Departamento de Ciencias de la Energía y Mecánica
Carrera de Ingeniería Automotriz
Trabajo de integración curricular, previo a la obtención del título de Ingeniero 
Automotriz
Tema: “Análisis, selección e implementación de los sistemas de suspensión, 
dirección y freno en un vehículo táctico militar para las Fuerzas Armadas”
Autores:                                                                                                  
Sasintuña Chancusig, Andrés Esteban                                                            
Zúñiga Lema, Jorge David
Tutor:                                                                                                               
Msc. Cevallos Carvajal, Alex Santiago
Latacunga, Febrero 2023
“Hay cualidades que conducen
al éxito. Coraje, la capacidad
de soñar y la perseverancia”
Soichiro Honda
Resumen
Problemática
Objetivos
Desarrollo de la propuesta
Análisis de resultados
Conclusiones
Recomendaciones
Contenido
Resumen
• Se adquirió como base del proyecto un vehículo 
Trooper 4x4 (1990) donde se utilizó el bastidor y 
tren motriz original
• A partir de las dimensiones del chasis se realizó un 
análisis previo para la selección de cada uno de los 
sistemas e implementarlos en un vehículo Off-Road 
todoterreno que servirá para patrullaje de las 
Fuerzas Armadas. 
• El sistema de suspensión trasera original fue 
cambiada por un sistema multibrazo
• Al sistema de dirección y frenado se realizó un 
mantenimiento y recambio de piezas desgastadas.
Antecedentes
En Ecuador no 
existen regulaciones 
para los vehículos 
tácticos, así como la 
dificultad de 
importación de los 
mismos.
Falta de control en 
ciertas zonas 
consideradas 
inaccesibles debido a 
la ausencia de 
vehículos tácticos 
Ideas innovadoras  
enfocado a vehículos 
tácticos de uso militar, 
tomando en cuenta 
los avances 
tecnológicos que 
existe actualmente en 
los sistemas de 
suspensión, dirección 
y frenado
Dotar de mejores 
prestaciones en los 
sistemas de 
suspensión, dirección 
y frenado
Usando herramientas 
como el diseño, 
análisis, selección, 
adaptación y 
optimización.
Planteamiento 
del problema
No existe una guía para 
la selección, 
construcción, 
adaptación e 
instalación de sistemas 
aplicado en vehículos 
tácticos de uso militar
Dar un enfoque integrado, 
para analizar la 
funcionalidad y 
operatividad de los 
sistemas para evitar 
riesgos de accidentes, 
costos y tiempos de 
mantenimiento.
Justificación e importancia
Analizar, seleccionar, diseñar, adaptar e implementar los 
sistemas de suspensión, dirección y frenado para un 
vehículo táctico militar que que garantice un óptimo 
desempeño, estabilidad y seguridad a los ocupantes
Contribuir como base para futuros proyectos de 
investigación para el mejoramiento del prototipo en su 
estructura o sus sistemas.
Cumplir estándares de seguridad y fabricación basados en 
el Reglamento Técnico Ecuatoriano RTE INEN 034 el cual 
establece acerca de, “Elementos mínimos de seguridad en 
vehículos automotores”.
Objetivos del proyecto
Objetivo general
• Seleccionar e implementar el sistema de suspensión, dirección y
frenos para un vehículo táctico
Objetivos específicos
• Analizar e implementar un sistema de dirección para el vehículo 
táctico militar
• Analizar e implementar un sistema de suspensión para el vehículo 
táctico militar.
• Analizar e implementar el tipo de sistema de frenos adecuado para el 
vehículo táctico militar.
“El análisis, selección e implementación del sistema de suspensión,
dirección y frenos permitirá obtener un vehículo que cumpla con las
necesidades y seguridades que un vehículo táctico requiere, además es
un transporte idóneo para su homologación en concordancia a lo que
establece la Comisión Nacional de Transporte Terrestre, tránsito y
seguridad vial”
Hipótesis
Desarrollo de la propuesta
Modificaciones, adaptaciones, proceso de construcción y 
armado de los sistemas de suspensión, dirección y frenado del 
vehículo táctico militar.
