Què és la suspensió dependent i independent d'un cotxe?

Què és la suspensió dependent i independent d'un cotxe?

La suspensió és un sistema que connecta la carrosseria del vehicle amb les rodes. Està dissenyat per amortir cops i sacsejades a causa de carreteres irregulars i garantir l'estabilitat de la màquina en diverses condicions.

Les parts principals de la suspensió són elements elàstics i amortidors (molles, molles, amortidors i peces de goma), guies (palanques i bigues que uneixen el cos i les rodes), elements de suport, estabilitzadors i diverses peces de connexió.

Hi ha dos tipus principals de suspensió: dependent i independent. Es refereix a la dependència o independència de les rodes d'un mateix eix durant la circulació per un paviment irregular.

suspensió dependent. Les rodes d'un eix estan rígidament connectades entre si i el moviment d'un d'ells provoca un canvi en la posició de l'altre. En el cas més senzill, consta d'un pont i dues molles longitudinals. També és possible una variant de les palanques de guia.

Suspensió independent. Les rodes del mateix eix no estan connectades entre si, i el desplaçament d'una no afecta la posició de l'altra.

El principi de funcionament de la suspensió dependent

Si observeu l'esquema de suspensió dependent, podeu veure que la connexió afecta el moviment vertical de les rodes i la seva posició angular respecte al pla de la carretera.

Quan una de les rodes es mou cap amunt, la segona baixarà, ja que els elements elàstics i tota la paleta guia es troben a l'interior de la via del vehicle. Comprimir la molla o la molla del costat esquerre del cotxe descarrega la carrosseria, respectivament, la molla dreta es redreça parcialment, la distància entre la carrosseria i la carretera de la dreta augmenta. No sempre és inequívoc, ja que la imatge es veurà distorsionada pels rodets de la carrosseria resultant i depèn molt de l'alçada del centre de massa del cotxe i de la distància al llarg de l'eix des de la molla o les palanques fins a la roda. Aquests efectes, que fan rodar el vehicle i tendeixen a balancejar-se, es tenen en compte a l'hora de calcular les suspensions.

Com que ambdues rodes estan en plans paral·lels, si descuidem els angles de camber creats artificialment, aleshores la inclinació d'una d'elles, per exemple, cap a l'esquerra farà que la segona tingui un angle similar en la mateixa direcció. Però en relació al cos, l'angle de camber instantani canviarà de la mateixa manera, però amb el signe contrari. El canvi de camber a la roda sempre empitjora la tracció, i amb aquest esquema, això passa immediatament amb les dues rodes de l'eix. D'aquí el funcionament insatisfactori de les suspensions dependents a altes velocitats amb càrregues laterals a les cantonades. I els inconvenients d'aquesta suspensió no es limiten a això.

El paper d'una molla en el sentit general de la paraula pot ser directament estructures de molla típiques fetes de diferents materials i amb un nombre diferent de làmines al conjunt, inclosa la rigidesa variable (amb molles), així com molles o molles d'aire similars a ells en la disposició.

Suspensió de molla. Les molles es poden situar longitudinalment o transversalment, formen arcs diferents, des d'un quart d'el·lipse fins a un de ple. La suspensió sobre dues molles semi-el·líptiques situades al llarg de la carrosseria s'ha convertit durant molt de temps en un clàssic. Altres dissenys es van utilitzar a la primera meitat del segle passat.

Les propietats de la molla de fulla són tals que té una rigidesa normalitzada en el pla vertical i, en tots els altres, es pot descuidar la seva deformació, de manera que aquest disseny no conté una paleta guia separada. Tot el pont està unit al bastidor o al cos exclusivament a través de les molles.

