Estructuras y Carrocerías del Vehículo

Estructuras y Carrocerías del vehículo.

1. Tipos de Estructuras:

Cuando hablamos de estructura nos referimos al chasis, el chasis es una estructura que sostiene y aporta rigidez y forma a un vehículo. El chasis de un vehículo consta de un armazón que integra entre si y sujeta tanto los componentes mecánicos, como el motor y la suspensión de las ruedas(también la carrocería).

• Chasis en H o escalera: El chasis de escalera es el mas antiguo de todos y el mas común. Su diseño es muy básico por lo tanto se puede fabricar en mas porque es barato. Una de sus desventajas es que hay poca profundidad a la estructura general dándole un bajo centro de gravedad. Estos tipos de chasis se utilizan en vehículos clásicos, SUV,etc.

• Chasis-plataforma: La plataforma es un chasis aligerado que lleva el piso unido por soldadura. Los largueros y los travesaños están construidos por piezas plegadas de chapa, con mayor espesor que el resto. Esta plataforma es cara a la hora de desarrollar, por lo tanto las marcas comparten las plataformas.

•  Chasis superleggera: El sistema superleggera consta de un marco estructural de tubos de acero de pequeño diámetro que se ajustan a una carrocería y están cubierto por paneles finos que fortalecen el marco. Este sistema permite una gran flexibilidad de diseño y de fabricación. El sistema superleggera ya no se utiliza en producción de automóviles de alto volumen por una serie de razones: En primer lugar no puede cumplir con las normas modernas de resistencia al impacto y el costo de fabricación y la corrosión galvánica entre los paneles y el bastidor también son factores prohibitivos.

• Chasis wishbone o columnar: Este tipo de estructura fue creada por colin chapman. Utilizo un entramado en forma de columna vertebral para conectar el eje delantero al trasero. Este da la estructura necesaria para todos los componentes de trabajo. Este chasis se utiliza sobre todo en los roadsters. Este tipo de chasis tiene una desventaja, la cual es que es mu pesada y por la tanto no vale para coches deportivos y además tampoco vale para la producción en masa ya que es bastante cara de producir.

• Chasis tubular: Este tipo de estructura es muy cara de producir, pero tiene la ventaja de ser mucho mas estable que las demás. Los chasis espaciales tubulares son construidos y diseñados principalmente para vehículos de carreras. Este tipo de marco lo utilizan marcas de alta gama como Lamborghini, Ferrari, Jaguar.

• Chasis autoportante: También llamada monocasco. Este sistema de carrocería es el mas usado actualmente en la fabricación de automóviles por los motivos de reducción de peso, flexibilidad y coste. Casi todas las piezas de acero de las carrocerías monocasco están unidas por medio punto de soldadura aunque también hay modelos que van unidos por tornillos.

      2. Distribuciones mecánicas:

Cuando hablamos de distribución mecánica a donde se ubica el motor y que tracción tiene.

• Posición del motor:

Delantera: Es el que se localiza por delante del eje delantero. Esta posición es la mas común de todas por su simplicidad, fabricación y el espacio que deja disponible para el habitáculo. Se suele utilizar en utilitarios y compactos, así como berlinas de tamaño medio.

Central: Es la que se encuentra o bien entre el eje longitudinal y el habitáculo o entre el habitáculo y el eje posterior. Se suele utilizar con tracción trasera pero también hay tracción total. El motor central trasero es el mas frecuente en superdeportivos. Se caracterizan por un buen reparto de pesos y buena manejabilidad.

Trasera
: Se localiza detrás del eje trasero. Se caracteriza por una conducción especial, ya que a altas velocidades el eje delantero tiene flotabilidad y el trasero grandes inercias pero con buena salida desde parado. En esta posición deja espacio en el habitáculo pero no maletero ya que iría adelante y habría poco espacio.

• Orientación del motor:  El tipo de orientación depende si esta puesto a lo largo o a lo ancho.