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
Suspensión Descripción
Delantera
Independiente, de doble horquilla con 
barra de torsión y barra estabilizadora, con 
amortiguadores hidráulicos telescópicos de 
doble acción
Trasera
Muelles semielípticos reforzados con 
amortiguadores telescópicos hidráulicos de 
doble acción.
Datos de suspensión original del Trooper (1990) 4WD
Suspensión trasera original de 
ballestas y amortiguador telescópico
Suspensión trasera 4-Link para el vehículo táctico militar
Boceto en Solidworks de la suspensión 
4-link a instalar junto al bastidor
Distribución de brazos en el 
sistema 4-Link
Sistema más fiables en vehículos off-road, va
a circular fuera de la carretera, un vehículo
todoterreno, no todos los autos llevan este
tipo de suspensión, ya que es un esquema
mucho más complejo de instalar y su coste es
elevado
El punto fuerte de este sistema son los
terrenos accidentados, irregulares o rocosos,
ya que siempre va a permitir que la llanta
siempre esté en contacto con la superficie.
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
Suspensión trasera 4-Link para el vehículo táctico militar
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
Amortiguadores de gas y espirales 
para la suspensión trasera 4-link
Componente Descripción Cantidad
Amortiguador MONROE Gas 
Magnum
20’’ – 25’’ 4
Espirales
500 lb de Toyota Land 
Cruiser VX 4’’
2
Kit de bujes para suspensión 
4-link
Bujes Offroad 14
Componentes nuevos adquiridos para la suspensión 4-link
PROCESO DE INSTALACIÓN DE LA NUEVA SUSPENSIÓN
a) Desmontaje del sistema de suspensión por ballestas
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
b) Fabricación de las nuevas bases para los espirales de la suspensión
a) Base circular inferior de la espiral
b) Proceso de soldadura al eje
c) base superior soldada a un lado del bastidor
d) Espiral dentro de la base inferior y superior
PROCESO DE INSTALACIÓN DE LA NUEVA SUSPENSIÓN
c) Adaptación finalizada de las bases e instalación de los espirales 
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
h1= 45cm h2= 5cm
d) Fabricación e instalación de los soportes que sujetan los cuatro brazos de la suspensión 4-Link
PROCESO DE INSTALACIÓN DE LA NUEVA SUSPENSIÓN
e) Fabricación de los cuatro brazos del sistema multilink
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
f) Instalación de los brazos de suspensión en los soportes del travesaño del bastidor y del eje trasero
Se necesitan cuatro brazos de suspensión,
dos superiores y dos inferiores y que en sus
extremos deben ir instalados un par de
bujes Off-Road.
Sujeción de un brazo inferior del sistema 
de suspensión
PROCESO DE INSTALACIÓN DE LA NUEVA SUSPENSIÓN
g) Instalación de los amortiguadores MONROE Gas Magnum
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
Amortiguador a gas brinda al sistema es
una suspensión mucho más rígida y dura,
dando una sensación más deportiva
1) Brazo superior
2) Brazo inferior
3) Primer amortiguador a gas
4) Espiral de 500 lb
5) Segundo amortiguador a gas
Suspensión trasera 4-Link terminada
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
Suspensión trasera 4-Link terminada
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
Suspensión trasera 4-Link terminada
Sistema de suspensión del vehículo táctico militar
Componente Descripción Cantidad
Freno de 
Servicio
Hidráulicos, con doble circuito 
independiente, con Servofreno simple de 9 
in, ajustable automáticamente, implementa 
una válvula compensadora de freno.
Delantero: 
2 discos ventilados
Trasero: 2 
tambores ajustable
Freno de 
estacionami
ento
Mecánico aplicado a ruedas traseras 1
Sistema de freno del vehículo táctico militar
Datos previos del sistema de Freno 
Trooper
Primera 
Alternativa
Sistema de freno 
hidráulica asistida
Un freno hidráulico ayuda al 
conductor a mejorar el 
frenado, sumado a la 
incorporación de un servofreno 
aumenta la fuerza ejercida. El 
servofreno funciona por medio 
de presión de vacío, existen 
servofrenos para disco, para 
tambor y mixto, el más 
apropiado y más utilizado es el 
mixto.
