Sistemas de Suspensão

8/9/2019 Sistemas de Suspensão

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CURSO DE SUSPENSÃO

• As funções primárias de um sistema de suspensão são:

• Fornecer elasticidade vertical para que as rodas possam

acompanhar as irregularidades da pista, isolando o chassisdestas irregularidades

• Manter as rodas com as atitudes adequadas

• Reagir às forças produzidas no contato pneumáticopavimento

• Resistir ao rolamento do chassis/carroceria

• Manter o contato dos pneus com a pista com a mínimavariação das forças normais



CURSO DE SUSPENSÃO

• DIFERENTES TIPOSDE VEÍCULOS COMDIFERENTESSISTEMAS DESUSPENSÃO EDIREÇÃO

FIAT PANDAOPEL CORSA

VW TRANSPORTER



CURSO DE SUSPENSÃO

• Dinâmica Vertical• Suspensão - “ Form Folows

Function”• como a massa suspensa está

conectada à massa não suspensa• estas conexões controlam:• a geometria (ou o traçado) do

movimento relativo

• as forças transmitidas de uma paraoutra



CURSO DE SUSPENSÃO• A definição do tipo de suspensão e de sua geometria depende da aplicação e do

tipo de veículo em que será empregada• A geometria da suspensão determina como a massa não suspensa está

conectada ao chassi (massa suspensa) - define basicamente como é omovimento relativo entre as duas massas e também os esforços transmitidos deuma para outra.

• A definição do posicionamento de um corpo com relação à outro no espaço sedá pela especificação das coordenadas de translação (3 DOF) e dascoordenadas de rotação (3 DOF).

• Conforme são restringidos os graus de liberdade, define-se a geometria dasuspensão.



CURSO DE SUSPENSÃO

• Em suspensões tipo eixo rígido, o movimento de uma roda afeta omovimento da outra, pois as rodas estão conectadas entre si.

• Portanto, quando as rodas estão conectadas, a massa não suspensapossui dois graus de liberdade com relação à massa suspensa – Movimento em fase para cima e para baixo (parallel bump motion ) – Movimento fora de fase (roll motion )

• A suspensão possui, portanto, dois graus de liberdade com relação ao

chassi. Desta forma, deverão existir 4 graus de restrição (DOR – Degreeof Restraint)



CURSO DE SUSPENSÃO

• Uma suspensão independente permite apenas uma trajetória dedeslocamento da manga de eixo com relação ao chassi.

• Podemos também dizer que a suspensão possui 5 DOR, limitando seumovimento em 5 direções com relação ao chassi.

• Observação: neste caso, estamos considerando que todos os corpossão rígidos, o que não acontece na realidade, não restringindoperfeitamente os graus de liberdade.



CURSO DE SUSPENSÃO

• TIPOS DE SUSPENSÃO

• EIXO RÍGIDO

• Neste tipo de suspensão as rodas são montadas nas extremidadesde um eixo rígido.

• Vantagens – cambagem das rodas não é afetada pelo movimento de rolamento dochassi

• Desvantagens – O movimento de uma roda é transmitido à outra, fazendo com que as

rodas estercem e cambem juntas. – peso da massa não suspensa piora o ride – Ocorrência de vibrações (shimmy e tramp ) quando as rodas esterçam

(eixo dianteiro)



CURSO DE SUSPENSÃO

• SUSP. TIPO HOTCHKISS - traseira – utilizada em veículos de passeio até a década de 70 – ainda em uso em caminhões e caminhonetes – vantagens - forma de suspensão mais simples e barata; cambagem não

afetada pelo rolamento do chassis – desvantagens - atritos nas molas prejudica ride; deformação na mola;mola fraca tem pouca estabilidade lateral



CURSO DE SUSPENSÃO• SUSPENSÃO DE 4 BARRAS - FOUR LINK

• Solução para eixos traseiros motrizes

• Pode-se usar molas helicoidais - proporcionam melhor ride

• melhor controle de roll center , anti e propriedades de roll steer • São encontrados vários tipos de geometria para este tipo de

suspensão, onde pode-se variar os pontos de ancoragem e asbarras (tirantes) utilizadas



CURSO DE SUSPENSÃO

• Suspensão traseira da SUV Mitsubishi Pajero – 3 barras

• O eixo rígido 1 é controlado longitudinalmente pelos tirantes 2, que sãoconectados ao chassi nos coxins 3, e impedem o deslocamentolongitudinal. Estes pontos inclusive determinam o ponto depivotamento do eixo na vista lateral.

• A barra Panhard 4 absorve as forças laterais

• A barra estabilizadora 5 é fixada longe do eixo



CURSO DE SUSPENSÃO

• Suspensão de eixo rígido “Omega” do Lancia Y 10 e Fiat Panda• Um eixo, com duas barras (tirantes) de fixação na direção longitudinal,

amortecedores inclinados e duas molas helicoidais com elastômerosna parte interna (molas adicionais)• O ponto de fixação no meio do eixo (detalhe) determina oroll center ,

juntamente com as duas barras longitudinais, cujas posições inclinadas

ajudam a reduzir o sobreesterçamento devido às forças laterais.



CURSO DE SUSPENSÃO

• Eixo rígido na susp. Traseira do Audi A6 (Audi 100, 1991)

• A distância entre as molas ajuda a suprimir o rolamento• A Barra 2 ajuda a distribuir a carga vinda da barra Panhard 1 para os

pontos 3 e 4.• As barras 6, devido ao seu comprimento e pontos de fixação, reduzem

as características anti-dive da suspensão



CURSO DE SUSPENSÃO

• SUSPENSÃO DIANTEIRA DEEIXO RÍGIDO

• Exemplo: caminhão levecomercial Mercedes-Benz

• 1- barra de direção – praticamenteparalela ao feixe de mola – comcaixa de direção tipo esferarecirculante

• 2- coluna de direção• 3- Suporte da coluna de direção,

dobrável na ocorrência de impactofrontal

• 4- braçadeira para fixação da

suspensão no eixo• 5- mola tipo elastômero para

aumentar a rigidez em maioresdeslocamentos

• 6- barra de direção



CURSO DE SUSPENSÃO

Veículos comerciais:Outros tipos de suspensão

Diferentes tipos de molas



CURSO DE SUSPENSÃO• SUSPENSÃO DE DION• Uma solução intermediária entre suspensões de eixo rígido e

suspensões independentes• diminui o peso da massa não suspensa pois o diferencial fica preso ao

chassis• as rodas são conectadas pelo tubo deslizante De Dion, que mantém as

rodas paralelas, mas permite variação da bitola durante o trabalho dasuspensão



CURSO DE SUSPENSÃO• SUSPENSÃO DE BARRA DE TORÇÃO (TORSION BEAM ) ou

SEMI-INDEPENDENTE• também chamada de suspensão INTERDEPENDENTE, pois há uma

barra de torção ligando as rodas, limitando o movimento• é largamente utilizada em susp. traseiras de carros compactos -

utiliza menor compartimento, proporcionando maior espaço interno(banco traseiro)

• vantagens - campacta e barata + bom desempenho

• desvantagens - pior ride e handling quando comparada com multi-linke SLA (bandeja dupla)



CURSO DE SUSPENSÃO

• Exemplo: Suspensão barra de torção ou semi-independente do Golf (1997), Bora(1999) e Audi A3 (1996).

• O ponto de fixação da suspensão são desenhados com 25° de inclinação comrelação à barra transversal para a proporcionar esterçamento da susp. Traseira

• Na figura à direita, pode-se observar que uma força lateral agindo no pneu causamomento em relação aos pontos Oi e Ors, que dependendo da rigidez dos coxinspode causar sobreesterçamento

• Quanto maior o braço r e quanto mais próximos os pontos Oi e Ors , maiores asforças Fxo



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• Uma forma bem compacta desuspensão semi-independente daRenault

• Duas molas de barra de torção paracada lado da susp. (4 e 8)

• O perfil em V da travessa 10 ébastante resistente à flexão, e comuma resistência um pouco menor àtorção, funcionando, parcialmente,como uma barra estabilizadora.

• Quando os dois lados da susp.Trabalham em fase, as quatrobarras “funcionam”.

• Quando estão fora de fase,

somente a barra 8 (mais grossa) e atravessa 10 trabalham• Deste modo, garante-se mais

conforto para “ride” e maisestabilidade para “roll”



CURSO DE SUSPENSÃO

• Suspensão semi-independente traseira do Audi A6 (1997)• Travessa com perfil em V. com ponto de pivotamento abaixo do centro da

roda, garantindo subesterçamento• A barra estabilizadora, montada um pouco à frente do eixo de rotação da

susp. Ajuda a aumentar a rigidez para as forças laterais• As molas são separadas dos amortecedores para aumentar a capacidade

de carga, aumentado o espaço do porta-malas

• Juntamente com os amortecedores, são instaladas molas de poliuretano,que ajudam no fim de curso da suspensão



Ã



CURSO DE SUSPENSÃO

• SWING AXLE – SEMI-EIXO FLUTUANTE• um dos primeiros tipos de susp.independente a ser utilizado

• podem ser usados na dianteira e traseira

(forma mais simples)• variação da cambagem determinada pelocomprimento do semi-eixo

• vantagem - ride independente

• desvantagens - handling muito ruim• apresenta de maneira crítica o fenômeno de

jacking

Ã



CURSO DE SUSPENSÃO

• MACPHERSON - ou McPherson• Alguns sistemas de suspensão

apresentam, em vez de forquilhasduplas, um braço simples com um

tirante em diagonal e um tirantetelescópico para cada roda dafrente. Este tipo de suspensão édesignado por MacPherson.

