Fichas Tcnicas de Reparacin de Vehculos

DEFORMACIONES PROGRAMADAS

No.3 MAYO 2009

C a r r o c e r a

INTRODUCCIN

La carrocera de los automviles ha evolucionado con el paso de los aos, en sus inicios eranfabricadas en madera, aos ms tarde se empez a introducir el empleo de materiales msresistentes como el acero; hoy en da se estn utilizando materiales como el aluminio, fibra decarbono y plstico, adems de las diferentes aleaciones de acero.

Los vehculos en otro tiempo eran demasiadorgidos y muy resistentes en todo su conjunto;ante un impacto la mayor parte de la energase proyectaba hacia el habitculo, ocasionandocon ello daos considerables en los ocupantes.

En la actualidad los automviles estn disea-dos de tal forma que ante un impacto su de-formacin ocurre de modo progresivo y se originadesde el propio diseo del vehculo; a este as-pecto se le conoce como deformacin progra-mada y es parte de la seguridad pasiva de losautomviles. 1. Prueba de impacto delantero

Es importante mencionar como se compone una carrocera autoportante para entender el comporta-miento de la misma en una colisin, en la cual se pueden diferenciar tres zonas en funcin a su deformacinal momento de una colisin, siendo stas:

LA CARROCERA DEL AUTOMVIL

Zona Central (habitculo)Zona Anterior (delantera)Zona Posterior (trasera)

21. Zona Central (habitculo)

2. Zona Anterior (delantera)

Los accidentes ms comunes ocurren por la parte frontal del vehculo y es uno de los impactos mspenetrantes. Por lo que es la zona con mayor nmero de puntos fusibles. Las partes principales de la

La parte central es considerada como la zona ms resistente del vehculo debido a su diseo, los mate-riales con los que est fabricado, as como a los mtodos de unin y a la gran cantidad de refuerzos con losque cuentan las piezas como el estribo, el piso y los postes, entre otros. Es una zona muy rgida e inde-formable a diferencia de las zonas delantera y trasera las cuales se deforman de manera programada.

2. Prueba de impacto lateral

estructura en la zona delantera de la carrocera son: los largueros, alma metlica, marco del radiador,y cajas de rueda.

Desde el punto de vista de seguridad esta zona est diseada con la finalidad de disipar la mayor canti-dad de energa producida durante un impacto. Para esto, se realizan distintos estudios enfocados a ladeformacin de dichos elementos, por medio de los puntos fusibles, logrando distancias amplias de de-formacin.

Los fabricantes de automviles toman en cuenta los siguientes criterios para disipar la energa liberada enun impacto:

Integracin de puntos fusibles.

Duplicar la rigidez de las piezas manteniendo su longitud.

Aumentar la longitud de los elementos manteniendo la rigidez (mayor espacio en el alojamiento del

motor, aumentando la longitud de los largueros).

La conjuncin de las alternativas anteriores.

Dispositivos de absorcin de impactos (bracks).

3Los largueros delanteros son componentes importantes para la disipacin de la energa en un impactofrontal. Su estructura ms comn es en forma de C o de U y van soldados de tal forma que repre-sentan la apariencia de una caja. Tambin se toman en cuenta circunstancias particulares en su diseogeomtrico, y as poder albergar algunos componentes y sistemas de absorcin (bracks). Los espesoresutilizados en la lmina son diversos. Encontramos largueros formados por la unin de varias lminasfusionadas mediante soldadura, obteniendo as distintos niveles de resistencia.

Para poder obtener la deformacin progresiva de los largueros es necesaria la creacin de puntos fusibles,esto se consigue al cambiar la forma del larguero en zonas especficas, variando los espesores de las lminas y la geometra de los mismos, dependiendo del grado de deformacin que se quiera obtener.

Este proceso es simple hasta cierto punto, y se basa en la interpretacin del diseo de la carrocera paraidentificar los distintos niveles de energa que ocurrirn durante un impacto. La unin de los largueros esde vital importancia ya que se debe evitar la insercin de stos en el piso del habitculo. Por tal motivo,se debe realizar la transmisin de fuerzas a los largueros en conjunto con determinadas piezas delhabitculo como postes centrales o marco de parabrisas, los cuales se encargan de disipar la energaen distintas direcciones.

3. Zona Posterior (trasera)

La parte trasera de la carrocera, estructuralmentees ms simple que la delantera y la forma en que sedistribuye la energa es similar ha como se produceen la parte delantera: la energa es transferida a lolargo de la estructura, por medio de los larguerosposteriores, de los postes y marco del medalln.

En un caso de colisin trasera (alcance), la parteposterior a diferencia de la frontal tambin resultamenos peligrosa desde el punto de vista de laseguridad, lo anterior se debe gracias al piso dela cajuela, el cual por su conformacin se encargade distribuir muy eficientemente los esfuerzos alproducirse un alcance.

Aunque los alcances son menos frecuentes, igual-mente se integran zonas de deformacin progra-mada. Hoy en da los automviles modernos hanincorporado a sus diseos los bracks, elementosnovedosos que son sistemas de absorcin de im-pactos y que tienden a deformarse para evitartransmitir la energa hacia el habitculo. As comoel uso del aluminio implementado desde hace dosdcadas en la fabricacin de carroceras de auto-mviles.