Segunda 
alternativa
Freno 
neumático.
Es utilizado en transporte 
pesado, trenes y maquinaria 
pesada. Aunque es adaptable 
a vehículos de cualquier 
capacidad, su versatilidad 
hace que sea seguro.
Funciona basado en la 
energía potencial del aire 
comprimido que, mediante sus 
elementos, al momento de 
accionarlo multiplica la fuerza. 
Análisis 
En cuanto a la selección del 
sistema de freno, se decide 
usar el mismo sistema ya que al 
tener discos y tambores ayudan 
a tener un grado alto de 
eficiencia al frenado. En cuanto 
a los discos ayuda a disipar de 
mejor manera el calor ya que 
todos sus elementos están en 
contacto con el exterior lo que 
hace que tengan una mejor 
recuperación térmica en el 
menor tiempo posible, siendo 
indispensable en la parte 
delantera ya que en el eje 
frontal es donde mayor peso 
por eje tenemos y además 
recibe el 80% de la potencia de 
frenado del auto.
Alternativas para el sistema de freno
Elemento Descripción
Disco de Freno Espesor de, sin rayadura, inspección visual en buen estado.
Mordaza En buen estado, sujeciones fijas hacia las pastillas.
Pastilla de freno Desgastadas, proceso de cambio.
Pistón
Cauchos protectores rotos. Procede a cambiarlos.
Tambor
Inspección visual en buen estado. Mediciones sin ovalamiento. Diámetro interior dentro del parámetro del Fabricante.
Resortes Sucios, proceso de limpieza, en buen estado.
Respaldo Inspección visual, en buen estado. Buen acople con el tambor.
Auto ajustador A tope, por desgaste de zapatas.
Zapata Con desgaste, proceso de cambio.
Cilindro de Rueda Sin Cauchos protectores
Elementos del sistema de freno vehículo Trooper.
ELEMENTO
TOLERANCIA 
DEL MANUAL
MEDID
A TOMADA
APTO 
PARA PRUEBA
PASTILLA 
DE FRENO
Ancho (35.4 - 25 mm)
32.1 
mm
Ok
DISCO DE 
FRENO
Ancho(25-24.6mm)
Paralelismo (0.13mm 
máximo)
24.74 
mm
0.1 mm
Ok
Ok
TAMBOR DE 
FRENO
Diámetro interno (211.4 –
210 mm)
210.1 
mm
Ok
ZAPATAS Ancho(39.4-25 mm)
28.1 
mm
Ok 
Diagnóstico por mediciones de los elementos desgastantes del sistema 
de freno
Instalación y adaptación del sistema de freno.
a) Servofreno y Bomba
Para desmontar la bomba se extrajo con todo el servofreno y el depósito del 
líquido de freno, para evitar derramamiento del mismo, ya que posterior a la 
instalación de la nueva carrocería se procederá a realizar las pruebas de 
funcionamiento de la bomba, cambio de sellos y comprobación de vacío del 
servofreno. En cuanto a los tubos hidráulicos se procedió a desconectar ya 
que por ser muy delicados se habrían estropeado al momento de extraer la 
carrocería anterior. 
ANTES DESPUES
• Verificación de estanqueidad y nivel de líquido de freno.
• Verificación de estado de pastillas y disco de freno.
• Verificación de zapatas y tambores de freno.
• Inspección visual por todo el recorrido de las toberas en busca 
de posibles fugas.
• Inspección general de componentes delanteros y traseros de 
freno.
b) Discos y Tambores
Desmontaje de las pastillas de freno.
Desmontaje de zapatas y remachada.
• Datos previos del vehículo Trooper
El vehículo original Trooper tiene una dirección asistida de manera 
hidráulica con tornillo sin fin y tuerca con bolas recirculantes.
