sistema de suspensão dianteira independente
para superar as desvantagens associadas à suspensão de eixo rígido, é utilizada a suspensão dianteira independente (IFS). O termo suspensão independente descreve qualquer sistema que conecta as rodas ao quadro em que o movimento de uma roda não tem efeito sobre a outra roda. As vantagens e desvantagens da adoção de suspensão dianteira independente para automóveis de passageiros e vans leves incluem as seguintes:
vantagens.
(a) a força centrífuga é criada em corpos de veículos saltados quando as curvas formam um casal de rolos que inclina ou rola o corpo para fora. O rolo do corpo é encontrado por um casal resistente, produzido pelo produto das forças de reação das molas e distância efetiva entre elas. Portanto, a rigidez de reação necessária da mola para resistir ao casal de rolos aumenta ou diminui à medida que a distância efetiva entre as molas diminui ou aumenta, respectivamente. Na verdade, o ângulo do rolo é inversamente proporcional ao quadrado da largura efetiva da base da mola.
no caso do eixo da viga, A maior distância entre as molas depende da largura do chassi, que suporta as manilhas presas. Mas com a suspensão independente usando a articulação do braço transversal, a distância efetiva entre as molas é igual à trilha da roda do veículo. Consequentemente comparado ao eixo-feixe, as molas relativamente mais macias podem ser usadas com suspensão independente sem afetar o rolo do corpo. As molas macias respondem e desviam com a deformação a menor da estrada sem transmitir os choques ao corpo e aos passageiros do veículo, e fornecem conseqüentemente o melhor conforto do passeio.
(6) Como a energia de tensão elástica armazenada em uma mola de bobina ou barra de torção é maior do que para uma mola multi-folha semi-elíptica para um determinado peso de mola, molas mais leves podem ser usadas com suspensão de osso de desejo independente. No caso da suspensão independente do wishbone, a mola é necessária apenas para suportar cargas verticais e absorver choques, porque a ligação da suspensão sozinha sustenta as forças de direção, frenagem e laterais. Com o wishbone que adere na estrutura do secundário-quadro, o unsprung stub-eixo giro-junção segue arcos relativos à estrutura de corpo saltada quando a suspensão salta. Esses arcos produzem uma trajetória de roda precisa e previsível no plano vertical, o que é essencial para uma geometria de direção consistente.
(c) Uma vez que a suspensão independente tem menos massa não suspensa, as rodas rodoviárias seguem o contorno das irregularidades da estrada até velocidades mais altas do que para a pesada suspensão de eixo rígido. Como conseqüência, o esfregaço e o desgaste dos pneus são reduzidos com suspensão independente.
(d) Uma barra estabilizadora, se usada em conjunto com a suspensão independente, fornece a rigidez resistente necessária para se opor ao rolo do corpo durante as curvas e, portanto, molas mais macias podem ser empregadas para cargas verticais normais.
(e) se for utilizada uma suspensão separada ou independente para cada lado do carro, qualquer interação entre as rodas de estrada opostas é reduzida, de modo que há menos chance de oscilação das rodas devido à ressonância vibracional.
( / ) a estrutura do motor e do chassi pode ser abaixada de modo que também o centro do carro para que
O motor possa ser movido para a frente para fornecer mais espaço para os passageiros. (g) A suspensão independente geralmente abaixa o centro do rolo, daí o corpo rolar antes que as rodas se afastem da estrada, fornecendo um aviso ao motorista.
desvantagens.
(a) a roda curvada com o rolo do corpo reduz em relação à potência.
(b) há uma ligeira mudança na pista da roda, causando a esfoliação do pneu durante o salto de uma roda.
(c) é necessária uma estrutura de chassi ou subestrutura mais rígida.
(d) é necessária uma suspensão mais complicada e uma articulação de direção e juntas de pivô, para que a suspensão fique mais cara e tenda a se desgastar mais.
(e) os efeitos da montagem de roda desequilibrada são transmitidos ao volante com mais facilidade e também são mais pronunciados.
(f) O alinhamento da geometria da direção é mais crítico e requer atenção mais frequente. 22.12.1. Tipos de Suspensão Independente dianteira
Suspensão De Osso de desejo duplo-transversal.
a figura 22.57 ilustra os principais detalhes desta suspensão. Neste sistema, dois elos, geralmente paralelos na posição normal de condução, são construídos em forma de osso de desejo para fornecer rigidez dianteira e traseira e resistir ao torque de frenagem. Cada wishbone usa três rolamentos, dois rolamentos internos que conectam com o quadro e um exterior que une ao wishbone do esboço, e a extremidade superior a um ponto no quadro logo acima do wishbone superior. O peso do veículo e a carga útil são transferidos do corpo e do membro transversal saltados para o topo da mola helicoidal. Um amortecedor é intalado dentro da mola helicoidal e é preso por buchas de borracha na parte inferior do membro transversal fixo e no membro inferior do osso de desejo. O impulso lateral, se houver, é resistido pela rigidez dos membros do wishbone e das articulações giratórias e pivôs.
a frente do carro “dirige” em direção ao solo quando os freios são aplicados, porque os pontos de pivô inferiores do wishbone no sistema do tipo link são normalmente colocados paralelos à estrada. Para minimizar esse problema, a geometria anti-mergulho é usada na qual o ponto de pivô traseiro do wishbone inferior é colocado mais alto que o pivô dianteiro. Durante a aplicação dos freios dianteiros, o torque de frenagem no osso inclinado produz uma força vertical, que contrabalança a carga extra transferida da Traseira para as rodas dianteiras.
