Sistemas de Suspensão a Ar: Visão Geral, Componentes e Benefícios para Veículos Pesados

O que é um sistema de suspensão a ar?

Um sistema de suspensão a ar é composto por uma mola a ar, também conhecida como bolsas plásticas/ar, borracha, e um sistema de linha de ar, todos os quais são acoplados a um compressor de ar, válvulas, solenoides e controladores eletrônicos. A aplicação de um sistema de suspensão a ar inclui caminhões pesados, reboques e ônibus.

Neste artigo, você conhecerá a definição, aplicações, diagrama, componentes, construção, tipos, funcionamento, vantagens e desvantagens do sistema de suspensão a ar. Também aprenderá sobre as peças e características das molas a ar.

Definição de sistema de suspensão a ar

Suspensão a ar é um tipo de suspensão de veículo operada por uma bomba de ar ou compressor que é elétrico ou acionado pelo motor. O ar é bombeado para um fole flexível, comumente composto de borracha reforçada com têxtil. Diferente de uma suspensão hidropneumática, que tem muitos dos mesmos benefícios, a suspensão a ar usa ar comprimido em vez de líquido pressurizado. Os foles são inflados pela pressão do ar, que eleva o chassi para longe do eixo.

O que é uma mola a ar?

Em sistemas de suspensão a ar, molas a ar são usadas. Sistemas de suspensão a ar são instalados e configurados de forma diferente para diferentes marcas e modelos, mas a ideia essencial é a mesma. A mola metálica (helicoidal ou de lâmina) é removida, e uma bolsa de ar, às vezes conhecida como mola a ar, é instalada ou construída para substituí-la. A suspensão pode ser alterada para cima ou para baixo quando a pressão do ar é entregue à bolsa de ar (levantada ou abaixada).

Molas a ar são foles flexíveis que contêm o ar comprimido e são usadas para transportar a carga em automóveis. São comumente compostas de borracha reforçada com têxtil. Os foles são inflados pela pressão do ar, que eleva o chassi para longe do eixo. Quando comprimidas, molas a ar têm flexibilidade ou "elasticidade". Encontram-se em muitos caminhões pesados, reboques e ônibus de hoje.

Características e alguns benefícios da mola a ar

• Quando o veículo não está carregado, são macias, mas à medida que a carga aumenta, a rigidez melhora aumentando a pressão do ar dentro da câmara. Como resultado, quando o veículo está levemente carregado ou completamente carregado, proporciona o melhor conforto de condução.
• Sempre que a carga varia, a pressão do ar é variada para manter a altura do veículo constante.
• Ao absorver choques da estrada, molas a ar melhoram a estabilidade do veículo.
• Sistemas de molas a ar são feitos para aumentar a capacidade de carga, estabilidade e qualidade geral de condução.

Tipos de mola a ar

As seguintes são os vários tipos de molas a ar usadas em sistemas de suspensão a ar:

Mola a Ar Duplamente Convoluta:

O design duplamente convoluto se assemelha a dois pequenos pneus empilhados um sobre o outro. Estas molas a ar têm maior capacidade de carga, curso mais curto e taxa de mola mais progressiva, tornando-as ideais para a maioria das suspensões dianteiras onde a mola fica bem no interior do ponto de carga da suspensão. Como resultado, as necessidades de capacidade de carga são multiplicadas enquanto os requisitos de curso são divididos.

Mola a Ar de Manga Cônica e Manga Rolante (Tapered-Sleeve & Rolling-Sleeve):

Molas a ar com manga cônica ou rolante têm diâmetro menor, curso mais longo e taxa de mola mais linear. Como têm mais necessidades de curso e menos requisitos de capacidade de carga, são mais adequadas para a maioria das aplicações traseiras.

Em suspensões de mola a ar, dispositivos para ajuste de pressão de ar e compressores para comprimir ar são necessários. Pequenos compressores de ar elétricos ou acionados por motor são comumente usados nestes sistemas, que ocasionalmente enchem um tanque receptor de ar a bordo que reserva ar comprimido para uso imediato no futuro. O sistema de suspensão, por outro lado, é mais complicado. Em automóveis atuais, suspensão a ar modulada eletronicamente é usada em conjunto com molas a ar.

