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Sérgio Alves Suspensão Automotiva

Suspensão Automotiva

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suspensão automotiva

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Sérgio Alves

Suspensão Automotiva

Definição

O conjunto de peças que adéqua a transmissão de energia da excitação de base e a capacidade de aderência do veículo ao solo.

Definiçãoconstituída basicamente por um

conjunto de mola e amortecedor.pode permitir ou rejeitar faixas de

freqüências do espectro da excitação do solo.

No eixo dianteiro quase todos os veículos usam suspensão independente.

Históricoeixos eram fixados diretamente à

estrutura do veículo.A introdução de molas, permitiu que o

movimento das rodas fosse independente, melhorando o conforto ao dirigir.

movimentos de extensão e compressão fazendo o veículo oscilar e comprometendo a estabilidade e tornando dirigir algo difícil e perigoso

Histórico

O primeiro tipo produzido foi o amortecedor de fricção que controlava o movimento da mola com a ação mecânica de um cinto.

amortecedores baseados em princípios hidráulicos que controlavam as molas somente no movimento de extensão.

Nesse processo evolutivo foi criado o amortecedor tubular de ação direta que é utilizado até hoje

HistóricoAmortecedor de CintaConstituído por uma polia envolta por uma cinta, ligada à parte central do feixe de molas; exercia ação somente na fase de distensão.

Amortecedor de FricçãoFreia nos dois sentidos as oscilações do feixe de molas, graças ao atrito provocado por dois ou mais discos comprimidos por uma mola bastante forte.

HistóricoAmortecedor Hidráulico com AlavancaÉ um corpo cilíndrico cheio de óleo, onde um êmbolo desliza acionado por um balancim em cujo eixo de rotação está montado o braço de comando ligado ao feixe de molas.

Amortecedor Hidráulico com êmbolo rotativo (Houdaille)Consiste em um pistão com dois lobos que gira num grande corpo cilíndrico cheio de óleo; o movimento do feixe faz rodar o pistão através de um braço e uma biela.

HistóricoAmortecedor Hidráulico (Tipo Lancia)É um amortecedor hidráulico incorporado à suspensão dianteira, com corpo cilíndrico fixo, por dentro do qual desliza um êmbolo ligado à parte móvel da suspensão.

Amortecedor (Sistema Citroën)Não têm a forma própria do cilindro telescópico. Na suspensão, já circula o líquido cujo movimento é impedido pelas pequenas válvulas calibradas que funcionam como amortecedores.

Histórico

Amortecedor (Sistema Hydrolastic)Funcionam como no sistema Citroën (acima)

Introdução à SuspensãoOs principais componentes do

sistema de suspensão são:Molas; Amortecedores; Barras estabilizadoras; Pinos esféricos (pivôs); Bandejas de suspensão.

Introdução à SuspensãoO papel da mola é absorver de

uma forma suave e confortável as irregularidades do piso responsável.

Introdução à SuspensãoO amortecedor é o componente

mecânico da suspensão que permite parar as oscilações provocadas pelas molas da suspensão.

Introdução à SuspensãoA barra estabilizadora, ou simplesmente

estabilizador, consiste em uma ligação entre as suspensões das duas rodas de um mesmo eixo, com o fim de estabelecer um vínculo entre seus movimentos.

Introdução à Suspensão

Os pinos esféricos ou pivôs da suspensão são pinos articulados que prendem o cubo da roda à suspensão.

Eles recebem grandes cargas e esforços durante a aceleração, frenagem e curvas, e, em alguns casos, também suportam o peso do veículo.

Introdução à SuspensãoBandejas são responsáveis pela

ligação entre a carroceria e o cubo da roda, estão entre os principais componentes da suspensão.

Introdução à SuspensãoMolas e amortecedores trabalham

em conjunto. A mola absorve os impactos

sofridos pelas rodas e os amortecedores seguram a sua distensão brusca, evitando oscilações no veículo.

