Entre a roda e o corpo

Todo veículo tem um sistema de suspensão, ou seja, um sistema mais ou menos complexo que liga a carroçaria ou a estrutura de suporte às rodas e garante uma condução eficiente, confortável e segura. Aqui está um breve compêndio de conhecimento sobre o que caracteriza os sistemas de suspensão mais populares em carros de passeio e como eles funcionam.

Costumavam dizer que o carro é sobre rodas. E isso é verdade no sentido de que as rodas estão em contato direto com o solo. Mas assim como as pernas humanas são apenas parte do membro inferior, as rodas são apenas o elemento final (e ao mesmo tempo o menos complexo) do complexo sistema que sustenta o corpo principal do carro. Esse sistema, comumente conhecido como suspensedeve lidar com muitos requisitos extremos - sobrecargas que surgem durante a aceleração e sob carga e em condições de condução sem carga, deve lidar com os movimentos da carroceria resultantes de movimentos retos e de outras direções, minimizar os inconvenientes causados ​​​​pela condução em estradas irregulares ou mesmo em terrenos difíceis, enfim, garantir o conforto e a segurança do motorista e passageiros do veículo.

Existe um universal que possa satisfazer perfeitamente todos esses requisitos e se mostrar bem em quaisquer condições? Claro que não. As montadoras surgiram com várias soluções comprovadas e comumente usadas, mas cada uma tem suas próprias vantagens e desvantagens, sendo uma espécie de comprometimento funcional.

Eles saltam, lideram e sobrecarregam

Em cada suspensão distinguem-se três nós principais: elementos elásticos; guia e elementos de conexão e elementos de amortecimento.

O principal papel dos elementos da mola é o chamado. massas de veículos não suspensas (rodas, freios, eixos, alguns elementos de suspensão) e manutenção da altura de deslocamento. Esta função pode ser realizada por molas de lâmina, também chamadas de molas planas, espirais (bobinas), barras de torção, molas de borracha ou plástico, sistemas pneumáticos.

Desde o início do século 70 até os XNUMXs, o elemento de mola mais comumente usado em veículos, primeiro puxados por cavalos e depois mecânicos, foram molas, geralmente de forma semi-elíptica. Ainda podemos vê-los hoje, especialmente na suspensão traseira de vans, picapes e SUVs com suspensão dependente. Eles são baratos, descomplicados, capazes de suportar cargas significativas e, além disso, possuem uma propriedade importante - podem ser um sistema de suspensão independente, pois podem transmitir forças nas três direções. Infelizmente, eles fornecem um conforto de condução bastante pobre. Eles são feitos na forma de uma haste plana ou um pacote de hastes planas feitas de aço mola, chamadas de penas, interligadas por um parafuso de fixação e grampos.

Componentes da suspensão traseira do veículo, que são de alguma forma derivados de molas de lâmina, barras de torção. Eles estão na forma de uma longa haste de aço, um tubo ou um feixe de hastes planas. Uma extremidade da barra de torção é presa ao chassi ou carroceria do carro e a outra extremidade é conectada de forma articulada à alavanca de controle. O movimento vertical da roda provoca um deslocamento angular do balancim e torção da haste, que, devido à sua elasticidade, atua na roda do carro como uma mola tradicional.

No entanto, atualmente, os fabricantes de automóveis costumam usar um elemento de mola. molas helicoidaisfabricado enrolando uma haste de aço mola em torno de uma forma cilíndrica, cônica ou barril. Olhando sob o chassi do carro, você deve ver uma mola enorme por roda. As molas têm muitas vantagens: ocupam pouco espaço, têm um design simples e, ao mesmo tempo, têm as melhores propriedades de mola e são altamente versáteis - são ideais para o uso diário, bem como no automobilismo ou off-road.

Um elemento de mola importante na suspensão é estabilizador de inclinação. Na maioria das vezes, tem a forma de uma haste metálica de seção transversal circular, dobrada em forma semelhante à letra U. É presa ao corpo no meio e as extremidades são conectadas aos balancins ou ao suporte usando borracha . mangas ou os chamados elos estabilizadores. Como resultado, a resposta elástica da barra estabilizadora reduz o rolamento da carroceria nas curvas e a oscilação ao passar por solavancos. Um papel semelhante é desempenhado por hastes reativas, que podem ser instaladas transversalmente (as chamadas hastes Panhard) ou longitudinalmente.