Longitudinal: A principios del siglo era habitual la orientación longitudinal ya que la tracción se enviaba del motor delantero al eje trasero mediante un eje cardán. Esta posición se mantuvo hasta la generalización de la tracción delantera.

Transversal: Esta orientación permitió ahorrar bastante espacio en favor de los ocupantes y esta orientación es la mas habitual hoy en día en los vehículos. La orientación transversal también se usa en automóviles con motor tracción trasera aunque menos habitualmente, ya que la ganancia de espacio no es tan importante.

• Tracción:

Tracción delantera: Consiste en transmitir el par generado por el motor únicamente a las ruedas del eje delantero, el mismo eje en el que se suele encontrar la dirección. En 1931 se empezó a comercializar de forma masiva la tracción delantera. 

 Tracción trasera: Es el sistema en el que la transmisión del movimiento del motor se realiza sobre las ruedas traseras. La mayoría de vehículos de tracción trasera tienen  el motor montado longitudinalmente en la parte delantera del mismo, transmitiendo el movimiento al eje trasero a través de la caja de cambios, eje de transmisión, el diferencial y los palieres traseros.

Tracción integral: Es la que mas seguridad aporta en la conducción con un mejor agarre tanto en superficies como en cualquier otro tipo de pavimentos, el propio diferencial central se encarga de absorber las diferencias de rotación entre las ruedas de uno y otro eje. 

      3. Distribuciones de volúmenes y clasificación de los vehículos en función de la misma.

El numero de cuerpos de un vehículo  puede estar gormado por uno , dos o tres volúmenes.

• Volumen delantero: Se encuentra normalmente el grupo propulsor, dirección, suspensión etc.

• Volumen central: Se encuentra separado del volumen delantero por una chapa llamada salpicadero. Este volumen es el habitáculo de pasajeros.

• Volumen trasero: Normalmente, es el espacio del almacenamiento de equipajes. Sirve de anclaje al conjunto de la suspensión trasera.

En las monovolúmenes, el compartimiento que aloja el motor se introduce ligeramente en el habitáculo. La diferencia entre dos y tres volúmenes radica en la clara existencia o no de una separación permanente entre la zona de pasajeros y el maletero.

      4. Identificación de vehículos por VIN (EU, USA, Japón,...diferencias?).

El numero VIN permite la identificación segura de todo vehículo de motor. Este numero va impreso en una placa y puede ir situada en diferentes partes del vehículo, esto va a permitir proteger los robos de vehículos, manipulación o falsificación. 

• WMI (Identificador Mundial del Fabricante): Es un código asignado al fabricante para su identificación. El código está compuesto por 3 caracteres asignados por el órgano correspondiente del país sede del fabricante.

• VDS (Descriptor del Vehículo): Seis caracteres que proporcionan la característica y descripción general del vehículo. Los caracteres, su orden y significado son definidos por el fabricante.

• VLS (Sección Identificadora del Vehículo): Los últimos ocho caracteres, de los cuales los últimos cuatro son cifras.

    5. ¿Que es la contraseña de homologación?

La contraseña de homologación aparece en la tarjeta ITV de los vehículos que es expedida por una estación ITV española. También aparece en el certificado de conformidad  si el vehículo es importado.

Un ejemplo: e6*93/81*0023*00

e: Significa unión europea.
6: identifica el país de homologacion, según la lista adjunta.
1 Alemania 2 Francia 3 Italia 4 Países bajos 5 Suecia 6 Bélgica 9 España 11 Reino Unido 12 Austria 13 Luxemburgo 17 Finlandia 18 Dinamarca 21 Portugal 23 Grecia 24 Irlanda.
93/81: Es la directiva de aplicación
0023: Es el numero de homologación.
00: Número de modificación o de la revisión desde la homologación inicial.


EVOLUCIÓN DE LA CARROCERÍA.

La historia del automóvil comenzó en 23 de octubre de 1769, con la primera prueba realizada por Nícolas José Cugnot sobre un carromato que disponía un motor de vapor.

