Dominando o Sistema de Suspensão do Seu Veículo: Protegendo Seu Carro e Melhorando o Conforto

O que é um sistema de suspensão?

O chassi do veículo é conectado às rodas dianteiras e traseiras por molas, amortecedores e eixos. Um sistema de suspensão refere-se a todas as peças que trabalham juntas para proteger as peças de choques. Molas conectam o chassi automotivo aos eixos de forma indireta. É feito para proteger a carroceria do veículo de choques da estrada causados por quique, arfagem, rolagem ou balanço. Estes choques da estrada fazem uma viagem acidentada e colocam tensão adicional na estrutura e carroceria do carro.

Neste artigo, você conhecerá a definição, aplicações, função, componentes, diagrama, tipos e princípios de funcionamento de um sistema de suspensão.

Definição de sistema de suspensão

Um sistema de suspensão é um conjunto de conexões mecânicas, molas e amortecedores que conectam as rodas ao chassi. Tradicionalmente, desempenhou duas funções: gerenciar o manuseio e frenagem do veículo para segurança, e manter os passageiros confortáveis de solavancos, vibrações e outros fatores. É um sistema mecânico de molas ou amortecedores conectando as rodas e eixos ao chassi de um veículo com rodas.

Também auxilia na manutenção da altura e alinhamento adequados do veículo. Também controla a orientação do veículo e deve manter o volante perpendicular ao solo para máxima aderência. A suspensão também ajuda a proteger o carro e seu conteúdo de danos e desgaste. As suspensões dianteira e traseira de um carro podem ser projetadas de forma diferente.

O sistema de suspensão do seu carro é responsável por suavizar a condução e manter o veículo sob controle. Para oferecer estabilidade de direção e bom manuseio, o sistema de suspensão aumenta o atrito entre os pneus e a estrada.

Funções

Um sistema de suspensão em um automóvel serve às seguintes funções:

• Forças de choque são reduzidas ao máximo.
• Mantém a altura de condução adequada do seu carro.
• Mantém o alinhamento adequado das rodas.
• Serve como suporte de peso para o veículo.
• Mantém o contato dos pneus com a estrada.
• Controla a direção de deslocamento do veículo.
• Eliminar a transmissão de choques da estrada para componentes do carro.
• Manter uma aderência sólida na estrada ao dirigir, curvar ou frear.
• Manter a geometria de direção correta.
• Alcançar uma estrutura e altura corporal específicas.
• Resistir a reflexos de torque e frenagem.
• Manter a estabilidade do veículo ao viajar sobre terreno irregular ou curvar, a fim de reduzir a tendência de rolagem, arfagem ou movimento vertical.
• Proteger passageiros de choques da estrada e dar uma condução confortável.
• Reduzir as tensões causadas por choques da estrada no mecanismo do veículo motorizado e oferecer efeito amortecedor.
• Ao viajar sobre terreno acidentado e irregular, manter a carroceria absolutamente nivelada. Os movimentos para cima e para baixo das rodas devem ser proporcionais ao movimento da carroceria.
• Proteger a estrutura do veículo de carregamento de tensão e vibração causados por irregularidades da superfície da estrada, mantendo sua estabilidade.
• Alcançar a altura necessária para a estrutura corporal.
• Manter a relação geométrica correta entre a carroceria e as rodas, a carroceria deve ser apoiada nos eixos.

Componentes de um sistema de suspensão

Sistemas de suspensão têm os seguintes componentes:

Nudo (Knuckle ou Upright):

É o componente do sistema de suspensão que é instalado sobre o cubo da roda e conecta as rodas e a suspensão do veículo através das ligações fornecidas. Um nudo é equipado com pino rei e ângulos de cáster que auxiliam as rodas dianteiras do veículo a virar à direita ou esquerda, dirigindo assim o veículo. O cubo da roda gira em torno da rotação das rodas, e o nudo fornece alojamento para o rolamento central.

Ligações (Linkages):

As conexões rígidas utilizadas em um sistema de suspensão para conectar a estrutura principal do veículo com o nudo das rodas usando fixadores mecânicos são conhecidas como elos. Wishbones ou braço A, eixo sólido ou eixo vivo, e múltiplos elos são os tipos de suspensão que usam ligações.

