Quando as pessoas pensam em desempenho de automóvel, elas normalmente pensam em cavalos de potência, torque e aceleração de zero a-60. Mas toda a potência gerada por um motor a pistão é inútil se o motorista não consegue controlar o carro. É por isso que os engenheiros de automóveis voltaram sua atenção para o sistema de suspensão quase assim que dominaram o motor de combustão interna de quatro tempos.
O trabalho da suspensão de um carro é maximizar o atrito entre os pneus e a superfície da estrada, fornecer estabilidade de direção com boa dirigibilidade e garantir o conforto dos passageiros. Neste artigo, exploraremos como as suspensões de carros funcionam, como elas evoluíram ao longo dos anos e para onde o design das suspensões está indo no futuro.
Se uma estrada fosse perfeitamente plana, sem irregularidades, suspensões não seriam necessárias. Mas estradas estão longe de ser planas. Mesmo rodovias recém-pavimentadas têm imperfeições sutis que podem interagir com as rodas de um carro. São essas imperfeições que aplicam forças às rodas. De acordo com as Leis do Movimento de Newton, todas as forças têmmagnitudeedireção. Um solavanco na estrada faz com que a roda se mova para cima e para baixo perpendicularmente à superfície da estrada. A magnitude, é claro, depende se a roda está batendo em um solavanco gigante ou em uma pequena partícula. De qualquer forma, a roda do carro experimenta umaaceleração verticalà medida que passa por uma imperfeição.
A suspensão do seu carro maximiza o atrito entre os pneus e a estrada e proporciona estabilidade à direção.
Sem uma estrutura interveniente, toda a energia vertical da roda é transferida para o quadro, que se move na mesma direção. Em tal situação, os pneus podem perder completamente o contato com a estrada. Então, sob a força descendente da gravidade, os pneus podem bater de volta na superfície da estrada. O que você precisa é de um sistema que absorva a energia da roda acelerada verticalmente, permitindo que o quadro e a carroceria andem sem perturbações enquanto os pneus seguem os solavancos na estrada.
O estudo das forças que atuam sobre um carro em movimento é chamadodinâmica do veículo, e você precisa entender alguns desses conceitos para apreciar por que uma suspensão é necessária em primeiro lugar. A maioria dos engenheiros de automóveis considera a dinâmica de um carro em movimento de duas perspectivas:
Andar de: a capacidade de um carro de suavizar uma estrada esburacada
Manuseio: a capacidade de um carro de acelerar, frear e fazer curvas com segurança
Essas duas características podem ser descritas em três princípios importantes:isolamento de estrada, segurando na estradaecurvas. A tabela abaixo descreve esses princípios e como os engenheiros tentam resolver os desafios específicos de cada um.
A suspensão de um carro, com seus vários componentes, fornece todas as soluções descritas.
Vamos dar uma olhada nas partes de uma suspensão típica, partindo do quadro geral do chassi até os componentes individuais que compõem a suspensão propriamente dita.
Conteúdo
Peças de suspensão de carro
Amortecedores: Amortecedores de Choque
Amortecedores: Suportes e Barras Estabilizadoras
Tipos de suspensão: Dianteira
Tipos de suspensão: Traseira
Suspensões especializadas: o Baja Bug
Suspensões especializadas: pilotos de Fórmula 1
Suspensões especializadas: Hot Rods
Peças de suspensão de carro
A suspensão de um carro é, na verdade, parte do chassi, que compreende todos os sistemas importantes localizados abaixo da carroceria do carro. Esses sistemas incluem:
Oquadro: componente estrutural de suporte de carga que suporta o motor e a carroceria do carro, que por sua vez são suportados pela suspensão
Osistema de suspensão: configuração que suporta peso, absorve e amortece choques e ajuda a manter o contato do pneu
Osistema de direção: mecanismo que permite ao condutor guiar e direcionar o veículo
Opneus e rodas: componentes que tornam o movimento do veículo possível por meio da aderência e/ou atrito com a estrada
Então a suspensão é apenas um dos principais sistemas em qualquer veículo.
Com essa visão geral em mente, é hora de analisar os três componentes fundamentais de qualquer suspensão: molas, amortecedores e barras estabilizadoras.
Os sistemas de molas atuais são baseados em um dos quatro projetos básicos:
Molas helicoidaissão o tipo mais comum de mola e são, em essência, uma barra de torção resistente enrolada em torno de um eixo. As molas helicoidais comprimem e expandem para absorver o movimento das rodas.
Molas de lâminasconsistem em várias camadas de metal (chamadas de "folhas") unidas para atuar como uma única unidade. Molas de lâmina foram usadas pela primeira vez em carruagens puxadas por cavalos e foram encontradas na maioria dos automóveis americanos até 1985. Elas ainda são usadas hoje na maioria dos caminhões e veículos pesados.
Barras de torçãousam as propriedades de torção de uma barra de aço para fornecer desempenho semelhante ao de uma mola helicoidal. É assim que funcionam: uma extremidade de uma barra é ancorada à estrutura do veículo. A outra extremidade é presa a um braço oscilante, que atua como uma alavanca que se move perpendicularmente à barra de torção. Quando a roda atinge um solavanco, o movimento vertical é transferido para o braço oscilante e, então, por meio da ação de alavanca, para a barra de torção. A barra de torção então gira ao longo de seu eixo para fornecer a força da mola. As montadoras europeias usaram esse sistema extensivamente, assim como a Packard e a Chrysler nos Estados Unidos, durante as décadas de 1950 e 1960.
Molas de arconsistem em uma câmara cilíndrica de ar posicionada entre a roda e a carroceria do carro, e usam as qualidades compressivas do ar para absorver as vibrações da roda. A tecnologia é usada em muitos veículos de luxo hoje, mas o conceito tem mais de um século e pode ser encontrado em charretes puxadas por cavalos. As molas de ar dessa época eram feitas de diafragmas de couro cheios de ar, muito parecidos com um fole; elas foram substituídas por molas de ar de borracha moldada na década de 1930.
Com base na localização das molas no carro - ou seja, entre as rodas e o chassi - os engenheiros geralmente acham conveniente falar sobremassa suspensae omassa não suspensa.
Omassa suspensaé a massa do veículo apoiada nas molas, enquanto amassa não suspensaé vagamente definida como a massa entre a estrada e as molas de suspensão. A rigidez das molas afeta como a massa suspensa responde enquanto o carro está sendo dirigido. Carros com molas soltas, como carros de luxo (pense no Mercedes-Benz Classe C), podem engolir solavancos e proporcionar um passeio super suave; no entanto, esse carro é propenso a mergulhar e agachar durante a frenagem e aceleração e tende a experimentar oscilação da carroceria ou rolar durante as curvas. Carros com molas apertadas, como carros esportivos (pense no Mazda Miata MX-5), são menos tolerantes em estradas esburacadas, mas minimizam bem o movimento da carroceria, o que significa que podem ser dirigidos agressivamente, mesmo em curvas.
Então, enquanto molas por si só parecem dispositivos simples, projetá-las e implementá-las em um carro para equilibrar o conforto do passageiro com o manuseio é uma tarefa complexa. E para tornar as coisas mais complexas, molas sozinhas não podem fornecer um passeio perfeitamente suave. Por quê? Porque molas são ótimas em absorver energia, mas não tão boas emdissipandoisto. Outras estruturas, conhecidas comoamortecedores, são obrigados a fazer isso.