Aquest penjoll inclou:

• molles que contenen una o més làmines planes, de vegades s'utilitzen materials compostos;
• pinces que uneixen les làmines de molla de les estructures de composició;
• Entre els llençols s'hi troben volanderes antigris, que redueixen la fricció i milloren el confort acústic;
• molles de suspensió, que són molles addicionals més petites que entren en acció quan es selecciona una part del recorregut de la suspensió i canvien la seva rigidesa;
• escales que subjecten la molla a la biga del pont;
• suports de muntatge frontals i inferiors amb casquilles o blocs silenciosos, que permeten compensar un canvi en la longitud de la molla durant la compressió, de vegades s'anomenen arracades;
• coixins-estelladores que protegeixen les làmines de la deformació irreversible amb la màxima flexió al final de la carrera de treball.

Totes les suspensions dependents estan equipades amb amortidors instal·lats per separat, el tipus i la ubicació dels quals no depenen del tipus d'element elàstic.

Els ressorts són capaços de transmetre les forces de tracció i frenada de la biga de l'eix al cos amb una lleugera deformació, eviten que l'eix es torci al voltant del seu propi eix i resisteix les forces laterals a les cantonades. Però a causa de la inconsistència dels requisits de rigidesa en diferents direccions, ho fan tot igual de malament. Però això no és essencial a tot arreu.

En els vehicles pesants de diversos eixos, es poden utilitzar suspensions de tipus equilibri, quan un parell de molles serveix a dos eixos adjacents, recolzats als seus extrems, i es fixa al bastidor al centre. Aquesta és una suspensió típica de camió amb els seus propis avantatges i desavantatges.

Suspensió dependent de la molla. El paper de l'element elàstic es realitza mitjançant molles cilíndriques o molles d'aire, de manera que aquest tipus requereix una paleta guia separada. Pot ser de diferents dissenys, la majoria de vegades s'utilitza un sistema de cinc barres de raig, dues superiors, dues inferiors i una transversal (vareta Panhard).

Hi ha altres solucions, per exemple, a partir de dues varetes longitudinals amb una de transversal, o amb la substitució de la vareta Panhard per un mecanisme de paral·lelogram Watt, que estabilitza millor el pont en sentit transversal. En qualsevol cas, les molles funcionen només en compressió, i tots els moments des del pont es transmeten a través d'empenta de jet amb silent block als extrems.

El principi de funcionament de la suspensió independent

Les suspensions independents s'utilitzen àmpliament a les rodes davanteres dels cotxes de passatgers, ja que el seu ús millora significativament la disposició del compartiment del motor o del maleter i redueix la possibilitat d'auto-oscil·lació de les rodes.

Com a element elàstic en una suspensió independent, normalment s'utilitzen molles, una mica menys sovint: barres de torsió i altres elements. Això amplia la possibilitat d'utilitzar elements elàstics pneumàtics. L'element elàstic, a excepció de la molla, pràcticament no té cap efecte sobre la funció del dispositiu de guia.

Per a les suspensions independents, hi ha molts esquemes de dispositius de guia, que es classifiquen segons el nombre de palanques i la ubicació del pla de gir de les palanques.  

En un front independent suspensió de l'enllaç, el cub de la roda està muntat amb dos coixinets de rodets cònics de contacte angular al muñón de l'articulació de la direcció, que està connectat al bastidor mitjançant un pivot. S'instal·la un coixinet de boles entre el puntal i l'articulació de direcció.

El bastidor està connectat de manera pivotant per casquilles roscades a les palanques de bifurcació superior i inferior, que, al seu torn, estan connectades als eixos fixats a les barres transversals del bastidor mitjançant casquilles de goma. L'element elàstic de la suspensió és una molla, que es recolza amb l'extrem superior a través d'una junta aïllant les vibracions contra el cap estampat de la travessa, i amb l'extrem inferior contra la copa de suport, cargolada als braços inferiors. El moviment vertical de les rodes està limitat per la parada dels amortidors de goma a la biga.

A l'interior de la molla s'instal·la un amortidor hidràulic telescòpic de doble efecte i connectat amb l'extrem superior al marc transversal mitjançant coixins de goma, i amb l'extrem inferior a les palanques inferiors.

