Bajo costo de fabricación (incluye chasis, suspensión, frenos) 
• Una suspensión que permita ofrecer seguridad tanto al conductor como a 
la mercancía transportada, eficiente, buena estabilidad. 
• Un sistema de frenos independiente del automóvil, eficiente, buena 
estabilidad. 
 
 
CAPITULO 2. DISEÑO 
Centro de Diseño y Manufactura 47
2.3 CRITERIOS PARA SELECCIONAR EL TIPO DE FRENOS PARA 
EL SEMIRREMOLQUE 
 
Si tomamos en cuenta los distintos actuadores, medios de transmisión y ejecutores 
que existen, podemos realizar una tabla tridimensional (Figura 2.1), la cual, cada nodo 
representa una posible configuración de los frenos. 
 
 
Figura 2.1. Generación y Selección de opciones para los frenos 
 
2.3.1 CUALIDADES DEL SISTEMA DE FRENOS 
El sistema de frenos debe reunir las siguientes cualidades, para determinar si es 
factible implementar el sistema en el semirremolque: 
 
EFICACIA 
La eficacia se determinará o bien tomando como base la distancia de frenado en 
relación con la velocidad inicial o bien en función del tiempo de respuesta del 
dispositivo. La distancia de frenado será la distancia recorrida por el vehículo desde el 
momento en que el conductor accione el mando del dispositivo hasta el momento en 
que el vehículo se detenga. 
 
ESTABILIDAD 
La estabilidad se mide con el poder de control que tenemos sobre el vehículo cuando 
frenamos, por eso en el transcurso del frenado, el vehículo no se tiene que desviar de 
su trayectoria. 
 
COSTO 
El costo abarca dos factores: la inversión monetaria inicial, para adquirir los elementos 
y/o dispositivos que conforman el sistema de frenos para su funcionamiento y su 
instalación; así como el mantenimiento posterior que se le tiene que dar al sistema. 
 
CAPITULO 2. DISEÑO 
Centro de Diseño y Manufactura 48
ESPACIO 
Como el semirremolque no tiene dimensones grandes, la limitación de espacio libre 
para colocar dispositivos es muy limitada. 
 
PESO 
Algunos sistemas de frenos son pesados por los dispositivos para su funcionamiento, 
el incremento del peso del semirremolque por estos dispositivos debe ser mínima para 
no reducir la capacidad de carga del semirremolque. 
 
DEPENDENCIA 
La dependencia entre el vehículo y el semiremolque en cuanto a conexiones o 
compartir dispositivos para el funcionamiento de los frenos debe ser nula, con el fin de 
que no afecte el funcionamiento de los frenos en el vehículo. 
 
 
2.3.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE FRENOS 
El siguiente paso es analizar cada sistema de frenos describiendo sus ventajas y 
desventajas tomando en cuenta los requerimientos que deben cumplir los 
semirremolques y las cualidades para un sistema de frenos para satisfacer las 
especificaciones deseadas. 
 
ACTUADORES 
 FRENOS CON INERCIA 
 
Ventajas: 
• Se aprovecha el movimiento (inercia) del vehículo para que el semirremolque 
pueda frenar. 
• No existe dependencia entre el semirremolque y el vehículo, ya que no existe 
ninguna conexión mecánica, hidráulica, neumática o eléctrica entre ellos. 
• El costo es menor ya que no requiere algún dispositivo para activar los frenos 
Desventajas: 
• No funciona correctamente en subidas 
 
 
 
 
CAPITULO 2. DISEÑO 
Centro de Diseño y Manufactura 49
FRENOS CON PEDAL 
 
Ventajas: 
• Existe un mejor control en el esfuerzo de frenado tanto para el vehículo como 
para el semirremolque. 
Desventajas: 
• Existe dependencia entre el semirremolque y el vehículo, ya que requiere de 
alguna conexión mecánica, hidráulica, neumática o eléctrica para que los 
frenos funcionen. 
 
 
MEDIOS DE TRANSMISIÓN 
FRENOS MECÁNICOS 
(incluye: pedal, inercia, disco, tambor) 
 
Ventajas: 
• Por los elementos que lo integran, la inversión inicial no es costosa. 
• Por los elementos que integran los frenos de inercia mecánicos, la inversión 
inicial no es costosa 
• La instalación no demanda mucho espacio. 
• Simplicidad de operación en el funcionamiento y los dispositivos que integran 
los frenos 
 
Desventajas: 
• Debido a las altas velocidades que empezaron a desarrollar los vehículos se 
requería de un gran esfuerzo físico para lograr frenar un auto, por lo tanto este 
sistema de frenado quedo totalmente obsoleto. 
• Existe una rápida descalibración debida por el estiramiento de las uniones 
mecánicas, además de los desgastes y pérdida de potencia ocasionado por los 
puntos de apoyo del sistema de palancas. 
• Existe dependencia entre el vehículo y el semirremolque por las conexiones 
mecánicas que los une. 
 
 
CAPITULO 2. DISEÑO