A grande maioria das suspensões requer o uso de conectores adicionais capazes de transmitir forças transversais e oblíquas. E agora ele aparece no palco vakhachque é o elemento guia mais utilizado atualmente. Os braços de controle são braços articulados que permitem que as rodas se movam verticalmente e transmitam forças horizontais. Dependendo da localização do eixo de sua rotação, as alavancas de controle podem ser divididas em: longitudinais (puxando ou empurrando), transversais ou oblíquas.

Outro elemento-chave da suspensão são amortecedoresque são um par inextricável com molas helicoidais. Eles são responsáveis ​​por amortecer as vibrações da carroceria em solavancos e por garantir que a roda permaneça em contato constante com a superfície da estrada. Se eles não estivessem lá, o carro balançaria como um berço nas molas e ricochetearia na estrada como uma bola. O sistema de amortecimento afeta indiretamente a operação de sistemas de segurança como ABS e ESP.

Atualmente, os amortecedores telescópicos mais comuns (petróleo e gasóleo), especialmente os telescópicos, integrados com uma mola helicoidal, os chamados. McPherson está. Em muitas das chamadas suspensões semiativas, você pode encontrar amortecedores com um grau de amortecimento ajustável.

A maioria dos elementos de suspensão são conectados usando dobradiças especiais e buchas de borracha, comumente conhecidas como blocos silenciosos.

Dependente, sozinho ou com um feixe

De acordo com a forma como os elementos de suspensão individuais são conectados e o princípio de seu funcionamento, esses sistemas são divididos em três categorias principais: suspensões dependentes, independentes e semidependentes com o chamado feixe de torção.

O primeiro desses tipos é historicamente o mais antigo. Suspensão dependente caracterizado pelo fato de que as rodas do eixo considerado estão rigidamente conectadas umas às outras por meio de montagem em um elemento comum, que pode ser uma viga de eixo não motor ou um eixo motor rígido. Este arranjo significa que quando uma das rodas atinge um solavanco na estrada e muda de posição, automaticamente força a outra roda a se mover.

As desvantagens desse tipo de suspensão, além da interação nem sempre desejável das rodas de um eixo (pior que o manuseio do carro nas curvas, fácil separação das rodas da superfície), são: uma grande massa do elemento de conexão das rodas, principalmente se houver engrenagem no eixo, e a necessidade de encontrar um grande espaço para movimentação vertical um eixo que funcione em conjunto com as rodas - na parte traseira ocupa espaço para bagagem e na frente sobrecarrega o motor, o que, por sua vez, eleva o centro de gravidade do carro.

No entanto, a suspensão dependente também tem vantagens: as massas não suspensas são pequenas e a própria suspensão é estruturalmente simples, durável, capaz de transportar cargas pesadas, por isso são prontamente utilizadas em caminhões, ônibus e veículos todo-o-terreno. Em uma suspensão dependente, muitas vezes você pode encontrar molas de lâmina. Outra solução são as molas helicoidais interagindo com as barras de torção.

No caso de carros de passeio, as suspensões independentes são mais frequentemente usadas no eixo dianteiro e independentes ou com base em uma barra de torção no eixo traseiro. Mas mesmo que tenhamos o mesmo tipo de suspensão nos dois eixos, eles ainda não são idênticos. De onde vem essa diferença? Não é um capricho dos construtores. Só é necessário levar em conta um fator adicional na frente - a necessidade de usar um trapézio de direção, que permitirá que as rodas girem.

W suspensão independente cada roda do carro se move independentemente das outras. Isso requer o uso de mais triângulos e joysticks, mas o sistema não ocupa muito espaço e melhora significativamente o conforto e a tração do carro. As soluções de suspensão independentes mais comuns usadas no eixo dianteiro são o sistema double wishbone, o já mencionado suporte MacPherson ou o sistema multi-link (multi-link).

O primeiro tem a métrica mais antiga. A junta de direção é presa por um pino esférico a duas alavancas transversais transversais: superior e inferior. Os braços de suspensão são fixados à estrutura ou carroceria e têm uma função de suporte - um dos braços de suspensão é sustentado por uma mola e um amortecedor, geralmente na forma de um conjunto de suporte de suspensão. Este tipo de suspensão é muito bom para neutralizar as inclinações laterais do corpo.