 

Introdução à SuspensãoNos veículos suspensos, temos

massa suspensa e massa não-suspensa;

desconsiderando as partes do amortecedor, a massa não-suspensa é composta das rodas, pneus e metade da mola.

Todo o resto é peso suspenso

Introdução à Suspensãoo trabalho da suspensão é o de

manter o centro de gravidade da massa suspensa movendo-se em linha reta enquanto as partes não-suspensas movem-se para cima e para baixo, mantendo contato com a superfície e, assim, mantendo tração.

Introdução à SuspensãoHá três forças distintas envolvidas

na ação da suspensão: a da mola, a do "amortecimento" e o atrito ou fricção.

Introdução à SuspensãoA primeira força é a das molas:

ela depende somente da posição da mola em relação ao curso total da suspensão.

não é afetada pela velocidade com que a suspensão se comprime ou se estende.

Introdução à Suspensãoa força de amortecimento entra em

ação quando fluidos são forçados através de algum tipo de restrição

o atrito ou fricção depende da força perpendicular nas superfícies em questão, incluindo (ou não) lubrificantes envolvidos.

"atrito dinâmico“ e "atrito estático".

Introdução à Suspensãopré-carga, corresponde à

diferença de comprimento da mola instalada em relação a seu comprimento original.

Alguns Modelos de SuspensãoSuspensão rígida, também

chamado de ponte ou eixo rígido, as rodas estão ligadas diretamente por meio de um eixo.

Se uma das rodas se deslocar devido a um desnivelamento, a roda oposta também irá se deslocar.

Alguns Modelos de Suspensão

Suspensão independente é aquela que cada um dos lados estão ligados às rodas de forma independente, ou seja, se uma roda passar por um desnivelamento, somente ela será deslocada, não modificando o posicionamento da roda oposta

Tipos de SuspensãoEixo rígido

O tipo mais simples e antigo de suspensão é um eixo ligando as rodas e fixado ao chassi, com interposição de uma mola transversal ou duas longitudinais.

Tipos de Suspensãovantagens: baixo custo, robustez, ausência de

manutenção e, quando aplicado à traseira, a propriedade de manter as rodas sempre verticais em curvas.

maior inconveniente: a total dependência entre as rodas do mesmo eixo faz com que toda oscilação sofrida por um lado chegue ao outro, o que perturba o comportamento.

eixo rígido contribui para o temido shimmy;Esse tipo de eixo também resulta em grande

peso não-suspenso, o oposto do que se busca para o conforto de rodagem e a estabilidade.

Tipos de SuspensãoDe Dion

É um eixo rígido motriz, mas com o diferencial fixado ao chassi e não ao eixo, solução bem superior ao eixo tradicional pela questão de massa não-suspensa — e mais ainda em relação ao semi-eixo oscilante.

O movimento do diferencial chega às rodas por semi-árvores.

Tipos de SuspensãoMcPherson

Trata-se de um sistema simples e eficiente de suspensão independente.

Sua disposição típica consiste em uma coluna telescópica com mola helicoidal e amortecedor concêntricos (isto é, a mola está "enrolada" em torno do amortecedor), fixa na parte superior por um mancal, e um braço transversal na parte inferior

Tipos de Suspensão

Tipos de SuspensãoAlém da vantagem inerente à

independência entre as rodas, a suspensão McPherson é de simples construção.

Ocupa menos espaço que, por exemplo, a de braços sobrepostos e contribui para reduzir o peso do veículo.