Amortecedores ou Molas (Shock absorbers ou Springs):

São os componentes mecânicos flexíveis que são colocados entre as ligações (braço wishbone) para absorver o choque causado pela condição da estrada. Eixo sólido, multi-elos) e a estrutura principal é projetada para reduzir o choque da estrada antes que ele atinja a estrutura principal do veículo. Dos vários tipos, mola e amortecedor de choque, mola de lâmina e mola a ar são os tipos comuns.

Componentes de um sistema de suspensão podem ser resumidos da seguinte forma:

• Os choques da superfície da estrada são neutralizados pelo uso de molas.
• Amortecedores, também conhecidos como shock absorbers, são usados para reduzir a oscilação livre das molas e assim aumentar o conforto de condução.
• O propósito de um estabilizador, também conhecido como barra estabilizadora ou barra anti-rolagem, é impedir que o carro balance para o lado.
• Os movimentos longitudinais e laterais das rodas são controlados por um sistema de ligação que mantém os componentes acima.

Tipos do sistema de suspensão

As seguintes são os tipos de sistemas de suspensão:

Sistema de suspensão independente:

Este sistema significa que a suspensão é configurada para que as rodas nos lados esquerdo e direito do veículo possam mover-se para cima e para baixo verticalmente independentemente enquanto viaja sobre uma superfície irregular. Como não há relação mecânica entre os dois cubos do mesmo veículo, uma força exercida em uma roda não tem efeito na outra. É usada nas rodas dianteiras da maioria dos veículos.

Como há menos peso não suspenso, esta forma de suspensão geralmente proporciona qualidade de condução e manuseio superiores. O benefício fundamental da suspensão independente é que ocupa menos espaço, é mais fácil de dirigir, é mais leve, e assim por diante. A suspensão independente é exemplificada por:

Double wishbones (Duplo braço triangular):

É um sistema de suspensão independente que usa dois braços em forma de wishbone para posicionar a roda (chamado A-ARM nos EUA e WISHBONE no Reino Unido). Há dois pontos de montagem no chassi para cada wishbone ou braço, bem como uma junta no nudo. Os movimentos de ângulo das rodas comprimindo e rebatendo podem ser controlados utilizando braços de diferentes comprimentos.

O benefício fundamental das suspensões double wishbone é que permitem fácil modificação de câmber, convergência e outras características. Este estilo de suspensão também permite ganho de câmber negativo aumentado até o curso completo de compressão. No entanto, ocupa mais espaço e é ligeiramente mais complicado que outros sistemas, como a McPherson strut. Também oferece menos opções de design.

McPherson Strut:

Earle S. McPherson, o designer desta forma de suspensão independente, deu-lhe seu nome. A McPherson strut é um avanço da suspensão double-wishbone. A vantagem principal da McPherson é que todas as peças que fornecem suspensão e controle de roda podem ser consolidadas em um único sistema.

Simplifica a instalação de um motor transversal. Devido à sua simplicidade e baixo custo de fabricação, este design é bastante popular. A desvantagem é que isolar contra ruído da estrada é mais difícil. Um suporte de strut mais alto é necessário para isso, que deve ser o mais desacoplado possível. Além disso, requer uma altura de folga maior.

Sistema de Suspensão Dependente

Uma ligação rígida conecta as duas rodas do mesmo eixo na Suspensão Dependente. Uma força operando em uma roda terá efeito na outra. Anormalidades prejudicam a roda conectada para cada movimento de roda produzido por irregularidades da estrada.

É primariamente usado em caminhões grandes. Pode suportar muito mais choques que suspensão independente. Este sistema é exemplificado por:

Eixo Sólido (Solid Axle):

Um tipo dependente de suspensão é um eixo sólido ou eixo de feixe. É mais comumente utilizado em rodas traseiras com duas molas de lâmina suportando e localizando o eixo traseiro. O movimento vertical de uma roda afeta a outra. São fáceis de fabricar e custam muito dinheiro.

Em um solavanco completo, são tão rígidos que não há mudança na largura da pista, convergência ou câmber, resultando em baixo desgaste de pneus. A maior desvantagem é que a massa do feixe está incluída no peso não suspenso do veículo, resultando em má qualidade de condução. Devido ao ângulo de câmber zero, a capacidade de curva também é fraca.

Sistema de Suspensão Semi-independente

Esta forma de suspensão combina os benefícios de uma suspensão dependente e independente. Em suspensão semi-independente, as rodas movem-se relativamente uma à outra da mesma forma que na suspensão independente, mas a posição de uma roda tem efeito na posição da outra. Isso é conseguido pelo uso de peças de suspensão torcidas. Um exemplo semi-independente é:

Viga de Torção (Twist Beam):

Um eixo de viga de torção é outro nome para a suspensão twist-beam. A maioria destes é composta por membros em forma de C ou H. A viga na forma de H conecta os dois braços arrastados e dá rigidez de rolagem à suspensão.