• A manga de eixo na qual estámontada a roda faz parte dametade inferior do tirantetelescópico. O tirante gira ao seracionada a direção. A sua parte

superior, está ligada à carroceriapor meio de uma união flexível,enquanto a parte inferior se liga aobraço inferior por meio de umaarticulação da rótula ou pivô.

Ã



CURSO DE SUSPENSÃO• Vista traseira da suspensão dianteira

esquerda do Omega (1999)• offset negativo (scrub radius r σ)• 1- amortecedor • 2- pistão do amortecedor

• 3- suporte da mola• 4- abraçadeira do link da barraestabilizadora

• 5- link (tirante) da barra estabilizadora• 6- subframe

• 7- barra estabilizadora• 8- suporte do motor • 9- assento superior da mola• 10- fixação do amortecedor • 11- mola adicional de elastômero• 12- coifa de proteção• 13- abraçadeira do amortecedor • 14- manga de eixo• 15- parafuso do pivô (G) da bandeja

inferior

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CURSO DE SUSPENSÃO• Suspensão Dianteira do BMW

Roadster Z3• As molas adicionais 2 são

posicionadas internamente àsmolas helicoidais, que são

inclinadas para reduzir esforçosnos amortecedores

• O Subframe 7 suporta o sistemade direção 1 hidráulica e osbraços longitudinais 4

• Os braços longitudinais têmformato em L, tornando possívela decomposição da resistêncialateral e elasticidade longitudinal

• As forças laterais “entram”diretamente em 7 enquanto queas forças longitudinais causamrotação por causa da elasticidade

dos coxins 5

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• Suspensão DianteiraMcPherson do Audi A6 (Audi100, 1991)

• Sistema de direção + tração

• As cargas longitudinasis sãoabsorvidas nos coxins dosbraços transversais, que aindapossuemo apoio para a barraestabilizadora

• Para evitar grandes alteraçõesde convergência\divergênciano trabalho da suspensão, éutilizado um sistema dedireção pinhão cremalheiracom barras de direção centrais

• Junto às barras de direçãotemos um amortecedor dedireção

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• Sistema de suspensão + transmissão do Lancia Thema.• Uso de duas homocinéticas de mesma dimensão, através da utilização

de um eixo intermediário.

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CURSO DE SUSPENSÃO• Também utilizada como susp. traseira em muitos veículos - os mais

conhecidos são: Fiat Croma, Lancia Thema, Saab 9000, Fiat Tipo, Tempra,Lancia Delta, Dedra, Ford Escort . Nenhum deles famoso por ter bomhandling

• Vantagens - desenho simples, leve e compacta e preço;

• Desvantagens - este sistema exige uma carroceria muito resistente acimadas passagens das rodas – onde estão fixados os batentes superiores -,para que aquela possa absorver a totalidade dos esforços a que estásujeita a suspensão; handling não muito bom, se comparada a SLA



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CURSO DE SUSPENSÃO

• Suspensão Macpherson traseira do Lancia Delta com braços transversais decomprimentos iguais (7 e 8).

• Os pontos de fixação 13 dos braços longitudinais 16, estão atrás do centro da

roda, bem como os pontos de fixação 17 da barra estabilizadora 18.• Já a fixação da barra estabilizadora no chassi é feito pelos apoios 19.• As molas adicionais 10, instaladas na parte superior da suspensão, são protegidas

pela coifa 20• A travessa 15 ajuda a fixação do conjunto da suspensão no chassi

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CURSO DE SUSPENSÃO• SUSPENSÃO DE BRAÇOS LONGITUDINAIS (Trailing

Arm )

• DIANTEIRA• bastante simples• não há alteração de cambagem com o movimento da

suspensão, só com o rolamento do chassis• suspensão dianteira do fusca

• Na figura: molas tipo barra de torção

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• TRASEIRA• no Brasil também conhecida como triângulo traseiro ou braçoarrastado (trailing arm) ou ainda como triângulos em diagonal ou braçosemi-arrastado (semi-trailing arm)

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• Trailing arm- o braço é relativamente grande, secomparado a outras suspensões, pois deve suportar a mola,sendo rigidamente fixado à roda – tem bom controle de deslocamentos laterais – entretanto, quando há rolamento do chassis, a

suspensão rola com o mesmo ângulo do chassis,mudando o ângulo de cambagem e causandosubesterçamento

–

• Semi-Trailing arm- os braços são inclinados fazendo comque o comportamento esteja entre a swing axle (oversteer) etrailing arm (understeer) quando há rolamento do chassis -resultando em uma boa estabilidade em curvas, pois osefeitos se anulam

• ambas muito utilizadas em carros tipo sedan e coupé (BMWe Mercedes)

• desvantagem: peso da massa não suspensa - piora o ride

• estão desaparecendo das linhas de produção

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• Suspensão do tipo Braço Arrastado (trailing arm ) do Mercedez ClasseA (1997).• Para minimizar o espaço, as molas e amortecedores são diretamente

suportados pelo subchassi.

• O tubo de conexão de forma oval ajuda a suportar os momentoscausados pelas cargas laterais e longitudinais• uma barra estabilizadora é conectada diretamente nos pontos

inferiores dos amortecedores. Economizando espaço

• A parte frontal do subframe possui dois coxins hidráulicos

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CURSO DE SUSPENSÃO• Suspensão traseira tipo Braço

Arrastado Renault• As molas de barra de torção estão

localizadas internamente aos tubos 2e 3.

• Estes tubos também são submetidosà torção e contribuem na rigidez totalda susp. pois os braços 1 sãosoldados a estes tubos

• Os tubos 2 e 3 se suportam atravésdos mancais ede borracha 5 e 6

• Toda a suspensão é montada sobreo suporte 7

• Os tubos 2 e 3 podem rotacionar,assim como o final das molas detorção 4

• Há ainda uma barra estabilizadora 8,conectada aos braços por duaschapas de perfil u

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CURSO DE SUSPENSÃO1- Subframesustentado peloscoxins de 2 a 56- Apoios da barra

estabilizadora7- diferencial8- mancais de suportedo braço de suspensão

9- molas “barril”10- amortecedores11- tirantes - força

lateral• Suspensão Semi-trailing arm (Braço Semi-

arrastado) do Opel Omega 1999.• Pode ser utilizada em veículos de tração

traseira ou tração nas quatro rodas, mastambém é encontrada em veículos de traçãodianteira

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• Suspensão semi-trailing arm (braço semi-arrastado), sem sistema detração, utilizada no veículo Mercedes-Benz V Class.

• Molas a gás, com suprimento através de um compressor que permiteajuste individual das molas para compensação de carga e altura

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CURSO DE SUSPENSÃO• SUSPENSÃO DE BANDEJA DUPLA• USA - SLA (Short Long Arm)• UK - Double Wishbone

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CURSO DE SUSPENSÃO• Suspensão “Double Wishbone ” do

Audi A4.• Similar às suspensões A6 (1997),

Audi A8 (1996) e VW Passat(1996)

• Quatro barras em cada lado dasusp. Formam uma estrutura queefetivamente funciona como umaDouble Wishbone , apesar depoder ser chamada de Multi-link

• As duas barras superiores 1 e 2são conectadas à parte superior damanga de formato curvo por doispivôs. Na continuação da mangapodemos observar também obraço de direção

• As molas, amortecedores e asbarras superiores são conectadasao chassi em um mesmo suporte 8

•O braço inferior é constituído pelasbarras 4 e 5. A barra 5 é bastantesolicitada, pois nela são conectados osconjuntos mola – amortecedor e a barraestabilizadora

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Suspensão traseira double wishbone do AudiA4 Quattro

Suspensão dianteira double wishbone doHonda Accord

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• Double Wishboneutilizada como susp.Traseira do HondaCivic, com tração nas

quatro rodas

Suspensão dianteirado Chevette

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• Suspensão dianteira + transmissão de um Mercedez-Benz off-road série M

• Geralmente em veículos off-road são utilizadas suspensões de eixo rígido, masa Mercedez instala este tipo de susp. Double wishbone tanto na dianteira comona traseira.

• Deste modo a massa não suspensa pode diminuir em aproximadamente 66%,aumentando segurança e conforto

• Por razões de espaço, são utilizadas molas de barra de torção

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• Suspensão traseira + transmissão de um Mercedez-Benz off-road série M• Características comuns das susp. Dianteira e traseira: camber e caster são

ajustados posicionando-se os pontos 8 dos braço superiores• Pode-se observar a semelhança dos dois conjuntos de suspensão, entretanto a

susp. Traseira utiliza molas helicoidais• Há também um toe-link para esterçamento das roas traseiras

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• MULTI-LINK

• Desde o final da década de 80 vemsendo usada em sedans e coupes -por exemplo: Mercedes S-class,BMW 3-Series, Audi, Ford Focus,assim como veículos esportivos -alguns Porsches

• ocupa maior espaço, mas oferecehandling muito bom

• pode ter diferentes configurações,podendo conter 3, 4 ou 5 barras

• projeto mais complicado

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• Suspensão Multi-link utilizada pela Ford (utilizada no Focus)

• Podemos observar uma maior possibilidade de ajustes devido aos vários links,possibilitando controle mais preciso que outros tipos de suspensão

• Ainda possibilita melhor isolação de vibrações e ruído transmitidos ao veículo• As buchas dos braços longitudinais são bastante flexíveis, possibilitando maior nível de

conforto

• Ao mesmo tempo, a rigidez da barra transversal assegura um bom comportamento dasuspensão, mesmo em situações limites

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• SUBFRAME MOUNTING• redução de NVH (Noise, Vibration and Harshness)• suspensões convencionais são montadas diretamente no chassis (utilizando-se

buchas de borracha), transmitindo vibrações ao mesmo• a utilização do sub-frame reduz a transmissão das vibrações - o próprio sub-

frame absorve parte das vibrações• a utilização de buchas na fixação do sub-frame reduz ainda mais a transmissão

de vibrações• é produzido em alumínio para diminuir peso• utilizado em vários veículos - Astra, Golf, Porsche 933 (mostrada abaixo)

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• Suspensão traseira Multi-linkdo BMW série 5 de 1996

• O Subchassi (1) é feito detubos de alumínio e é fixadoao chassi pelos coxins deborracha (2)

• O diferencial (4) também épreso ao subchassi atravésdos coxins (3)

• A bandeja inferior (5) temforma de U e é montadaabaixo das barras (7) e (8),que ligam a parte superior damanga de eixo (11) ao chassi.