Recentment, la suspensió "espelma oscil·lant" s'ha generalitzat. McPherson. Consisteix en una palanca i un puntal telescòpic, d'una banda connectat rígidament a l'articulació de la direcció i, de l'altra, fixat al taló. El taló és un coixinet d'empenta muntat en un bloc de goma flexible muntat al cos.

El bastidor té la capacitat de moure's a causa de la deformació del bloc de goma i girar al voltant d'un eix que passa pel coixinet d'empenta, la frontissa exterior de la palanca.

Els avantatges d'aquesta suspensió inclouen un nombre reduït de peces, menys pes i espai al compartiment del motor o al maleter. Normalment, el puntal de suspensió es combina amb un amortidor i l'element elàstic (molla, element pneumàtic) està muntat al puntal. Els inconvenients de la suspensió MacPherson inclouen un major desgast dels elements de guia de puntal amb grans recorreguts de la suspensió, possibilitats limitades per a diferents esquemes cinemàtics i un nivell de soroll més elevat (en comparació amb una suspensió de dos braços oscil·lants.

El dispositiu i el funcionament de les suspensions MacPherson es descriuen amb detall a continuació.

La suspensió del puntal oscil·lant té un braç forjat al qual es connecta el braç estabilitzador mitjançant coixinets de goma. La part transversal de l'estabilitzador està subjecta a la travessa del cos amb coixinets de goma i suports d'acer. Així, el braç diagonal de l'estabilitzador transmet forces longitudinals de la roda al cos i per tant forma part del braç de guia de suspensió integrat. Els coixins de goma us permeten compensar les distorsions que es produeixen quan aquest braç compost es balanceja i també amortir les vibracions longitudinals transmeses de la roda al cos.

La vareta del puntal telescòpic es fixa a la base inferior del bloc de goma del taló superior i no gira juntament amb el puntal i la molla instal·lada en ell. En aquest cas, amb qualsevol gir de les rodes de direcció, la cremallera també gira respecte a la vareta, eliminant la fricció estàtica entre la vareta i el cilindre, la qual cosa millora la resposta de la suspensió a petites irregularitats de la carretera.

La molla no s'instal·la coaxialment amb el bastidor, sinó que s'inclina cap a la roda per tal de reduir les càrregues transversals sobre la vareta, la seva guia i el pistó, que es produeixen sota la influència de la força vertical sobre la roda.

Una característica de la suspensió de les rodes de direcció és que ha de permetre que la roda faci girs independentment de la deflexió de l'element elàstic. Això està garantit per l'anomenat conjunt de pivot.

Les suspensions poden ser pivotants i sense pivots:

1. Amb una suspensió de pivot, l'articulació es fixa en un pivot, que es munta amb certa inclinació a la vertical al puntal de suspensió. Per reduir el moment de fricció en aquesta articulació, es poden utilitzar coixinets d'agulles, radials i de boles d'empenta. Els extrems exteriors dels braços de suspensió estan connectats al bastidor mitjançant juntes cilíndriques, generalment fetes en forma de coixinets de fricció lubricats. El principal desavantatge de la suspensió de pivot és el gran nombre de frontisses. Quan es mouen les palanques del dispositiu de guia en el pla transversal, és impossible aconseguir l'"efecte anti-immersió" a causa de la presència del centre del rotllo longitudinal de la suspensió, ja que els eixos de balanceig de les palanques han de ser estrictament paral·lel.
2. Els suports de suspensió independents Besshkvornevy on les frontisses cilíndriques d'un bastidor es substitueixen per d'altres esfèriques s'han estès molt més. El disseny d'aquesta frontissa inclou un passador amb un cap semiesfèric, està equipat amb una inserció de suport ceràmica-metall, que funciona a la superfície esfèrica del cos de la frontissa. El dit descansa sobre una inserció de goma especial recoberta de niló muntada en un suport especial. La carcassa de la frontissa està connectada al braç de suspensió. Quan es gira la roda, el passador gira al voltant del seu eix als revestiments. Quan la suspensió es desvia, el passador, juntament amb la inserció, oscil·la en relació al centre de l'esfera; per això, hi ha un forat oval al cos. Aquesta frontissa és de càrrega, ja que a través d'ella es transmeten les forces verticals des de la roda a l'element elàstic, la molla, que descansa sobre el braç inferior de suspensió. Els braços de suspensió s'uneixen al cos ja sigui mitjançant coixinets cilíndrics, o bé mitjançant frontisses de cautxú-metall, que funcionen a causa de la deformació per cisalla dels casquilles de goma. Aquests últims requereixen lubricació i tenen propietats d'aïllament de vibracions.