No entanto, os mais populares são os alto-falantes MacPherson, em homenagem ao seu inventor, um designer americano. Erlea S. McPhersonque primeiro aplicou sua invenção inteligente ao protótipo Chevrolet Cadet em 1946. Por que essa solução é tão popular? É barato, de design simples, ocupa pouco espaço e é muito eficaz. O elemento principal do suporte McPherson é um amortecedor com uma mola helicoidal sobreposta. As extremidades da haste do pistão do amortecedor e a mola estão no fulcro no arco da roda (vidro).

A montagem superior do amortecedor permite que a coluna gire em torno de seu eixo e, portanto, das rodas. Sua parte inferior é rigidamente presa à junta de direção e à junta de direção - por meio de um rolamento de esferas com uma alavanca transversal transversal. Como resultado, um único sistema executa simultaneamente as funções de mola e absorção de choque e guia as rodas. Os pontos fracos dos MacPherson são: a transferência de parte das vibrações do sistema de direção diretamente para a carroceria, forte atrito no assento da haste devido à rotação em torno de seu eixo e o fato de a roda não ficar perpendicular ao solo em toda a sua extensão. Operação. faixa.

Suspensão multi-link estruturalmente, este é o estágio mais alto de "desenvolvimento" de tais sistemas. Esta é uma combinação bastante complexa de braços traseiros, laterais, inclinados e articulados. Não existe um esquema único de suspensão multilink, cada fabricante desenvolveu suas próprias patentes. "Multi-link" fornece as mudanças mínimas possíveis nos ângulos de convergência e inclinação sob a influência de mudanças na carga do carro e seu movimento. Simplificando, mesmo em curvas rápidas, o carro mantém alta estabilidade e boa tração. Ele combina alto conforto com desempenho de direção esportiva, e é por isso que os vemos com mais frequência em carros premium, especialmente aqueles com mais peso. Os proprietários desses carros também têm um orçamento maior para reparos e manutenção, o que é de grande importância nesse caso, pois a suspensão multilink - devido ao número de elementos e à necessidade de reduzir o peso não suspenso, o que muitas vezes leva a isso de ligas leves - é muito caro. O número de vantagens, no entanto, continua tão grande que os sistemas multi-link estão cada vez mais sendo instalados tanto no eixo dianteiro quanto no traseiro, mesmo em marcas populares.

Vale ressaltar que na categoria de suspensões independentes no eixo traseiro, a variedade é ainda maior do que no caso da suspensão dianteira. Além do referido sistema multi-link, são utilizados sistemas com alavancas inclinadas, longitudinais e transversais transversais. Todos esses elementos - como amortecedores e molas - cada fabricante monta um pouco diferente.

Suspensão semi-independente

No terceiro tipo - suspensão semi-independente – o movimento de uma roda tem efeito mínimo sobre o movimento de outra roda no mesmo eixo. Este grupo inclui, em primeiro lugar, suspensões com barra de torção, constituído por dois braços de arrasto fixados de um lado diretamente ao corpo e do outro lado com a ajuda de uma travessa.

Por que a viga é chamada de viga de torção? Porque está sujeito a deformações causadas pelo trabalho do balancim. Além disso, também atua como estabilizador. Este tipo de suspensão permanece muito simples em design, bastante eficiente, barato de fabricar e reparar, e também leve (pequenas massas não suspensas), ocupa pouco espaço (tronco maior) e tem pouca alteração nos ângulos de cambagem devido às forças laterais.

A viga de torção está em constante uso desde a década de 70, principalmente em carros mini, citadinos e compactos. Os fabricantes franceses e do Extremo Oriente gostam especialmente dele. Devido ao seu design, este tipo de suspensão só pode ser usado em um eixo não motor.

A suspensão da viga de torção também tem várias desvantagens: a interação dos movimentos das rodas entre si, altas tensões de torção e cisalhamento na viga e, como resultado, altas cargas nas soldas, isolamento ruim da vibração do corpo. e ruído devido a superfícies irregulares.

Pneumática, off-road, esportiva

Existe outro tipo de suspensão - insuperável em conforto: suspensão a ar. Independentemente da carga, os parâmetros da mola e, portanto, a distância ao solo permanecem os mesmos. Em alguns casos, a distância ao solo padrão pode ser aumentada, o que é de grande importância para SUVs e SUVs. Além disso, os amortecedores no sistema pneumático geralmente possuem características de amortecimento controladas eletronicamente (gradual ou stepless), o que possibilita, por exemplo, selecionar um modo de conforto para um passeio silencioso e um modo esportivo para um passeio mais dinâmico.