• Os torques de frenagem etração da manga de eixo sãotransmitidos à bandeja (5)pelo link (9), submetendo-a àtorção.

• Esta geometria possibilitaassegurar controle daelasticidade longitudinal nosmancais (10), sem que hajatanta torção nos mesmos,melhorando o conforto

• A barra (6) conecta a barraestabilizadora à bandeja

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• Suspensão traseira Multi-Link do Chevrolet Corvette (1998)• As barras 1 e 2, o subchassi 7 e a manga de eixo 3são feitos de alumínio para

redução de peso da massa não suspensa• O feixe de mola transversal 4 é montado transversalmente e apoiado no ponto

5, ajudando na resistência ao rolamento do veículo, juntamente com a barraestabilizadora 6.

• As mangas de eixo da dianteira e traseira são iguais neste veículo, mas as

barras 1 e 2 são diferentes para as duas suspensões• Na traseira ainda existe uma barra (8) para causar esterçamento da roda

traseira (toe link )

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• Suspensão Multi-Link dianteira

de um Mercedes Classe S• Baseada em uma suspensão

double wishbone , entretantocom duas barras ao invés de

uma bandeja inferior • Desta maneira foi possível

posicionar o mecanismo dedireção bem no centro dasuspensão

• Diminui-se as vibraçõescausadas pordesbalanceamento e pelasforças de frenagem

• As molas são a gás, integradascom os amortecedores

CURSO DE SUSPENSÃO



O projeto da suspensão não está somente vinculado ao tipo de veículo. O que

importa é um bom projeto, adequado ao uso.

Suspensão dianteira double wishbone deum veículo comercial leve VW Lt 28.

Suspensão dianteira doPorsche 911 Carrera 4 (1996, 1998)

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• Existem ainda outrostipos de configuraçãode suspensões, comopor exemplo asutilizadas em veículospesados e carros decompetição

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• Componentes da suspensão



• Molas – barras de torção – helicoidais – feixe de molas – pneumáticas – hidropneumáticas

• Amortecedores – viscosos – telescópicos

• Barras – barras estabilizadoras – tirantes

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• Mola - BARRA DE TORÇÃO



• é um tipo não muito comum• o rate da mola é dado por:

• barra circular: S = (0.098) d4 G / R2 L (lb/in)

• barra quadrada: S = (0.141) d4

G / R2

L (lb/in)• onde d = diâmetroG = módulo de cisalhamento (depende do

material)

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• MOLAS HELICOIDAIS



• As molas helicoidais utilizam as propriedades

torcionais para produzir uma rigidez retilínea

• são utilizadas largamente em suspensõesindependentes e/ou de eixo rígido

• A rigidez (rate ) é dada por:• S = G d4 / 8 D3 N

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• Associação em série



• molas podem ser associadas em série

para variar a rigidez• S = S1S2 / (S1 + S2)• modos para variação da rigidez:

– variar o número de espiras ativas – variar o diâmetro perto do final

(mola do tipo barril) – inserir batentes que funcionam

como molas perto do fim de curso

CURSO DE SUSPENSÃO



• FEIXE DE MOLAS

• As molas de lâminas sãogeralmente referidas como

semielípticas• As duas extremidades estão

normalmente ligadas aochassi ou à carroceria porpinos com buchas deborracha, sendo a partecentral da mola fixada ao eixo

• Pode utilizar um elo de brinco(também conhecido como jumelo) que facilita oudificulta a deformação damola

CURSO DE SUSPENSÃO



• FEIXE DE MOLAS - rigidez

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CURSO DE SUSPENSÃO• Gráfico – deslocamento da mola x

carga na roda• S 1 = jounce e S 2 = rebound



• Zero position = posição com pesoestático, segundo Norma ISO/IS 2958,veículo + 3 passageiros

• S t = deslocamento total• S 0 = deslocamento total sem rebound

stop• Rate da mola na faixa linear:

– 8,3 N/mm – Desl. Máximo em rebound =

2560/8,3 = 308 mm• FSp,max = força máxima exercida pela

mola – (2560 N + 8.3N/mm x 92mm) =

3324 N• F1 = força exercida pela mola auxiliar –

é comum utilizar-se um fator deimpacto de 2.5 baseado na forçanormal em posição zero:

Exemplo – dimensionamento de mola

• Fmáx = 2.5 x 2560 = 6.4 kN

CURSO DE SUSPENSÃO



• Exemplo de utilização de molaem eixo traseiro de veículo depasseio

• Rate da mola = 18,9 N/mm

(bastante linear na faixa detrabalho)

• Curso total de trabalho = 220mm

• O gráfico apresenta a deflexãoda mola para várias condiçõesde carregamento

• As molas que auxiliam no finalde curso da suspensão, tantoem compressão quanto emdistensão, estão colocadas juntoao amortecedor

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃOl



• Mola traseira progressiva,utilizada em um veículo detração dianteira

• Há apenas 28 mm de cursoresidual, associado à uma carga

alta de 498 kg• Este tipo de situação não é

favorável pois quando o veículoesterça, há o rolamento doveículo e consequentemente olado externo à curvapraticamente não tem maiscurso, elevando oposicionamento do CG.

• Se o veículo passar por algumaimperfeição na pista, pode haveruma situação desobreesterçamento difícil decontrolar

CURSO DE SUSPENSÃO• RAZÃO DE INSTALAÇÃO



• RAZÃO DE INSTALAÇÃO

• A razão de instalação é um conceito geométrico que relaciona a mudança dedeslocamento (podendo ser desl. Angular) de um dispositivo que produz força(mola, amortecedor ou barra estabilizadora) com relação ao deslocamentovertical da roda.

• Como pode ser visto na figura, o braço arrastado (trailing arm) é pivotado noponto P, no chassis. A mola age a uma distância “a” do ponto de pivotamentoe o centro da roda está a uma distância “b” do mesmo ponto.

• Devido às diferentes distâncias “a”e “b”, o movimento vertical∆x da roda não éo mesmo movimento ∆y de compressão da mola.

•A razão de instalação é definidacomo∆y/∆x.•Se “b” é o dobro de “a”,∆y é ametade de ∆x e a força no centroda roda cai também para a metade

da força na mola.

CURSO DE SUSPENSÃO• A razão de instalação é geralmente utilizada para relacionar a rigidez



• A razão de instalação é geralmente utilizada para relacionar a rigidez

vertical no centro da roda e a rigidez vertical da suspensão.• Temos então a relação:

• onde Kw = rigidez vertical na roda

Fs = força na molaKs = rigidez da molaIR = Razão de instalação (Instalation Rate)

∆IR/∆δ = mudança de IR com o deslocamento da suspensão

geometric rate

• Se o geometric rate é zero temos:

2

)( IR K

IR F K s sw

⎠

⎞

⎜⎝

⎛

∆

∆

2)( IR K K sw

CURSO DE SUSPENSÃOE t f it é i i ifi t



•Este efeito é mais significante parasuspensões menos rígidas.•Em geral, se a inclinação de IR fornegativa (IR diminui para aumento dacompressão da suspensão), o termo dogeometric rate resultará em diminuiçãona rigidez da roda

•Caso o “geometric rate” seja positivo, ocontrário ocorre, aumentandoK w

CURSO DE SUSPENSÃO• Barra estabilizadora



• Barra estabilizadora

• É incorporada à suspensão para permitir o uso de molas mais “macias”(de menor rigidez), favorecendo o conforto

• Só entra em funcionamento quando há deslocamento relativo entre as

rodas direita e esquerda - contribui com rigidez de rolamento, masaumenta a transferência de carga no eixo

CURSO DE SUSPENSÃOA rigidez ao rolamento pode ser alterada pelas molas ou barras estabilizadoras



A rigidez ao rolamento pode ser alterada pelas molas ou barras estabilizadoras

CURSO DE SUSPENSÃO• AMORTECEDORES



• Os amortecedores destinam-se a absorver ou amortecer as vibrações para queas molas não oscilem continuamente para cima e para baixo.

• O segredo de uma boa suspensão reside na supressão da ressonância(acumulação de oscilações) nos vários componentes do sistema de suspensão,o qual inclui não só as molas, mas também os pneus e assentos.

• Os primeiros amortecedores, que se baseavam no atrito de um ou vários discos(amortecimento por atrito), foram substituídos por amortecedores hidráulicos,nos quais o movimento de um pistão faz escoar o óleo através de pequenosorifícios que oferecem resistência à sua passagem.

• Amortecimento de coulomb (atrito) Amortecimento viscoso

CURSO DE SUSPENSÃO• O amortecedor telescópico é mais



• O amortecedor telescópico é maisusado atualmente. Consisteessencialmente num cilindro quecontém um pistão ligado a umahaste.

• Válvulas reguladoras e canais depassagem comandam o fluxo deóleo, nos dois sentidos, através dopistão.

• Uma válvula comanda a saída doexcesso de óleo para um depósitoou câmara de recuperação, queenvolve o cilindro, no caso de umamortecedor dual tube .

• O amortecedor é hermético emantém normalmente o depósitosob pressão.