En los primeros años, los automóviles tomaron como modelo los vehículos de tracción animal, conservando de estos la estructura de un chasis base sobre los que se montaban la carrocería y los elementos mecánicos.
El primer avance importante experimentado por las carrocerías fue la sustitución de los largueros de madera que formaban el chasis por unos de chapa de acero que permitían los aumentos de potencia.
Con la invención de motor de combustión interna de cuatro tiempos por Nikola August Otto en 1876 la época de motor de vapor llego a su fin.

En 1927 aparecía la primera carrocería construida con una estructura de acero, aunque algunos refuerzos de madera y a partir de los años 30 las grandes compañías de automóviles adoptaron el uso de la chapa de acero para la construcción total del vehículo, haciendo una producción masiva.
En 1934 se comercializaron los primero automóviles hechos totalmente de acero, este coche fue el Citroen Traction Avant.






Ford T

                            Citroen Traction Avant













Las carrocerías han evolucionado hacia sistemas más rígidos pero a la vez mas ligeros debido a los avances en el diseño. Esto ha dado a:

• Una buen habitabilidad
• Menores coeficientes aerodinámicos
• La rigidez necesaria para tener buen comportamiento dinámico facilitando la conducción a elevadas velocidades.
• Mayor protección del habitáculo en caso de accidente. 

     

Taller de Carrocería.

El Taller de Carrocería.

1. Espacios y necesidades:

• Zona de recepción del vehículo: Este es lugar donde se realiza el primer diagnostico valorando los daños y un presupuesto de reparación.

• Sala de espera para los clientes: Esta zona es bastante importante porque si un cliente llega para hacer un arreglo que no se tarda mucho, y el cliente se queda esperando a la reparación, y en la calle hace malo tiene que haber un espacio para que el cliente este cómodo y así tenga un buen trato.
  

• Zona de lavado: Este espacio es bastante importante ya que el vehículo debe entregarse al cliente perfectamente limpio después de haber realizado algún tipo de intervención.

• Zona de recambios: Es una almacén donde se encuentra una gran cantidad de piezas de repuesto nuevas de consumo habitual.

• El almacén: Cuando se desmontan partes de un coche, no se deben de guardar en el interior del propio coche, ni tampoco alrededor porque estorbaría al hacer el trabajo, por ello se habilita un espacio para poder guardar los elementos desmontados.

• Zona de elevadores: Es la zona de desmontaje de todas las piezas que afectan a la reparación, para verificar y para llegar a las zonas menos accesibles. Gracias a los elevadores los mecánicos no tenemos que estar agachados en suelo, ni tener que estar en una mala postura para poder arreglar algo.

 

• Zona de reparación: Esta es la zona en la que se prepara la chapa para ser pintada, se quitan abollones, se lijan imperfecciones, se enmasilla, y se da una imprimación para que la pintura agarre mejor. Debe haber maquinas de extracción, ya que se genera bastante polvo.

          Hay dos tipos de box especiales: box de aluminio y box termoplástico.

• Box de aluminio: Cada vez mas se ven coches con carrocería de aluminio, por ello se necesita un equipamiento especial, ya que a la hora de quitar la anticorrosiva, el aluminio es muy contaminante.
• Box termoplástico: Muchos coches emplean plásticos en sus aletas, portones, defensas, etc. De esta forma se aligera el peso del coche y se mejora la absorción del impacto. Como no todos los plástico son iguales, los productos químicos que se utilizan para las reparaciones tampoco.

      

• Zona de soldadura: Es el espacio destinado para soldar piezas.En esta zona hay que tener precaución y utilizar el equipamiento obligatoriamente, ya que podrías sufrir quemaduras.

• Zona de preparación y aplicación de pintura: En esta zona se prepara y embellece la carrocería. Debe de estar separada del resto del taller.

