domingo, 11 de diciembre de 2016

estructura y carrocería de vehículos.

Carrocerías – Historia
Concepto:

La historia del Automóvil puede considerarse que se inició el 23 de Octubre de 1769, con la primera prueba realizada por Nicolás José Cugnot sobre un carromato que disponía de un motor de vapor. Desde esa fecha hasta nuestros días, la evolución sufrida por el automóvil ha sido constante, de modo que en nada se parecen los vehículos actuales: cómodos, rápidos, seguros y silenciosos, a aquellos iniciales que acababan de derivar directamente de los carruajes movidos por tracción animal.






LA EVOLUCIÓN DE LA CARROCERÍA
En los primeros años, los automóviles tomaron como modelo a los vehículos de tracción animal (carruajes), conservando de estos la estructura de un chasis base o largueros sobre los que se montaba la carrocería junto a los elementos mecánicos que lo hacían moverse, girar, frenar, etc...

Las carrocerías no se mejoraron en un principio en la misma proporción en que lo hicieron las partes mecánicas, limitándose a transformaciones de tipo estético.
El primer avance importante experimentado por las carrocerías fue la sustitución de los largueros de madera que formaban el chasis primitivo por largueros de chapa de acero que admitían mucho mejor los crecientes aumentos de potencia. Estos revestimientos de acero fueron aumentando con el tiempo, evitándose en principio las formas redondeadas, ya que al no estar desarrollada la técnica de la embutición las chapas debían deformarse a mano. No obstante, la chapa laminada se empleó inicialmente para paneles y piezas exteriores, siendo fundamentalmente de madera el chasis y la configuración interior.
Con la invención del motor de combustión interna de cuatro tiempos (Nicolás Augusto Otto, 1876) la época del motor de vapor llego a su fin en los automóviles.








Ford modelo T
Este automóvil fue el más popular de su época con 15’5 millones de vehículos vendidos.

El modelo T incluía novedades que otros vehículos de la competencia no ofrecían como era el volante situado en el lado izquierdo de gran utilidad para la entrada y salida de los ocupantes, también incorporaba grandes adelantos técnicos como el conjunto bloque del motor, Cárter y cigüeñal en una sola unidad, utilizando para ello una aleación ligera y resistente de acero de vanadio.






Gran salto en la fabricación del automóvil 


Durante varios años se iban batiendo los propios récords del año anterior. Las ventas sobrepasaron los 250.000 vehículos en 1914. Por su parte, siempre a la caza de la reducción de costes y mayor eficiencia, Henry Ford introdujo en sus plantas en 1913 las cintas de ensamblaje móviles para el modelo (T), que permitían un incremento enorme de la producción. Dicho método, inspirado en el modo de trabajo de los mataderos de Detroit, consistía en instalar una cadena de montaje a base de correas de transmisión y guías de deslizamiento que iban desplazando automáticamente el chasis del automóvil hasta los puestos en donde sucesivos grupos de operarios realizaban en él las tareas encomendadas, hasta que el coche estuviera completamente terminado. El sistema de piezas intercambiables, ensayado desde mucho antes en fábricas estadounidenses de armas y relojes, abarataba la producción y las reparaciones por la vía de la estandarización del producto.
Esta iniciativa es seguida por otros fabricantes americanos.

En 1927 apareció la primera carrocería construida completamente con una estructura de acero, aunque con 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, iniciando su producción de forma masiva. El incremento de la producción motivado por el aumento de la demanda del mercado condujo a una mejora en la calidad de los automóviles.






La evolución de las carrocerías continúa
Un hito histórico en la evolución de la carrocería se marcó en 1934 al presentarse comercialmente los primeros vehículos auto portante, con una carrocería completamente fabricada con chapas de acero, sin ningún elemento de madera.
Se trataba del Citroén Trac tión Avant.

· El panel del techo aportó consistencia con el formato del canjeado, la definición de los marcos de parabrisas y el canal vierteaguas.
· Los montantes delantero, central y trasero dieron rigidez y resistencia al resto de la estructura auto portante carente de chasis independiente al formar cuerpo entre el techo y el suelo.
· Los largueros bajo puerta, en sus múltiples y variados tipos realizan la función de unir el piso con los montantes.