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• Sistema de válvulas com molas tipo prato, encontrado na maioria dos

amortecedores monotubo



amortecedores monotubo

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• As curvas de amortecimento podem



pser:

• Progressiva (superior)

• Linear (central)

• Regressiva (inferior)• A menor área, e consequentemente

o menor amortecimento médiocorresponde ao diagrama de curvaprogressiva

• A maior área corresponde à curvaregressiva.

• As formas das curvas deamortecimento podem ser expressaspor uma relação onde a velocidadedo deslocamento é elevada a

diferentes coeficientes

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• A figura ao lado mostra uma



simulação de esterçamento, com umaentrada no volante de 33° para aesquerda, voltando para a posiçãoinicial depois de 4 seg.

• As curvas superior e inferior mostramo comportamento das molas,amortecedores e barra estabilizadoradas suspensões traseira esquerda edireita, respectivamente.

• Para esta simulação, são utilizadosamortecedores “standard”, em umveículo esportivo

• Pode-se observar a contribuição daforça do amortecedor, aumentando acarga na susp. direita na entrada dacurva, e uma substancial diminuiçãona saída, quando o amortecedor está

em rebound . A cte de rebound doamortecedor é maior que a de bump

CURSO DE SUSPENSÃO



• Já esta simulação mostra omesmo veículo, com umamortecedor “mais duro”

• Observa-se a maior contribuiçãodo amortecedor, principalmente

com relação à força exercida naroda direita na saída de curva

• Pode-se também observar o efeitodo amortecimento na taxa devariação da força da mola e barraestabilizadora, que variam deforma mais lenta quandocomparadas à simulação anterior.

CURSO DE SUSPENSÃO• INFLUÊNCIA DA SUSPENSÃO NA DINÂMICA VERTICAL



• em inglês - Ride

• A dinâmica vertical estuda o comportamento do veículo e seusocupantes quando eles são submetidos a excitações

• estas excitações podem ser externas (via) ou internas (roda, motor,transmissão)

• a suspensão desempenha um papel fundamental nas característicasde isolamento de vibrações do chassis (massa suspensa)

• Grandezas de interesse:

• deslocamento vertical (z)

• rotações em y (pitch) e x (roll)

• deslocamento relativo - roda suspensão

CURSO DE SUSPENSÃO• Objetivos de um projeto de suspensão:



• melhoria do conforto dos passageiros e integridade através da isolaçãode vibrações que são transmitidas ao veículo

• aumentar a segurança na operação proporcionando a melhor condiçãode aderência no contato pneu/via

• respeitando-se as limitações no espaço de trabalho

• A dinâmica vertical pode ser dividida em três subproblemas principais:

1. Modelagem e caracterização das fontes de excitação2. Respostas do veículo às excitações - previsão do movimento do veículo

3. Previsão e caracterização da resposta dos passageiros a vibrações

CURSO DE SUSPENSÃO• Para cada um dos problemas anteriores são



desenvolvidos modelos matemáticos ouanálises experimentais para melhorcompreensão do sistema:

• irregularidades da via

– determinísticas (tempo e frequência) – aleatórias (tempo e frequência)

• modelos de veículos

– simples de 1ou 2 DOF, unidimensionais – complexos, tridimensionais (18 DOF)

• tolerância do ser humano a vibrações

– sensibilidade interna (desconforto e saúde) – fortemente experimental

CURSO DE SUSPENSÃO• Descrição das irregularidades da via



• Eventuais: – imperfeições no pavimento – lombadas – são descritas por funções determinísticas no tempo

• degrau• rampas• funções harmônicas

• Inerentes – variações aleatórias do perfil, oriundas do próprio processo construtivo e do material da

via – são representadas por funções aleatórias que são descritas por suas propriedadesestatísticas

• média quadrada ou raiz média quadrada (RMS)• autocorrelação e correlação cruzada• densidade espectral média quadrada (PSD - power spectral density)

CURSO DE SUSPENSÃO

• As irregularidades da via são descritas



em termos da frequência espacial[número de onda (Ω - wavenumber )] emciclos/metro – para conversão em frequência

temporal f (Hz) ou w (rad/s):

– f = Ω.Vx (Hz) - Vx = velocidade – w = 2.π . Ω.Vx

• Gráfico típico com dois tipos de vias -asfáltica e cimento:

• pode-se observar as seguintescaracterísticas:• diminuição da PSD com aumento de Ω

(wavenumber)

• grandes irregularidades - grandesdistâncias• pequenas irregularidades -distâncias

curtas• nível geral: está associado à qualidade

da via

CURSO DE SUSPENSÃO• Uma outra forma de especificar vibrações é através de acelerações:



• Irregularidades da via Acelerações aplicadas às rodas• transformando em frequência temporal e derivando-se duas vezes:

• frequências mais altas - maiores acelerações (maiores entradas)

CURSO DE SUSPENSÃO

• MODELOS DO CONJUNTO CHASSIS + SUSPENSÃO



• são utilizados diferentes modelos dependendo do tipo de estudo que se desejaefetuar, levando-se em conta os principais objetivos da dinâmica vertical:

• CONFORTO: minimizar acelerações e deslocamentos verticais da massa

suspensa do veículo (sprung mass)• SEGURANÇA: minimizar a variação da força normal nos pneus (unsprung

masses)

• MODELO DE 1/4 DE VEÍCULO (QUARTER CAR )

CURSO DE SUSPENSÃO• Para o modelo, a rigidez vertical efetiva, dada pela associação em



série da suspensão e pneu, é denominada Ride Rate , e é dada por:

• a frequência natural vertical aproximada de cada quarto do veículo édada por:

• em rad/s

• entretanto, o veículo (Ms) vibra na frequência natural amortecida

t s

t s

K K K K

RR+

=

s

n

M

RR=ω

ss

ss

snd

M K

B

onde

2

1 2

=

−=

ζ

ζ ω ω

CURSO DE SUSPENSÃO• Uma relação bastante utilizada nos estágios preliminares do projeto é



a deflexão estática da suspensão - Ms .g/K s

• Traçando-se o gráfico deflexão estática x frequência natural tem-se:

• A escolha preliminar da rigidez da suspensão deve ser umcompromisso entre espaço de trabalho (de) e característica deisolação (ω n)

CURSO DE SUSPENSÃO• O fator limitante é o espaço de trabalho



• menor ω n – maior isolação

– maior espaço de trabalho

• limites práticos:ω n = 2π [rad/s]; (f n = 1 Hz)• casos práticos: 1 a 1,5 H z

• Molas mais rígidas transmitem maiores acelerações da pista´para o

chassis, piorando o Ride (conforto)• Veículos esportivos: Melhorhandling (dirigibilidade e estabilidade) e

pior Ride (conforto)

– f n = 2 a 2,5 Hz

• outras soluções: Molas progressivas ou susp. ativas

• veículos de mercado: espaço de trabalho: +/- 125 a 200 mm

CURSO DE SUSPENSÃO• A resposta dinâmica do modelo 1/4 de veículo pode ser obtida de duas maneiras:

1 l d õ á i lí i i



• 1. Resolvendo as equações matemáticas analítica ou numericamente no tempo• 2. Representando o sistema no domínio da frequência , através da transformada de

Laplace e resolvendo as equações no domínio da Frequência (Resposta emFrequência - RF)

• de qualquer forma, ambos os métodos requerem a abtenção do modelo matemático dosistema, que pode ser obtido através da aplicação da 2ª lei de Newton às massas Ms eMu

• onde Fs e Fu são, respectivamente, forças oriundas de vibrações do chassis e doconjunto roda/suspensão

uususussr ut u

u

ssussusss

s

Z M Z Z B Z Z K Z Z K F

M

Z M Z Z B Z Z K F

M

&&&&

&&&&

=−−−−−−

=−−−−

)()()( Para

)()( Para

CURSO DE SUSPENSÃO

Podemos obter as equações no domínio da frequência, resultando nasi f õ d f ê i



seguintes funções de transferência

Onde ω n1 é a freq. Natural do chassis (1 a 1,5 Hz) e ω n2 é a freq. Naturalda roda/suspensão (10 a 15 Hz)

CURSO DE SUSPENSÃO

A t f ê i (RF) d i t d íd



• A resposta em frequência (RF) do sistema descreve como a saídasenoidal de regime varia em função da freqência ω , quando a entradafor senoidal

• ela indica a relação de amplitudes RA = RA(ω ) e o ângulo de fase Φ=Φ(ω ) entre o seno de saída e o seno de entrada, em função dafreqência do seno de entrada, ω .

• Ela pode ser obtida substituindo-se o s por iω nas funções de

transferência dadas pelas equações anteriores.• O resultado será um número complexo cujo módulo é a relação de

amplitudes entre a saída e a entrada e cuja fase é o ângulo de faseentre elas

CURSO DE SUSPENSÃO

A RF íd d l ã h i t d d



• As RFs para a saída de aceleração no chassis e entradas deaceleração da via, força na roda e força no chassis podem ser vistasna figura:

• pode-se observar que a RA é bastante diferente para cada uma destasentradas

CURSO DE SUSPENSÃO• Analisando a condição:• entrada- aceleração via e saída- aceleração chassis (transmissibilidade)



• em baixas frequências: RA é unitária, isto é o chassis acompanha a via• o valor de pico na ressonância é muito sensível ao amortecimento• altas frequências: grande atenuação das excitações da via. (aumenta com aumento

do amortecimentoinout PSD RAPSD

2=

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• PROPRIEDADES DA RESPOSTA DO VEÍCULO

• EFEITO DA RIGIDEZ DA SUSPENSÃO



• EFEITO DA RIGIDEZ DA SUSPENSÃO• Mola da suspensão associada em série com mola do pneu

• Rigidez do pneu muito alta

• Ride Rate próximo ao valor da rigidez da suspensão

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• EFEITO DO AMORTECEDOR

• A RA obtida com a variação do coeficiente do amortecedor é dada por:



• A RA obtida com a variação do coeficiente do amortecedor é dada por:

• Podemos observar que um valor de amortecimento alto causa maiortransmissibidade em frequencias mais altas.