Sistemas de dirección del vehículo táctico militar
Elementos del sistema de tornillo sin fin y bolas recirculantes
• La dirección hidráulica compuesta por un cajetín de tornillo sin fin y 
bolas recirculantes se caracteriza por su comodidad y suavidad además del 
poco esfuerzo que se aplica al volante para girar las ruedas de gran 
tamaño. Tradicionalmente se ha utilizado para dirigir vehículos grandes y 
todoterreno. 
• Sin mayor análisis de alternativas y optimizando los recursos a 
disposición, luego de realizar el análisis de esta dirección se decide 
incorporar el mismo sistema hidráulico de tornillo sin fin y bolas 
recirculantes, realizando un diagnóstico previo de su estado.
Análisis para la implementación de la dirección en un Vehículo Táctico 
Militar.
Elemento Descripción Cantidad
Palanca de ataque Acoge el movimiento de la caja de dirección. 1
Barra de mando
Sujeto por un lado a la palanca de ataque y por el otro a los brazos de 
acoplamiento
1
Brazos de sujeción o 
acoplamiento.
Transmiten el movimiento hacia las ruedas 2
Barras de acoplamiento Une las dos ruedas por una barra y abrazaderas. 1
Rótulas
Une de manera flexible el cajetín de la dirección y los brazos de sujeción, ayuda a 
corregir la convergencia de las ruedas.
2
Tirantería de la dirección.
• La caja de dirección deberá ir instalada a la misma altura y posición 
que la original, en relación a su eje de salida y entrada para no alterar 
mayormente la ubicación de los componentes originales.
• La tirantería de la dirección es la misma y no va a ser alterada ningún 
componente lo que facilita la instalación. Para la sujeción de la caja de 
dirección se perforó los guardafangos delanteros del vehículo táctico milita, 
se perforo tres puntos de diámetro 10mm. 
• Así mismo para la columna de la dirección se perforo la carrocería.
a) Adaptación de la caja de dirección hidráulica en el vehículo táctico 
Militar..
• Sujeción al Chasis
Columna de dirección 
adaptada en la carrocería.
Base para sujeción de caja 
de dirección.
Sujeción al Chasis
Sujeción al Chasis
Análisis de Resultados
Análisis del sistema de suspensión
Peso del vehículo táctico militar
Datos de chasis y carrocería
Análisis del sistema de suspensión
Cargas que soporta el vehículo táctico militar
Análisis del sistema de suspensión
Centro de gravedad del vehículo táctico militar
𝑳𝟏 = 𝟏𝟑𝟎𝟒, 𝟑𝟎𝟔𝒎𝒎 → 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑑𝑒 𝑒𝑙 𝑒𝑗𝑒 𝑑𝑒𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑙 𝐶. 𝐺
𝒉 = 𝟔𝟖𝟔,𝟑𝟐𝟏𝒎𝒎 → 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑
𝐿2 = 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑗𝑒𝑠 𝑏𝑎𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎 − 𝐿1
𝐿2 = 2300 𝑚𝑚 − 1304.306 𝑚𝑚
𝑳𝟐 = 𝟗𝟗𝟓.𝟔𝟗𝟒𝒎𝒎
Transferencia longitudinal de carga en pendiente
Análisis del sistema de suspensión
Análisis del sistema de suspensión
Análisis del sistema de suspensión
Análisis: Para una suspensión ideal el número de oscilaciones del muelle trasero del 
sistema de suspensión 4-link debe estar comprendido de 30 a 60 ciclos por minuto, en 
el cálculo realizado se obtuvo 38.76 cpm, lo cual nos indica que se encuentra dentro 
del margen ideal. 
Análisis del sistema de suspensión
Análisis
La finalidad de instalar la suspensión 4-link en el eje trasero, fue la de lograr una suspensión trasera
independiente para el vehículo táctico militar. Originalmente con el sistema de suspensión con ballestas
en el vehículo trooper se tenía una suspensión dependiente, y la mayor desventaja que tenía era que el
movimiento producido en una llanta afectaba directamente a la otra
Análisis del sistema de suspensión
Análisis: Al no existir un kit de instalación de este sistema multibrazo, se hicieron adaptaciones para 
implementar el sistema 4-link, es por eso que el costo de instalación es elevado en comparación con el resto de 
sistemas de suspensión. 