El aluminio es un material que utilizan importantesfabricantes de automviles como Audi, BMW, Honda,Jaguar, etc.

De esta manera, se logra reducir el peso de la ca-rrocera en un 40%, creando vehculos ligeros, demenor consumo de combustible y reciclables en unalto porcentaje, una vez que finaliza su vida til.Estas propiedades de ligereza y reciclaje, junto conotra serie de caractersticas justifican el uso del alu-minio en la fabricacin de carroceras.

Cabe sealar que dichas carroceras bajo ciertostratamientos pueden presentar gran rigidez, conuna elevada capacidad de absorcin de energa,zonas de deformacin programada y perfiles demayor espesor, siendo estas cualidades las ms importantes en este tipo de deformacin, ya queno representan un aumento de peso significativoen el vehculo. Todo ello permite crear carrocerastan seguras y fiables como las tradicionales de acero.

Por tanto podemos darnos cuenta que todos estoscambios que surgieron en las ultimas dcadas hansido enfocados en gran parte a la seguridad de losocupantes, realizando distintos cambios en la ca-rrocera tanto en diseo como en materiales, eimplementando distintos tipos de dispositivos deseguridad llegando as al grado de poder pro-gramar la deformacin que ocurrir al instantede una colisin, evitando as una gran cantidad deaccidentes mortales.

4SEGURIDAD EN EL AUTOMOVIL

En la carrocera del automvil se cuenta con dostipos de seguridad:

1. Seguridad activa: Es el conjunto de elementos,sistemas o conceptos de diseo incorporados en elvehculo, que le confieren un correcto comporta-miento en la marcha y entre los que se encuentran:Neumticos (conjunto llanta y rin), direccin, sus-pensin, frenos, sistemas de control de traccin, sis-temas electrnicos de estabilidad, sistemas deiluminacin, limpiaparabrisas y retrovisores trmicosentre otros. El objetivo de la seguridad activa es queel conjunto de sistemas ayuden a una buena con-duccin y reduzcan de forma significativa el riesgode alguna colisin.

3. Sistemas mecnicos

4. Sistema de airbags 6. Estructura de la carrocera5. Sistema de cabeceras

2. Seguridad pasiva: Es la encargada de minimizar los posibles daos de los ocupantes del vehculo enel caso de accidente. En esta se engloban desde el diseo de las estructuras de deformacin progra-mada del automvil para que absorban la energa en caso de impacto (puntos fusibles), hasta los cin-turones de seguridad, las bolsas de aire (airbag), reposa cabezas y cristales.

Deformacin Programada: Es parte de la seguridadpasiva de los automviles; consiste en la deforma-cin por etapas, de la seccin de la carrocera sobrela que se est recibiendo el impacto.

Depende de diferentes factores como:

MaterialEspesor de las lminasForma de las lminas Puntos fusiblesDispositivos de absorcin (bracks)

7. Deformacin programada

5La absorcin de la energa se logra a travs delempleo de materiales como el acero, aluminioy plstico. Se utilizan en la fabricacin de laparte frontal y trasera de los vehculos, en losconjuntos defensa (facia, alma y absorbedor),bracks y largueros. Como se mencion anterior-mente, el espesor de la lmina juega un papelmuy importante al momento de programar unadeformacin en la carrocera. Ejemplo de elloson las lminas que componen las almas me-tlicas y los largueros que cuentan con espe-sores mayores a 1.0 mm, mientras que loslienzos tienen espesores de 0.7 mm.

CONCLUSIN

Los automviles modernos incorporan sistemas que contribuyen al buen desempeo del vehculo (frenos,suspensin, direccin, etc.) permitiendo un manejo ms cmodo y seguro. La configuracin de lascarroceras permite que la energa liberada en una colisin sea absorbida por la estructura principalmentepor las zonas frontal y trasera, siendo en estas zonas en donde se incorporan los diferentes sistemas paraabsorber la energa como los largueros, bracks, alma metlica, etc. y tienen el objetivo de deformarse poretapas dependiendo de la intensidad del impacto, logrando con esto mantener el espacio vital para lospasajeros que es el habitculo.

La configuracin de las piezas puede generar mayor o menor resistencia, esto se puede observar enalgunos largueros, ya que de acuerdo a su diseo generalmente la punta es ms angosta y conforme seencuentran ms cerca del habitculo son ms amplios.

Puntos Fusibles: Estas son variaciones estratgicas-geomtricas de la lmina, propias de las partes es-tructurales, generadas para permitir la deformacin ordenada de la estructura, se presentan en formade muescas y orificios de diferentes configuraciones. Los elementos de absorcin conocidos como bracksse fabrican en distintas configuraciones, las ms comunes trabajan por medio de un sistema mecnicoya sean corrugados o con ondulaciones, hidrulicos (generalmente aceite u otro fluido), neumticos (conalgn tipo de gas), etc. Estos dos ltimos son los mas recientes en el mercado y constan de una caja otubo hueco deslizable sobre o dentro de otro con distintos mecanismos de funcionamiento que almomento del impacto, son uno de los primeros elementos que amortiguan la colisin, disipando yabsorbiendo la energa producida, estos se localizan en la defensa trasera y delantera del automvil.

8. Diferentes configuraciones de puntos fusibles

9. Bracks

INTRODUCCINLA CARROCERA DEL AUTOMVILSEGURIDAD EN EL AUTOMOVILCONCLUSIN