Contenido 5

Vista previa del material en texto

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN AMORTIGUADOR VARIABLE PARA AUTOMÓVIL 
 
 
 
 
 
 
 
Autor: 
JAIME ARTURO ARIAS URUEÑA 
Código: 199813535 
 
 
 
 
 
 
 
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA 
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES 
SANTAFE DE BOGOTA 
 MAYO de 2003 
 
 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN AMORTIGUADOR VARIABLE PARA AUTOMÓVIL 
 
 
 
 
 
Autor: 
JAIME ARTURO ARIAS URUEÑA 
Código: 199813535 
 
 
 
Profesor asesor: 
JUAN PABLO CASAS 
M. Sc. 
 
 
 
 
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA 
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES 
SANTAFE DE BOGOTA 
 MAYO de 2003 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 
A la memoria de mis padres, Por todo su esfuerzo y cariño 
durante el poco tiempo que pasamos juntos. 
 
 
JAIME A. ARIAS 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
 
A Naty por todo tu cariño y apoyo, gracias por acompañarme todo este tiempo. 
 
A JUAN PABLO CASAS, por su apoyo, colaboración y disposición para el desarrollo de este proyecto de 
grado, como profesor asesor. 
 
A GABRIEL DE COLOMBIA, por haberme permitido realizar las pruebas del diseño en su laboratorio, y por 
los aportes que enriquecieron mis conocimientos en este tema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bogota 3 de junio de 2003, 
 
 
 
 
 
 
Señor: 
 
ALVARO PINILLA 
Director de departamento 
Ingeniería Mecánica 
Universidad de los Andes 
 
 
 
 
 
Deseo poner en consideración el siguiente proyecto, realizado durante el primer semestre de año 2003 por 
el estudiante Jaime Arturo Arias Urueña, como requisito para obtener el titulo de Ingeniero Mecánico en 
la Universidad de los Andes. 
Certifico que este trabajo cumple con los estándares de proyecto de grado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Firma del profesor asesor: 
 
 
 
 
 
 
 
JUAN PABLO CASAS 
CC: 79´’752.119 de Bogotá. 
 
 
Bogota 3 de junio de 2003, 
 
 
 
 
 
 
Señor: 
 
ALVARO PINILLA 
Director de departamento 
Ingeniería Mecánica 
Universidad de los Andes 
 
 
 
 
 
Presento el siguiente proyecto titulado DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN AMORTIGUADOR VARIABLE 
PARA AUTOMÓVIL, a su consideración, el cual es de mi total autoría y fue realizado durante el primer 
semestre del año 2003, como requisito para obtener el titulo de Ingeniero Mecánico en la Universidad de 
los andes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Firma del estudiante: 
 
 
 
 
 
 
 
JAIME ARTURO ARIAS URUEÑA 
CC: 80´’242.187 de Bogotá. 
 
 
IM-2003-I-02 
 1
TABLA DE CONTENIDOS 
 
 
I. JUSTIFICACION DEL TEMA DEL PROYECTO 6 
II. OBJETIVOS 8 
A. Objetivo General 8 
B. Objetivos Específicos 8 
III. ALCANCE DEL PROYECTO 9 
IV. RESUMEN DEL TRABAJO PREVIO 10 
V. CAPÍTULO 1 11 
1. Marco Teórico 11 
1.1 Teoría de Amortiguadores 11 
1.1.1.Tipos de Amortiguadores 11 
 1.1.2. Características 12 
 1.2 Modelaje dinámico del sistema 14 
VI. CAPÍTULO 2 16 
2. Diseño del amortiguador 16 
 2.1 Análisis Teórico 16 
2.1.1 Máximo volumen del aceite para tanque de reserva 16 
2.1.2 Análisis dinámico del fluido 16 
2.1.3 Análisis dinámico de una imperfección de la superficie 18 
2.1.4 Análisis dinámico del carro en una curva plana 19 
 2.2 Modelo planteado del amortiguador 20 
 2.3 Cálculos 22 
VII. CAPÍTULO 3 27 
3. Diseño del controlador electrónico 27 
 3.1 Análisis Teórico 27 
 3.2 Cálculos 28 
 3.2.1 Definición de parámetros y constantes 29 
 3.2.2 Código fuente de programación del microchip 30 
 
IM-2003-I-02 
 2
VIII. CAPÍTULO 4 32 
4. Funcionamiento del sistema 32 
 4.1 Funcionamiento del amortiguador 32 
 4.2 Funcionamiento del controlador 33 
 4.3 Diagrama del microcontrolador usado 33 
IX. ANÁLISIS DE RESULTADOS 34 
X. CONCLUSIONES 38 
XI. ANEXOS 39 
A. Planos diseño Amortiguador Variable. 39 
Lista de piezas 39 
B. Costos 56 
C. Resultados de las pruebas 57 
 D. Fotos del sistema construido 61 
XII. LISTA DE REFERENCIAS 65 
XIII. BIBLIOGRAFÍA 66 
 
IM-2003-I-02 
 3
INDICE DE FIGURAS 
 
 
Fig.1 Amortiguador Monotubo 11 
Fig.2 Amortiguador Bitubo 12 
Fig.3 modelo del flujo del amortiguador 12 
Fig. 4 modelo dinámico del sistema 14 
Fig. 5 Plano corte de ensamble Válvula de Compresión 18 
Fig. 6 cargas sobre el carro en una curva 19 
Fig. 7 Modelo planteado del diseño 20 
Fig. 8 Propiedades del aceite (EXXON) 22 
Fig. 9 Diagrama de flujo del amortiguador 32 
Fig. 10 diagrama de flujo del controlador 33 
Fig. 11 Diagrama de pines del microcontrolador (CMOS) 33 
Fig. 12 Dinamómetro. (SPA Dynamometers) 34 
Fig. 13 Conjunto Amortiguador Variable 40 
 
 
 
IM-2003-I-02 
 4
 
INDICE DE GRAFICAS 
 
 
Grafica 1. Curvas Teóricas Fuerza vs. Velocidad en el amortiguador para el caso 
 de compresión. 25 
Grafica 2. Posición servo Vs. Rango de velocidad del carro. 28 
Grafica 3 Fuerza Vs Velocidad datos experimentales 36 
 
 
 
 
 
 
 
IM-2003-I-02 
 5
INDICE DE TABLAS 
 
 
Tabla 1 Análisis dinámico para restricción fuerte 23 
Tabla 2 Análisis dinámico para las cargas en curva 23 
Tabla 3 Constantes para el modelo 24 
Tabla 4 Resultados de los cálculos teóricos. 24 
Tabla 5 Resultados de los cálculos de Presiones y velocidades 26 
Tabla 6. Datos de entrada para realizar la programación del controlador. 28 
Tabla 7 Resultados de las pruebas. 35 
Tabla 8 Lista de partes Amortiguador Variable 39 
 
IM-2003-I-02 
 6
JUSTIFICACION DEL TEMA DEL PROYECTO 
 
 
Los amortiguadores son elementos que disipan energía mediante la regulación de la velocidad relativa del 
pistón con respecto a la camisa, esto se logra restringiendo el flujo neto de aceite. 
En este proyecto se presentara una alternativa de diseño que permita variar el coeficiente de 
amortiguamiento como función de la velocidad del carro, para realizar cambios controlados del flujo usando 
dispositivos externos que controlen el paso de aceite, ya que al tomar una curva a alta velocidad las cargas 
sobre los amortiguadores se desbalancean permitiendo que el carro se deslice al perder contacto con las 
ruedas del radio interno. 
 