Tipos de SuspensãoEixo de torção

Além de o meio elástico ser uma barra de torção, o próprio eixo — primeiro tubular e logo depois de seção cruciforme — podia se torcer e, com isso, proporcionar alguma independência entre as rodas traseiras.

o eixo de torção costuma ter a forma de um "H", visto de cima, em que os traços verticais da letra correspondem aos braços

Tipos de SuspensãoBraços sobrepostos

Consiste em dois braços de comprimentos desiguais (o inferior mais longo), triangulares ou não, montados em planos sobrepostos — daí o nome. Esses braços no Brasil são conhecidos por bandejas. O superior geralmente é um pouco inclinado para o centro do veículo, parte do processo de compensar a rolagem nas curvas, mantendo a roda externa na vertical.A mola helicoidal e o amortecedor, concêntricos, são em geral instalados entre o braço inferior e um apoio mais acima, passando através do braço superior.

Tipos de SuspensãoBraço arrastado e semi-arrastado

trata-se de um braço longitudinal, triangular ou não, em que a parte dianteira está fixada ao chassi e a traseira é móvel, subindo e descendo junto da roda. braço semi-arrastado segue o mesmo conceito do arrastado, mas tem o braço montado em ângulo com o eixo transversal do veículo, para anular parte da influência da rolagem sobre a cambagem.

Tipos de SuspensãoO problema é a total ausência de

compensação da rolagem, em que a cambagem das rodas acompanha a inclinação da carroceria.

Soma-se a isso a variação do cáster, que fica por momentos desigual entre uma roda e a outra, o que gera o já explicado shimmy.

Geometria de SuspensãoSuspensão dianteira do automóvel

não é um sistema rígido;A suspensão de um veículo tem

como objetivo absorver irregularidades do terreno, proporcionando conforto ao motorista e aos passageiros.

Geometria de SuspensãoComo essa fixação é toda feita

através de parafusos ajustáveis, a geometria nada mais é do que uma regulagem desses pontos de fixação, para que as quatro rodas fiquem perfeitamente centralizadas formando um retângulo.

Geometria de SuspensãoTodas as medidas são feitas com

graus e milímetros, onde são verificados a distância entre-eixos, o cáster e o câmber.

Suspensões não-originais, ou seja, as rebaixadas, a ar e com molas tipo rosca dificilmente atingem os parâmetros especificados.

Geometria de SuspensãoQuando falamos em Geometria de

Suspensão não nos referimos apenas ao alinhamento, e sim a todos os componentes da suspensão de um veículo.

Alinhamento: maior dirigibilidade, otimizando o grau de esterção da direção.

Geometria de Suspensão

A Geometria de Suspensão além do alinhamento compõe-se de ajustes determinantes para o bom desempenho quanto ao conforto, dirigibilidade, segurança, prolongando a vida útil dos pneus, evitando desgastes irregulares na banda de rodagem.

Geometria de SuspensãoO tipo de terreno, que pode ser

asfalto, terra ou um circuito misto (Rally), definirá a geometria da suspensão do veículo.

Geometria de SuspensãoPara mantermos este bom desempenho é

necessário averiguarmos outros graus de especificações determinados pelo fabricante conforme abaixo: Alinhamento Convergência Divergência Caster Camber / Cambagem KPI ou SAI Ângulo Incluso (SAI + Camber) Set Back (diferença do axial dos eixos) Raio de Gir Paralelismo Total

Alinhamento de Direção

O alinhamento é especificado pelo fabricante do veículos a fim de oferecer uma maior eficiência de rolamento, melhor dirigibilidade e otimização do grau de esterção.

Alinhamento de DireçãoAlinhamento total é o serviço mais

completo, a convergência individual traseira é medida e ajustada conforme as especificações do fabricante.

Este ajuste faz coincidir a linha direcional das rodas traseiras com a linha geométrica central direcional.

Neste caso as quatro rodas ficarão paralelas entre si e o volante centrado, teremos então o paralelismo total do veículo.

ConvergênciaConvergência é o ajuste das rodas

direcionadas, de modo que fiquem mais fechadas na extremidade dianteira do que na traseira.

DivergênciaDivergência é a condição oposta à

convergência. Neste caso, as rodas estão mais abertas na extremidade dianteira do que na traseira.

