Como funcionam as suspensões do carro

Quando as pessoas pensam no desempenho de um automóvel, normalmente pensam em 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 automobilísticos voltaram sua atenção para o sistema de suspensão assim que 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, exploraremos como funcionam as suspensões dos carros, como elas evoluíram ao longo dos anos e para onde o design das suspensões irá tomar 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 apresentam imperfeições sutis que podem interagir com as rodas de um carro. São essas imperfeições que aplicam forças nas rodas. De acordo com as Leis do Movimento de Newton, todas as forças têm magnitude e direção. Uma colisão 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 colisão gigante ou um pontinho minúsculo. De qualquer forma, a roda do carro experimenta uma aceleração vertical ao passar sobre uma imperfeição.

Sem uma estrutura interveniente, toda a energia vertical da roda é transferida para o quadro, que se move na mesma direção. Nessa 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 andem sem serem perturbados enquanto os pneus seguem os solavancos da estrada.

O estudo das forças que atuam em um carro em movimento é chamado de dinâmica veicular, e você precisa entender alguns desses conceitos para entender por que uma suspensão é necessária em primeiro lugar. A maioria dos engenheiros automobilísticos considera a dinâmica de um carro em movimento sob duas perspectivas:

Estas duas características podem ser descritas em três princípios importantes – isolamento da estrada, aderência à 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 automóvel, com seus diversos componentes, oferece todas as soluções descritas.

Vejamos as peças de uma suspensão típica, trabalhando desde a visão geral 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 esta visão geral em mente, é hora de olhar para os três componentes fundamentais de qualquer suspensão: molas, amortecedores e barras estabilizadoras.

Os sistemas de molas atuais são baseados em um dos quatro projetos básicos:

Com base na localização das molas de um carro – ou seja, entre as rodas e o chassi – os engenheiros muitas vezes 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 a forma como a massa suspensa responde enquanto o carro está sendo conduzido. Carros com molas soltas, como carros de luxo (pense em Mercedes-Benz Classe C), podem engolir solavancos e proporcionar um passeio super suave; no entanto, esse carro é propenso a mergulhar e agachar durante a frenagem e aceleração e tende a oscilar ou rolar o corpo durante as curvas. Carros com molas rígidas, como carros esportivos (pense no Mazda Miata MX-5), são menos indulgentes em estradas esburacadas, mas minimizam bem o movimento do corpo, o que significa que podem ser dirigidos de forma agressiva, mesmo nas curvas.