Fig. 22.57. Suspensão transversal dupla de osso de desejo.
quando o carro está em curva, o corpo rola e ambas as rodas se inclinam para fora do círculo de viragem, produzindo uma pequena quantidade de rolo de cambagem (Fig. 22.58 a). Durante a viagem em posição reta à frente, se uma das rodas passar por cima de um solavanco ou buraco na estrada, apenas a ligação de suspensão individual é momentaneamente desviada para cima ou para baixo sem alterar a altura média do corpo saltado (Fig. 22.58 B). Como conseqüência, isso fornece uma suspensão completamente independente para cada roda, de modo que as vibrações de reação não sejam transmitidas de um lado para o outro.
Fig. 22.58. Efeitos do rolo do corpo e das superfícies irregulares da estrada na suspensão dobro transversal do wishbone. A. ambas as rodas inclinam para fora B. O corpo permanece ereto quando o corpo da roda rola. entra no buraco e se inclina para dentro.
suspensão dupla transversal desigual de Via constante.
neste layout, o suporte do eixo do topo é conectado ao quadro por dois links. Uma haste de raio semi-arrastante resiste a cargas dinâmicas longitudinais e torque de frenagem. A mola pode ser colocada acima do suporte do eixo superior. Os arbustos de borracha ou plástico (PTFE) são instalados nas extremidades internas do osso de desejo. Normalmente, uma junta esférica é posicionada na extremidade externa para permitir que o eixo do topo gire. As molas helicoidais são intaladas na posição mostrada ou acima do osso de desejo superior.
Fig. 22.59. Suspensão desigual do osso de desejo da dobro-transversal da índice-Trilha. A. comprimento igual transversal. B. transversal desigual-comprimento.
Wishbones de igual comprimento (Fig. 22.59 A) são usados em projetos iniciais; como consequência, a variação da pista causou um desgaste considerável dos pneus. Para minimizar este wishbones de comprimento desigual (Fig. 22,59 B) são instalados, o mais longo na parte inferior; no entanto, mudanças no ângulo de curvatura agora são produzidas. Ao montar o osso superior ligeiramente atrás do inferior, um ângulo de rodízio constante pode ser obtido. O eixo do wishbone às vezes é inclinado para a parte traseira para obter o comprimento máximo do wishbone sem restringir o espaço do motor.
um amortecedor do tipo pistão é usado para montar os rolamentos internos para o osso de desejo superior, ou um Amortecedor telescópico é intalado no centro da mola helicoidal. Quando uma mola de barra de torção é usada,
um grande movimento do Amortecedor telescópico é obtido ajustando o amortecedor diagonalmente. Neste layout, a extremidade inferior é unida à extremidade externa do elo inferior, ou uma barra de torção é conectada às extremidades internas do elo inferior.
Suspensão MacPherson.
neste tipo de suspensão (Fig. 22.60), um tubo telescópico longo, incorporando o amortecedor, é girado na extremidade superior e rigidamente conectado ao eixo do topo na extremidade inferior. Um único elo transversal, preso à estrutura por buchas de borracha e conectado ao eixo do topo por uma junta esférica, fornece controle de trilha. A mola helicoidal é instalada entre os membros fixos e flutuantes da suspensão. Uma barra estabilizadora interconecta os links inferiores da suspensão dianteira e também fornece a rigidez dianteira e traseira necessária. A junta de esfera e soquete na parte inferior serve como pivô para o Suporte de direção e o eixo de topo no plano horizontal. Esta junção igualmente serve como uma junção da suspensão para o movimento relativo entre o braço de controle da trilha e o stub-eixo no plano vertical.
semelhante a vários outros sistemas de suspensão, rodízio, camber e inclinação do eixo giratório são definidos durante a fabricação e não podem ser alterados. A inclinação do eixo giratório é o ângulo formado entre a vertical e a linha retirada do centro do rolamento de pressão do suporte para o centro da junta esférica, que conecta o suporte ao braço de controle da pista. O suporte é ajustado a um ângulo menor do que a inclinação da linha central do giro para fornecer o afastamento do pneumático.
na parte superior do suporte em direção ao centro do veículo, é possível obter um deslocamento negativo (raio de fricção negativo) para a direção. Quando a mola helicoidal está quase totalmente comprimida, um batente instalado na parte superior da haste do pistão serve para endurecer a mola da suspensão. O braço de controle triangular absorve as reações de impulso de direção e frenagem.
durante as curvas, o corpo rola e as rodas externas internas, respectivamente, inclinam-se para fora e para dentro, dependendo do conjunto angular inicial do braço de controle transversal da via. Consequentemente, ambas as rodas produzem rolo de cambagem (Fig. 22.61 a). Cada suspensão da roda é totalmente independente do outro lado, devido ao qual o corpo suspenso não é influenciado por pequenas deflexões da roda durante o movimento do carro (Fig. 22.61 B).
