Dicas e tutoriais
Funcionamento e manutenção do sistema de suspensão automotiva
Julho 29, 2021
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Princípio Fundamental
Princípio de funcionamento
O sistema de suspensão sustenta a carroceria e mantém os pneus em contato com a estrada.
O sistema de suspensão existe por dois motivos: isolar as irregularidades da estrada para tornar a condução mais confortável e manter os pneus em contato com o solo quando o veículo trafega em superfícies irregulares. Para os motoristas que priorizam a dirigibilidade, aprimorar a suspensão tem um objetivo claro: melhorar o controle.
As molas de suspensão são geralmente molas helicoidais, pois são fáceis de fabricar, eficientes e baratas. Em física, uma mola armazena energia. Quando uma força fixa é aplicada à mola, ela se deforma. Quando a força é removida, a mola tende a retornar ao seu estado original.
No entanto, quando uma mola retorna à sua forma original, a amplitude da oscilação pode exceder seu comprimento inicial. A resistência ao atrito e o amortecedor, então, reduzem a oscilação livre da mola. É por isso que o amortecedor é essencial: ele controla o movimento da mola após o impacto.
Uma mola típica é uma mola linear. Isso significa que a quantidade de compressão e deformação sob ação de uma força segue a lei de Hooke: F=KX, onde F é a força aplicada, K é o coeficiente de elasticidade e X é a deformação. Por exemplo, se uma mola linear suportando 40 kg A compressão é de 1 cm; a cada 40 kg adicionais de peso, a compressão aumentará em mais 1 cm.
Em uso real de veículos, as molas da suspensão enfrentam mais do que uma simples carga vertical. Mesmo quando totalmente estendida, a mola permanece sob pressão para se manter no lugar no carro. Em um projeto convencional de suspensão com mola e amortecedor, a mola suporta a carroceria e absorve os impactos de estradas irregulares, bem como as forças de aceleração, desaceleração, frenagem e curvas.
O mais importante é manter o pneu em contato constante com a estrada enquanto a vibração é controlada. Melhorar o contato entre os pneus e a estrada é uma consideração fundamental ao tentar aprimorar a dirigibilidade.
Comportamento da Primavera
O papel das molas
A rigidez da mola afeta o conforto, a tração, a altura da carroceria e a dirigibilidade.
As principais funções das molas são manter o conforto do veículo e garantir o contato total dos pneus com o solo. O uso de molas inadequadas pode afetar negativamente tanto o conforto ao dirigir quanto a dirigibilidade.
Se as molas estiverem completamente rígidas, o sistema de suspensão não funcionará corretamente. Uma configuração de molas rígidas pode reduzir o conforto e a dirigibilidade simultaneamente. Quando o carro passa por uma superfície irregular, os pneus podem perder contato com o solo. Se isso acontecer durante a aceleração, frenagem ou em curvas, o carro perde tração.
Se as molas forem muito macias, a suspensão pode chegar ao fim do curso, ou seja, atingir seu limite de curso. Se isso acontecer durante uma curva, o coeficiente da mola se torna praticamente infinito, pois não há mais espaço para compressão. A transferência imediata de peso pode então causar perda de tração.
Um curso longo do amortecedor pode ajudar a evitar que ele bata no fundo do curso, mas isso aumenta a altura da carroceria. Uma carroceria alta significa um centro de gravidade mais alto, e um centro de gravidade mais alto tem um impacto decisivo no desempenho da direção. Por esse motivo, amortecedores muito macios podem criar problemas de dirigibilidade.
Se a estrada for absolutamente plana, molas e suspensão não seriam necessárias. Quando as estradas são mais irregulares, molas mais macias são necessárias para ajudar os pneus a manterem contato com o solo, e o curso da mola deve ser aumentado. A irregularidade da estrada determina a rigidez da mola, mas o quão macia a mola deve ser é uma questão crítica que muitas vezes requer experiência de fabricantes de automóveis e equipes de corrida.
De modo geral, molas mais macias proporcionam maior conforto e melhor tração em estradas irregulares. No entanto, elas podem fazer com que a suspensão oscile mais para cima e para baixo em estradas normais, afetando a dirigibilidade. Em veículos com componentes aerodinâmicos robustos, molas macias também podem causar alterações na altura em altas velocidades, resultando em características de dirigibilidade diferentes em baixas e altas velocidades.
As molas têm duas funções principais: amortecem o impacto da suspensão ou do chassi contra o solo para manter o conforto e ajudam a manter os pneus em contato com o solo quando o carro trafega em superfícies irregulares. Esses objetivos podem entrar em conflito, portanto, diferentes fatores de elasticidade podem ser necessários.