• Para valores pequenos de amortecimento – maior RA em baixasfrequencias.

• Valores típicos para automóveis – 0,3 a 0,45

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• EFEITO DA MASSA NÃO SUSPENSA• A freq. Natural de massa não suspensa é bem maior que a de massa

suspensa e é dada por:



suspensa e é dada por:

• Quanto maior a massa não suspensa, maior a transmissibilidade emmaiores frequencias.

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO

• MODOS DEBOUNCE E PITCH



MODOS DE E• Agora vamos considerar o veículo com a suspensão dianteira e

traseira.

• Para o modelo acima, a entrada na suspensão traseira é a mesma dadianteira, sendo defasada por um certo tempo t = L/Vx

• Esse tempo de atraso funciona como um filtro nas respostas debounce e pitch em função das irregularidades da pista.

CURSO DE SUSPENSÃO



• Bounce puro – freq. espaciais iguais aos múltiplos inteiros da distânciaentre-eixos

• Pitch puro - freq. espaciais iguais à metade dos múltiplos inteirosímpares da distância entre-eixos

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• MODOS DE BOUNCE E PITCH

• Utilizando o modelo da figura abaixo podemos escrever as equações



g p q çpara Z e θ :

• Kf = ride rate da dianteira

• Kr = ride rate da traseira• b = distância do eixo dianteiro ao CG• c = distância do eixo traseiro ao CG• K = raio de giração =• Iy = momento de inércia de “pitch”• M = massa do veículo

2

2

2

2

...;

...;

:

)2(0

)1(0

K M cKr bKf

K M bKr cKr

M Kr Kf

ondek z

z z

+=+=+=

=++

=++

γ β α

γθ β θ

βθ α

&&

&&

CURSO DE SUSPENSÃO

• Dos vários coeficientes das equações (1) e (2), apenas β aparece nasduas, sendo chamado de coeficiente de acoplamento.



• Quando β = 0 não há acoplamento entre bounce e pitch . Uma forçavertical no CG produz somente movimento debounce e um torqueaplicado no CG produz somente movimento angular de pitch.

• Sem considerar o amortecimento, a solução para as eq. Diferenciais (1) e(2) serão, respectivamente:

• Z = Z.sen(wt) (3)

• θ = θ .sen(wt) (4)• Substituindo (3) e (4) na eq. (1) temos:• -Z.w 2.sen(wt) + α .Z.sen(wt) + β .θ . sen(wt) = 0

• devemos ter então:• (α - w2)Z + βθ = 0 ou Z/ θ = - β /(α - w2) (5)

• da mesma forma para a eq. (2) temos: Z/θ = -K 2(γ - w2)/ β (6)

CURSO DE SUSPENSÃO• Igualando as eq. (5) e (6) temos:

• Z/θ = - β/(α - w2) = -K 2(γ - w2)/ β



Z/θ β /(α w ) K (γ w )/ β • (α - w2) (γ - w2) = β 2/ K2

• w4 – ( α + γ ) w 2 + αγ - β 2/ K2 (7)

• as raízes da eq (7) representam as freqüências dos modos de vibração• Duas raízes serão imaginárias e podem ser desprezadas. As outras

duas raízes são:

• Os centros de oscilação podem ser obtidos usando as relações das eq

(5) e (6), substituindo-se nelas os valores de w1 e w2 . Veremos queZ/θ (w1) e Z/θ (w2) terão sinais opostos.

2

22

2

22

4)(

2)(

2

4)(

2)(1

K w

K w

β γ α γ α

β γ α γ α

++

−+

=

++

++

=

CURSO DE SUSPENSÃO

• Quando Z/θ é positivo, ambos (Z e θ ) devem ser positivos ounegativos. Portanto, o centro de oscilação será à frente do CG e



g , çterá uma distância x = Z/θ .

• Quando Z/θ for negativo, o centro de oscilação será atrás do CGcom distância x = Z/θ .

• Uma distância será grande o suficiente para estar fora do entre-eixos – modo de bounce

• Outra distância será pequena e estará dentro do entre-eixos – modo de pitch

CURSO DE SUSPENSÃO

• O efeito do filtro de entre-eixos pode ser melhor observado nas figuras aseguir.



seguir.

• Supondo-se um veículo cujas freq. naturais da dianteira e traseira sejamiguais a 1,25 Hz – portanto os modos e bounce e pitch são desacoplados

• Quando aplica-se uma entrada da pista no eixo traseiro defasada da doeixo dianteiro, a resposta de vibração observada pelos passageiros emdiferentes posições é influenciada pelo filtro de entre-eixos.

• Tomando como exemplo um veículo com um entre-eixos de 2,7m,trafegando a 80 km/h, tem-se resposta vertical nula nas freq. De 4, 12,20Hz, etc.

• As respostas nulas correspondem ao valor da velocidade dividida por duasvezes o entre-eixos, multiplicada por mútiplos inteiros ímpares.

CURSO DE SUSPENSÃO

• Portanto, em altas velocidades o veículo tende a experimentar vibrações debounce parecida com a resp. em frequencia obtida com o modelo de ¼ deveículo com exceção dos pontos nulos indicados pela resposta filtrada



veículo, com exceção dos pontos nulos indicados pela resposta filtrada.

• Em velocidades menores, as frequências correspondentes às respostasnulas mudam proporcionalmente para freq. mais baixas.

CURSO DE SUSPENSÃO• A resposta em frequência de pitch do veículo apresenta um comportamento

similar.• A freq. de pitch é normalmente próxima à freq. de bounce.

O l d f d i h é l ã 8 16 24H



• Os valores de freq. onde pitch é nulo serão em 8, 16, 24Hz, etc.• Portanto, há pouco pitch em velocidades maiores, sendo este modo mais

amplificado pelas entradas da pista em baixas velocidades.

CURSO DE SUSPENSÃO• O comportamento de bounce e pitch de veículos comerciais apresentam-se

um pouco diferente, deviso às maiores freq. e maiores entre-eixos.• Devido à utilização de molas bem mais rígidas, as frequências naturais de

b e it h variam entre 2 5 a 3Hz Com entre eixos na faixa de 5



bounce e pitch variam entre 2,5 a 3Hz. Com entre-eixos na faixa de 5metros, ocorre um efeito oposto em maiores velocidades.

• Bounce será nulo na freq. de ressonância e pitch terá amplitude máxima.

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO

• Análise de geometria de suspensões

F i i i j d ã l



• Foi visto anteriormente que o projeto de suspensão envolveescolha de graus de restrição de forma a definir a trajetória das

rodas• Suspensão independente:

– 1 DOF + esterçamento

• Suspensão eixo rígido: – 2 DOF (roll – bounce )

• A geometria da suspensão está diretamente ligada à escolha decentros instantâneos (CI) de pivotamentos

CURSO DE SUSPENSÃO• Definição de CI:

• Centro – refere-se a um ponto imaginário projetado num plano que é efetivamenteo ponto de pivotamento do mecanismo de suspensão naquela posição



• Instantâneo – refere-se a uma posição posição particular do mecanismo desuspensão

• À medida que a suspensão se movimenta, há o deslocamento do CI.• O projeto da geometria da suspensão envolve a determinação do lugar geométrico

dos CIs em diferentes planos e a velocidade de variação de posição dos CIs como deslocamento da suspensão

CURSO DE SUSPENSÃO

• O projeto da geometria de suspensão envolve a determinação dos CIsdas vistas lateral e frontal.

D t f t f bl t idi i l d i



• Desta forma, transforma-se um problema tridimensional em doisproblemas bidimensionais

CURSO DE SUSPENSÃO

• Geometria da vista frontal

– Localização do roll center

d d d b



– Rapidez de variação de cambagem

– Rapidez de variação do swing arm equivalente

– Variação da bitola

• Geometria da vista lateral

– Características “anti”

– Rapidez de variação do cáster

– Trajetória das rodas

– Em alguns tipos de suspensão: a combinação com a vista superiordetermina o roll center e o esterçamento do eixo com o rolamentodo veículo

CURSO DE SUSPENSÃO• Análise da vista lateral

• Durante a frenagem ou aceleração do veículo, há transferência decarga do eixo traseiro para o dianteiro ou do dianteiro para o traseiro,



respectivamente.

• Na aceleração:

– A traseira tende a abaixar (squat ) e a dianteira tende a levantar(lift)

• Na frenagem:

– A dianteira tende a abaixar (dive ) e a traseira tende a levantar ( lift)

CURSO DE SUSPENSÃO• Para as suspensões, podemos considerar que existem CIs de

pivotamento na vista lateral.



• O funcionamento da suspensão é, então, equivalente a uma

suspensão leading ou trailing arm• Consideraremos então as forças e momentos que agem no sistema

CURSO DE SUSPENSÃO• Aplicando-se a 2ª Lei de Newton no ponto O, temos:



• Utilizando a última equação e isolando P1, temos:

• Utilizando esta relação na solução das outras equações resultará em:

CURSO DE SUSPENSÃO• Utilizando todas as equações chega-se em:



• Da figura anterior, podemos obter as relações:

• Que resulta finalmente na expressão:

• Esta expressão indica que o resultado será o mesmo seutilizarmos um braço equivalente para representar a suspensão,de modo a utilizarmos as forças e torques impostas ao veículo emum centro de pivotamento virtual.

e

CURSO DE SUSPENSÃO• Portanto podemos utilizar o CI na vista lateral, que é também um ponto

de reação virtual.

• Do ponto de vista geométrico, o CI na vista lateral é a intersecção doprolongamento dos braços de uma suspensão nesta vista.



p g ç p .

