O que é e como funciona a suspensão adaptativa

Uma maneira de melhorar a suspensão de um carro é adaptá-la à natureza da estrada, velocidade ou estilo de direção. É possível implementar isso com o uso de equipamentos eletrônicos e atuadores eletromagnéticos, pneumáticos e hidráulicos de alta velocidade. O mesmo carro, com uma rápida mudança nas características da suspensão, pode adquirir habilidades individuais de um carro esportivo de estrada, SUV ou caminhonete. Ou simplesmente melhore significativamente o conforto dos passageiros.

Fundamentos da adaptação organizada

Para obter a capacidade de se adaptar a influências externas ou comandos do motorista, a suspensão deve adquirir um caráter ativo. Mecanismos passivos sempre reagem inequivocamente a certas influências. Os ativos são capazes de mudar suas características. Para isso, eles contam com uma unidade eletrônica de controle, que é um computador que coleta informações de sensores e outros sistemas do veículo, recebe instruções do motorista e, após o processamento, configura o modo para os atuadores.

Como você sabe, a suspensão consiste em elementos elásticos, dispositivos de amortecimento e uma palheta guia. Teoricamente, é possível controlar todos esses componentes, mas na prática basta alterar as propriedades dos amortecedores (amortecedores). Isso é relativamente fácil de fazer com desempenho aceitável. Embora se a velocidade de reação não seja necessária, por exemplo, o modo de estacionamento, a mudança na folga ou rigidez estática esteja sujeita a ajustes, então é bem possível adaptar a configuração da suspensão para todos os seus componentes.

Para adaptação operacional, será necessário levar em consideração muitos parâmetros de entrada:

• dados sobre irregularidades da superfície da estrada, atuais e futuras;
• velocidade de movimento;
• direção, ou seja, o ângulo de rotação das rodas direcionais e a aceleração angular do carro como um todo;
• posição e velocidade de rotação do volante;
• os requisitos do condutor de acordo com a análise do seu estilo de condução, bem como os introduzidos em modo manual;
• a posição do corpo em relação à estrada, os parâmetros de sua mudança ao longo do tempo;
• sinais de sensores do tipo radar que analisam a condição da cobertura na frente do carro;
• acelerações longitudinais e transversais dos modos de operação do carro, motor e sistema de freios.

O programa de bloco de controle contém algoritmos para responder a todos os sinais de entrada e para acumular informações. Os comandos são normalmente enviados para os amortecedores eletricamente controlados de todas as rodas, individualmente para cada uma, bem como para os acoplamentos ativos das barras estabilizadoras. Ou a dispositivos que os substituem ao trabalhar como parte de suspensões totalmente controladas hidraulicamente, bem como aos produtos de alta tecnologia que trabalham exclusivamente com interação eletromagnética. Neste último caso, a velocidade de resposta é tão alta que o comportamento quase ideal pode ser alcançado a partir da operação da suspensão.

Composição do sistema

O complexo inclui dispositivos que proporcionam trabalho na regulação das propriedades de amortecimento e rigidez dinâmica, além de minimizar a rolagem da carroceria:

• controlador de suspensão com microprocessador, memória e circuitos de E/S;
• mecanismos ativos para aparar o rolo (barras estabilizadoras controladas);
• complexo de sensores;
• amortecedores que permitem o controle eletrônico da rigidez.

Os controles do painel, na maioria das vezes, é um display interativo a bordo, o motorista pode definir um dos modos de operação de acordo com suas preferências. A predominância de conforto, esportividade ou capacidade off-road é permitida, além de personalização mais avançada de funções com memória de modo. A adaptação acumulada pode ser prontamente redefinida para as configurações originais.

Os requisitos para estabilizadores transversais são sempre controversos. Por um lado, seu objetivo é garantir o mínimo de rolagem da carroceria. Mas desta forma a suspensão adquire o caráter de dependência, o que significa que o conforto é reduzido. Ao dirigir em estradas ruins, um recurso mais valioso será ainda mais liberdade de rodas individuais para obter a máxima articulação dos eixos. Somente assim, todas as reservas de curso da suspensão serão totalmente utilizadas para garantir o contato constante dos pneus com o revestimento. Um estabilizador com rigidez constante, que geralmente é uma simples barra de aço mola, trabalhando no princípio de uma barra de torção, não será capaz de servir igualmente bem em todas as condições.

Nas suspensões ativas, o estabilizador é bipartido, com possibilidade de regulagem eletrônica. Diferentes princípios podem ser usados ​​para controlar a rigidez reduzida. Alguns fabricantes usam pré-carga para torcer por um motor elétrico com caixa de engrenagens, outros usam um método hidráulico, instalando cilindros hidráulicos no estabilizador ou sua fixação no corpo. Também é possível imitar completamente a barra estabilizadora com cilindros hidráulicos individuais operando em paralelo com os elementos elásticos.

Amortecedores ajustáveis

Um amortecedor convencional tem a propriedade de alterar sua rigidez dinâmica dependendo da velocidade e aceleração do movimento da haste. Isto é conseguido por um sistema de válvulas de estrangulamento através das quais o fluido de amortecimento flui.

Para o controle operacional de estranguladores de bypass, são possíveis duas maneiras - instalando válvulas eletromagnéticas do tipo carretel ou alterando as propriedades do líquido em um campo magnético. Os fabricantes usam os dois métodos, o segundo com menos frequência, pois exigirá um fluido especial que altera sua viscosidade em um campo magnético.

As principais diferenças operacionais das suspensões adaptativas

As suspensões ativas com a propriedade de adaptação fornecem a capacidade de controlar programaticamente as qualidades do consumidor de um carro em qualquer estrada:

• o corpo sempre mantém uma determinada posição em relação à estrada, cujos desvios são determinados apenas pela velocidade do sistema de adaptação;
• as rodas têm o máximo contato constante possível com o revestimento;
• o nível de aceleração na cabine dos solavancos é muito menor do que com uma suspensão tradicional, o que aumenta o conforto da viagem;
• o carro é melhor controlado e mais estável em altas velocidades;
• os sistemas mais avançados podem antecipar solavancos examinando a estrada à frente das rodas e ajustando os amortecedores antecipadamente.

A desvantagem, como em todos os sistemas complexos, é uma - alta complexidade e os indicadores de confiabilidade e custo associados. Por isso, as suspensões adaptativas são utilizadas no segmento premium ou como equipamento opcional.

Algoritmos de trabalho e um conjunto de equipamentos estão cada vez mais complexos e aprimorados. O principal objetivo dos desenvolvimentos no campo das suspensões adaptativas ativas é alcançar o máximo descanso da carroceria do carro, independentemente do que aconteça com as rodas e suas massas não suspensas associadas. Nesse caso, todas as quatro rodas devem manter contato constante com a estrada, mantendo o carro em uma determinada trajetória.