Además, que es un sistema con un esquema y distribución de elementos mucho más compleja por la mayor 
cantidad de espacio que necesita, por lo que no se puede ver instalado en vehículos comerciales o venta de kits a gran 
escala.
Análisis del sistema de dirección
Basado en el informe de alineación.
• El volante y la rueda
Análisis del sistema de dirección
El volante y la rueda
Existe un ángulo de giro denominado β
propiamente del volante y el ángulo de 
viraje α de la rueda. La relación de 
transmisión de movimiento del volante está 
dada como un dato del fabricante del 
vehículo Trooper. Aunque se lo puede 
calcular con la relación:
Longitud recorrida para ruedas 
exteriores
Análisis del sistema de dirección
Longitud recorrida por las 
ruedas interiores 
El radio de giro mínimo 
(R)
• Para el eje trasero 
Análisis del sistema de dirección
Fuerzas Lat rale
Para el eje delantero
Para el eje posterior 
Fuerza necesaria para direccionar 
las ruedas del vehículo (Fr).
Análisis del sistema de dirección
Régimen de Giro
El par de rotación o de giro
Las fuerzas que se aplican son 
inversamente proporcionales a los 
radios de rotación. Sabiendo que el 
esfuerzo del momento del volante es 
igual a la resistencia de la dirección.
Desmultiplicación volante-rueda 
Una vuelta completa el volante y midiendo cuantos ángulos ha girado el 
centro de la rueda en sentido de su línea recta. 
Análisis del sistema de dirección
Análisis del sistema de dirección
La fuerza que actúa en el 
neumático 
Análisis del sistema de dirección
Geometría de la Dirección. Informe de Balanceo
Análisis del sistema de dirección
Geometría de la Dirección. Informe de Balanceo
Análisis del sistema de freno
Distribución de pesos del vehículo táctico militar
Conocido el peso total del vehículo se puede obtener el porcentaje de peso 
que llevan el eje delantero (md) y trasero (mt) teniendo así:
Análisis del sistema de freno
CG desde el eje delantero del vehículo.
CG respecto al eje trasero
Análisis del sistema de freno
Efectos en el frenado del vehículo 
táctico militar.
Transferencia de Peso
Eje delantero durante la 
desaceleración (Pdd)
Eje trasero durante la 
desaceleración (Ptd)
Análisis del sistema de freno
Fuerza de frenado en el eje delantero
Fuerza de frenado en el eje trasero
Fuerza de frenado máxima o total 
(Fmax) 
Par de oposición al movimiento o 
Par de frenado eje delantero
Par de frenado eje posterior
Análisis del sistema de freno
Desaceleración de Frenado
Tiempo de frenado
Distancia de frenado
Distancia hasta el paro.
CONCLUSIONES
❑ Se seleccionó e implementó los sistemas de suspensión, dirección y frenos para un vehículo táctico militar,
a partir de la adquisición de un Isuzu Trooper 4x4 (1990), en el cual el chasis original, sea la base y
comienzo del proyecto. La primera parte fue el diseño y simulación del nuevo vehículo a cargo del primer
grupo de investigación, donde se obtuvieron medidas y datos importantes, como la ubicación del centro de
gravedad, peso total de la estructura tubular, cargas en cada eje, medidas y distancias necesarias para los
cálculos de estos sistemas, para su posterior optimización, adaptación e instalación en el vehículo.
❑ Para el análisis del sistema de dirección, se determinó que el sistema asistido hidráulicamente original, es
el más idóneo para el vehículo táctico militar, ya que no requerirá grandes esfuerzos por parte del
conductor al manejar, brindando comodidad. Fue necesario realizar un mantenimiento preventivo, dando
una limpieza al sistema, comprobación del circuito hidráulico para eliminar rastro de fugas y para finalizar,
se realizó la alineación de las llantas, corrigiendo los ángulos de caída, avance, convergencia y empuje
según los rangos de medidas y parámetros del fabricante original Isuzu Trooper 4x4 (1990).
