Estructura del vehículo

Evolución de la carroceria

La carrocería tiene la función de contener mercancías y de alojar y proteger a los pasajeros mientras el vehículo esta en circulación

Tipos de carrocerías y bastidores

Se pueden clasificar en cuatro grupos

Chasis con carrocería separada

El chasis soporta los órganos mecánicos y puede rodar sin carrocería, la carrocería es un conjunto independiente y contiene accesorios e instalación eléctrica esta está atornillada al chasis y se separa para su reparación

Esta carrocería aplica a:

1-Vehiculos todoterrenos

2-Vehiculos industriales
medianos (furgonetas)

3-Vehiculos industriales
pesados (camiones)

4-Autocares y autobuses

5-Vehiculos especiales:
grúas, etc.

Ejemplos

Plataforma con carrocería separada

Se conoce como plataforma a un chasis aligerado formado por la unión de varios elementos soldados entre si, la carrocería así como la anterior es un conjunto independiente que esta atornillada al chasis y que se separa para su reparación

Esta carrocería aplica a:

1-Vehiculos semi-industriales
(Citroen mehari, Renault F-6,etc)

2-Vehiculos de turismos (Renault 4
y 6, Citroen 2 CV, etc.)

Ejemplos

Carrocería monocasco

Las partes constitutivas de la carroceria participande la resistencia, por lo tanto este es un solo componente unido por medio de soldaduras

La forma un chasis aligerado con su propio piso, las partes constitutivas de la
carrocería participan en la resistencia del conjunto, al ser un solo componente unido entre sí por medio de soldaduras. Su reparación es complicada pues se puede optar por desarrollar y planificar, o cortar
la chapa y unir el nuevo elemento por medio de soldadura. Actualmente en desuso. Los únicos elementos desmontables son: los capós, las puertas y los parachoques,
emplean este tipo de carrocería determinados vehículos como Fiat 126, etc.

Su reparación es dificil porque se opta por desarrollar o planificar, a cortar la chapa y unir el nuevo elemento por medio de soldadura, sus elementos desmontables son las puertas y los parachoques

Esta carrocería aplica a:

1-Fiat 126

2-Lancia Lamba

Ejemplo

Carrocería autoportante

Un conjunnto de piezas forman la carroceria completa, estas piezas estan unidas por medio de soldadura por puntos siendo relativamente facil su sustitución

Elementos externos:
-Las aletas delanteras
-Las aletas traseras
-Los capós
-Los paragolpes, etc.

Esta carrocería aplica a:

casi en su totalidad a los turismos actuales
Ejemplo:

Chevrolet corvair

Ejemplo

Elementos que componen una carrocería

Chasis o bastidor

Es un conjunto de perfiles unidos indeformables, el chasis del automovil esta encaminado al montaje de una carroceria con elementos desmontables, esta compuesta de dos largueros, travesaños y diagonales

Cuarto de piso (plataforma soldable)

Parte inferior de la carrocería autoportante se compone de un chasis aligerado y de la chapa inferior de la caja

Los largueros

Vigas tubulares situadas a los lados de la chapa, estos se pueden prolongar hasta los soportes del parachoques

Las varas

Son largueros más pequeños, estos van soldados a los travesaños que unen las extremidades de los largueros principales y están menos separadas

Travesaños

Son piezas transversales, la cual tienen forma de viguetas huecas, situada en intervalos determinados, cada extremidad esta unida por soldadura a uno de los largueros perpendicularmente al lado interior

Piso

Conjunto de chapas que están unidas por soldadura a los largueros y travesaños formando un tipo de superficie que constituye la caja

La plataforma de bajos

Es el cuadro de piso completo con todos los elementos fijos siendo los principales el tablero, los laterales del capo, sus armaduras y forros

Tabique delantero

Tabique inferior transversal, situado delante del habitáculo y que lo supera del comportamiento que le procede

El travesaño superior del tablero

Es una chapa horizontal que une la parte superior del tablero a la inferior del parabrisas

El paso de ruedas (o forro de aletas)

Es una chapa que forma un tabique lateral del comportamiento que sigue el habitaculo, formando guardabarros y que cubre parcialmente las ruedas traseras

Chapa que forma un guardabarros a cierta distancia de la periferia de la mitad superior de las ruedas delanteras

El panel trasero

Elemento exterior vertical fijo que forma un tabique detrás del compartimiento que sigue al habitáculo, ya sea el compartimiento del motor o el porta-equipaje

La calandria

Es un elemento exterior vertical fijo que forma un tabique delante del compartimiento del habitáculo, ya sea en el motor o el porta-equipaje.

La parrilla de la calandria

Son elementos exteriores desmontables perforados, generalmente de metal inoxidable o plástico, que se montan en el tabique exterior transversal del comportamiento del motor.

El pilar central

Montante del lateral de la caja situado entre las puertas delanteras y traseras que soportan las bisagras de la puerta trasera

Jamba o pilar delantero

Montante situado en la parte delantera del lateral de la caja, esta soporta las bisagras de la puerta delantera y se prolonga por el montante lateral del parabrisas.