Uma maneira de equilibrar esses objetivos é usar molas com coeficiente de elasticidade composto, também conhecidas como molas progressivas. As molas progressivas aumentam o coeficiente de elasticidade à medida que a mola é comprimida. Elas são difíceis de projetar e fabricar, mas podem combinar uma maciez inicial com uma maior resistência à compressão.
Em estradas irregulares, a mola inicialmente mais macia melhora a aderência dos pneus. À medida que a compressão aumenta, o coeficiente de elasticidade crescente ajuda a manter a estabilidade da carroceria e impede que a suspensão ou a mola cheguem ao fim do curso. Isso permite que uma mola mais baixa reduza o centro de gravidade, mantendo um curso de suspensão curto sem que a suspensão chegue ao fim do curso.
Para criar uma mola progressiva, o coeficiente de elasticidade deve variar com a compressão. Muitas molas progressivas utilizam molas de passo desigual ou molas com diâmetros variáveis. Quando uma mola de passo desigual é comprimida, parte das espiras entra em contato, alterando o número efetivo de voltas e o coeficiente de elasticidade K. Outra maneira direta de alterar o coeficiente de elasticidade é modificando o diâmetro das espiras superior e inferior.
Notas de modificação
Modificação da mola
As alterações na mola podem melhorar a dirigibilidade, mas também mudar muitos comportamentos do veículo.
O principal objetivo da modificação das molas é melhorar a dirigibilidade, geralmente utilizando molas mais rígidas ou mais curtas. As molas controlam muitos fatores relacionados à dirigibilidade, portanto, alterações nas molas podem gerar mudanças complexas no comportamento do veículo.
Aumentar a rigidez pode melhorar a capacidade da suspensão de resistir à inclinação lateral e reduzir a rolagem da carroceria em curvas. Reduzir a altura da carroceria diminui o centro de gravidade, reduz a transferência de peso em curvas e pode melhorar a estabilidade. Uma altura menor também pode criar o efeito estético desejado.
Ao mesmo tempo, a modificação das molas não deve ser tratada como uma simples mudança visual. Como as molas influenciam o conforto, a tração, o curso da suspensão, o comportamento em que a suspensão chega ao fim do curso e o contato do pneu com o solo, qualquer alteração deve levar em consideração as condições da estrada e o uso real do veículo.
Resolução de problemas e manutenção
Solução de problemas
Preste atenção a ruídos anormais e verifique o estado dos amortecedores.
Um fenômeno comum de falha é que, quando o carro está em movimento e vibra para cima e para baixo, o sistema de suspensão produz um ruído de estalo ou de batida. Isso geralmente indica que o sistema de suspensão não está funcionando corretamente, especialmente quando o ruído se intensifica em estradas irregulares.
Causas comuns de falha na suspensão
- Danos no amortecedorO amortecedor pode apresentar falha interna ou vazamento de óleo.
- manga do amortecedor quebradaUma manga danificada pode causar ruído e folga.
- Parafusos de fixação soltosPeças soltas podem causar movimentos e ruídos anormais.
O amortecedor normal aquece durante o funcionamento. Se não aquecer, ou se houver vazamento de óleo, o amortecedor pode estar danificado. Durante a inspeção, verifique também o estado da bucha do amortecedor. Se a bucha estiver danificada, deve ser substituída juntamente com o amortecedor o mais breve possível.
O sistema de suspensão fica entre as rodas e a carroceria do carro. Ele suporta a carroceria e absorve vibrações para proporcionar conforto ao dirigir. Também influencia a capacidade de transpor obstáculos, a estabilidade e a aderência. O sistema inclui amortecedores, molas, barras estabilizadoras, bielas e outros componentes mecânicos.
Se a carroceria inclinar-se excessivamente durante uma curva acentuada, os amortecedores, a barra estabilizadora ou os componentes do mecanismo de guia podem estar danificados. Esses sintomas devem ser verificados em vez de ignorados, pois a condição da suspensão afeta diretamente a suavidade e a estabilidade do veículo.
Resumo
Um sistema de suspensão em bom estado equilibra conforto, contato do pneu com o solo e controle.
O sistema de suspensão automotiva é mais do que um conjunto de molas e amortecedores. Ele sustenta a carroceria, absorve o impacto da estrada, mantém os pneus em contato com o solo e influencia o conforto, a estabilidade, a capacidade de transpor obstáculos, a aderência e a dirigibilidade.
Compreender a rigidez da mola, o comportamento progressivo da mola, a condição do amortecedor, ruídos anormais e as verificações de freio relacionadas facilita a identificação precoce de problemas e a manutenção de um comportamento mais seguro do veículo em vias públicas.
