martes, 22 de octubre de 2013

Carrocerias de Vehículos. Tipos y Componentes.

Índice:

-Historia de la Carroceria del Automovil:
  • Evolución de la Carroceria del Automovil.
  • Evolución de la Fabricación de la Carroceria del Automovil.
  • Tipos de Configuración de Carroceria y Chasis.
-Distribución de los Volumenes en un Vehículo y su clasificación en base a ella.
-Métodos de Identificación de un Vehículo. Normativa.
-Características Principales de una Carroceria Autoportante:
  • Elementos Externos de la Carroceria de un Vehículo.
  • Elementos Internos de la Carroceria de Vehículo.
-Links de Referencia.


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-Historia de la Carroceria del Automovil:

          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.
          Las transformaciones sufridas por la carroza han sido muy lentas y hay que remontarse hasta la mitad del siglo XVII, para encontrar carrozas cerradas con puertas y vidrios. Sin embargo, existía una extensa gama de carrozas confortables y funcionales, en los tiempos en que los primeros motores fueron substituyendo a los caballos.
          Con la invención del motor de combustión interna de cuatro tiempos (Nikolas August Otto, 1876) la época del motor de vapor llego a su fin en los automóviles.

-Evolución de la Carroceria del Automovil y de su Fabricación:

     Los pioneros del automovilismo instalaron los primeros grupos mecánicos sobre carrozas, en correspondencia con el eje trasero, y resolvieron el problema de la conducción substituyendo el timón por órganos rudimentarios de dirección, en general, por barra o por pivote central; éste es el caso, por ejemplo, del vehículo de vapor de Bordino (1854) y de Amédée Bollée (1872), y del automóvil con motor de escape de Gottlieb Daimler (1886) y de Karl Benz (1886).


     Otros constructores de finales del siglo pasado siguieron un camino distinto, preocupándose exclusivamente de la mecánica, montada sobre un bastidor adecuado y dejando el acabado de la guarnición de sus chasis rudimentarios a los carroceros. Éstos, acostumbrados a sus tradiciones seculares, imitaban las carrozas construyendo vehículos a los cuales se añadían paragolpes, portafustas y fundas, y con armazón de madera recubierta de hojas del mismo material contrachapado.
          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.
          Muy raramente, entre los primeros automóviles, la carrocería era cerrada; altos y pesados, faltos de la gracia de las carrozas, ocultaban los ingenios mecánicos con su gran masa. El primer vehículo Benz (1894) de carrocería cerrada, fue precedido por el destacado Renault (1899); pero ambos resultaron demasiado pesados para sus motores monocilíndricos: el de Benz suministraba 3 CV a 400 rpm, y el de Renault con motor De Dion daba 1,75 CV. Es de destacar que el Benz era de contrucción portante, sin bastidor, y con los ejes unidos directamente a la carrocería por medio de ballestas.


       Las carrocerías de aquellos tiempos tenían una habitabilidad reducida a 2 plazas incómodas y no ofrecían ninguna protección contra viento, polvo o lluvia. El paso (batalla) corto y la congénita debilidad de las partes mecánicas obligaban a unas dimensiones muy limitadas; por esto surgieron soluciones extrañas para acoger 4 pasajeros en los estrechos ton-neaux, en los vis-á-vis y en los dos-á-dos en uso en el último decenio del siglo pasado.


          A finales de 1901, casi en 1902, a las plazas del tonneau, el tipo de carrocería mayormente difundido, se accedía por detrás, pasando bajo los arcos de la armazón de la capota, puesto que no había espacio suficiente para las puertas laterales, a causa de que la distancia entre ejes era corta y existía la transmisión por cadena. Un ligero progreso se alcanzó con el acceso lateral al tonneau, qué se obtenía reclinando o girando uno de los asientos delanteros (casi siempre el de la izquierda, ya que los volantes permanecieron a la derecha hasta finales de los años veinte). Hacia 1903 aparecieron los primeros bastidores metálicos, en lugar de los de madera reforzados con elementos de chapa, lo cual permitía no sólo alargar el paso, sino también el curvado de los largueros, rebajando así el pavimento del vehículo, con gran beneficio para su mejor comportamiento, agarre en carretera y estética.


        En las carrozas, las ruedas delanteras eran de diámetro pequeño a causa del eje de dirección; en las curvas debían pasar bajo el piso. Por esto, los automóviles tuvieron, durante bastantes años, ruedas delanteras más pequeñas y sólo en un segundo tiempo las ruedas delanteras y traseras pasaron a ser del mismo diámetro.
         Creadas así las premisas, los vehículos se convirtieron en más cómodos y, cerca de 1904, aparecieron los primeros automóviles cerrados en su parte trasera, con 2 asientos delanteros para conductor y acompañante, descubiertos o lo máximo protegidos por un tejadillo. Los coches durante mucho tiempo estuvieron desprovistos de protecciones delanteras: guardabarros y parabrisas (el parabrisas era considerado un elemento peligroso).
        Hacia 1906, la estructura de madera empezó ya, y cada vez más intensamente, a ser recubierta por paneles de chapa batida a mano y a veces de aluminio, material usado también para la armazón o estructura de las carrocerías. Pero en los vehículos cerrados, la carrocería con paneles de chapa aumentaba los ruidos y las vibraciones causados por la insuficiente rigidez del bastidor.