Quina suspensió és millor?

Abans de respondre aquesta pregunta, hauríeu de tenir en compte els avantatges i els contres dels dos tipus de penjolls.

Entre els avantatges penjatиla meva suspensions: alta resistència i fiabilitat del disseny, adherència uniforme a la calçada i estabilitat augmentada en les corbes, així com la invariabilitat de l'espai lliure, l'amplada de la via i altres indicadors de posició de les rodes (molt útils en tot terreny).

Entre els desavantatges de la suspensió dependent:

• la rigidesa de la suspensió pot causar molèsties mentre es condueix per una mala carretera;
• control reduït del vehicle;
• la complexitat de l'ajust;
• les peces pesades augmenten significativament la massa no suspendida, la qual cosa afecta negativament la suavitat de la marxa i les característiques dinàmiques de la màquina, i també augmenta el consum de combustible.

Suspensió independent i els seus beneficis:

• una major comoditat de conducció, ja que la col·lisió d'una de les rodes amb un desnivell no afecta de cap manera l'altra;
• menys risc de bolcar en colpejar un forat greu;
• millor maneig, sobretot a alta velocitat;
• el pes reduït proporciona un rendiment dinàmic millorat;
• àmplia gamma d'opcions d'ajust per aconseguir paràmetres òptims.

Els desavantatges són:

• a causa del disseny complex, el servei serà car;
• augment de la vulnerabilitat quan es condueix fora de la carretera;
• L'amplada de la pista i altres paràmetres poden canviar durant el funcionament.

Aleshores, què és millor? La suspensió és un dels components de la màquina que es repara amb més freqüència. Això s'ha de tenir en compte a l'hora d'escollir un cotxe. La reparació d'una suspensió independent costarà més que una de dependent. A més, l'independent, molt probablement, s'haurà de reparar amb més freqüència.No serà superflu preguntar sobre la disponibilitat de peces de recanvi. És possible que s'hagin de demanar per separat peces genuïnes de qualitat adequada per a cotxes estrangers.

Per a la conducció principalment per asfalt, la millor opció és la suspensió davantera independent i la posterior dependent. Per a un SUV o un altre cotxe que se suposa que s'ha d'utilitzar fora de la carretera, la suspensió dependent és la millor opció: als dos eixos o almenys a la part posterior. El pont no aguantarà la major part de la brutícia. I el sòl i la neu s'adheriran molt activament a les parts de la suspensió independent. Al mateix temps, fins i tot amb un pont doblegat en una carretera de muntanya, el cotxe es mantindrà en moviment. Però l'avaria de la suspensió independent no permetrà que el cotxe continuï en moviment. És cert que en condicions urbanes, el maneig amb aquest esquema no serà el millor.

En els últims anys, els fabricants han començat a equipar alguns cotxes amb suspensions que poden funcionar en diversos modes. La seva electrònica permet canviar els paràmetres de forma ràpida, en moviment, en funció de la situació del trànsit. Si els fons ho permeten, val la pena mirar models que tinguin aquest sistema.