• No CI, o torque de de reação dos braços da suspensão é decomposto

nas componentes vertical e longitudinal.• Como exemplo, podemos considerar um veículo com tração traseira,

cujo CI na vista lateral da susp. traseira ( e o braço equivalente – trailing arm ) é mostrado abaixo:

O ponto A é o centro depivotamento.Como o braço está rigidamenteligado ao eixo, há uma força dereação vertical que é transmitidaao chassi, contrapondo-se aomovimento de squat

CURSO DE SUSPENSÃO

• TRAÇÃO TRASEIRA – EIXO RÍGIDO

• Aplicando-se a 2ª Lei de Newton no ponto A:



• Onde: – Wrs = carga estática no eixo traseiro = carga estática na susp.

– ∆Wr = mudança de carregamento devido à aceleração

• Resolvendo para a mudança de carga no eixo:

• Onde: – K r = rigidez da susp. traseira

– δr = deformação da susp. traseira (positivo na compressão)

CURSO DE SUSPENSÃO• Obtendo-se também a transferência de carga na dianteira, que

acontece devido à aceleração longitudinal, temos:



• O movimento de pitch do veículo é simplesmente a soma dasdeflexões das suspensões dianteira e traseira dividida pelo entre eixos.Podemos então escrever:

• Como Fx é (W/g)ax , podemos reescrever a equação:

CURSO DE SUSPENSÃO• Para que o veículo não possua movimentação angular de pitch , o

termo entre parêntesis deve ser zero, o que leva a:



• O primeiro termo do lado direito da equação corresponde à condiçãode anti-squat para a suspensão traseira.

• Quando e/d = h/L a suspensão traseira não terá deflexão durante aaceleração

• A quantidade de anti-squat é determinada como porcentagem. Porexemplo, se e/d = 0,5 h/L, a suspensão é considerada com 50% deanti-squat

• A maioria dos veículos de passeio possui relação h/L próxima a 0,2.Portanto, para um veículo ser 100% anti-squat, requer que ocomprimento do trailing arm efetivo seja cinco vezes o valor dadistância e.

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• O rolamento é um fator muito importante no comportamento do

veículo em curvas• Portanto, a escolha de como o veículo rola é fundamental• As escolhas do roll center na dianteira e traseira, juntamente



, jcom a escolha da rigidez de mola, barra estabilizadora e

amortecedor, determinam este comportamento

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO

• Aumentar a rigidez ao rolamento pode melhoraro comportamento em curvas



CURSO DE SUSPENSÃO

• A determinação de“quanto“ o veículorola pode ter efeitoindesejáveis emveículos



veículos

CURSO DE SUSPENSÃOExemplos deoutrosmecanismosque podemcontribuir para

i



o excessivo

rolamento doveículo

CURSO DE SUSPENSÃO

O tipo de carga e o formato dacarroceria também podeminfluenciar



CURSO DE SUSPENSÃO• O tipo de suspensão e a geometria escolhida também determinam o

comportamento de rolamento



CURSO DE SUSPENSÃO

• SUSPENSÕES INDEPENDENTES

• Para se determinar o roll center



1. Encontre os CIs das suspensões direita e esquerda comrelação ao chassis

2. Os CIs das rodas em relação ao solo estão localizados nocentro das regiões de contato dos pneus

3. O roll center está localizado na intersecção das linhasque unem os dois CIs anteriores

CURSO DE SUSPENSÃO

• Diferentes configurações de SLA



CURSO DE SUSPENSÃO• Barras horizontais paralelas



CURSO DE SUSPENSÃO• Compensação de cambagem entre a roda interna e externa• Exige cuidado em seu projeto geométrico - muitos parâmetros• pode-se minimizar a variação da bitola para diminuir desgastes dospneus



CURSO DE SUSPENSÃOO roll center também é um centro instantâneo



CURSO DE SUSPENSÃOSuspensão do tipo MacPherson

É uma combinação de uma coluna telescópica (strut) e uma bandeja inferior Considera-se como se o braço superior tivesse comprimento infinito



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• ROLL CENTER DE SUSP. INDEPENDENTES TRASEIRAS

• SEMI TRAILLING ARM



CURSO DE SUSPENSÃOSUSP. SEMI-INDEPENDENTE



CURSO DE SUSPENSÃO• EIXOS RÍGIDOS

• O roll center desuspensões do tipoeixo rígido édeterminado



determinadoatravés dos layoutsda geometria dasuspensão nasvistas lateral esuperior.

• Suspensão do tipoQuatro Barras (four-

link):

CURSO DE SUSPENSÃOTrês barras +

“panhard”



CURSO DE SUSPENSÃO• Suspensão 4

barras c/ duasbarras emparalelo



CURSO DE SUSPENSÃO

• Suspensão 4 barrascom braços em formade “ A”



CURSO DE SUSPENSÃO

SISTEMAS DE DIREÇÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• A coluna da direção pode ser construída de modo a ceder ou dobrar

em caso de colisão.

• Por exemplo, no sistema AC Delco a coluna tubular é constituída poruma rede metálica que, apesar de resistir à torção, cede e absorveenergia quando comprimida longitudinalmente. O eixo da direçãoapresenta uma união telescópica.



• Em outro sistema o eixo está dividido em seções, ligadas entre si porcardans, cujo eixo geométrico não é comum.

CURSO DE SUSPENSÃO• Tipos de mecanismos

• Um automóvel é dirigido por meio de um sistema de redução e de um sistemaarticulado – composto por hastes e alavancas

• O eixo está ligado ao sistema de redução, que transforma o movimento rotativo dovolante num movimento alternativo do sistema articulado da direção, o que ajuda omotorista a dirigir as rodas sem empregar demasiado esforço.



• Ao longo dos anos foram utilizados vários tipos de mecanismos de direção, incluindoos designados por direção de sem fim e rolete e de sem fim e porca, com esferascirculantes (também conhecidos como caixa de direção).

• Atualmente, os automóveis utilizam, em geral, um sistema de pinhão e cremalheira.

CURSO DE SUSPENSÃO• Sistema de direção - pinhão e cremalheira

• podem ser usados diferentes arranjos:



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• PINHÃO E CREMALHEIRA• Este tipo de mecanismo é usado em veículos de porte pequeno, médio e

grande (grandes sedãs, por exemplo) bem como em Vans e SUVs comsuspensão independente

• Principais vantagens – construção simples – fáceis montagem e manufatura



– alta eficiência (rendimento em torno de 90%) – barras de direção diretamente ligadas ao sistema de esterçamento - dispensabarras intermediárias

– menores deformações das barras – compacta - possibilitando instalação em veículos de tração dianteira – fácil limitação do curso do sistema de esterçamento e consequentemente do

ângulo de esterçamento• Principais desvantagens

– alta sensibilidade a impactos, transmitindo mais facilmente os distúrbios da pistaprincipalmente em veículos de tração dianteira

– ângulo de esterçamento dependente do curso da cremalheira – decréscimo da razão de esterçamento com aumento do ângulo, devido à

geometria – não pode ser usada em suspensões de eixo rígido



CURSO DE SUSPENSÃOcaminhões

• Sistemas com caixa de direção



CURSO DE SUSPENSÃO• No exemplo abaixo podemos observar a variação da redução para dois

sistemas diferentes que utilizem caixa de direção:

• Supondo que o máximo deslocamento angular do pneu seja de 40° para cadalado

• Calculemos quantas revoluções na direção serão necessárias para um sistemade direção de um veículo leve, com razão angular de 12:1, assim como para umveículo pesado, com razão de 28:1.



p ,

• Considerando que o deslocamento angular total é de 80°:

• 12:1 80x12/360 = 2,66 revoluções

• 28:1 80x28/360 = 6,22 revoluções

- o passo p determina quanto a porcaavança

- quanto menorα , mais carga a porcaconsegue movimentar

CURSO DE SUSPENSÃO• Os sistemas com caixa de direção possuem diferentes tipos de configuração

com diferentes arranjos geométricos do conjunto de barras de direção,devendo-se, ainda, levar em conta se o tipo de suspensão utilizado é de eixorígido ou independente.



CURSO DE SUSPENSÃO• Vantagens• Pode ser usado em eixos rígidos• Habilidade em transferir forças maiores - por razões construtivas,

permite maiores reduções sendo utilizada em veículos pesados• Possibilidade de entrada de maiores ângulos de esterçamento



• Possibilidade de utilização de maiores braços de direção• Possibilidade de se utilizar barras de direção ( tie rods ) com qualquer

comprimento desejado, permitindo-se até aumentar a razão deesterçamento

• Desvantagens• Difícil de acomodar em veículos de tração dianteira• Sistema de maior complexidade devido ao maior número de barras

utilizadas• Menor sensibilidade e velocidade de resposta devido às deformações

nas várias barras

CURSO DE SUSPENSÃO• Sistema de direção assistido

• Os sistemas de direção podem ter vários tipos de assistência – hidráulica – elétrica – eletro-hidráulica



• Atualmente a utilização desse tipo de sistema de direçãoaumentou devido ao acréscimo de carga no eixo dianteiro etambém devido à tendência de se obter veículos mais ágeis,com menores reduções no sist. de direção

• As figuras a seguir mostram vários destes sistemas e asdiferentes configurações, para os três diferentes tipos descritosacima, tanto para caixa de direção como para pinhãocremalheira

CURSO DE SUSPENSÃO

• Numerosos automóveis devarias dimensões apresentamdireção hidráulica como

equipamento de série.• A direção assistida reduz o

esforço necessário para movero volante e facilita as manobras

b l d d



a baixa velocidade como, porexemplo, o estacionamentonum espaço reduzido.

• A direção hidráulica tambémcontribui para a segurança, coma direção convencional, omotorista pode perder o

domínio do volante se um pneuestourar ou se uma roda tiverde enfrentar uma pronunciadairregularidade do pavimento.