En el diseño de amortiguadores existen dos factores de máxima importancia: 
 
§ Seguridad 
§ Confort 
 
Seguridad debido a que la función primordial del amortiguador es mantener las llantas en contacto con la 
superficie, y balancear las cargas sobre las cuatro ruedas en las curvas. Y confort para los pasajeros al 
absorber choques generados por las imperfecciones, evitando que estos pasen a la cabina. 
 
Cuando se conduce a bajas velocidades se quiere que el amortiguador sea suave, que las consecuencias 
de un defecto en la superficie sean atenuadas lentamente; pero a altas velocidades, se quiere una 
suspensión rígida, que por ningún motivo en una curva se pierda contacto con la carretera. 
 
El proyecto de grado que se va a desarrollar, pretende ofrecer una nueva opción en el mercado de los 
amortiguadores, un diseño que varíe el coeficiente de amortiguamiento con la velocidad del vehículo. Este 
diseño puede traer algunas ventajas, como un mejoramiento en la vida de las llantas y de algunos otros 
componentes de la suspensión (debido a que no se pierde el contacto con la superficie). 
 
Dos escenarios frecuentes para los amortiguadores son los golpes súbitos debido a imperfecciones de la 
superficie, y la pérdida de contacto de las ruedas del radio interno al tomar una curva, debido a la 
IM-2003-I-02 
 7
aceleración centrípeta. Cuando la llanta choca con un defecto se despega momentáneamente, y cuando 
recupera el contacto, la velocidad tangencial de la llanta a cambiado, generando una desaceleración que 
se traduce en mayor fricción sobre las superficies, aumentandoel desgaste de la llanta (para controlar este 
efecto es necesario disminuir momentáneamente el coeficiente amortiguamiento para superar la restricción 
sin saltar); también cuando se toma una curva a alta velocidad, el automóvil no se desliza, ya que el 
amortiguador es rígido y balancea mejor la carga sobre cada rueda (objetivo principal de este proyecto). 
IM-2003-I-02 
 8
 
OBJETIVOS 
 
OBJETIVO GENERAL: 
 
Diseñar una modificación de un amortiguador común para automóvil , que permita variar el 
coeficiente de amortiguamiento, mediante un control del flujo de aceite como función de la 
velocidad del carro. 
 
Objetivos Específicos: 
 
1.Diseñar un dispositivo de regulación externo, que varíe controladamente el flujo neto de aceite a 
través del sistema. 
 
2.Diseñar un sistema de control que regule el flujo total del amortiguador por medio de una válvula 
de control de flujo, usando como señal de entrada la velocidad del automóvil. 
 
3.Acondicionar un amortiguador común para automóvil , sobre el cual se pueda acoplar el 
dispositivo de regulación de flujo y el controlador. 
 
 4. Construir el sistema Control - Amortiguador diseñado. 
 
5.Analizar y evaluar el funcionamiento del sistema (Control – amortiguador) construido, para 
garantizar la seguridad del diseño. 
 
 
 
IM-2003-I-02 
 9
 
ALCANCE DEL PROYECTO 
 
 
A través de la investigación en este proyecto, se diseñará un sistema de amortiguador controlado por la 
velocidad del automóvil, y se encontrarán las ecuaciones que modelan el sistema por medio del análisis de 
los modelos existentes en la bibliografía de amortiguadores y sistemas de control. 
 
Luego de comprobar el buen funcionamiento del diseño propuesto, se procederá a construirlo, y a evaluarlo 
en el dinamómetro con las pruebas comunes para amortiguadores, para asegurar la calidad y efectividad 
del diseño. 
IM-2003-I-02 
 10
RESUMEN DE TRABAJO PREVIO 
 
Los amortiguadores fueron introducidos al mercado automotriz a comienzos del siglo pasado, unos 20 años 
después de la aparición del primer automóvil, desde entonces las empresas especializadas en el diseño de 
amortiguadores, continuamente producen nuevas soluciones, para el control y la absorción de los golpes 
en el automóvil. 
 
La mayoría de las soluciones propuestas, son modificaciones del sistema de suspensión general, como la 
adición de barras estabilizadoras, o de otros componentes en el conjunto, o algunas otras especiales, 
basadas en el cambio del tipo de amortiguador, un ejemplo de esta última es el amortiguador telescópico 
que usan algunos modelos de la marca Citröen. 
 
El mejoramiento de las tecnologías de diseño asistido por computador, han hecho posibles nuevos 
diseños, más seguros, y la posibilidad de realizar ideas como la de amortiguadores sensibles a la 
velocidad. 
 
En esta área la empresa Monroe, propone el diseño “Reflex”, que es un sistema sensor de impactos que 
abre 12 milisegundos al sentir un golpe, permitiendo un mayor flujo, disminuyendo el coeficiente de 
amortiguamiento momentáneamente, y luego restaura el valor normal en solo 15 milisegundos, este diseño 
permite un mayor control del automóvil (Monroe) 
 
Existe una gran cantidad de información en los temas de diseño de sistemas de control abierto (sin retro-
alimentación), reguladores de flujo, y del modelado del amortiguador, que serán el punto de partida de esta 
investigación. 
IM-2003-I-02 
 11
CAPITULO 1 
 
1. MARCO TEORICO 
 
1.1Teoría de Amortiguadores 
 
La especificación principal del diseño de los amortiguadores es mantener el contacto de las ruedas 
del vehículo con la superficie de la carretera; Manteniendo de esta manera la fuerza de fricción (en 
lo posible en su valor máximo), y asegurando que esta nunca sea nula, con el fin de obtener buena 
respuesta de frenado, estabilidad y desplazamiento. 
Es importante aclarar que el nivel de amortiguamiento afecta directamente el Confort, y la 
estabilidad; Si este valor es muy alto se tiene una buena fuerza de rozamiento, pero se disminuye 
el confort, por otro lado si el valor es muy bajo mejora el confort, pero la estabilidad del vehículo se 
hace mínima, comprometiendo la seguridad. 
Ya que el amortiguador es solo una pieza de la suspensión del vehículo es necesario tener la en 
cuenta para lograr un adecuado diseño del amortiguador. 
 