Fig. 22.60. Suspensão do pé-suporte de MacPherson.
Fig. 22.61. Efeito do rolo do corpo e da superfície irregular da estrada na suspensão de MacPherson. A. As rodas inclinam – se para o centro B. A Roda entra no orifício do vaso e inclina-se para dentro durante o rolo do corpo. e o corpo permanece ereto.
Braço Oscilante Curto.
este é o tipo mais simples de Sistema de suspensão independente. Isso usa apenas um braço transversal, que é conhecido como membro do osso da Sorte e é mantido rigidamente no eixo do topo da roda, através de uma junta de direção king pin enquanto gira no sub-quadro do corpo. As forquilhas do braço de wishbone são espalhadas largamente distante nos pontos de pivô para absorver todo o torque da condução – e da travagem-reação unicamente pelo Membro de balanço do braço. A mola, instalada entre a estrutura da carroceria e o braço oscilante, suporta apenas o peso do veículo. O braço oscilante e os pontos de pivô sub-quadro de suporte absorvem completamente as forças laterais e as reações.
o corpo rola quando o veículo se move em uma pista curva, de modo que ambas as rodas se inclinam para dentro em direção ao centro do caminho circular (Fig. 22.62 a), produzindo rolo de cambagem. Quando uma roda segue um mergulho ou um obstáculo, a deflexão associada é confinada apenas a um lado do carro e a mola é comprimida sem perturbar em grande medida a altura do corpo (Fig. 22.62 B). Com esta suspensão, o menor balanço do braço altera consideravelmente a retidão da roda para o chão. __ _
Fig. 22.62. Braço oscilante curto. A. ambas as rodas inclinam para dentro durante o rolo do corpo.
B. Roda entra pot-buracos e inclinar para fora e corpo permanece na posição vertical.
suspensão de braço duplo transversal de barra de Torção.
uma versão alternativa da suspensão transversal-duplo-wishbone incorpora uma mola de barra de torção no lugar de uma mola helicoidal para que a resistência elástica seja fornecida à mudança da carga vertical da suspensão(Fig. 22.63 a). A barra de torção está localizada paralela aos membros longitudinais da estrutura inferior de cada lado do veículo. Uma extremidade da barra de torção é estriada para uma alavanca de reação, aparafusada ao lado inferior do corpo, enquanto a outra extremidade é estriada para o braço de suspensão inferior apoiado pelo pivô do olho.
durante a deflexão da suspensão, o braço de suspensão inferior gira e torce a barra de torção, que é resistida pela alavanca de reação rigidamente mantida na extremidade da barra. O braço de suspensão superior completa a geometria da Quatro Barras-corrente devido a que o movimento vertical do stub-eixo resultante mantém sempre AMBAS as estrada-rodas dianteiras aproximadamente perpendiculares à terra. Em alguns sistemas, o pivô superior do braço de suspensão faz parte de uma unidade de amortecedor do tipo alavanca, em outros, um Amortecedor telescópico separado é instalado entre o sub-quadro e o braço de suspensão inferior.
O conjunto do pivô do olho permite que o braço de suspensão inferior gire, bem como transfere a resiliência da barra de torção para a suspensão (Fig. 22.63 B). O pivô de suspensão inferior tem um invólucro de olho circular de uma peça e parafuso prisioneiro aparafusado ao sub-quadro. Um parafuso de olho estriado está localizado no centro da bucha com mangas, que é pressionada no invólucro. Quando o braço de suspensão inferior gira parcialmente, a distorção de torção da borracha ocupa todo o movimento angular de modo que o deslizamento friccional entre o parafuso de olho e a manga interna do arbusto seja evitado.
Fig. 22.63. Suspensão do dobro-transversal-braço da torsão-barra.
A resistência elástica estática e dinâmica é transferida pelas ranhuras finais da barra de torção localizadas no mesmo orifício estriado internamente no braço de suspensão inferior do parafuso de olho estriado. Portanto, a barra de torção atua apenas como uma mola e não gira o braço de suspensão inferior. Uma barra de amarração suporta o braço de suspensão inferior e também evita a torção horizontal para este braço durante a aceleração e frenagem do veículo.
a altura da guarnição do veículo pode ser alterada aparafusando ou aparafusando os parafusos de ajuste da alavanca de reação da barra de torção. A deflexão do corpo-rolo e da colisão ou do mergulho da suspensão causa a inclinação da roda similar àquela mostrada na Fig. 22.58. A simplicidade geral e a compactação da suspensão com mola de barra de torção são bastante simples e compactas e, portanto, optam por aplicações automotivas.