Como funcionam as suspensões de carros
Quando as pessoas pensam em desempenho de automóveis, 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 conseguir controlar o carro. É por isso que os engenheiros automotivos voltaram sua atenção para o sistema de suspensão quase tão logo dominaram o motor de combustão interna de quatro tempos.
A função da suspensão de um carro é maximizar o atrito entre os pneus e a superfície da estrada, proporcionar estabilidade de direção com bom manuseio e garantir o conforto dos passageiros. Neste artigo, vamos explorar como funcionam as suspensões dos carros, como elas evoluíram ao longo dos anos e para onde o design das suspensões está indo no futuro.
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Se a estrada fosse perfeitamente plana, sem irregularidades, não seriam necessárias suspensões. Mas as 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 têm magnitude e direção. Uma saliência 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 atingindo uma saliência gigante ou uma pequena mancha. De qualquer maneira, a roda do carro experimenta uma aceleração vertical ao passar por uma imperfeição.
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 rodem sem perturbações enquanto os pneus acompanham os solavancos da estrada.
O estudo das forças em ação em um carro em movimento é chamado de dinâmica do veículo, e você precisa entender alguns desses conceitos para entender por que uma suspensão é necessária em primeiro lugar. A maioria dos engenheiros automotivos considera a dinâmica de um carro em movimento de duas perspectivas:
Essas duas características podem ser descritas em três princípios importantes - isolamento da estrada, controle da estrada e curvas. A tabela abaixo descreve esses princípios e como os engenheiros tentam resolver os desafios exclusivos de cada um.
A suspensão de um carro, com seus vários componentes, oferece todas as soluções descritas.
Vejamos as partes de uma suspensão típica, trabalhando desde o quadro maior do chassi até os componentes individuais que compõem a suspensão propriamente dita.
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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:
Portanto, a suspensão é apenas um dos principais sistemas de qualquer veículo.
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Com essa visão geral em mente, é hora de examinar os três componentes fundamentais de qualquer suspensão: molas, amortecedores e barras estabilizadoras.
Os sistemas de molas de hoje são baseados em um dos quatro projetos básicos:
Com base na localização das molas em um carro - ou seja, entre as rodas e o chassi - os engenheiros geralmente acham conveniente falar sobre a massa suspensa e a massa não suspensa.
A massa suspensa é a massa do veículo apoiada nas molas, enquanto a massa não suspensa é vagamente definida como a massa entre a estrada e as molas da 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 C-Class), podem engolir solavancos e proporcionar um passeio super suave; no entanto, esse carro é propenso a mergulhar e agachar durante a frenagem e a aceleração e tende a oscilar ou rolar o corpo durante as curvas. Carros com molas compactas, 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 nas curvas.