1.1.1Tipos de Amortiguadores 
 
Los tipos de amortiguadores más comunes del mercado son los Monotubo y los Bitubo. 
 Monotubo: 
Tiene un pistón flotante que separa el aceite del gas 
(nitrógeno) o aire a presión, y que permite compensar la 
diferencia de aceite, por medio de la expansión o 
contracción del gas, desplazando el pistón flotante. 
Este modelo presenta una desventaja importante ya que el 
tubo exterior (camisa del pistón) esta expuesto a golpes 
que pueden degenerar la forma, lo cual lleva a un mal 
funcionamiento del amortiguador. 
 
 
Eje 
 
Tubo exterior 
 
Pistón principal 
 
Aceite 
Pistón flotante 
 
Aire o Gas 
Fig.1 Amortiguador Monotubo 
IM-2003-I-02 
 12
 Bitubo: 
Este tipo de amortiguador tiene un tubo extra que permite 
proteger el tubo interior, y utilizar el espacio entre los dos 
tubos, para almacenar el aceite de compensación, y el aire 
a presión. Adicionalmente se usa una válvula inferior para 
permitir el paso del aceite de la cámara al tubo interior. 
En este tipo se disminuye la capacidad de disipación del 
calor, y tiene la restricción de posicionamiento debido a 
que el gas y el aceite están mezclados. 
 
1.1.2 Características 
 
Los amortiguadores son elementos que disipan energía en forma de calor , su funcionamiento 
consiste en regular la velocidad relativa entre sus extremos, forzando un fluido viscoso a pasar por 
unos agujeros pequeños en las válvulas, produciendo una fuerza que incrementa con la velocidad 
del pistón. 
 
El modelo simplificado que propone el autor William J Palm (Fig.3) esta compuesto de un pistón de 
diámetro D y espesor L, con un agujero cilíndrico de diámetro d, un eje del que sale de la camisa 
pistón, la cual contiene aceite (fluido viscoso e incompresible), y esta sellada. La fuerza f que actúa 
sobre el eje genera una diferencia de presiones (p1-p2) a través del pistón tal que si la aceleración 
es baja, 
 
 
 
( )21 ppAF −= 
 
 
El área seccional neta del pistón es 
 
Eje 
 
Tubo exterior 
 
Aire o Gas 
 
Pistón principal 
 
Tubo interior 
Aceite 
Válvula Inferior 
 
Fig.2 Amortiguador Bitubo 
Fig.3 modelo del flujo del amortiguador 
D p1 
F 
P2 
x 
φ d 
IM-2003-I-02 
 13
 
22
22





−




= dDA ππ
 
Para fluidos viscosos a velocidades bajas, el flujo se puede aproximar a un flujo laminar. Si la 
longitud l del agujero es mas grande que la longitud de entrada de fluido, la capa limite desarrollada 
existe casi sobre toda la longitud, entonces se puede aplicar la ley de Hagen-Poiseuille 
 
 
pCp
l
d
q ∆=∆





= 1
4
128µ
π
 
 
 Donde q es el caudal 
 
dt
dx
Aq =
 
 
Debido a que el fluido es incompresible 
 
dt
dx
cF =
 
 
 
Donde el coeficiente de amortiguamiento es 
 
22
2
2
2
1
2
181
2
28








−




=












−












==
d
D
l
d
D
l
C
A
c πµ
π
π
πµ
 Ecuación 1 
 
 
Si las velocidades son altas, el flujo es turbulento entonces 
 
 TRAc
3= 
 Donde RT es la resistencia del flujo turbulento (Reynodls Re>2300) 
IM-2003-I-02 
 14
 
21
2 ppqRT −= 
 
Debido a que la fuerza es variable dependiente de la velocidad, se define un rango de velocidades 
en el cual opera el amortiguador, 100mm/s y 1500mm/s (Andreotti) 
 
Los amortiguadores solo restringen el movimiento axial, por lo cual realizan dos funciones: tensión 
en la cual el amortiguador trabaja en contra del resorte únicamente, por lo cual se obtienen las 
fuerzasde amortiguamiento mas altas, y Compresión en la cual el peso del vehículo trabaja en la 
misma dirección del amortiguador desarrollando de esta forma fuerzas mucho mas bajas. 
 
Existen dos curvas características de los amortiguadores que se usan en el diseño y 
posteriormente en el análisis de desempeño del mismo. Estas son la curva Fuerza – 
desplazamiento, y la curva Fuerza - velocidad, en las cuales se define claramente las dos 
funciones del amortiguador tensión y compresión, y los parámetros del diseño relación tensión / 
compresión , Fuerzas máximas, carrera, y levantamiento de la curva de restricción de la fuerza. 
 
1.2 Modelaje dinámico del sistema (Tomado de J. Reimpell Ref. 6) 
 
 m: masa x : desplazamiento 
 c : coeficiente de amortiguamiento dx/dt : velocidad 
k : constante del resorte d2x/dt2 : aceleración 
 
 
Existen tres tipos de fuerzas en este sistema : 
 Fuerza inercial 2
2
dt
xd
mF =
 
 Fuerza de amortiguamiento dt
dx
cFa =
 
 Fuerza del resorte kxFR = 
 
MASA 
C K 
Fig 4 modelo dinámico del sistema 
IM-2003-I-02 
 15
De la tercera ley de Newton se obtiene: 
 
 2
2
dt
xd
mkx
dt
dx
c =+
 
0
2
2
=−− x
m
k
dt
dx
m
c
dt
xd
 
de donde se obtiene 
 m
k
n =ω
 kmccritico 2= 
 
 
La frecuencia natural del sistema, y el coeficiente de amortiguamiento crítico respectivamente, y 
 
criticoc
c
=ζ
 
 
el factor de amortiguamiento. 
 
 
IM-2003-I-02 
 16
CAPITULO 2. 
 
