Suspensió del cotxe. Dispositiu i finalitat
Contingut
La suspensió del cotxe connecta la part de rodament del cotxe amb les rodes. De fet, es tracta d'un sistema de suspensió, que inclou una sèrie de peces i conjunts. La seva essència és assumir l'impacte de diverses forces que sorgeixen en el procés de desplaçament per la carretera i fer elàstica la connexió entre el cos i les rodes.
Les suspensions, davanteres i posteriors, juntament amb el bastidor, les bigues dels eixos i les rodes conformen el xassís del cotxe.
Una sèrie de característiques del vehicle estan directament determinades pel tipus i disseny específic de la suspensió. Entre els principals paràmetres d'aquest tipus es troben la manipulació, l'estabilitat i fins i tot la suavitat.
La massa no suspendida és un conjunt de components que afecten directament la carretera amb el seu pes. En primer lloc, es tracta de rodes i peces de suspensió i mecanismes de fre connectats directament amb ells.
Tots els altres components i peces, el pes dels quals es transfereix a la carretera a través de la suspensió, constitueixen la massa mollada.
La relació entre la massa suspendida i la massa no suspendida té un efecte molt fort en el rendiment de conducció del cotxe. Com més petita sigui la massa dels components no suspesos en relació amb els mollats, millor serà el maneig i la suavitat de la marxa. Fins a cert punt, això també millora la dinàmica del cotxe.
Massa massa no suspendida pot provocar un augment de la inèrcia de la suspensió. En aquest cas, conduir per una carretera ondulada podria danyar l'eix posterior i provocar un accident greu.
Gairebé tots els components de la suspensió estan relacionats amb el pes no sostingut del vehicle. És comprensible, per tant, el desig dels enginyers de reduir el pes de la suspensió d'una manera o altra. Amb aquesta finalitat, els dissenyadors intenten reduir les dimensions de les peces o utilitzar aliatges més lleugers en comptes de l'acer. Cada quilogram guanyat millora gradualment les característiques de funcionament del cotxe. El mateix efecte es pot aconseguir augmentant la massa mollada, però per això hauràs d'afegir un pes molt important. Per als turismes, la relació és d'aproximadament 15:1. A més, un augment de la massa total empitjora la dinàmica d'acceleració.
En termes de comoditat
Un vehicle en moviment vibra constantment. En aquest cas, es poden distingir oscil·lacions de freqüència relativament baixa i alta freqüència.
Des del punt de vista de la comoditat, el nombre de vibracions del cos per minut hauria d'estar entre 60 i 120.
A més, a causa de l'ús de pneumàtics i altres components elàstics, les masses no suspeses experimenten vibracions de freqüència més alta: uns 600 per minut. El disseny de la suspensió ha de mantenir aquestes vibracions al mínim perquè no es sentin a la cabina.
I, per descomptat, els cops i els cops són inevitables durant la conducció, la intensitat dels quals depèn de l'estat de la superfície de la carretera. Combatre eficaçment l'impacte de la sacsejada a causa dels cops a la carretera és una de les tasques importants de la suspensió.
En termes de maneig
El vehicle ha de mantenir una direcció de moviment determinada i alhora canviar-la fàcilment a voluntat del conductor. Una de les funcions de la suspensió és proporcionar una estabilització suficient de les rodes de direcció perquè el cotxe continuï movent-se en línia recta, independentment dels cops aleatoris que es produeixin per defectes de la superfície de la carretera.
Amb una bona estabilització, les rodes de direcció tornen a la posició neutra amb poca o cap intervenció del conductor, i el cotxe es mou en línia recta, fins i tot si el volant no està subjecte.
Com es mouen les rodes en relació a la carretera i la carrosseria està determinada en gran mesura per la cinemàtica de la suspensió.
En termes de seguretat
La suspensió ha de proporcionar una adherència òptima dels pneumàtics a la calçada perquè el pegat de contacte es mantingui constant durant el moviment. Els canvis dinàmics en la configuració (alineació, etc.), així com la geometria de la suspensió, haurien de ser mínims. Això és especialment cert quan es condueix per desnivells a la carretera i en les corbes. El disseny ha d'incloure elements que redueixin el rodatge i minimitzin la probabilitat de patinar i bolcar la màquina, és a dir, proporcionar una estabilitat suficient.
Una suspensió d'automòbil normalment consta de mecanismes de guia, components elàstics, un amortidor de vibracions, una barra estabilizadora, així com elements de subjecció, dispositius de regulació i control.
Mecanismes de guia
En primer lloc, es tracta de diverses palanques, de les quals podeu aprendre més, així com de tot tipus de tracció, cremalleres, extensions. Depèn d'ells com i dins de quins límits és possible moure les rodes per diferents eixos i en diferents plans. A més, transmeten forces de tracció i frenada, així com influències laterals, per exemple, durant un gir.
Depenent del tipus de mecanismes de guia utilitzats, totes les suspensions es poden dividir en dues grans classes: dependents i independents.
En el depenent, les dues rodes d'un eix estan rígidament connectades entre si per mitjà d'un pont (biga transversal). En aquest cas, el desplaçament d'una de les rodes, per exemple, quan es condueix per una fossa, provocarà un desplaçament similar de l'altra.