Convergência/DivergênciaA amplitude de convergência ou

divergência pode ser expressa das seguintes formas:Medida Angular (em graus) relacionada à linha geométrica central do veículo

Medida Linear (em milímetros) usando como referência a borda da roda

Convergência/Divergência

Convergência/DivergênciaO objetivo é fazer com que as rodas se

mantenham paralelas com a trajetória, quando o veículo está em movimento, evitando assim uma fricção lateral dos pneus com o solo, minimizando o desgaste dos mesmos.

O desgaste gerado por um desajuste de convergência ou divergência de 3mm, equivale a um arraste lateral de 2 metros por cada quilômetro percorrido. Variações na altura da suspensão podem afetar as medidas de convergência ou divergência.

Divergência nas Curvas

Para fazer uma curva, a roda interna (com relação a traseira ) deverá esterçar mais do que a externa, a fim de produzir a necessária divergência para efetuar esta curva com segurança;

Após efetuar a curva, esta situação de divergência deve cessar, retornando ao paralelismo especificado.

CasterÉ o ângulo de inclinação para frente

(negativo) ou para trás (positivo) do pino mestre ou braço de suporte do eixo na parte superior, com relação a um plano vertical.

O caster é responsável pela estabilidade direcional do veículo.

Pouco ou nenhum caster ocasionará um bamboleio na roda, resultando em desgaste acentuado em pontos localizados da banda de rodagem de um pneu.

CasterO caster desigual faz com que a roda puxe

para um lado, provocando um desgaste irregular da banda de rodagem do pneu.

O caster excessivo originará um desgaste total e prematuro da banda de rodagem do pneuPositivo - quando a inclinação do eixo de giro é para a frente

Negativo – quando a inclinação do eixo de giro é para traz

Zero – quando o eixo de giro está na vertical

CasterOs efeitos de um caster fora das especificações são

os seguintes:Quando insuficiente

Reduz a estabilidade direcional em alta velocidade

Reduz o esforço direcional requerido em baixa velocidade

Quando excessivoAumenta a estabilidade direcional em alta

velocidadeAumenta o esforço direcional requerido em baixa

velocidadePode causar vibrações laterais em alta velocidade

Diferente lado a ladoPode causar tendências no veículo de “puxar” para um dos lados e pode causar problemas em frenagens violentas

A máxima diferença permissível lado a lado é de ½ grau

CamberO camber é determinado pela inclinação da

parte superior da roda, para dentro ou para fora do veículo, em relação a um plano vertical.

A cambagem pode ser positiva ou negativa. A cambagem excessiva provoca um

desgaste mais acentuado no ombro do pneu. Se o camber for positivo, o desgaste será

no ombro externo; se for negativo, o desgaste será no ombro

interno do pneu.

Camber

A função do camber é distribuir o peso do veículo sobre a banda de rodagem dos pneus de maneira uniforme, evitando desgaste irregular dos mesmos.

Desgaste excessivo nos “ombros” dos pneus são geralmente atribuídos a regulagens incorretas de camber.

KPI/SAIÉ o ângulo formado pela linha que

atravessa o eixo de giro e a vertical natural, visto a roda de frente.

O KPI/SAI é um ângulo que não se mede diretamente, mas sim com um giro pré estabe- lecido das rodas dianteiras.

Obtem-se mais precisão se o giro for simétrico com relação a linha direcional do eixo traseiro.

KPI/SAIO KPI/SAI contribui com a estabilidade

da direção, pois impõe às rodas uma tendência de manter uma trajetória reta e diminui os efeitos dos obstáculos no volante.

O ângulo KPI/SAI permite que se use ângulos de caster menos positivos para facilitar a dirigibilidade do veículo sem alterar a estabilidade direcional.

Ângulo inclusoÉ a soma dos ângulos KPI/SAI e

camber. É formado pelo eixo de giro e o eixo geométrico da roda.