Na suspensão a ar, os elementos de mola tradicionais são substituídos por bolsas de borracha especiais chamadas fole, preenchido com um compressor de nitrogênio ou ar comprimido. Os foles são frequentemente integrados com molas pneumáticas, seus pistões são conectados aos balancins e são conectados às rodas. A válvula equalizadora associada ao movimento do balancim garante uma altura de suspensão constante. Quando a suspensão é carregada e comprimida, o sistema aspira ar adicional e o libera à medida que o sistema de suspensão se expande. Às vezes, a suspensão a ar está disponível apenas no eixo traseiro, por exemplo, em alguns modelos de station wagon, e é chamada de nivomat. As suspensões pneumáticas são muito sensíveis ao uso indevido e à manutenção, e os custos de reparo geralmente são altos.

Divulgação de estado pneumático suspensão adaptativa, em que a distância ao solo real depende da velocidade do movimento - por exemplo, ao acelerar, a distância ao solo diminui para baixar o centro de gravidade. Cereja no bolo embora hidropneumáticapela qual a marca Citroën é famosa. A suspensão hidropneumática francesa foi pioneira em 1954 na suspensão traseira Traction Avant 15 Six H e a desenvolveu no DS tecnologicamente revolucionário e seus sucessores: SM, CX, BX, XM, Xantia, C5 e C6.

Apesar das sucessivas gerações de hidropneumáticos e soluções de marca de outros fabricantes de automóveis, o princípio geral de uma mola de suspensão hidropneumática e amortecedor ainda é semelhante à solução que aprendemos na DS. Não há componentes familiares na suspensão, como amortecedores, molas, molas ou barras de torção. Em vez disso, em cada roda temos um sistema de pressão na forma de uma bola de metal (esfera) meio cheia de gás comprimido e meio fluido hidráulico e separada por um diafragma. A bola está presa a um cilindro de alumínio com um pistão de aço no centro. Os braços de suspensão são conectados a uma haste de pistão, cujo trabalho faz com que o óleo flua para o cilindro, então o líquido pressiona o gás, que o comprime e, portanto, amortece o movimento vertical causado pelos solavancos na roda. Vários tipos de sensores e válvulas controladas eletronicamente desempenham um papel muito importante no correto funcionamento da hidropneumática.

Finalmente, mais algumas palavras sobre as especificidades da suspensão para off-road e automobilismo. Cuidar dele e adaptar-se às tarefas que lhe são atribuídas é uma das tarefas mais importantes para os proprietários de SUVs, bem como carros esportivos e de corrida.

W SUV A suspensão dependente funciona melhor em eixos rígidos com molas helicoidais. A suspensão tradicional em molas de lâmina não é muito inferior a ela. Igualmente importante é como você ajusta as "dobradiças". Em um carro convencional, assim como em SUVs populares, uma suspensão de longo curso muito macia geralmente é considerada uma desvantagem. No campo, o oposto é verdadeiro - uma curvatura bem pensada do eixo, ou seja, a possibilidade de um grande deslocamento da roda em relação ao chassi ou outra roda do mesmo eixo afeta significativamente a coragem do carro.

W carros esportivos as suspensões são reforçadas e o conforto é de importância secundária. Contagem de tração e aderência. A distância ao solo também afeta a qualidade de condução deste veículo. Isso está relacionado ao centro de gravidade do carro. Quanto mais baixo, mais rápido e estável podemos nos revezar. Portanto, em carros esportivos, muitas vezes você pode encontrar suspensões coilover, nas quais o design especial das molas facilita o ajuste da distância ao solo do carro e, nos mais avançados, também a rigidez da suspensão. A largura da pista também é importante - quanto maior a roda, melhor a aderência nas curvas.

Falhas na suspensão podem causar desgaste prematuro dos pneus, articulações da suspensão e direção, rolamentos das rodas e suportes da carroceria, além de aumentar as distâncias de frenagem.

É por isso que vale a pena conhecer como funciona o sistema de suspensão em nosso carro, quais elementos ele é composto e cuidar de seu bom desempenho continuamente. O estado da suspensão ainda é subestimado em nosso país, embora seja um dos principais componentes do carro em constante trabalho, e nossa segurança depende em grande parte disso.