2. DISEÑO DEL AMORTIGUADOR 
 
2.1 Análisis Teórico 
 
2.1.1 Máximo volumen del aceite para tanque de reserva 
 
lDVextra *2
2





= π
 Donde l = longitud del tubo 
 D = Diámetro del eje del pistón 
 
2
2
2
min *2
l
D
V 




= π
 Donde l2= Longitud del tubo 
D2= Diámetro del tanque de reserva 
 
 
Altura de aceite en tanque de reserva 
 
2
2
min
2






+
=
D
VV
h extra
π
 
 
2.1.2 Análisis dinámico del fluido. 
 
Presión en 1 
 
11
1 A
gm
A
F
P p+=
 Donde :mp = masa del pistón 
g = gravedad 
 A1= Área interna de la camisa del pistón 
IM-2003-I-02 
 17
 
Aplicando continuidad de 1 a 2 
Despejando V2 
 
2
11
2 A
VA
V =
 
 
Presión en 2 (Antes de entrar a la válvula de compresión) aplicando Bernoulli: 
 
HZ
g
V
g
P
Z
g
V
g
P
+++=++ 2
2
22
1
2
11
22 ρρ donde H = pérdidas 
 
Despejando P2 
 
( ) ( )LhZZVVPP ∑−−+−+= 21
2
2
2
1
12 2
γ
ρ
 Donde gργ = 
 
Se suponen pérdidas despreciables en los cambias de sección y en la tubería, ya que los valores de estas 
no afectan significativamente el diseño. Únicamente en las válvulas se obtienen perdidas considerables, las 
cuales se deben determinar experimentalmente debido a la complejidad de las geometrías. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
221121 VAVAQQ =⇒=
IM-2003-I-02 
 18
RELACIONES AL INTERIOR DE LA VALVULA 
 
Fuerza de compresión 
xkAPF vk 23 == 
 Área de flujo a través de la válvula. 
( )21222 4** rrrAv −+= ππ 
 
Área flujo libre 
( )2122 rrAfl −= π 
 
2
1max2 r
A
r j +=
π 
 
Relación para el resorte de compresión 
vk APxkF 32 == 
 x
AP
k v32 =
 
 
2.1.3 Análisis dinámico de una imperfección de la superficie ( Dinámica A) 
 
1. Posiciones y velocidades: 
 
 
22 )( hrry −−= 





 −=




 −= −−
r
h
r
hr
1coscos 11θ
 
 rV oo ω= 
 
 
 
r
h 
Fk 
P3 
 5 
4 
3 
Fig 5 Plano corte de ensamble válvula de compresión. 
IM-2003-I-02 
 19
2. Diagrama de Fuerzas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Tiempo que tarda en subir 
 1ω
θ
=t
 
 
t
h
V y =
 t
V
a yy =
 yy maF = 
 
2.1.4 Análisis Dinámico Del Carro En Una Curva Plana. (Dinámica B) 
 
 
 
 
1. 021 =−+=∑ mgNNFy 
2. R
v
mmaffF cx
2
21 ==+=∑
 
 
 3. 0)( 212211 =+−−+=∑ hffmgRrNrNTz 
 
 
 
 
θ 
r
? 
Fc 
o Ox 
Oy 
h 
θ r-h 
 
h 
y 
r 
Fig. 6 cargas sobre el carro en una curva
IM-2003-I-02 
 20
Fk 
P3
 5 
4 
3 
Para determinar la máxima velocidad a la cual el carro puede tomar la curva sin que la llanta interna pierda 
contacto con la superficie se hace N1=0 (instante justo antes de que la llanta se despegue la superficie). 
 
1. mgN =2 
2. R
v
mf
2
2 =
 
3. hfRrmg 22 )( =− 
)( 22 Rrh
mg
f −=
 
 R
v
mRr
h
mg 2
2 )( =−
 h
RrRg
v ima
)( 2
max
−
=
 
 
2.2 MODELO PLANTEADO DEL AMORTIGUADOR 
 
 
 
 Válvula diseñada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig. 7 Modelo planteado del diseño. 
 
 
 
F 
Tanque de 
reserva de aceite 
Válvula 
Diseñada
1 
23
8
7 6 
5 4 
IM-2003-I-02 
 21
Para el diseño de la válvula se puede ver de la ecuación 1 que para aumentar el coeficiente de 
amortiguamiento se tienen 4 variables que se pueden modificar: 
 
Aumentar 
 
 D : Diámetro de la camisa del pistón 
 µ : Viscosidad dinámica del fluido 
 l : longitud del a restricciones 
 
Disminuir 
 
 d : Diámetro equivalente de las restricciones 
 
Modificar las propiedades del fluido no es un procedimiento fácil, y aumentar el diámetro o la longitud de la 
restricción causaría un diseño con mucho mas volumen, y debido a las restricciones de espacio donde 
debe ir el amortiguador, no son muy viables estas opciones. 
 
 
Debido a que la variable que más fácil se puede modificar es el diámetro de los agujeros, de la ecuación 1 
se puede despejar d ( diámetro del área equivalente) 
 
 
 
2/12/1
1
8 







+





=
l
c
D
d
πµ
IM-2003-I-02 
 22
2.3 Cálculos: 
 
El aceite que se usara para los cálculos es ESSO ATF REF. DEXRON III G-34011 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se realizaron dos tipos de análisis dinámicos que son comunes para los amortiguadores, estos son las 
restricciones fuertes como huecos, andenes o imperfecciones de la superficie, y las fuerzas máximas sobre 
los amortiguadores al tomar una curva. Para los cálculos se tomó un resorte de Renault Clio ( K = 29704 
N/m). 
 
Resorte 
 d = 1.27 cm mN
ND
ed
K /29704
8
977
3
4
== 
 D = 11.2 cm NKXFresorte 2.148505.0*29704 === 
 N = 6 
 
Al golpear contra una restricción la masa que se acelera es la masa del conjunto llanta – rin, esta su usará 
para calcular la fuerza sobre la suspensión. 
 
 
AAMCO® ATF D/M 
 
Viscosity 
cSt @ 40ºC 32.1 
cSt @ 100ºC 6.9 
cP @ -40ºC 16,670 
Viscosity Index 183 
Flash Point, ºC (ºF) 180 (356) 
Gravity, API 31.3 
Color Red 
 
5,131
5,141
)(_
56,15
56,15
−










=°
°
°
C
Cd
APIAPIGravedad
Donde 
C
Cd
°
°
56,15
56,15 es la densidad relativa 
15,56°C/15,56°C 
Fig. 8 Propiedades del aceite (EXXON) 
IM-2003-I-02 
 23
Tabla 1 Análisis dinámico para restricción fuerte 
 
 
DINAMICA B Análisis Dinámico para las cargas en curva 
Curva plana a alta velocidad 
g 9,81 m/seg 
Peso carro 800 Kg 
R curva 30 M 
Distancia entre llantas 2 M 
Altura del CM 0,4 M 
N2: normal sobre las ruedas 
externas 
 
N2 7848 N 
Fuerza sobre un amortiguador 3924 N 
V máxima para tomar la curva 27,124712 m/seg 97,65 Km/hr 
 Tabla 2 Análisis dinámico para las cargas en curva 
 
Para verificar el supuesto del modelo del flujo del amortiguador (fig. 3), se calculó el numero de Reynolds 
(Re). 
 