          En 1908 apareció el torpedo, por obra del carrocero francés Lamplugh: la carrocería presentaba por vez primera una forma en conjunto totalmente coherente. La línea torpedo, que partiendo del radiador continuaba ininterrumpidamente y paralela al suelo hasta el borde extremo de la carrocería, confería al automóvil una línea satisfactoria, siendo rápidamente adoptada también por los vehículos cubiertos. En aquella época éstos no protegían todavía al conductor de la intemperie; sólo después de la primera guerra mundial aparecieron las limousines de 4 puertas, coche cerrado de verdadera conducción interna con división.

      
      La fase industrial se inició en 1908 con el Ford T, vehículo que Henry Ford llamó «el automóvil universal» y que los norteamericanos rebautizaron con el nombre de «Lizzie». Con este coche tomó empuje la producción en serie, si bien todavía se estaba lejos de un montaje rápido y completamente estandarizado. Poco más tarde, se construyeron también en Europa los primeros automóviles en serie. La Panhard & Levassor construía las carrocerías para sus propios vehículos desde 1901, mientras la mayor parte de los constructores producían sólo los bastidores, que los propios clientes debían carrozar después.

       
        La introducción de las carrocerías, obtenidas mediante estampación en frío de chapa sucesivamente soldada y pintada a pistola, dio un notable impulso a la producción de los automóviles y particularmente a
los de conducción interna.
       A pesar de que ya en 1900 H. Jay Haynes había construido un vehículo de vapor con carrocería enteramente metálica, fue por méritos de Edward G. Budd, de la Budd Manufacturing Co. de Filadelfia por lo que John y Horace Dodge pudieron presentar, el 14 de noviembre de 1914, el primer automóvil Dodge con carrocería metálica por completo. Se trataba todavía de un coche descubierto, pero algunos años después todas las empresas norteamericanas ofrecían carrocerías metálicas.

   
         Un hito histórico en la evolución de la carrocería se marcó en 1934 al presentarse comercialmente los primeros vehículos autoportantes, con una carrocería completamente fabricada con chapas de acero, sin ningún elemento de madera. Se trataba del Citroën Traction Avant.

      
         El panel del techo aportó consistencia con el formato del cajeado, 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 autoportante 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.


-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 autoportantes, a lo largo del siglo XX, fueron sustituyendo al chasis independiente. Actualmente sólo se construyen con chasis independiente varios vehículos todoterreno, deportivo utilitarios, 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 monocasco. Desde los años 90 la mayor parte de los automóviles de pasajeros utilizaron la construcción monocasco; sólo los camiones, autobuses, todoterrenos para uso rudo y automóviles grandes siguen usando el chasis independiente, si bien cada vez más ha incorporado la estructura autoportante.

CARROCERIA 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 tecnica apenas su utiliza debido a su alto coste, y se limita a vehiculos de competición y vehiculos de alto rendimiento y pequeña tirada. Aunque con pequeñas variaciones, ya que en la actualidad sobre la estructura tubular se fija una carroceria de fibra que se puede retirar en grandes bloques.


AUTOPORTANTE:
             En la carrocería autoportante 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 autoportante 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 autoportante 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 autoportante 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 monocasco en SUV´s que requieran mayor resistencia a malos tratos. Los inconvenientes eran desajustes entre el chasis parcial y la carrocería, solucionado ahora con puntos de soldadura de nueva generación y adhesivos especiales.


             Actualmente, casi todos los automóviles se construyen con la técnica de monocasco, 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.




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


Monovolúmen, 
           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 carroceria en la que se diferencian una zona para el motor y otra en la que se situan los ocupantes y el equipaje.

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




- Metodos 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 automovil construido y comercializado incorpora tambien una serie de distintivos, placas e inscripciones, grabados en relieve o adaptados  en el nucleo estructural del vehiculo carrozado, bastidor o chasis, definidos según criterios asignados por la normativa internacional en vigor y ubicados en cada modelo de automovil por los correspondientes constructores de vehiculos.
               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 ilicito 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, comunmente 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, Africa, Oceanía, ..., y el segundo signo indica el país del constructor (ver Tabla adjunta de la asignación internacional de estos dos primeros digitos).
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 paises 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 determinados 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 Carroceria Autoportante:

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


Características principales:

- Soporta todos los conjuntos mecánicos y se autosoporta.
- Los elementos atornillados participan en menor medida en la distribución de esfuerzos.
- Las piezas que deben soportar los mayores esfuerzos se contruyen 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 aadicionales de enmascarado del vehículo.


ELEMENTOS EXTERNOS DE LA CARROCERIA DE UN VEHÍCULO:
            Conforman la carrocería exterior. Son perfectamente visibles sin desmontar ningún accesorio o pieza. Se pueden dividir en elemenos con una función primordialmente 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 CARROCERIA 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 (aceleracioness, frenadas, trazado de curvas, etc.)




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