CURSO DE SUSPENSÃO• No sistema com pinhão e cremalheira de direção servo assistida, a

pressão hidráulica é comandada e dirigida por uma válvula rotativa.

• Ao rodar-se o volante, a coluna da direção faz girar esta válvula decomando, dirigindo a pressão hidráulica para um ou outro dos lados dopistão acoplado a própria cremalheira.



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃOSistemas de direção com assistência elétrica



CURSO DE SUSPENSÃO• GEOMETRIA DO SISTEMA DE DIREÇÃO

• O movimento de translação, no esterçamento, é passado para asbarras direita e esquerda através de várias ligações.• A cinemática dessas ligações e dos braços de esterçamento pode

envolver diferentes tipos de geometria.

• Para situações de baixa velocidade (baixa aceleração lateral) al ã l ili d é i d A k “



• Para situações de baixa velocidade (baixa aceleração lateral), asolução normalmente utilizada é a geometria de Ackermann – “asrodas não brigam”

CURSO DE SUSPENSÃO• Na prática, uma boa aproximação para a geometria de Ackermann –

onde a roda interna à curva devem ter ângulo maior que a externa – obtém-se com a geometria trapezoidal

• O arranjo geométrico de Ackermann é função do entre-eixos e dabitola do veículo



• Uma boa aproximação para esta geometria pode ser obtida conforme afigura abaixo:

CURSO DE SUSPENSÃOTrackcirclediameter



Turningcirclediameter



CURSO DE SUSPENSÃO• Em carros esportivos de competição, é comum utilizar geometria

paralela ou Ackermann reverso



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• ERROS DE GEOMETRIA:

• A ação de esterçamento é dada pelo deslocamento translacional dasbarras do sistema de direção e não deve ser modificada seja qual for omovimento da suspensão

• Alguns fatores dificultam este procedimento

– Espaço físico para acomodação dos mecanismos



Espaço físico para acomodação dos mecanismos – Não linearidades do movimento da suspensão

– Mudanças na geometria quando as rodas são esterçadas

• Para que o movimento da suspensão não ocasione mudanças nosistema de direção, é necessário que a barra de direção estejaposicionada de acordo com os braços de suspensão, já que estesdefinem um ponto de pivotamento.

• Este ponto de pivotamento, pôr sua vez, determina a movimentação docubo de roda e consequentemente da barra de direção.

CURSO DE SUSPENSÃO• Se a barra de esterçamento estiver fixada próxima a um dos braços da

suspensão – o centro ideal ficará próximo ao ponto de pivotamentodesse braço de suspensão

• Caso a barra esteja em uma posição intermediária – o centro depivotamento ficará em uma posição intermediária, conforme a figura



CURSO DE SUSPENSÃO• Se a junta interna da barra de direção estiver posicionada interna ou

externamente ao centro ideal – ocorre esterçamento das rodas quando

a suspensão trabalha• Se a junta estiver posicionada atrás do centro da roda e externamenteao centro ideal de pivotamento – A roda esquerda esterça para esquerda

– A roda direita esterça para direitaC fi ã d di ê i



ç p – Configuração de toe-out – divergência• Caso contrário, se ajunta estiver posicionada internamente ocorrerá

esterçamento de forma a configurar toe-in - convergência

CURSO DE SUSPENSÃO• Posicionamento da junta interna acima ou abaixo do centro ideal:

• Ocorrerá esterçamento quando a suspensão está comprimida ouestendida – ride steer

• Caso a junta esteja abaixo do centro ideal e à frente do centro da roda – Quando a susp. está comprimida a roda esquerda esterça p/ esquerda

– Quando a susp. está estendida a roda esquerda esterça p/ direita



• O oposto ocorre com a roda direita

• Desta forma as rodas esterçam para o mesmo lado quando o veículorola – roll steer

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• MODELO DO SISTEMA DE DIREÇÃO

• um sistema de direção também sofre deformações quando submetido àcargas normais de operação

• um modelo simples, mas capaz de representar o comportamento em baixafrequência, inclui rigidez aproximada do sistema conforme a figura abaixo

• esta rigidez pode até incluir outros efeitos relacionados, como por exemplo



esta rigidez pode até incluir outros efeitos relacionados, como por exemploa deformação lateral do sistema de suspensão.

• Estee modelo de sistema de direção pode ser implementado facilmente emmodelos mais complexos de veículos (como no ADAMS, por exemplo)

CURSO DE SUSPENSÃO• As deformações do sistema de direção influenciam de maneira

significativa na relação de esterçamento

• relação de esterçamento = ângulo de rotação do volante/ ângulo deesterçamento das rodas• a figura abaixo mostra um resultado experimental em um caminhão



CURSO DE SUSPENSÃO• O efeito de deformação do sistema de direção também tem influência

no gradiente de esterçamento.• A performance de esterçamento em regime permanente é

frequentemente caracterizada pela relação entre o Ângulo deesterçamento e a aceleração lateral

yKaR L +=δ 3,57



y

y

y

y y

aK

tecons R a

aK

R

L

aa

R

∂∂

=

− ∂

∂+

∂

∂=

∂

∂

δ

δ

tan

)3,57(

CURSO DE SUSPENSÃO• Afigura abaixo mostra o gradiente de esterçamento para um caminhão carregado.• Pela curva superior, K teria uma taxa de 150graus/g (inclinação inicial)

• corrigido pela relação do sistema de direção (36:1) seria cerca de 4graus/g na roda• entretanto, medições indicam uma inclinação inicial praticamente horizontal,

equivalente ao gradiente neutro.• Estas diferenças surgem das deformações no sistema de direção

• este efeito é também dependente da carga nas rodas dianteiras e do ângulo de caster



CURSO DE SUSPENSÃO



• Razão de esterçamento i s = δH/δm• onde δm= (δo-δi)/2 = ângulo de esterçamento

médio

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• GEOMETRIA DO SISTEMA DE SUSPENSÃO + DIREÇÃO

• Além de determinar a geometria das articulações e consequentemente

os centros de pivotamento que determinam o movimento da roda, ageometria associada ao sistema direção + suspensão também é muitoimportante para determinar as forças de reação do sistema.

• A figura abaixo mostra os principais medidas de ângulos e distânciasassociadas ao sistema de direção



CURSO DE SUSPENSÃO• INCLINAÇÃO DO PINO MESTRE (king

pin inclination)• corresponde à inclinação lateral do eixo

de esterçamento

• se o pino mestre é perpendicular aosolo, a projeção de seu eixo no soloproduz uma distância (offset) r comrelação ao centro de contato do pneutambém conhecida como scrub (scrub

di ) que é positivo quando a

Valorestípicos:



radius) que é positivo quando ainterseção é interna

• quando a roda é esterçada seguirá umcaminho semi- circular definido peloscrub, que com a ação da força dereação do solo F, produz um torque deresistência T = F.r

• quanto maior r , maior o esforço paragirar o volante, portanto a direçãotenderá a ser pesada

r = -18mm a+20mm

CURSO DE SUSPENSÃO

• Do mesmo modo, um offset igual a zero também torna a

direção pesada, pois o pneu não rola para esterçar, alémde ser geometricamente inviável• Solução viável:• inclinar lateralmente o pino mestre (valores típicos: entre 8°

e 15° para automóveis e valores menores (1°- 6°) paracaminhões• outro fator que contribui para melhorar esta condição é a

utilização de um ângulo de cambagem positivo (valorestípicos entre 0,5° e 1,5°)



CURSO DE SUSPENSÃO• A utilização da inclinação do pino mestre faz o carro levantar quando

esterçado



CURSO DE SUSPENSÃO• Suspensão do tipo MACPHERSON

• neste tipo de suspensão a inclinação do pino-mestre também á dadapela inclinação dos pontos de articulação da suspensão, entretanto oponto superior está localizado na junção da suspensão com o chassi.



CURSO DE SUSPENSÃO• Um dos problemas deste tipo de suspensão é sua tendência a flexão

quando submetida à grandes cargas laterais

• uma solução adotada, pelo menos para situações de uso normal emque menores cargas estão envolvidas, é a angulação do eixo da molano sentido de se opor à flexão



CURSO DE SUSPENSÃO• Suponha a força lateral Fzw

agindo na base do pneu.

• Haverá reação no suportesuperior do amortecedor (E),através da forças Fsp e Fye

• Estas novas forças agirão nopistão do amortecedor, gerandoforças de reação Fyc e Fyk



• Fyc = Fyk + Fye

• Quanto maior estas forças,maior a resistência aomovimento do pistão

• Este efeito pode ser diminuídoutilizando-se uma inclinaçãolateral para a mola e tambémreduzindo-se o braço b.

CURSO DE SUSPENSÃO• Ângulo de cáster:

• Corresponde à inclinação longitudinal do pino mestre, de modo que o centro decontato do pneu esteja à frente ou atrás da projeção deste ângulo no solo.



• A utilização da inclinação do pino-mestre e do ângulo de caster faz com que atrajetória do esterçamento seja em torno do eixo determinado por estes doisângulos. A interseção deste eixo com o solo é denominada ponto central deesterçamento.

• Deste modo, a reação no sistema de direção com relação às forças de contatodo pneu será descrita pelos momentos (torques) produzidos no eixo deesterçamento

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• Outro ângulo muito importante

do sistema de suspensão é oÂNGULO DE CAMBER.

• A variação deste ânguloinfluencia de maneirasignuficativa no comportamentodo veículo



CURSO DE SUSPENSÃO



Alteração de cambagemde diferentes tipos desuspensões devido aorolamento do veículo

Alteração de cambagem dassusp. traseiras dos mesmosveículos mostrados no slideanterior

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• FORÇAS E MOMENTOS NO SISTEMA DE DIREÇÃO E SUSPENSÃO

• Os momentos devem ser resistente (ter sentido oposto) para se controlar maisfacilmente o ângulo de esterçamento da roda.