CONCLUSIONES
❑ Se implementó el sistema de suspensión multibrazo en el eje trasero del vehículo, cambiando en su totalidad el conjunto de
ballestas original, a un sistema de suspensión 4-link, compuesto de dos brazos superiores que conectan el eje superior
trasero con el travesaño del bastidor, dos brazos inferiores que conectan el eje inferior trasero a la base original de las
ballestas. Se adaptaron bases para la instalación de dos muelles de un Toyota Land Cruiser VX 4’’ de 500 lb cada uno, así
como dos amortiguadores Monroe Gas Magnum para cada lado. Para determinar si tenemos de una suspensión ideal el
número de oscilaciones del muelle trasero debe estar comprendido de 30 a 60 ciclos por minuto, en el cálculo realizado se
obtuvo 38.76 cpm, lo cual nos indica que se encuentra dentro del margen ideal.
❑ En cuanto a la selección del sistema de freno se ha seleccionado un freno delantero de disco ya que de acuerdo a las
cargas soportadas al momento de frenar, estas se multiplican a la carga superior en un corto tiempo lo que hace necesario
que sean refrigeradas de manera rápido lo cual favorece la selección del disco de freno delantero, en cuanto a los frenos
posteriores, tomando en cuanto el factor económico al disponer del sistema original del Trooper de tambor y al ser el
vehículo táctico militar, se vio indispensable unos frenos de tambor por la facilidad y la seguridad que brinda un freno de
estacionamiento con un sistema de tambor, así como también que con un tambor, ningún elemento de freno se ve expuesto
a agentes contaminantes como agua, polvo o cualquier otro elemento que puede ingresar y desgastar prematuramente las
zapatas de freno. Así mismo el tambor de freno es un elemento de mayor tiempo de intervalos de mantenimiento.
RECOMENDACIONES
❑Se debe realizar mantenimientos preventivos a los sistemas de suspensión, dirección y frenado de
manera periódica, ya que estos son los encargados de brindar estabilidad al vehículo y seguridad a los
ocupantes. Es por eso que se debe realizar un plan de mantenimiento por kilometraje para cada uno de
estos sistemas, y analizar las piezas que sufrirán mayor desgaste, para poder tener un control exacto del
recambio de piezas y fluidos de los circuitos hidráulicos de la dirección y frenos.
❑Revisar con frecuencia que los terminales de dirección se encuentren en excelente estado, a su vez tener
un control de la alineación de las llantas, para evitar que los ángulos de caída, avance, convergencia y
empuje se encuentren fuera de rango y llegue a desestabilizar el vehículo pudiendo causar accidentes, ya
que al ser un vehículo todoterreno offroad, tienen mayor tendencia a desgastar los componentes de la
dirección mucho más rápido que otros vehículos ya que va a estar sometido a mayores esfuerzos.
❑La suspensión original de ballestas en el eje trasero fue cambiada y se instaló un sistema 4-link, es
posible aumentar un quinto brazo adicional de control, llegando a convertirse en una suspensión 5-link y
mejorar aún más el sistema instalado. El eje delantero se mantuvo con la suspensión original McPherson,
pero para una posible investigación es posible cambiar u optimizar este sistema para mejorar aún más la
estabilidad del vehículo
RECOMENDACIONES
❑En cuanto al sistema de freno al momento de realizar el cambio de zapatas y pastillas de freno, de paso
se debe realizar un chequeo de los discos con el objetivo de verificar que no exista rayaduras en el disco
que puedan desgastar prematuramente los discos de freno, así también verificar la tolerancia del Tambor
ya que, si bien estuvo en el límite de lo aceptable, con el tiempo puede existir desgaste y el tambor no
soportaría más cargas y se fracturaría