ASPECTOS ACTUALES EN LA EVOLUCIÓN DE LAS CARROCERÍAS

Las carrocerías han evolucionado hacia sistemas más rígidos, pero a la vez más ligeros, debido a los avances en el diseño y forma de las estructuras. Todo ello ha dado origen a que los vehículos posean:

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



Resumen e historia del Carrocero o Chapista


Es a partir del sigo XXVIII cuando los italianos comienzan a trabajar con gran arte e incentivo en los famosos "carroceo", es decir, las carrozas. El concepto de carro para el transporte de personas comienza a partir de este momento a despegarse de la idea del carro cubierto, dotado de simples asientos y movido por burros o caballos, para entrar dentro de un periodo de decidida búsqueda de la comodidad de los pasajeros adinerados de modo que, con la aportación de los carroceros franceses, vamos a asistir en pocos años a una importantes transformación en ese terreno. A partir de ese momento, se trabaja en mejorar el espacio interior y el acomodo de los viajeros; se pasa a tapizar lujosamente los interiores, se colocan vidrios en los laterales, etc. y sobre todo, se trabaja en dulcificar el movimiento de vaivén que los malos caminos imprimen al conjunto de la caja, de modo que se crean por primera vez sistemas complejos de suspensión por medio de los cuales la caja de la carroza queda independizada en buena manera de las ruedas y de las inevitables irregularidades que el camino presenta.
A partir de aquí y a nivel artesano se distingue el trabajo del carretero del trabajo del carrocero, al igual que se distinguía el trabajo del carpintero del trabajo del ebanista, es el momento en que la carrocería comienza a tomar forma.
Cuando hacia 1883, el alemán Gottlieb Daimier consigue fabricar un motor de tipo OTTO (4t) capaz que funcionar con liquido, motor que se mostraba ya apto para sustituir a las caballerías, el primer problema no fue encontrar un tipo de estructura capaz de recibirlo porque el mundo de entonces ya estaba lleno de diferentes conjuntos de carrocerías a las que el motor recientemente inventado podía acoplarse sin grandes problemas iniciales, como así se hizo en los primeros tiempos.
Claro que a través de los años y con la creación de motores cada vez más potentes y rápidos de giro, las carrocerías han ido evolucionando con grandes e importantes cambios.

Inicialmente, las carrocerías eran de madera y su construcción y manipulación estaba encomendada a los carpinteros especializados, pero a partir de finales de los pasados años



Tipos de Configuración de Carroceria y Chasis:

Atendiendo al tipo de construcción del chasis podemos distinguir tres tipos básicos: chasis independiente, chasis tubular y autoportante.

CHASIS INDEPENDIENTE:
            La técnica de construcción de chasis independiente utiliza un chasis rígido que soporta todo el peso, las fuerzas del motor y de la transmisión. La carrocería, en esta técnica, cumple muy poca o ninguna función estructural.








        Esta técnica de construcción era la única utilizada hasta 1923, año en el que se lanzó el primer automóvil con estructura monocasco, el Lancia Lambda. Las carrocerías auto portantes, a lo largo del siglo XX, fueron sustituyendo al chasis independiente. Actualmente sólo se construyen con chasis independiente varios vehículos todo terreno, deportivo utilitario, y la mayoría de las camionetas grandes y algunas de las camionetas ligeras así como varios automóviles americanos.
            El más sencillo y utilizado es el chasis en forma de "escalera" con dos largueros y varios travesaños que dan la forma, pero existen variantes como el chasis plataforma o el chasis de columna central.








          En Estados Unidos el chasis independiente duró más que en otros países, ya que la costumbre estadounidense del cambio anual de diseño era más difícil con estructuras mono-casco. Desde los años 90 la mayor parte de los automóviles de pasajeros utilizaron la construcción mono-casco; sólo los camiones, autobuses, todo terrenos para uso rudo y automóviles grandes siguen usando el chasis independiente, si bien cada vez más ha incorporado la estructura auto portante.

CARROCERÍA TUBULAR:
             La carrocería tubular o superleggera ("superligera" en italiano), es un tipo de carrocería utilizado en vehículos clásicos deportivos de mediados del siglo XX y por los grupos B de los años 80. Fue creada por el carrocero italiano Touring en 1937.






            Esta técnica utiliza como estructura del vehículo una red de finos tubos metálicos soldados, recubierta después con láminas metálicas, frecuentemente de metales exóticos tales como aluminio o magnesio. Esta técnica consigue una carrocería de gran rigidez y resistencia con muy poco peso. Por otra parte, la fabricación es muy cara y laboriosa.
                En la actualidad esta técnica apenas su utiliza debido a su alto coste, y se limita a vehículos de competición y vehículos de alto rendimiento y pequeña tirada. Aunque con pequeñas variaciones, ya que en la actualidad sobre la estructura tubular se fija una carrocería de fibra que se puede retirar en grandes bloques.   







AUTO PORTANTE:
             En la carrocería auto portante es una técnica de construcción en la cual la chapa externa del vehículo soporta algo (semi-monocasco) o toda la carga estructural del vehículo. El primer vehículo en incorporar esta técnica constructiva fue el Lancia Lambda, de 1923.