• É a soma dos momentos das rodas direita e esquerda atuando através dasarticulações do sistema de direção que, proporcionalmente ao rendimento erelação de esterçamento, resulta no torque sentido pelo motorista no volante.

• Como já foi visto o eixo de esterçamento não está na vertical:



CURSO DE SUSPENSÃO

• FORÇA VERTICAL• Por acusa da inclinação do eixo de esterçamento, a

força vertical Fz produz momento que tenta esterçar aroda

• esse momento depende de ambas as inclinações dopino-mestre – inclinação lateral - λ – caster - v

• Admitindo pequenos ângulos e não considerando acambagem podemos obter o momento totalaproximadamente por:

termo1 termo2



• MV = -(Fzl + Fzr ).senλ .d.senδ + (Fzl - Fzr ).senv.d.cosδ

• MV = momento total das rodas direita e esquerda• Fzl , Fzr = força vertica nas rodas direita e esquerda• d = scrub (offset lateral)• δ = ângulo de esterçamento

• v = ângulo de caster • λ = inclinação lateral do pino-mestre



CURSO DE SUSPENSÃO• Termo 2 -

• [(Fzl - Fzr ) . Sen v . d . cos δ ]

• mostra que o momento produzido pelasrodas esquerda e direita trabalham emoposição através das articulações

• depende da diferença de carregamentodas rodas, podendo afetar a convergênciae este balanceamento devido às



e este balanceamento devido àsdiferenças de carga ou assimetriageométrica pode causar esterçamento novolante

• um eixo sobe e outro abaixa quando aroda é esterçada (rolamento) fazendo comque o torque dependa também da rigidezde rolamento da susp. dianteira



CURSO DE SUSPENSÃO• FORÇA DE TRAÇÃO• também produz momento:• MT = (Fxl + Fxr ). d• depende da diferença da força de tração nas rodas direita e esquerda• se houver desbalanceamento destas forças, como mau funcionamento dos

freios, perda de tração (escorregamento) de uma das rodas, aparecerá umtorque de esterçamento no volante



CURSO DE SUSPENSÃO• Torque auto-alinhante (MZ)

• este torque é o torque resultante do surgimento da força lateral quando há

escorregamento lateral



• como os momentos podem ser translacionados (sem mudança demagnitude) podemos ter o efeito deste torque sobre o eixo de esterçamento

)cos().( 22 v M M M ZR ZL AT ++= λ

CURSO DE SUSPENSÃO• Estabilidade na frenagem• durante a frenagem, o sistema de direção tem um importante papel na resposta

direcional do veículo

• o ângulo de caster e a inclinação do pino-mestre influenciam a estabilidade,dependendo de como é sua atuação se há um desbalanceamento de forças nafrenagem



CURSO DE SUSPENSÃO



• Alteração do ângulo de convergência em umasuspensão Multi-link do Mercedes Classe S

• A figura mostra a alteração quando há aceleração(Fx=3kN) e frenagem (Fx=1,89 kN)

CURSO DE SUSPENSÃO

• Mudança do ângulode cambagemdevido à ação daforça lateral no

contato pneu-pavimento

E l õ



• Estas alterações

surgem devido àselasticidades doscomponentes dasuspensão esistema de direção

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO• Obtendo a geometria do sistema de direção + suspensão• Duas regras principais de descrição geométrica são utilizadas para

desenvolver a geometria da suspensão utilizando-se dos planos frontal(FVSA - Front View Swing Arm) e lateral (SVSA - Side View Swing Arm):

1) Três pontos determinam um plano

2) A intersecção de dois planos formam um eixo (uma linha)



CURSO DE SUSPENSÃO• O projeto será desenvolvido tendo como exemplo uma suspensão

do tipo SLA (Short Long Arm)

• Seguiremos o desenvolvimento utilizando a nomenclatura e ospontos da figura abaixo:



CURSO DE SUSPENSÃO• Na vista frontal, o pivô interno do baço superior é o ponto #1• o pivô externo do braço superior é o ponto #2• Estes pontos são escolhidos de acordo com uma localização desejada do Roll Center

e também através da escolha de ângulos de King Pin e cáster.• a extensão da união do ponto #1 e #2 até o plano longitudinal, no centro do pneu é o

ponto #3• Para o braço inferior da suspensão, os pontos na mesma sequência são:

• pivô interno #11, pivô externo #12 e extensão #13• Todos estes seis pontos são transferidos para a vista lateral• Na vista lateral, tendo uma localização desejada do IC, duas linhas são traçadas do IC

d l #3 #13



passando pelos pontos #3 e #13.• Nesta linha, alguns centímetros à frente do ponto #3, escolhemos um ponto arbitrário

#4, para o braço superior e repetimos este procedimento para o braço inferior #14.• Posteriormente, projetamos os pontos #4 e #14 na vista frontal.• Para manter a geometria desejada, todos os pontos do braço supeior (#1 até #4)

devem estar no mesmo plano. O mesmo deve ocorrer para o braço inferior (pontos#11 até #14)



CURSO DE SUSPENSÃO• Este longo braço superior resulta em maiores variações de cambagem,sendo um dos principais problemas deste tipo de suspensão,especialmente em aplicações de performance elevada.

• O Ponto de fixação do amortecedor, juntamente com o ponto interno dobraço inferior definem a inclinação do King Pin.

• Um ponto importante a salientar é que a inclinação do amortecedor não énecessariamente coincidente com a do King Pin.

• O braço inferior é localizado estabelecendo-se um ponto na vista lateral eoutro ponto na vista lateral, de acordo com os ICs desejados.



CURSO DE SUSPENSÃO• DETERMINANDO A GEOMETRIA DO SISTEMA DE DIREÇÃO

• Devemos determinar os pontos de conexão da barra de direçãocom o braço de direção• O ângulo λ é determinado juntamente com o comprimento do

braço de direção r, determinando a distância k, conforme asfiguras



CURSO DE SUSPENSÃO• Inicialmente determinamos o centro de pivotamento da suspensão P1• Conectamos uma linha de U a P - deste modo o sist. de direção terá o

mesmo centro de pivotamento da suspensão• Traçamos duas linhas passando pelos pontos GE e DC, determinando o

ponto P2• traçamos uma linha unindo P2 a P1

• Se a linha UP1 está acima de GD, o ângulo α entre estas duas linhas deveser utilizado determinando uma linha acima de P1P2 com este mesmoângulo.

• Se a linha UP1 estiver abaixo de GD a e linha a ser determinada será abaixo



• Se a linha UP1 estiver abaixo de GD, a e linha a ser determinada será abaixode P1P2

• O ponto P3 é determinado pela linha traçada anteriormente e a extensão dalinha passando por UE

• Para calcular o ponto desejado T, conectamos o ponto P3 com o ponto C e aextensão desta linha, cruzando a linha UP1 de terminará o ponto T.

• A distância k é fator determinante para a posição do centro virtual P3• Caso o braço de direção esteja localizado à frente do eixo teremos:

CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO

Braço de direção acima do braço superior da suspensão



CURSO DE SUSPENSÃO• SUSPENSÃO MACPHERSON

• Quando utilizamos uma suspensão do tipo MacPherson, devido àalteração da distância EG quando há compressão ou distensão, oponto T é determinado por um método um pouco diferente

• Para obter o ponto P1traçamos uma vertical à linha central do

amortecedor até sua conexão c/ o chassis determinando o ponto E edepois utilizamos a extensão da linha GD• Ligamos P1 ao ponto U• Uma linha paralela a EP1 deve ser desenhada através de G



U a a pa a e a a deve se dese ada at avés de G• A interseção com a extensão de ED fornece o centro virtual P2• O ângulo α determinado por EP1 e UP1 deve determinar uma linha

com o mesmo ângulo com relação a P1P2 para obter P3, que élocalizado com a interseção com a linha UG

• O ponto T é determinado pela linha P3D



CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO

• Controle de suspensão

• toda suspensão têm dois objetivos principais: – isolação de vibrações - conforto – controle do veículo - performance – infelizmente estes dois objetivos são conflitantes - solução: sistemas de

suspensão com algum tipo de controle.



CURSO DE SUSPENSÃO• CONTROLE DE SUSPENSÃO

• Suspensões adaptativas : – são essencialmente suspensões passivas cujos parâmetros podemser ajustados em resposta às alterações nas condições de utilização

do veículo. – Os parâmetros a serem adaptados são, geralmente, o coeficiente de

amortecimento, rigidez das molas e altura da suspensão. – O controle de rigidez e altura podem ser incorporados por

suspensões pneumáticas.

– Nas suspensões adaptativas as mudanças de amortecimento e



Nas suspensões adaptativas as mudanças de amortecimento erigidez não ocorrem a todo instante, mas em resposta a eventosocasionais que envolvem altas velocidades e mudanças bruscas nocomportamento do veículo (freadas fortes, curvas acentuadas,etc...).

– Temos portanto que o funcionamento de um sistema adaptativobaseia-se em elemento passivos ajustáveis que reagem àsvelocidades e deslocamentos de seus terminais.



CURSO DE SUSPENSÃOSUSPENSÃO ATIVA x PASSIVA



CURSO DE SUSPENSÃO

SUSPENSÃO ATIVA SKYHOOK

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CURSO DE SUSPENSÃO



CURSO DE SUSPENSÃO

• Em sistemas mais modernos são utilizados vários sensores eunidades de comando para monitoração das pressões naslinhas

• São monitorados os ângulos de esterçamento na direção,pressão no pedal do freio, rotação do motor, etc...



Xantia Activa ay = 0,94gc/ pneus 205/55 R15

Sistemas de Suspensão

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