• Laboratorio de mezclas: En esta zona se almacenan las pinturas, productos auxiliares, y se preparan los colores necesarios para su aplicación, es una zona peligrosa por los gases tóxicos que expulsa, deberá tener dispositivos de aspiración de gases para que sea segura.
• Zona de aplicación de pintura: También llamada cabina de pintura, aquí se embellece, pinta y seca la carrocería del coche. Estas cabinas tienen que estar totalmente limpias y tener un buen extractor de humos.  

      2. Equipamientos Auxiliares:

• Circuito neumático: El circuito neumático es bastante necesario en un taller, ya que hay muchas herramientas que su "combustible" es el aire, por ejemplo las pistolas neumáticas, elevadores,etc. Los compresores son los crean el aire que después pasa por el circuito hasta las herramientas.

• Instalación eléctrica: Las instalaciones eléctricas son obligatorias en cualquier taller, ya que seria imposible trabajar sin electricidad.

• Elevadores: Son bastante útiles a la hora del desmontaje y montaje del coche, porque gracias a los elevadores no tienes que tener una mala postura o estar tirado por el suelo quitando algunas piezas.

• Extractores de humos: Los extractores de humo son importantes para la hora de soldar o de lijar alguna piezas ya que crea humos tóxicos o polvo que no son buenos para el cuerpo.

     3.Equipamiento de seguridad:

1. Guantes en operaciones de corte.
2. Gafas en la utilización de la radial.
3. Utilización de mascarilla y extractor de humos en el lijado de pintura.
4. Protección con manta ignífuga al soldar.
5. Careta y guantes protectores en la soldadura.
6. Sustitución de lunas con guantes y gafas.
7. Mascarilla en el momento del lijado de la masilla.
8. Traje, mascarilla y guantes de látex en el momento de pintado para que no haya suciedad y quede marcada.

    4. Normativas de salud y seguridad:

En los talleres tenemos la obligación de señalar los objetos, equipos y lugares donde pueda haber peligro.

Avisan de un peligro en la zona en la que te encuentras.

Estas señales prohíben cualquier tipo de acción que pueda provocar peligro.

Estas señales obligan a los mecánicos a utilizar equipamiento adecuado para hacer la accion sin correr peligro.

Estas señales informan de donde se encuentra algún tipo de protección o prevención, además de las vías de salida en caso de incendio, explosión, etc.

caracterisitcas de los materiales.

Características de los materiales:

1. Tipos de materiales, clasificación por familias.

•   Materiales metálicos: Los metales son aquellos compuestos químicos cuyas cualidades principales son: ser muy buenos conductores de calor y electricidad, mantenerse sólidos a temperatura ambiente y poseer una importante densidad. Los mas importantes son:

• Oro: Utilizado en la electrónica, joyería y en la industria.
• Plata: se utiliza para hacer armas blancas, electricidad, fabricación de joyas y espejos, entre otras cosas.
• Cobre: Es utilizado para hacer ornamentos, construir radiadores y, entre otras cosas, para la producción de cables eléctricos.
• Aluminio: Utilizado para la fabricación de tetabriks, latas papel de aluminio,espejos, telescopios, entre muchas otras cosas mas.
• Hierro: Sus aplicaciones son pocas, entre ellas en la industria siderúrgica para alojar elementos metálicos y no metálicos.
• Titanio: Se utiliza en la industria automotriz, militar, enérgica, naval, espacial, aeronáutica, también para joyería y decoración, entre otras cosas.

•  Materiales no metálicos: Los no metales varían mucho en su apariencia no son lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y electricidad. Sus puntos de fusión son mas bajos que los de los metales. Los mas importantes:

• Hidrógeno
• Carbono
• Nitrógeno
• Fósforo
• Oxigeno
• Azufre
• Flúor
• Cloro
• Bromo
• Yodo 

Enlaces atómicos y moleculares: Los enlaces que unen a los átomos entre si para que estos conformen moléculas. Existen tres tipos de enlaces: iónico, metalico y covalente.