A diferença máxima permissível de ângulo incluso de uma roda em relação a outra é de 1,5 graus.

Quando se altera o ângulo de camber, o ângulo incluso também é alterado

Set BackDiferença coaxial dos eixos.

Representa o “atraso” de uma das rodas dianteiras, ou seja, a distância que uma roda está “atrasada” em relação a outra.

Set BackO ângulo de set back é formado

entre a linha geométrica central e a perpendicular da linha do eixo dianteiro (medido em graus).

Considera-se o set back positivo, quando a roda esquerda está em frente da direita, e negativo quando a roda direita está em frente da esquerda.

Set Back

Ângulos de set back superiores a +/- ¾ graus podem fazer com que o veículo puxe para o lado da roda atrasada, bem como gerar instabilidade durante as frenagens.

Raio de giroO raio de giro é a distância entre o

ponto de contato do pneu com o solo e a projeção do eixo direcional.

Paralelismo totalParalelismo total significa que as

quatro rodas estão entre si, estas por sua vez, parale- las à linha central do veículo e o volante centrado. Esta situação é considerada ideal para a condução de um veículo.

Se não fizer a geometria de suspensão quais danos podem ser causados?

Os danos que podem ser causados se a suspensão não estiver alinhada conforme os graus estabelecidos são os seguintes: os componentes da suspensão não têm a

durabilidade ideal, o consumo de combustível terá um

aumento significativo, o desgaste dos pneus será irregular, a rodagem será desconfortável, a estabilidade e segurança nas retas como

em curvas serão reduzidas.

Se não fizer a geometria de suspensão quais danos podem ser causados?A desregulagem da geometria do

veículo é uma das principais causas do desgaste prematuro dos pneus (para cada 1mm de desalinhamento, teremos cerca de (+) 7% de desgaste).

Se não fizer a geometria de suspensão quais danos podem ser causados?

Um paralelismo incorreto acarreta:Maior consumo de combustível;Menos estabilidade; Menor aderência; Menor rendimento por Km.Uma geometria desregulada significa um desgaste prematuro dos pneus. Confira abaixo os tipos de desalinhamento dos eixos:

Se não fizer a geometria de suspensão quais danos podem ser causados?Convergência

Na convergência excessiva, a banda de rodagem dos pneus se desgasta de maneira crescente e rápida na parte externa, de um lado a outro com rebarbas.

Se não fizer a geometria de suspensão quais danos podem ser causados?Divergência

Na divergência excessiva, a banda de rodagem dos pneus se desgasta de maneira crescente e rápida na parte interna, de um lado a outro com rebarbas.

Se não fizer a geometria de suspensão quais danos podem ser causados?

Camber negativoCom o camber excessivamente negativo, a banda de rodagem sofre um desgaste crescente de borda a borda na parte interna.

Se não fizer a geometria de suspensão quais danos podem ser causados?Camber positivo

Com o camber excessivamente positivo, a banda de rodagem sofre um desgaste crescente de borda a borda na parte externa

Se não fizer a geometria de suspensão quais danos podem ser causados?Alinhamento e folgas

Se ao passar a palma da mão no sentido do lado externo para o lado interno, perceber "arestas vivas" na escultura da banda de rodagem, observamos a ocorrência de divergência.

Se ao passar a palma da mão no sentido do lado interno para o externo, perceber "arestas vivas", observamos a ocorrência de convergência.

Quando devo fazer a geometria de suspensão?Em todas as revisões estipuladas pelo fabricante do

veículo, ou pelo menos, a cada 7.000 km;Sempre após um impacto forte contra buracos, pedras,

guias ou outros objetos;Sempre que houver a substituição de algum elemento

da suspensão ou da direção;O veículo tende a ir mais para um lado ou tem

dificuldade de se manter na trajetória;Quando forem verificados desgastes irregulares nos

pneus;Na colocação de pneus novos.