2105
8,3
004,0*20
Re
5
===
−E
vD
µ
 Flujo en los agujeros pequeños 
A
Peso conjunto rin - 
llanta 15 Kg
R (radio llanta) 0.381 m
h 0.05 m
Vx 40 Km/h 11.11111111 m/seg
ω 29.16302129 rad/seg
θ 0.518090471 rad
t 0.017765322 seg
Vy 2.814471887 m/seg
ay 158.4250401 m/seg2
F total 2376.375601 N Fa 891.3756015 N
Fuerza amortiguador
Analisis dinámico para una restriccion fuerte (huecos, andenes)
IM-2003-I-02 
 24
8,1336
8,3
0254,0*2
Re
5
===
−E
vD
µ Flujo en el pistón 
 
Datos Simbolo Valor Unidades 
Viscosidad cinemática ?@40°C 38 cSt 
Viscosidad cinemática ?@40°C 0,000038 m2/seg 
Viscosidad dinámica µ@40°C 0,033028 Kg/m*seg 
Gravedad API I@15,56°C 31,3Gravedad Especifica I@15,56°C 0,87 
Densidad ? 869,16 Kg/m3 
Diámetro cilindro D 0,0254 M 
Longitud de la 
restricción l 0,008 M 
Constante del resorte k 75390 N/m 
 Tabla 3. Constantes para el modelo 
 
Referencia Velocidad del carro (Km/hr) Fuerza (N) Velocidad (m/seg) C (N*seg/m) d(m) 
Dinámica A 120-140 2852 1.6 1782 0.00111487 
Dinámica A 100-120 1980 1.4 1415 0.00118104 
Dinámica A 80-100 1066 0.73 1460 0.00117175 
Dinámica A 60-80 719 0.65 1107 0.00125556 
Dinámica A 40-60 396 0.70 566 0.00148415 
Dinámica A 20-40 198 0.70 283 0.00176372 
Dinámica A 0-20 120 0.70 171.428571 0.00199765 
Dinámica B 120-140 3924 1.00 3924 0.00091553 
 
Tabla 4. Resultados de los cálculos 
IM-2003-I-02 
 25
 
 
Grafica 1. Curvas Teóricas Fuerza vs. Velocidad en el amortiguador para el caso de compresión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-3000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
0
-2.00 -1.50 -1.00 -0.50 0.00
V(m/seg)
F
(N
)
0-20
20-40
40-60
60-80
80-100
100-120
120-140
IM-2003-I-02 
 26
Para determinar la presiones al interior de cada parte se realizaron los respectivos cálculos de flujo 
aplicando el principio de continuidad y la ecuación de Bernoulli. 
 
Datos de entrada Todo en MKS 
 
F 5000 N A1 0,00050671 m2 
R1 0,0127 M V1 0,9 m/seg 
R2 0,00635 M A2 0,00012668 m2 
R3 0,01225 M A3 0,00047144 m2 
R4 0,0008 M A4 2,0106E-06 m2 
meje 1,59E-02 Kg A5 0,00047144 m2 
mp 3,91E-02 Kg A6 0,00012668 m2 
g 9,81 m/seg2 A7 0,00050671 m2 
ρ 869,16 Kg/m3 Z7 0,1 M 
Z1 0,1 M A8 0,00050671 m2 
Ecuaciones 
P1 9868691,022 Pa 
V2 3,6 m/seg 
P2 9864263,498 Pa 
V3 0,967336943 m/seg 
P3 9869489,028 Pa 
V4 56,70351563 m/seg 
P4 8472588,102 Pa 
K 2,10696E+14 N/m 
V5 0,241834236 m/seg 
P5 9869870,269 Pa 
V6 0,9 m/seg 
P6 9869543,673 Pa 
V7 0,225 m/seg 
P7 9870726,334 Pa 
V8 0,225 m/seg 
P8 9869543,673 Pa 
 
Tabla 5 Resultados de los cálculos de Presiones y velocidades 
IM-2003-I-02 
 27
CAPITULO 3 
 
 
3.DISEÑO DEL CONTROLADOR ELECTRÓNICO 
 ( Diseñado con la asesoría del Ing. Electrónico Carlos Lega) 
 
3.1 Análisis Teórico 
 
Para el diseño del controlador se tiene como señal de entrada la velocidad del carro, como 
restricción del problema se tomara únicamente el rango de 0 a 160 km/hr, ya que estas son 
velocidades comunes de automóviles particulares, este rango de velocidades se dividió de forma 
lineal en rangos de 20 km/hr. 
 
Del diseño del amortiguador se obtiene que es necesario controlar un tornillo el cual permite un 
aumento en el área de flujo de libre a través de la válvula de compresión. Este tornillo posee una 
rosca de paso 5 mm, y la punta cierra el área en ¼ de vuelta (1,125mm), por lo cual se debe 
diseñar un control que maneje el tornillo usando el rango de velocidades y un ángulo de 
posicionamiento de 90º. 
 
Debido a la precisión del movimiento que se quiere controlar, se usara un Servo, el cual tiene 
capacidad de posicionamiento angular de hasta 255 pasos en un rango de 0 a 90º, y un alto torque 
(en comparación con motores de paso DC comunes), el cual conserva aun estando desenergizado. 
 
El servo debe recibir una señal de entrada la cual debe poseer un pulso cuadrado de longitud 
variable de 1 – 2ms, los cuales equivalen a un ángulo de posicionamiento de 0 – 90º. Y un periodo 
de 20 ms. 
 
Para generar la señal de entrada del servo se debe convertir la velocidad lineal del carro a 
velocidad angular, y luego se debe modificar para acondicionarla de acuerdo a los parámetros del 
Servo. 
IM-2003-I-02 
 28
3.2 Cálculos 
 
Tabla 6. Datos de entrada para realizar la programación del controlador. 
 
Servo Posicion Vs Rango de velocidades del carro
y = 11.25x
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 100-120 120-140 140-160
Rango de velocidades
P
o
si
ci
o
n
 d
el
 s
er
vo
 
 Grafica 2. Posición servo Vs. Rango de velocidad del carro. 
Vel min 
[Km/h]
Vel max 
[Km/h]
Vel min 
[m/seg]
Vel max 
[m/seg]
w 
[rev/se
g] min
w 
[rev/seg] 
max avance
Grados 
en el 
servo
0 20 0.00 5.56 0 14.58 0.16059 11.25
20 40 5.56 11.11 14.58 29.16 0.3211 22.5
40 60 11.11 16.67 29.16 43.749 0.48161 33.75
60 80 16.67 22.22 43.74 58.32 0.64212 45
80 100 22.22 27.78 58.32 72.9 0.80263 56.25
100 120 27.78 33.33 72.9 87.48 0.96314 67.5
120 140 33.33 38.89 87.48 102.07 1.12365 78.75
140 160 38.89 33.33 102.1 116.65 1.28416 90
Rango velocidad Rango Revoluciones
Radio de la llanta : r = 0.381m
IM-2003-I-02 
 29
 
3.2.1 Definición de parámetros y constantes: 
 
 
 r Revoluciones en el eje principal: 0 – 1600 rpm 
 
R Resolución del sensor: 96 pasos/Rev. 
 