Componentes de um sistema de suspensão a ar

Filtro de ar, acumulador de ar, válvula de alívio, mola a ar, válvula de controle de elevação, válvula de retorno e linha de alimentação são os principais componentes de um sistema de suspensão a ar. Abaixo estão as peças comuns do sistema de suspensão a ar moderno.

1. Cada roda tem uma mola a ar de borracha vulcanizada.
2. Um compressor de ar geralmente é encontrado no porta-malas (bagageiro) ou sob o capô de um carro.
3. Um tanque de armazenamento de ar comprimido, capaz de armazenar ar a 150 psi (1000 kPa), pode ser fornecido para "ajoelhamento" rápido. (1 psi = 6,89 kPa)
4. Um bloco de válvulas com uma sequência de solenoides, válvulas e muitos o-rings que direciona ar do tanque de armazenamento para as quatro molas a ar.
5. Um computador ECAS que se comunica com o BeCM, o computador principal do carro, e seleciona onde a pressão do ar deve ser roteada.
6. Um sistema de tubos de ar de 6 mm que distribuem ar por todo o sistema (principalmente do tanque de armazenamento para as molas a ar via bloco de válvulas).
7. Um secador de ar tipo cartucho preenchido com dessecante.
8. Sensores de altura nos quatro cantos do veículo, idealmente baseados em detecção de contato resistivo, para fornecer uma referência de altura absoluta para cada canto.
9. Dunlop Systems and Components Ltd procederam a melhorar os produtos ao ponto onde a Unidade de Controle Eletrônico (ECU) agora pode ser instalada sob o assoalho do veículo. As válvulas de controle são muito menores e mais leves, e fabricam seus próprios compressores.

Diagrama de um sistema de suspensão a ar:

Diagrama ilustrativo do sistema de suspensão a ar.

Construção

A figura acima representa o layout de um sistema de suspensão a ar. As quatro molas a ar, que podem ser do tipo fole ou pistão, são posicionadas no mesmo local das molas helicoidais. Um compressor de ar, acumulador de ar, válvula de alívio, válvula de controle de elevação, válvula de nivelamento e tubulação também estão incluídos.

Tipos de sistema de suspensão a ar

Abaixo estão os vários tipos de sistemas de suspensão a ar.

Suspensão a ar por fole (Bellow air suspension / Spring)

Foles de borracha compõem este tipo de mola. Para funcionamento adequado, os foles são construídos em partes circulares com duas convoluções. Como resultado, a mola helicoidal é substituída por uma suspensão a ar do tipo fole.

Suspensão a ar por pistão (Piston air suspension / Spring)

Nestes tipos de sistemas de suspensão a ar, um recipiente de ar metálico em forma de tambor invertido é usado nesta mola. A estrutura é anexada ao tambor. O braço inferior é acoplado a um pistão deslizante. Um diafragma flexível é usado para criar uma vedação. Em sua circunferência externa, o diafragma é firmemente anexado à borda do tambor, e em seu centro, ao pistão.

Mola a ar de fole alongado (Elongated bellow air spring):

Foles alongados são usados quando este sistema de suspensão é aplicado ao eixo traseiro do veículo. Estes foles são aproximadamente retangulares em design, mas têm extremidades semi-circulares com duas convoluções em geral. Estes cotovelos estão localizados entre o eixo traseiro do veículo e a estrutura. Hastes de raio são utilizadas no eixo traseiro para resistir a torques e empuxos.

Princípio de funcionamento

O funcionamento de um sistema de suspensão a ar é menos complexo e pode ser facilmente entendido. Um sistema de suspensão a ar é composto por uma mola a ar, também conhecida como bolsas plásticas/ar, borracha, e um sistema de linha de ar, todos os quais são acoplados a um compressor de ar, válvulas, solenoides e controladores eletrônicos. O compressor a bordo é uma bomba elétrica que usa várias linhas para fornecer ar às bolsas de ar. Válvulas são cruciais nesta situação porque controlam o fluxo de ar e permitem que o ar acesse várias partes do sistema. Quando o sistema se ajusta para diferentes condições de condução, os solenoides abrem e fecham, inflando e ventilando as bolsas de ar, alterando a quantidade de ar entrando em cada uma.