• Enlace iónico: Este enlace se da con la atracción electrostática de átomos que poseen cargas eléctricas cuyos signos son contrarios. Para que se realice este enlace, necesariamente uno de los elementos debe cederle electrones a otro. Generalmente, los enlaces iónicos se dan entre un metal que cede electrones y un no metal.
  
• Enlace covalente: Los enlaces covalentes se establecen a partir del comportamiento de dos o varios electrones y no de su transferencia. De esta manera , los átomos se unen por medio de los electrones ubicados en las últimas órbitas. Suele establecerse entre elementos gaseosos no metales.
  

• Enlace metálico: Es el que mantiene unidos a los átomos de los metales entre si y solo se da entre sustancias que se encuentren en estado sólido. Los átomos metálicos conforman estructuras muy compactas al agruparse muy próximo entre si.

      2. Características:

• Tenacidad: Resistencia a la rotura o deformación ante los esfuerzos de aplicación progresiva.

• Dureza: Resistencia a la penetración ante la acción de una fuerza. También se entiende como dureza la resistencia de un material a ser rayado por otro.

• Resistencia: Resistencia a la rotura ante esfuerzos bruscos o choques. Aquí vemos como un metal está resistiendo a doblarse. 

• Elasticidad: Propiedad de recuperar la forma original tras una deformación al cesar la causa que la producía.

• Limite elástico: Fuerza máxima de deformación que puede aplicarse a un material sin causar una deformación permanente. Deformación 0,2%

•  Módulo de elasticidad: Sometida una muestra a un esfuerzo de tracción sufre un alargamiento, es la relación entre la tensión aplicada y la deformación producida con relación a la longitud primitiva.

• Plasticidad: Capacidad que tienen los metales de adquirir deformación permanentes.

• Fatiga: Cuando un elemento metálico es sometido a esfuerzos de magnitud y sentido variables, puede sufrir rotura ante cargas mucho mas pequeñas a su resistencia normal para un esfuerzo de tensión constante.

• Fragilidad: Propiedad de los metales de romper bajo la accion de un impacto. Rotura al superar el limite elástico sin apenas deformación plástica.

• Resilencia: Resistencia que opone un cuerpo a la rotura por choque o percusión. Es una propiedad completamente apuesta a la fragilidad.

• Fusibilidad: Capacidad para pasar de estado solido a liquido por efecto del calor. Destacan el Sn y el Pb.

• Conductividad Térmica: Capacidad para transmitir el calor. Se trata de una propiedad general de los metales.

• Conductividad eléctrica: Capacidad para transmitir la corriente eléctrica. Es característica del cobre.
  

• Dilatación: Capacidad para aumentar de tamaño con el calor. El Zn (cinc) es el metal con mayor coeficiente de dilatación térmica.

      3. Ensayos:

• Ensayo de tracción: Consiste en someter a una probeta normalizada un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la misma.

• Ensayo de compresión: Es un ensayo técnico para determinar la resistencia de un material o de su deformación ante un esfuerzo de compresión

• Ensayos de dureza:

• Ensayo Brinell: El penetrador es una bola de acero extraduro de diámetro D, que se apoya sobre la probeta a estudiar, ejerciendo sobre la misma una fuerza durante un tiempo dado.
• Ensayo de Vickers: El ensayo es igual que el de Brinell,  un ensayo cuyo objetivo es la determinación de la superficie lateral, S, de la huella. El penetrador es una pirámide de diamante de base cuadrada, cuyo angulo en el vértice es de 136º.
• Ensayos Rockwell: En los ensayos de dureza Rockwell, las unidades de dureza se establecen por la medida de la profundidad, e, de la huella. Se puede aplicar a todo tipo de materiales metálicos: Blandos, Duros y pequeños espesores en materiales duros y blandos.

•  Ensayos de módulo de charpy: Son ensayos para determinar la tenacidad de un material, son ensayos de impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en tres puntos.