Estribo

Elemento inferior del lateral de la caja sobre el que se sueldan los tres pilares

Lateral de la caja

Conjunto de elementos laterales fijos, que forman un cuadro y constituyen los marcos de las puertas

Panel lateral posterior

Elemento exterior situado tras el acristalamiento de las puertas

Techo o capota

Elemento exterior que forma parte de la carrocería, que apoya la parte superior del parabrisas a la parte superior de la luna trasera

Marco del parabrisas

Cuadro que se forma de la unión entre la traviesa superior del tablero delantero y el techo, este recibe al parabrisas

Parabrisas

Cristal transversal delantero del habitáculo, su finalidad es proteger al conductor y a los pasajeros del viento y de la intemperie, al mismo tiempo que permite ver la carretera

Luna trasera

Cristal transversal del habitáculo que permite ver lo que esta detrás del vehículo

Aletas

Elementos externos que permite abrir o cerrar el hueco de la lateral de la caja para dar acceso o salida del habitáculo. Es necesario precisar su posición en el vehículo (delantera, trasera, izquierda, derecha)

Capo

Es un elemento exterior, compuesta con una bisagra que permite abrir o cerrar el compartimiento del motor o del equipaje, adelante es el capo delantero y atrás el capo trasero atrás también se denomina tapa de maletero

Puerta trasera

Elemento exterior, es una puerta ubicada en la parte trasera del vehiculo la cual se abre y se cierra de arriba a abajo

Parachoques

Elemento exterior estos son travesaños ubicados en la parte delantera y trasera del vehículo la cual están destinados a amortiguar golpes

Exigencias en el diseño y construcción de la carrocería

En el diseño de la carrocería además de la estética y funcionalidad se debe tener en cuenta las necesidades estructurales, ligereza, aerodinámica y seguridad con el fin de mejorar las prestaciones, economizar energía y proteger a los ocupantes por ello es que se pasa por una serie de pruebas, ensayos y experimentaciones con el fin de mejorar la carrocería

Generalidades del diseño de la carrocería

Actualmente se emplea una concepción asistida por ordenador (CAO) y concepción y fabricación asistida por ordenador (CFAO) por eso los proyectistas usan ordenadores potentes, rápidos y de gran capacidad de calculo, gracias a la tecnología los diseñadores pueden ver el funcionamiento de cada pieza, integrarla al sistema y analizarlo en forma conjunta, además, permite simular la carrocería ante una colisión y como cada elemento debe comportarse ante esta situación

Dimensiones principales

Medias del espacio interior

La concepción dimensional depende del tipo de carrocería, tipo de tracción,periferia del conjunto, tamaño del habitaculo, volumen del portaequipaje y condiciones marginales tales como comodidad, seguridad y servicio. Las posiciones de los asientos de determinan según los conocimientos ergonómicos y con ayuda de plantillas

Medidas exteriores

Se debe tener en cuenta:
-El asiento y el portaequipaje
-El motor, el cambio y el radiador
-Los conjuntos auxiliares y los montajes especiales
-Las necesidades del espacio de las ruedas amortiguadoras
-El tipo y tamaño del eje de tracción
-La posición y volumen del deposito de combustible
-Los parachoques delantero y trasero
-Las consideraciones aerodinámicas
-La altura libre sobre el suelo (aprox 100 a 180mm)
-La influencia de la anchura de construcción en la instalación de los parabrisas

Medidas del portaequipaje

El tamaño y la forma del portaequipaje depende de la construcción de la parte trasera del vehículo, la posición del deposito de combustible, el emplazamiento de la rueda de recambio y el alojamiento del silencioso principal

Especificaciones generales en la construcción de la carrocería

Rigidez

Tiene que ser la máxima posible en relación a la flexión y a la torsión con el objetivo de mantener pequeñas deformaciones elasticas en las aberturas de las puertas y capos, la rigidez se tiene en cuenta con respecto a la vibración

Características vibratorias

Las vibraciones de la carroceria son consecuencia de los impulsos de las ruedas, en suspensión, el motor o el tren de tracción esto puede producir resonancia los objetos suceptibles a la vibración se les deben adecuar acanaladuras, variaciones de espesor de modo que las resonancias hagan el minimo daño

Resistencia en servicio

Los esfuerzos a los que esta sometida la carrocería cuando el vehículo esta en marcha puede provocar grietas en el bastidor o fallas en el punto de soldadura los más amenazados son el apoyo del tren de rodaje, la dirección y el conjunto de tracción

Esfuerzos en los accidentes

En los choques la carrocería debe estar en condiciones de convertir la cantidad de energía cinética en trabajo de deformación sin que el habitáculo se deforme mucho

Facilidad de reparación

Las zonas más expuestas en pequeños golpes tienen que poderse reparar o cambiar fácilmente, accesibilidad sencilla en las partes que requieran cambio

Condiciones de visibilidad y aerodinámica

En la visibilidad se debe buscar las condiciones óptimas de visibilidad y la colocación funcional de los componentes que actúan contra ella: capos, techo, espejos, etc.
En cuanto a la aerodinámica se debe tener en cuenta:
-El coeficiente de resistencia al aire Cx y la superficie de sección del vehículo