F Frecuencia de entrada al circuito: 0 – 153600 Hz F = r * R 
 
T Tiempo actualización pos. servo: 20 ms 
 
t Periodo conteo ciclos de entrada: 160 ms t = T * 8 
 
(se definieron 8 pasos para asegurar que el servo llegue a la posición deseada) 
 
c Conteo ciclos en t según F: 0 - 24576 ciclos c = F * t 
 
P Posiciones servo (valores/resolución max.): 0 – 255 
 
p Posiciones servo (º según P): 0º - 90º 
 
 
 
 
IM-2003-I-02 
 30
3.2.2 CODIGO FUENTE DE PROGRAMACION 
DEL MICROCHIP 
;PIC12C509-04 
;Programa de control paso aceite en amortiguador 
dinamico 
 
 LIST P=PIC12C509A 
 INCLUDE <P12C509A.INC> 
 
;Definición de constantes de hardware: 
PORT_SER equ GPIO 
PORT_SEN equ GPIO 
S_IN equ 02h 
S_OUT equ 00h 
 
TRIS_CONF equ b'00000100' 
OPTION_CONF equ b'00101000' 
 
;Definición de variables: 
loops equ 07h 
loops1 equ 08h 
loops2 equ 09h 
loops3 equ 0ah 
servo equ 0ch 
count equ 0eh 
init1 equ 0fh 
init2 equ 10h 
 
 org 3ffh 
 movlw 80h 
;Calibración del oscilador interno 
 
 org 00h 
;Programa 
 movwf OSCCAL 
 goto inicio 
 
;Pequeña rutina de retardo de 6us a 998us (recibe por w 1-
249) 
; tiempo total de retardo (desde que es llamada hasta que 
retorna) 
; 8us - 1000us 
wait 
 movwf loops 
w1 
 nop 
 decfsz loops, F 
 goto w1 
 retlw 00h 
 
;Rutina que espera W*1000+5 ciclos de instrucción de 
espera 
retardo 
 movwf loops1 
ret1 
 movlw 0f9h 
 movwf loops2 
ret2 
 nop 
 decfsz loops2, F 
 goto ret2 
 decfsz loops1, F 
 goto ret1 
 retlw 00h 
 
;Rutina encargada de generar el pulso de movimiento del 
servo 
; de 00h a 0feh, el tiempo de retorno es constante (2046 
ciclos) mov_servo 
 bsf PORT_SER, S_OUT 
 movlw 1h 
 call retardo 
 movf servo, W 
 call wait 
 bcf PORT_SER, S_OUT 
IM-2003-I-02 
 31
 movlw 01h 
 subwf servo, W 
 call wait 
 retlw 00h 
 
 
;Programa 
inicio 
 movlw TRIS_CONF ;Programación E/S 
 tris GPIO 
 movlw OPTION_CONF ;Programación 
hardware 
 option 
 
 clrf PORT_SER ;Inicialización registros 
 clrf PORT_SEN 
 clrf servo 
 clrf count 
 movlw 02h 
 movwf init1 
ciclo_ini ;Rutina de calibración y pruebas 
 clrf init2 
ciclo 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo 
 incf count, F 
 btfss count, 07h 
 movlw 00h 
 btfsc count, 07h 
 movlw 01h 
 movwf servo 
 decfsz init2, F 
 goto ciclo 
 decfsz init1, F 
 goto ciclo_ini 
 
 clrf servo 
ciclo_op 
;Ciclo principal 
 clrf TMR0 ;Puesta a cero contador principal 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo ;Actualización pos. servo 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo ;Actualización pos. servo 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo ;Actualización pos. servo 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo ;Actualización pos. servo 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo ;Actualización pos. servo 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo ;Actualización pos. servo 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo ;Actualización pos. servo 
 movlw 11h 
 call retardo 
 call mov_servo ;Actualización pos. servo 
 movf TMR0, W 
 movwf servo ;Toma valor pos. servo 
 movlw 0ffh 
 subwf servo, W 
 btfsc STATUS, Z 
 decf servo, F 
 goto ciclo_op 
 end 
IM-2003-I-02 
 32
CAPITULO 4 
 
4.FUNCIONAMIENTO DELSISTEMA 
 
4.1Funcionamiento del amortiguador 
 
Diagrama de flujo 
 
 Fig. 9 Diagrama de flujo del amortiguador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.Desplazamiento 
1.Entrada (Fuerza 
de compresión) 
3.Restricción 
/Regulación 
4.Ciclo del aceite 
• 1.ENTRADA : El carro toma una curva a alta velocidad, se desbalacean las cargas 
y los amortiguadores del radio externo sufren un cambio súbito en la carga. 
 
• 2.DESAPLAZAMIENTO : La fuerza de entrada produce un desplazamiento del 
aceite que esta en la parte inferior de la camisa, el cual es obligado a pasar por la 
válvula de compresión externa para regular la velocidad de desplazamiento del 
amortiguador. 
 
• 3.RESTRICCION / REGULACION : En la válvula de compresión externa el aceite 
es forzado a través de agujeros de diámetros pequeños, agujeros con 
restricciones proporcionales (resorte) soportan cambios súbitos y fuertes (cargas 
altas) y uno adicional de flujo libre el cual soporta cambios suaves (cargas bajas) y 
libera área para aumentar el caudal neto a través de la válvula (flujo regulado por 
el control electrónico) . 
 