Os interruptores liga/desliga são controlados pelo módulo de controle eletrônico, que também monitora a pressão e ajusta a altura de condução. São maleáveis e têm alguma flexibilidade. A rigidez do material aumenta quando é comprimido.

Adicionando ar quando rodando totalmente carregado e esvaziando o ar quando rodando leve, molas a ar podem fornecer suspensão personalizável e suporte de carga. Você pode abaixar a altura do seu veículo para que ele fique muito baixo na estrada, mas ainda sobe o suficiente para lidar com irregularidades e áreas ásperas. Molas a ar são o único componente de suporte de carga que pode ser ajustado, permitindo diferentes capacidades de carga e nivelamento, bem como maior conforto de condução.

Assista ao vídeo abaixo para aprender mais sobre o funcionamento de um sistema de suspensão a ar:

Vídeo demonstrativo do funcionamento da suspensão a ar.

Vantagens e desvantagens de um sistema de suspensão a ar

Vantagens:

• Conforto de condução aumentado como resultado de redução de ruído da estrada, aspereza e vibração, o que reduz a fadiga do motorista.
• Vibração reduzida durante condução pesada significa menos desgaste no sistema de suspensão.
• Quando um caminhão com entre-eixos curto está descarregado, a suspensão a ar reduz o salto do veículo em estradas ruins.
• Como a suspensão a ar é melhor adaptada às condições da estrada, velocidades de curva mais altas podem ser alcançadas.
• Suspensões a ar têm uma ampla gama de taxas de mola e capacidades de carga, permitindo personalização instantânea. Em apenas alguns minutos, a adaptabilidade pode obter a carga e altura de condução desejadas.
• Adaptação a diversas situações: ajustar as taxas de mola em combinação com personalização de desempenho dá ao seu veículo potencial de desempenho ilimitado, permitindo ajuste em tempo real e condução amortecida para melhor conforto em estrada esburacada.
• Reboque: Caminhões e veículos pesados podem rebocar cargas mais pesadas mais facilmente com esta técnica. Ao puxar pesos altos, motoristas podem aumentar a rigidez para melhorar o conforto de condução.

Desvantagens:

• Vazamento é uma falha típica em todos os sistemas de suspensão a ar. Quando o sistema não consegue mais conter ar, ficará vazio. Problemas de suspensão a ar são muito difundidos devido a linhas de ar entupidas.
• Custos iniciais: Este é um gasto único associado à compra de um carro. Suspensão a ar está disponível apenas como equipamento padrão em carros de luxo, carros de alta gama e SUVs selecionados.
• Manutenção será mais cara do que com molas e amortecedores normais.
• Devido à complexidade de fiação, conexões e instalações de mangueiras, instalar uma suspensão a ar levará mais tempo. A própria instalação requer o uso de várias ferramentas diferentes. Como resultado, contratar um mecânico qualificado para lidar com isso é a melhor maneira de garantir a segurança e integridade do veículo.
• Se não mantida adequadamente, a suspensão a ar pode custar três vezes mais para consertar do que um sistema de suspensão de lâmina ao longo de dez anos.
• Como o peso do sistema de suspensão a ar é mais pesado que o peso da suspensão de lâmina, a economia de combustível pode ser comprometida.
• A falha de amortecedores ou bolsas de ar pode ser causada por ferrugem ou umidade por dentro.
• A tubulação da suspensão a ar conectando os amortecedores ou bolsas ao sistema de ar falhou.
• Falha de um encaixe de ar devido a danos sofridos durante a instalação ou uso ocasional.

Conclusão

Uma suspensão a ar é um tipo de suspensão de veículo operada por uma bomba de ar ou compressor que é elétrico ou acionado pelo motor. O ar é bombeado para um fole flexível, comumente composto de borracha reforçada com têxtil. É feita de uma mola a ar. Isso é tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, diagrama, componentes, construção, tipos, funcionamento, vantagens e desvantagens de um sistema de suspensão a ar. O significado, características e tipos de molas a ar também são discutidos.