É principalmente utilizada nas rodas traseiras de automóveis. É particularmente vantajosa devido ao seu baixo custo e durabilidade. Tem um design simplista e é bastante leve. Por outro lado, o ângulo de câmber é limitado, e a rigidez de rolagem é difícil de alcançar. É possível que os atributos não sejam apropriados.

Requisitos de um sistema de suspensão

• O desvio deve ser mantido ao mínimo.
• Deve ser o mais leve possível.
• Deve ser de baixa manutenção e baixo custo para operar.
• Deve ter o menor desgaste de pneus possível.
• Deve ter baixo custo inicial.

Diagrama do sistema de suspensão:

Diagrama ilustrativo do sistema de suspensão.

Princípio de Funcionamento

Funcionamento da suspensão independente:

Considere a suspensão de carros de Fórmula, que usa double-wishbone com suspensões de mola helicoidal, como exemplo de como a suspensão independente funciona. Em carros de Fórmula, suspensões independentes double-wishbone são empregadas, que permitem que todos os quatro pneus do carro se movam independentemente uns dos outros, sem movimento relativo.

Suponha que o solavanco esteja no lado esquerdo do veículo, e o pneu dianteiro esquerdo entre em contato com ele ao mesmo tempo. Quando o pneu esquerdo do carro de Fórmula encontra um solavanco na estrada, o pneu dianteiro esquerdo levanta para cima; no entanto, como não há conexão entre as rodas direita e esquerda ou dianteira e traseira, este movimento para cima é limitado à roda dianteira esquerda.

A mola e amortecedores do tipo compressão empregados entre o nudo da roda e a estrutura principal absorvem o choque causado por este solavanco na estrada, seja diretamente ou através de hastes de empurrar que transportam o choque do nudo ao amortecedor. A tração da roda do carro de Fórmula com a estrada é mantida pela rigidez das molas e amortecedores empregados na suspensão independente double-wishbone.

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

Vídeo demonstrativo do funcionamento da suspensão independente.

Funcionamento da suspensão não-independente ou dependente:

Para entender como um tipo dependente de sistema de suspensão funciona, considere um sistema de suspensão de caminhão na Índia, como eixo sólido ou eixo vivo com molas de lâmina. Em caminhões, um tipo dependente de suspensão é usado, no qual ambos os pares traseiro e dianteiro de rodas são anexados a um eixo sólido, causando um pequeno levantamento no outro quando uma roda move-se para cima.

A seguir está a configuração para este tipo de suspensão:

Tanto as rodas dianteiras quanto traseiras são anexadas ao eixo vivo sólido, que suporta o chassi do caminhão. Um arranjo de mola de lâmina é empregado para amortecer o choque entre o eixo sólido e a estrutura.

Suponha que o solavanco esteja no pneu esquerdo do caminhão, e o solavanco da estrada está tentando levantar a roda esquerda do caminhão. Quando esta roda levanta devido a um solavanco na estrada, o eixo sólido anexado a ela também levanta, e a força gerada pela roda como resultado de seu movimento para cima é transferida para a roda direita correspondente (já que ambas estão rigidamente conectadas ao eixo vivo), que tenta levantá-la ligeiramente.

As molas de lâmina utilizadas entre o eixo e a estrutura principal aliviam o choque causado pelo solavanco na estrada. Quando o caminhão encontra um choque na estrada, as molas de lâmina pré-esforçadas tentam reverter à sua forma anterior, ou seja, endireitar, o que absorve o choque da estrada.

Assista ao vídeo abaixo para aprender como o sistema de suspensão funciona:

Vídeo demonstrativo do funcionamento do sistema de suspensão.

Conclusão

Não há dúvida de que sistemas de suspensão são ótimos componentes em veículos automotivos. São um conjunto de conexões mecânicas, molas e amortecedores que conectam as rodas ao chassi. Seu propósito convencional ajuda a gerenciar o manuseio e frenagem do veículo para segurança e manter os passageiros confortáveis de solavancos, vibrações e outros fatores. Isso é tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, funções, componentes, diagrama, tipos e princípio de funcionamento de um sistema de suspensão automotivo estão sendo discutidos.