             Los primeros vehículos de gran serie en tener carrocería auto portante fueron el Chrysler Airflow y el Citroën Traction Avant.
         La Segunda Guerra Mundial supuso un alto en el desarrollo automovilístico. Tras la guerra, la carrocería auto portante se fue difundiendo.
             Otros vehículos (por ejemplo el Chevrolet Camaro de 1967) utilizaron una técnica mixta, en la cual un semi-monocasco se combinaba con un chasis parcial (subchasis) que soportaba el motor, el puente delantero y la transmisión. Esta técnica trataba de combinar la rigidez y la resistencia de la carrocería auto portante con la facilidad de fabricación del vehículo con chasis independiente, actualmente este sistema se encuentran en algunas SUV´s de las marcas Japonesas Toyota, Mitsubishi y Suzuki para obtener mayor rigidez torsional y tener a la vez la ventaja mono casco en SUV´s que requieran mayor resistencia a malos tratos. Los inconvenientes eran desajustes entre el chasis parcial y la carrocería, solucionados ahora con puntos de soldadura de nueva generación y adhesivos especiales.




             Actualmente, casi todos los automóviles se construyen con la técnica de mono casco, realizándose las uniones entre las distintas piezas mediante soldadura de puntos. En los vehículos modernos, hasta los cristales forman parte de la estructura del vehículo, colaborando en darle fortaleza y rigidez.







-Distribución de los Volúmenes en un Vehículo y su Clasificación en base a ella:

             Según el número de volúmenes, los vehículos se distinguen en: monovolúmenes, bi-volúmen o dos cuerpos y tri-volúmen o tricuerpo.





Monovolumen:
           Un monovolumen es una carrocería en la que no se diferencia más de un volumen. La zona del motor, la cabina y el maletero están completamente integrados. Generalmente, un monovolumen es más alto que un automóvil de turismo (1,60 a 1,80 metros contra 1,40 a 1,50 metros).





Bi-Volúmen:
          Un bi-volumen, o dos cuerpos, es una carrocería en la que se diferencian una zona para el motor y otra en la que se sitúan los ocupantes y el equipaje.




Tri-Volúmen:
           Un tri-volúmen, o tres cuerpos, es una carrocería en la que se diferencian una zona para el motor, un para los ocupantes y una tercera para el equipaje o la carga.







Métodos de Identificación de un Vehículo. Normativa:

            Todos los componentes parciales que forman parte de la configuración constructiva de los automóviles actuales, incorporan sus distintivos de identificación y fabricación, definidos según los criterios asignados por cada fabricante de componentes.
                   Todo vehículo automóvil construido y comercializado incorpora también una serie de distintivos, placas e inscripciones, grabados en relieve o adaptados  en el núcleo estructural del vehículo carrozado, bastidor o chasis, definidos según criterios asignados por la normativa internacional en vigor y ubicados en cada modelo de automóvil por los correspondientes constructores de vehículos.
               Las placas e inscripciones de identificación reglamentarias o específicas no reglamentadas e incorporadas por los constructores de vehículos, en los diferentes modelos de automóviles comercializados, permiten establecer un sistema de codificación interno por cada constructor para personalizar las características principales de origen de cada una de las unidades de vehículos construidas en las diferentes factorías de producción.
               Las principales utilidades y aplicaciones de los distintivos codificados incorporados en los vehículos automóviles son: la identificación comercial de las unidades construidas y sus equipamientos de serie incorporados en la factoría, la gestión de los recambios, la valoración de los automóviles, el registro oficial del parque automovilístico y el control policial para evitar el fraude y el tráfico ilícito de vehículos.
              En lo referente a la legislación actualmente en vigor de los elementos identificadores de los vehículos automóviles, debe señalarse que la Directiva 78/507/CEE de 19 de Mayo de 1978, relativa a la aproximación de legislaciones de los Estados miembros sobre las placas e inscripciones reglamentarias, así como a su emplazamiento y modo de colocación en los vehículos a motor y sus remolques, es de aplicación actual para todos los Estados miembros de la Comunidad Europea desde el 1 de octubre de 1978. No obstante, la aplicación real de esta Directiva se establece a partir del 1 de octubre de 1981, en que los Estados miembros podrán prohibir la puesta en circulación de los vehículos cuyas placas e inscripciones reglamentarias no cumplan las prescripciones de dicha Directiva comunitaria.
                 Esta Directiva 78/507/CEE es una adaptación de la anterior Directiva 76/114/CEE, y en la misma se especifican las prescripciones técnicas referentes a los distintivos principales que deben incorporar los vehículos automóviles:
Placa del constructor.
Número de identificación del vehículo.
PLACA DEL CONSTRUCTOR:
                 La Placa del Constructor debe fijarse en un lugar destacado y de fácil acceso, según el modelo adjunto, sobre una pieza que normalmente no vaya a ser sustituida durante su utilización.