Material espesor y forma

La resistencia y capacidad de absorción de energía de una carrocería esta relacionada directamente con las piezas que la componen, y el comportamiento de estas ultimas depende de tres factores fundamentales: el material, el espesor, y la forma

Material

cada material tiene unas propiedades físicas y mecánicas determinadas, otro factor a tener en cuenta desde el punto de seguridad es la ligereza, pues cuando sea menor la masa de la carrocería menor será la energía a disipar a una velocidad dada, generalmente las carrocerías están fabricadas en chapa de acero, pero algunos modelos usan el aluminio

Espesor

Una determinada deformación dependerá del espesor, por eso no todas las piezas de la carrocería tienen el mismo espesor sino que existe una diferencia entre estructuras que soportan mayores esfuerzos como largueros, puertas, etc. las primeras suelen tener espesores de 1,2 a 2,0 mm mientras que la segunda de 0.7 a 0.8 mm

Forma

Para que un material sea útil dependerá también de la forma de la pieza, la forma sobre todo la geometría marcara su capacidad para soportar la carga dependiendo del tipo de fuerza a la que se encuentre sometida.

Bastidores

La realización practica de los bastidores consiste en la adopción de conjunto vertebral resistente que sea capaz de soportar por si mismo cuantas fuerzas y solicitaciones le sean aplicadas y que al mismo tiempo pueda recibir todos los elementos mecanicos del vehiculo y posteriormente los elementos del carrozado, sean la propia carroceria como los conjuntos del carrozado como cajas de carga, bastidores de base, etc, el bastidor esta normalmente formado por dos largueros de chapa o perfil laminado, unidos entre si por travesaños remachados o soldados, que forman un esqueleto resistente del vehiculo. Estos largueros estan constituidos por perfiles en forma de U, o bien en forma de caja cerrada, que proviene de la chapa que ha sido embutida y soldada, los travesaños están constituidos de la misma forma y material que los largueros por remaches y soldaduras

Proceso de fabricación y ensamble

Los montajes pueden ser automáticos o semiautomáticos estos intervienen en el proceso de alimentación y ajuste, como para el sistema empleado para su unión. Un sistema de control automático facilita la posición de la pinza para cada punto que debe ser soldado, se sustituye pues el sistema de soldadores para múltiples situaciones se adopta al sistema unitario, que permite variar el programa según el tipo de vehículo, maquinaria, mediante el control por ordenador. El ensamblaje final de la carrocería supone unir todos los subconjuntos no desmontables y después se le añaden los elementos desmontables con puertas, capo, etc. y se procede a una revisión global para descubrir desperfectos o fallos en el proceso de ensamblado.

Métodos de ensamblaje y unión

Se entiende por ensamblaje la unión las distintas piezas que forman una carrocería en este aspecto se distinguen tres tipos

Ensamblado por soldadura

Para conseguir un solido ensamblaje de las chapas se utiliza la soldadura el cual es el sistemas más utilizado y la soldadura electrica por puntos es una variante de soldadura por resistencia el procedimiento es el siguiente:

Hay que destacar que este tipo de soldadura es indicado para llevarlo a cabo en planchas superpuestas de un espesor de 0,30mm a 3mm, las dos planchas se colocan superpuestas y se aprisionan entre dos electrodos en el mismo punto que se hace la soldadura los dos electrodos ejercen presión en las dos planchas como si se tratara de las puntas de una mordaza y en este momento se hace pasar por un impulso de corriente a través de los electrodos, al atravesar la plancha genera una temperatura muy elevada que produce la fusión de la plancha justo en el punto donde se apoyan los electrodos

Ensamblado por atornillado

Las piezas que no tienen un compromiso por rigidez habitualmente pueden ser desmontadas o se suelen montar a veces por atornillado con la otra plancha con la que se ajusta, también las puertas se montan sobre las bisagras las cuales van atornillados a los pilares, y del mismo modo la puerta del maletero y el capo, además hay que considerar que hay piezas atornilladas que generan una labor de resistencia en la carrocería, otro tipo de uniones del grupo al que nos estamos refiriendo se lleva a cabo con tornillos de paso estrecho pero provistos de grapas de sujeción, siendo estas sencillas o dobles estas sujetan piezas de tapicería y embellecedores, de los cuales han de desmontarse para tener acceso a algún mecanismo interior

Otros metodos

Remaches

Hace referencia al uso de remaches utilizados en la fabricación de grandes carrocerías (autobuses) la cual tiene mucha aplicación en la carrocería de los automóviles

Uniones engatilladas o plegadas

Permite unir los bordes de dos piezas de chapa doblándolos sobre si mismos una o dos veces, se aplica generalmente en chapas delgadas de espesor de 0,5 a 0.9mm

Uniones pegadas

Utilizando adesivos en la carroceria las propiedades principales con las que cuenta este tio de unión se encuentra la afinidad de unir elementos heterogeneos no deforma las chapas como la soldadura ni debilita el remachado, garantiza la hermeticidad de las juntas y reparte uniformemente los refuerzos