• 4.CICLO DEL ACEITE : El aceite fluye hacia la cámara superior de la camisa del 
pistón y el volumen desplazado por el vástago del pistón se almacena en una 
cámara adicional de reserva con un pistón flotante que separa el aceite del gas a 
150 psi. 
IM-2003-I-02 
 33
4.2 Funcionamiento del controlador 
 
Diagrama de Flujo 
 
 
4.3 Diagrama el microcontrolador usado: 
 
 
 Fig. 11 Diagrama de pines del microcontrolador (CMOS) 
 
 
2 – Calibración 
y Verificacion 
1 – Inicialización 
3 – Ciclo principal 
3.1 – Contador a cero 
3.2 – Actualización 
pos. Servo (repite 8 
veces) 
3.3 – Toma del valor de 
pos. del servo 
• 1.INICIALIZACIÓN : Se inician los registros básicos del 
microcontrolador y del programa al encender el 
carro(registros de control de hardware, y contadores 
principales y secundarios de control). 
• 2.CALIBRACION Y VERIFICACION : secuencia de 
calibración y prueba de movimiento (El servo realiza un 
par de movimientos extremos para verificar el 
funcionamiento y limites de control). 
• 3.CICLO PRINCIPAL : Ciclo principal del 
microcontrolador, se realiza la toma de la señal de 
entrada, y se actualiza la posición del servo. 
• 3.1Contador de hardware a cero (inicia el ciclo 
temporizado de conteo de revoluciones). 
• 3.2Tiempo de conteo + actualización de posición 
del servo (mientras se realiza el conteo de 
ciclos, se mantiene constante la posición del 
servo). 
• 3.3Actualización valor de posición de servo (se 
actualiza el registro con el nuevo valor de 
posición del servo). 
Fig. 10 diagrama de flujo del controlador 
IM-2003-I-02 
 34
ANÁLISIS DE RESULTADOS 
 
Se realizaron pruebas con dos diferentes resortes (K1 =14660 N/m y K2 = 39240 N/m) en la válvula 
de compresión, las velocidades de prueba fueron 50 mm/seg, 100 mm/seg, 300 mm/seg, 600 
mm/seg. Se determinaron las fuerzas de compresión y de extensión del amortiguador para las dos 
posiciones del tornillo analizadas 0° y 90° las cuales corresponden a totalmente cerrado, y 
totalmente abierto el control respectivamente. 
 
 El análisis experimental del sistema se realizo modificando la posición del tornillo de control 
manualmente ya que las pruebas se realizaron en los laboratorios de Gabriel de Colombia, por lo 
cual se dificultaba la instalación del sistema de control; Para verificar el funcionamiento de este 
ultimo, se simulo las frecuencia de entrada del circuito con un generador de señales, en el rango 
de frecuencia especificada, obteniendo los resultados esperados. 
 
Para verificar el desempeño de un amortiguador se realizan pruebas en el dinamómetro (fig. 9), 
donde se aplica una función sinusoidal de velocidad a uno de los extremos del amortiguador, y se 
miden las fuerzas que realiza el amortiguador. 
 
Fig. 12 Dinamómetro. (SPA Dynamometers) 
 
IM-2003-I-02 
 35
 Tabla 7 Resultados de las pruebas. 
 
Fuerza [N] Velocidad [mm/seg] Posición tornillo [°]
Usando Resorte 1
-473 -600 0
-323 -300 0
-250 -150 0
-191 -100 0
-137 -50 0
0 0 0
136 50 0
193 100 0
264 150 0
335 300 0
478 600 0
-378 -600 90
-214 -300 90
-156 -150 90
-130 -100 90
-120 -50 90
0 0 90
111 50 90
122 100 90
142 150 90
219 300 90
448 600 90
Usando Resorte K2
-385 -600 90
-231 -300 90
-127 -100 90
-118 -50 90
0 0 90
100 50 90
116 100 90
252 300 90
465 600 90
-473 -600 0
-348 -300 0
-160 -100 0
-102 -50 0
0 0 0
119 50 0
182 100 0
334 300 0
IM-2003-I-02 
 36
Grafica 3 Fuerza Vs Velocidad datos experimentales 
 
De la anterior gráfica se puede observar que al cambiar el resorte de la válvula de compresión por uno de 
mayor constante, no se modifican significativamente las fuerzas a altas, ni a bajas velocidades, pero si las 
fuerzas a velocidades medias (200 mm/seg - 500 mm/seg), lo cual demuestra que el resorte trabaja 
aproximadamente en este rango. 
 
Se puede apreciar un aumento significativo en las fuerzas de compresión y en las de extensión al cerrar el 
tornillo control lo cual implica que el área de flujo libre modifica toda la curva de amortiguamiento. 
 
El gráfico muestra que para velocidades muy pequeñas el desempeño del amortiguador es 
aproximadamente el mismo aun modificando el área de flujo libre, esto se debe a que para bajas 
velocidades el flujo es demasiado pequeño y el área no representa una restricción. 
 
Comparando los resultados experimentales con los teóricos ( gráfica 1), se encontró que el amortiguador 
diseñado cumple con los requisitos de diseño para las curvas entre el rango de 40 a 120 km/hr, pero para 
velocidades inferiores es demasiado rígido, y para velocidades superiores no alcanza la fuerza necesaria; 
Fuerza Vs. Velocidad 
-600
-400
-200
0
200
400
600
-1000 -500 0 500 1000
Velocidad [mm/seg]
F
u
er
za
 [N
] Tornillo 0°
Tornillo 90°
Tornillo 90° K2
Tornillo 0° K2
IM-2003-I-02 
 37
Básicamente el problema se puede corregir aumentando el área de flujo libre para las velocidades 
inferiores, y disminuyendo el área de los agujeros con restricción, con el fin forzar de una manera más 
drástica el flujo. 
 
Para el sistema diseñado la fuerza de compresión son aproximadamente iguales a las de extensión, por lo 
cual es necesario modificar adicionalmente la válvula de extensión, ya que la relación entre estas dos 
fuerzas debe ser superior al 50 %, debido a que las fuerzas en compresión se disminuyen como 
consecuencia de la acción del resorte, el cual trabaja a compresión, lo cual no ocurre en el caso de la 
extensión. 
 
 
 
 
 
IM-2003-I-02 
 38
 
CONCLUSIONES 
 
• El área de flujo libre que se diseño para el control de la compresión del sistema, modifica también 
las fuerzas de extensión, ya que al abrir el tornillo de control se permite un flujo adicional de aceite 
cuando el amortiguador realiza fuerzas de extensión que disminuye la fuerza del amortiguador. 
Esto permite modificar la curva de amortiguamiento en su totalidad pero manteniendo una misma 
relación de Fuerza extensión – Fuerza compresión. 
 
• El sistema diseñado tiene un buen desempeño para el rango de velocidades de 60 – 120 Km/hr, ya 
que cumple con las especificaciones de diseño. 
 