NÚMERO DE IDENTIFICACIÓN DEL VEHÍCULO:
            El número de identificación del vehículo debe constar de una combinación estructurada de caracteres asignada por el constructor a cada modelo de automóvil, y el objeto principal de este número es asegurar la identificación del vehículo durante un periodo de 30 años.
La estructura completa del número de identificación del vehículo, comúnmente denominado como Número de Bastidor o VIN en el sector de automoción, se configura con un total de 17 signos alfanuméricos en tres apartados diferenciales, denominados por las abreviaturas inglesas siguientes:
WMI - World Manufacturer Identification
VDS - Vehicle Description Identification
VIS - Vehicle Identification Series
               En estos subidentificadores WMI, VDS y VIS se describen, la MARCA, el MODELO y las CARACTERÍSTICAS DE FABRICACIÓN de los diferentes automóviles.
El código WMI corresponde a la Identificación Mundial del Constructor e identifica la Marca del automóvil. Esta constituido siempre por tres signos.
              El primer signo designa una zona geográfica, por ejemplo: Europa, América del Sur, África, Oceanía,..., y el segundo signo indica el país del constructor (ver Tabla adjunta de la asignación internacional de estos dos primeros dígitos).
En la práctica, suele ocurrir que el signo 2º y 3º del WMI coinciden, uno o bien los dos, con las iniciales de la marca del constructor.






                   A continuación destacamos los números y letras asignados internacionalmente al 1º y 2º dígito de algunos países y continentes a incluir en el WMI.
El código VDS corresponde a la Identificación del Modelo del Vehículo.
Suministra información sobre las características generales del automóvil. Consta de 6 signos, del 4º al 9º del VIN ambos inclusive.
               En este identificador VDS se suele designar la serie del automóvil, el tipo de carrocería y la motorización.




                La significación y secuencia de estos seis signos son determinadas a criterio del constructor y suele ser una identificación de carácter variable, por lo que no debe generalizarse su identificación para todos los modelos de automóviles.
                 Para conservar la estructura de seis signos, algunos constructores utilizan signos de relleno, como por ejemplo las letras “Z” y “X” o bien, el número “0”.
                El código VIS integra los últimos ocho signos, donde se incluye el denominado Nº de SERIE de fabricación de cada vehículo y los cuatro últimos son siempre números.
                  Es potestativo del constructor indicar en esta sección el año de fabricación y la fábrica de origen, es decir que no es obligatorio que figure.





                Para identificar estos datos, se recomienda incluir el año de fabricación en el signo 10º y la factoría de fabricación en el
signo 11º.
                 Si se incluye el año de fabricación (Model Year) en el VIS, existe la recomendación de utilizar los signos establecidos en la tabla adjunta, según se indica en la norma ISO 3779 sobre la Estructura y Contenido del VIN.


- Características Principales de una Carrocería Auto portante:

           Este es el sistema más utilizado, en la actualidad, en el mundo de la automoción, debido a su reducido peso, flexibilidad y bajo coste de producción.
               Una carrocería auto portante es una carrocería que se soporta así misma. Casi todas sus piezas de acero están unidas por soldaduras aunque hay algunas que se unen por medio de tornillería, a las cuales se define como, carrocería con chasis auto portante desmontable.





Características principales:

- Soporta todos los conjuntos mecánicos y se auto soporta.
- Los elementos atornillados participan en menor medida en la distribución de esfuerzos.
- Las piezas que deben soportar los mayores esfuerzos se construyen en chapas de mayor grosor.
- Son estructuras más ligeras, pero a la vez más rígidas, estables y flexibles.
- Son más económicas y precisas, debido al alto grado de automatización existente en su fabricación, lo que permite su tirada en grandes series.
- Presentan mayor facilidad de reparación por el hecho de llevar atornilladas las piezas que, por lo general, resultan dañadas con mayor frecuencia. Esto permite que se puedan sustituir o desmontar fácilmente y en menos tiempo. Además, pueden pintarse independientemente, evitando tiempos adicionales de enmascarado del vehículo.





ELEMENTOS EXTERNOS DE LA CARROCERÍA DE UN VEHÍCULO:
            Conforman la carrocería exterior. Son perfectamente visibles sin desmontar ningún accesorio o pieza. Se pueden dividir en elementos con una función primordial-mente estética, cuya misión es cerrar huecos y determinar la línea externa de la carrocería, y elementos estructurales, como los pilares y los estribos, cuya función es soportar cargas y distribuir los esfuerzos.






ELEMENTOS INTERNOS DE LA CARROCERÍA DE UN VEHÍCULO:
            La mayor parte de los componentes que forman la carrocería son elementos interiores. Suelen quedar ocultos por las piezas exteriores, accesorios, tapizados y guarnecidos que recubren o revisten la carrocería.

               La mayor parte de estas piezas son elementos estructurales, que soportan los esfuerzos estáticos, generados por el peso del vehículo y de la carga, y los dinámicos, generados por el movimiento (aceleraciones, frenadas, trazado de curvas, etc.)

















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