Amortecedores
Ao contrário do que algumas pessoas pensam,
os amortecedores não suportam o peso do veículo.
Pelo contrário, a função dos amortecedores
é controlar o movimento da suspensão e
das molas. Se o sistema de suspensão só
fosse composto por molas, o conforto obtido seria péssimo.
Os amortecedores são necessários pelas
seguintes razões:
- amortecer as vibrações da
massa não suspensa de forma a minimizar
a amplitude de movimento, aumentando a segurança,
pois é assegurado que as rodas permanecem em
contacto com o solo;
- amortecer as vibrações da
massa suspensa limita a amplitude de vibração,
ou seja o seu movimento vertical, para um nível
confortável o qual limita tensões na
estrutura e ocupantes;
- permitem anular o balouçar do veículo,
balouçar esse que seria indefinido para um
carro sem amortecedores.
Princípios físicos
Os amortecedores convertem a energia de vibração
em calor, através da fricção. A
força de amortecimento resultante limita o percurso
da vibração (amplitude). A magnitude da
força de amortecimento é proporcional
à velocidade de deformação da mola.
A seguinte equação fundamental aplica-se
à força de amortecimento FD como função
da velocidade de deformação da mola v
:
FD = k * vn
A constante de amortecimento k e o expoente de amortecimento
n são dependentes do tipo e construção
do amortecedor e ao tipo de fluído utilizado.
Uma característica de amortecimento degressiva
(n < 1) tem o efeito de produzir elevadas forças
de amortecimento a velocidades de deformação
baixas. Isto reduz a tendência para o balanceamento
mas ao mesmo tempo reduz a capacidade do sistema de
suspensão de absorver os choques e manter as
rodas em contacto com a estrada.
Uma característica de amortecimento progressiva
(n > 1) aumenta a tendência para o balanceamento
mas fornece uma maior segurança a altas velocidades.
A fase de compressão (deformação
para o interior) e a fase de recuo (deformação
para o exterior) do amortecedor estão planeadas
para serem independentes (krecuo é mais elevada
2.5 - 9 vezes que a Kcomp).
A deformação para o exterior tem uma
maior gama de amortecimento que a deformação
para o interior de forma a manter uma carga suficiente
nas rodas (perda de contacto com o solo). Ao mesmo tempo
a deformação para o interior não
deve ser muito dura.
Qualquer que seja o tipo de veículo há
uma procura constante de um sistema de suspensão
com o melhor compromisso entre conforto (força
de amortecimento pequena) e segurança (força
de amortecimento elevada).
Princípio de funcionamento
Actualmente
são utilizados amortecedores hidráulicos
telescópicos.
Os amortecedores são na sua essência bombas
de óleo. Como se pode ver na figura, um pistão
é colocado na extremidade de uma haste e trabalha
de encontro ao tubo de pressão. Enquanto a suspensão
acompanha as oscilações da estrada, o
liquido hidráulico é forçado a
circular através de pequenos orifícios
dentro do pistão. Estes pequenos furos só
deixam passar no entanto uma pequena quantidade de fluido.
Este facto abranda o pistão que por arrastamento
abranda o movimento das molas e suspensão.
A intensidade do efeito produzida pelo amortecedor
depende da velocidade da suspensão e do número
e tamanho dos orifícios no pistão. Os
amortecedores são assim sensíveis à
velocidade, ou seja, quanto mais elevada for a velocidade
de movimento da suspensão, maior será
o efeito de resistência fornecido pelos amortecedores.
Dadas estas características é fácil
concluir que os amortecedores se adaptam às condições
da estrada. Assim sendo os amortecedores reduzem: as
oscilações; rolamento ou balanço;
mergulho na travagem; levantar na aceleração.
Tipos de amortecedores
Actualmente existem dois tipos de amortecedores: os
de tubo duplo e os mono-tubo.
Amortecedor
tubo duplo
O amortecedor convencional é ilustrado na figura.
Este amortecedor tem dois tubos. O tubo interior é
conhecido por tubo de pressão ou cilindro de
trabalho e o exterior é o tubo de reserva ou
compensação.
Na parte superior do amortecedor encontramos um apoio
ligado à haste do pistão. A haste é
guiada por um casquilho que a mantém em posição
e permite o seu livre movimento. Na extremidade do tubo
do amortecedor encontra-se um vedante para impedir a
perda de fluído hidráulico.
Localizada na base do tubo de pressão encontra-se
uma válvula de compressão. Esta válvula
controla o movimento durante o ciclo de compressão.
No apoio inferior do amortecedor encontra-se o suporte
inferior.
Os amortecedores de tubo duplo têm a vantagem
de terem uma operação mais precisa, no
entanto têm que ser montados na vertical ou numa
posição ligeiramente inclinada.
Estes amortecedores são normalmente mais curtos
que os amortecedores mono-tubo.
Amortecedor mono-tubo
Os amortecedores mono-tubo são amortecedores
de gás a alta pressão.
Estes amortecedores só têm um tubo, o
tubo de pressão.
Dentro deste tubo encontramos dois pistões:
um pistão de trabalho (como no amortecedor de
dois tubos) e um pistão divisor, que separa o
óleo do gás.
O gás que se encontra abaixo do pistão
divisor é nitrogénio que se encontra a
uma pressão de cerca de 25 bar.
O gás previne a formação de espuma
devido ao escoamento rápido do fluído
hidráulico e compensa a mudança de volume
devido ao movimento de compressão e recuo.
Esta construção permite que o amortecedor
mono-tubo, ao contrário do amortecedor de tubo
duplo, possa ser montado em qualquer posição.
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