• Una forma de mejorar el diseño del amortiguador es controlando adicionalmente no de manera 
proporcional las fuerzas de extensión, ya que al tomar la curva las llantas del radio interno deben 
extenderse de manera controlada, para que estas no choquen con la superficie generando un 
rebote del sistema. 
IM-2003-I-02 
 39
• ANEXOS 
 
A. Planos del diseño 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
N° Pieza Material Cantidad
1 Tapa superior amortiguador AISI 1040 1
2 Piston - Valvula de compresión AISI 1040 1
3 Camisa amortiguador Inoxidable 1
4 Cilindro amortiguador Inox. A304 1
5 Tapa inferior amortiguador AISI 1040 1
6 Racor de 1/8 NPT Bronce 7
7 Manguera 10 cm R1 1
8 Tornillo de controlAISI 1040 1
9 Carcaza inferior valvula de compresión AISI 1040 1
10 Valvula de compresión AISI 1040 1
11 Retenedor AISI 1040 1
12 Carcaza superior valvula de compresión AISI 1040 1
13 Manguera 10 cm R1 1
14 T de 1/8 NPT Bronce 1
15 Manguera 20 cm R1 1
16 Tapa reserva AISI 1045 2
17 Cilindro reserva Inox. A304 1
18 Camisa reserva Inox. A302 1
19 Piston flotante reserva AISI 1045 1
20 Válvula de aire Bronce 1
Tabla 8 Lista de partes Amortiguador Variable 
IM-2003-I-02 
 40
AMORTIGUADOR VARIABLE 
 
 
Fig. 13 Conjunto Amortiguador Variable 
IM-2003-I-02 
 56
B. Costos 
 
 
Cantidad Materiales Valor/unit Valor
Longitud
Cilindro 1 Acero 1040 2 1/4" 25 cm $ 5,500 $ 5,500
1 Acero 1045 1 1/8" 30 cm $ 4,500 $ 4,500
1 Acero 1040 1" 20 cm $ 1,700 $ 1,700
Tubo 1 Inoxidable A304 D= 1" calibre 40 33 cm $ 8,400 $ 8,400
1 Acero al carbon D= 1 5/16" d=1 " 20 cm $ 4,000 $ 4,000
1 Acero inoxidale D=26mm d=24 mm 28,8 cm $ 5,000 $ 5,000
Tuberia sanitaria 1 Acero inoxidale D=1" d=7/8" 22 cm $ 3,000 $ 3,000
Manguera R1 1 Manguera 2700 psi D=1/4" 1m $ 12,600 $ 12,600
Racor 8 1/8" NPT $ 2,000 $ 16,000
1 1/4" NPT $ 2,100 $ 2,100
2 T de 1/8" NPT $ 1,800 $ 3,600
Lamina de sello 1 Poliuretano 4mm 10cm 10cm $ 1,000 $ 1,000
1 Tapon 1/8" NPT $ 1,500 $ 1,500
1 Valvula de aire 1/8" NPT $ 2,500 $ 2,500
O Ring 1 1/16" x 5/16" $ 350 $ 350
2 1/16" x 1" $ 700 $ 1,400
1 1/16" x 7/8" $ 800 $ 800
3 Sello plano 1 3/4" x 7/8" $ 1,500 $ 4,500
9 Capsula de aluminio 1/8" $ 2,000 $ 18,000
Tornillos 4 4 mm x 20mm $ 250 $ 1,000
Amortiguador 1 Gabriel 10438 $ 37,400 $ 37,400
Encoder 1 Sharp GP IR04 $ 15,700 $ 15,700
Servo 1 Futaba FP-S28 $ 25,000 $ 25,000
Microcontrolador 1 12C509A $ 5,000 $ 5,000
Regulador de voltaje 1 7805 CT $ 5,000 $ 5,000
Baquelita 1 3cm x 3cm $ 500 $ 500
Conectores 3 3 entradas $ 500 $ 1,500
Total $ 187,550
Dimensiones
IM-2003-I-02 
 57
C. Resultados de las pruebas 
 
IM-2003-I-02 
 58
 
IM-2003-I-02 
 59
 
IM-2003-I-02 
 60
IM-2003-I-02 
 61
D. Fotos del sistema construido 
 
Foto 1 Amortiguador ensamblado 
 
 
 Foto 2 Válvula de compresión. 
IM-2003-I-02 
 62
 
 Foto 3 Detalle válvula de compresión. 
 
 
 Foto 4 Detalle piezas del sistema. 
 
IM-2003-I-02 
 63
 
 
 
 Foto 5 Controlador electrónico. 
 
 
 Foto 6 Encoder SHARP 5V 96 Pulsos Ref GP – 1R04A 
IM-2003-I-02 
 64
 
 Foto 7 Servo Futaba 
 
 
Foto 8 Circuito controlador y regulador de voltaje.
IM-2003-I-02 
 65
LISTA DE REFERENCIAS 
 
 
1. AAMCO ATF D/M, Fluido para transmisión automática, 
http://www.exxon.com/USA-English/Lubes/PDS/NAUSE2PVLEXAAMCO_ATF_D_M.asp 
20/05/2003 
2. Andreotti C.Luciano. & Vannuci Sergio SHOCK ABSORBER MATHEMATICAL MODELING, SAE 
Technical Paper Series, 1998. 
3. CMOS Microcontrollers , PIC12C5XX , 8 bit, 8 pin 
http://www.microchip.com/1010/pline/picmicro/category/digictrl/8kbytes/devices/12c509/index.htm. 
 20/05/2003 
4. Monroe Reflex Amortiguadores 
http://www.monroe.com/products/mp_detail.asp?cat=Monroe%20Reflex&detail=Passenger%20car
%20Shock%20Absorbers. 
20/05/2003 
5. Palm III J William. MODELING, ANALYSIS, AND CONTROL OF DYNAMIC SYSTEMS, 
6. Reimpell J & H Stoll, THE AUTOMOTIVE CHASSIS: ENGINEERING PRINCIPLES, 
 Editorial SAE INTERNATIONAL 1996 
7. SPA Dynamometers 
http://www.spa-uk.co.uk/dynamometers/btp99.htm 
20/05/2003 
 
 
 
 
IM-2003-I-02 
 66
BIBLIOGRAFIA 
 
 
1. Robert street, ELEMENTARY FLUIDS MECHANICS 7ed, 
New York : John Wiley & Sons, 1996 
2. Victor streeter, FLUID MECHANICS 9ed, editorial Mc Graw Hill 1998 
3. Benjamín C. Kuo, SISTEMAS DE CONTROL AUTOMATICO, (Aranda Guillermo, Traducción 
(1996) ) México DF.: Prentice Hall Hispanoamericana S.A. 
4. J Reimpell & H Stoll, THE AUTOMOTIVE CHASSIS: ENGINEERING PRINCIPLES, 
Editorial SAE INTERNATIONAL 1996 
5. William Milliken y Douglas Milliken, RACE CAR VEHICLE DYNAMICS 
Editorial SAE INTERNATIONAL 1998. 
6. J. L. Meriam & L. G. Kraige, Engineerin Mechanics Dynamics 4ed, 
Editorial Wiley 1997. 
7. Paul Van Valkenburgh, RACE CAR ENGINEERING & MECHANICS, 
Publicado por el autor 2000. 
8. Joseph E. Shigley & Charles R. Mischke, MECHANICAL ENGINEERING DESIGN, 6 
ed Editorial Mac Graw Hill 2001. 
9. www.ohlins.com 
10. www.parker.com