En una suspensió independent, no hi ha aquesta connexió rígida, de manera que els desplaçaments verticals o les inclinacions d'una roda pràcticament no tenen cap efecte sobre les altres.
Ambdues classes tenen els seus avantatges i inconvenients, que determinen l'abast de la seva aplicació. Pel que fa als turismes, aquí un avantatge clar va resultar ser del costat de les suspensions independents. Tot i que l'eix posterior en molts casos encara està instal·lat dependent, de tant en tant també es pot trobar un sistema de palanca de torsió semi-independent.
A l'eix davanter, la suspensió dependent, per la seva gran resistència i senzillesa de disseny, segueix sent rellevant en camions, autobusos i alguns SUV.
Es dedica a la comparació de sistemes dependents i independents.
El disseny pot incloure un nombre diferent de palanques i es poden situar de diferents maneres. D'acord amb aquestes característiques, es poden distingir les suspensions d'una sola palanca, de doble palanca i de múltiples enllaços amb una disposició longitudinal, transversal o obliqua.
Elements elàstics
Aquests inclouen molles, barres de torsió, diversos tipus de molles, així com frontisses de metall i cautxú (blocs silenciosos), gràcies als quals les palanques i molles són mòbils. Els elements elàstics reben cops quan xoquen amb ressalts a la carretera i suavitzen significativament el seu impacte sobre la carrosseria, el motor de combustió interna i altres components i sistemes del cotxe. I, per descomptat, augmenten el nivell de confort per als que estan a la cabina.
Molt sovint, en el disseny d'una suspensió independent, s'utilitzen molles cilíndriques, fetes d'acer de moll especial amb una tecnologia especial. Aquests elements elàstics són fiables, no necessiten manteniment i, al mateix temps, permeten obtenir la millor suavitat. En els turismes, les molles han substituït gairebé completament les molles.
La figura mostra una disposició esquemàtica d'una suspensió de molla amb dos braços oscil·lants.
A la suspensió d'aire, les molles d'aire s'utilitzen com a element elàstic. En canviar la pressió del gas al cilindre en aquesta forma de realització, és possible ajustar ràpidament la rigidesa del sistema, així com la quantitat d'espai lliure al terra. L'adaptació automàtica s'aconsegueix gràcies a un sistema de sensors i una unitat de control electrònica. Tanmateix, el cost d'aquest dispositiu és molt elevat i només s'instal·la en cotxes d'elit. A més, la suspensió d'aire adaptativa és molt difícil i costosa de reparar i, alhora, força vulnerable a carreteres en mal estat.
amortidor de vibracions
Ell fa el seu paper. Està dissenyat per amortir les vibracions derivades de l'ús de components elàstics, així com els fenòmens de ressonància. En absència d'un amortidor, les vibracions en els plans vertical i horitzontal redueixen significativament la controlabilitat i, en alguns casos, poden provocar una emergència.
Molt sovint, l'amortidor es combina amb elements elàstics en un sol dispositiu, que realitza immediatament un conjunt de funcions.
Barra antiroll
Aquesta peça s'instal·la tant a l'eix davanter com a l'eix posterior. Està dissenyat per reduir el rodatge lateral en corbes i reduir la probabilitat que la màquina es bolqui.
Podeu obtenir més informació sobre el dispositiu i el principi de funcionament de la barra antiroll.
Sostenidors
Per connectar les peces de suspensió al bastidor i entre si, s'utilitzen tres tipus de fixació: cargolats, amb i mitjançant components elàstics (frontisses i casquilles de metall i cautxú). Aquests últims, a més de complir la seva tasca principal, també ajuden a reduir els nivells de soroll absorbint vibracions en un determinat espectre de freqüències.
Normalment, el disseny també preveu limitadors per al recorregut de les palanques. Quan el vehicle passa un cop important, el para-xocs de goma absorbirà l'impacte abans que l'amortidor arribi al seu límit superior o inferior. Així, s'evita la fallada prematura de l'amortidor, el seu suport superior i el silent block inferior.
El tema és massa ampli per cobrir tots els seus aspectes en un sol article. A més, els enginyers de disseny treballen constantment per millorar els dispositius existents i desenvolupar-ne de nous. La direcció més prometedora són els sistemes d'adaptació automàtica a les condicions específiques de la carretera. A més dels ja esmentats molls d'aire, per exemple, s'utilitzen barres estabilizadores ajustables, que són capaços de canviar la seva rigidesa segons un senyal de la ECU.
En diversos cotxes, s'instal·len amortidors ajustables que canvien la rigidesa de la suspensió a causa del funcionament d'una vàlvula solenoide.
En una suspensió hidropneumàtica, el paper dels components elàstics el juguen les esferes, les seccions aïllades separades de les quals estan plenes de gas i líquid. En el sistema Hydractive, l'esfera hidropneumàtica forma part del puntal de suspensió.
Tot i això, totes aquestes opcions són cares, de manera que la majoria dels automobilistes s'han d'acontentar amb els millors sistemes MacPherson i de molla amb dos braços oscil·lants.
Ningú està a salvo dels problemes a les nostres carreteres, per la qual cosa no serà superflu familiaritzar-se amb els senyals dels possibles. I assegureu-vos de llegir.
