Suspensão,Direção e Freios

Fernando Luiz Mattos

Suspensão

Conforto e segurança

• Sustentação de todo o conjunto monobloco

• Controle direcional das rodas (esterço e câmber)

• Controle dinâmico das forças geradas pelos pneus

• Controle da inclinação da carroceria ou rolagem

• Manter o contato do pneu com o solo

• Manobrabilidade e dirigibilidade

Função

Molas

Mola helicoidal

Fatores que influenciam suas propriedades:

• Diâmetro, perfil e composição do fio

• Diâmetro interno e externo

• Altura e número de espiras

Componentes

Válvulas do pistão Válvula da base Selo e guia da haste Haste

Adaptadores

Guarda-pó

Tubo reservatório

• O óleo do amortecedor, ao ser forçado a passar através dos orifícios das válvulas, amortece os impactos e absorve as vibrações transmitidas ao veículo pelas irregularidades do piso

• Quando está em operação, o amortecedor executa centenas de oscilações por minuto, movimentando o óleo em seu interior

• Esta movimentação, associada a temperaturas elevadas, dá origem ao fenômeno da “aeração” - formação de bolhas de ar dentro do óleo

• Estas bolhas diminuem a capacidade do óleo de absorver as vibrações causando também outro fenômeno: vácuo, fazendo com que o amortecedor perca momentaneamente sua ação

• A solução empregada pela COFAP, para eliminar estes inconvenientes, foi a pressurização interna do amortecedor através da utilização do gás Nitrogênio, fazendo com que o óleo fique sob pressão e impedindo a formação de “bolhas” e também a formação de “vácuo”

• A pressurização é feita com baixa pressão – max. 10 bar, e o gás Nitrogênio é inerte e não oxida as partes internas

Eixo rígido

Vantagens

• Nenhuma variação de câmber sob rolagem

• Pouca variação de câmber em curva

• Menor desgaste de pneu (menor variação de alinhamento)

Desvantagens

• Mais suscetível a transmissão de vibrações à carroceria “SHIMMY”

• Manutenção cara (troca do conjunto completo)

• Maior espaço ocupado

• Maior peso

Suspensão independente

Vantagens

• Menor peso

• Menor espaço ocupado

• Maior resistência a rolagem

• Independência das rodas

• Maior flexibilidade (diferentes geometrias de suspensão)

• Maior conforto (Redução do “Shimmy”)

Alfa Romeo GTV

Suspensão semi-independente

Sistema composto por um eixo semi-rígido que sofre torção. O movimento de uma das rodas é transmitido parcialmente à outra. Este eixo pode ou não ser combinado a uma barra estabilizadora.

Suspensão independente - McPherson

Projetado por Earle McPherson por volta de 1946Principais vantagens

• Menor número de componentes

• Menor custo

• Manutenção

• Espaço transversal ( )

• Peso

Batente de fim de curso

Durante a compressão, absorve a energia excedente que não foi absorvida pela mola.

Batente

Guarda-pó

Protege a haste do amortecer contra impurezas.

Guarda-pó

Batente

Em caso de ruptura da fixação do batente da suspensão traseira

Marea e Marea Weekend

Batente modificado Batente anterior

46750209 46470781

Uno Mille Fire

Suspensão dianteira

1. Batente de fim de curso do amortecedor dianteiro - rangido ao passar em quebra-molas - ressecamento/danificação.

Novo Palio Weekend

Torque: 123 Nm

Suspensão traseira

Importante

Através de testes efetuados na fábrica, verificamos que a utilização da ferramenta “desempenador automotivo” na suspensão dianteira do veículo, para correção da cambagem das rodas, pode causar danos aos amortecedores dos veículos (tipo estrutural), uma vez que este procedimento irá ocasionar um empenamento do corpo do amortecedor em relação à sua base de fixação ao montante.Esse empenamento pode provocar afrouxamento dos parafusos de fixação do amortecedor, além de submeter a haste a um atrito maior com a bucha/selo de vedação superior ocasionando sua fadiga prematura.

Salientamos que, além de comprometer a integridade dos amortecedores, o procedimento abaixo pode danificar os rolamentos de rodas em função das elevadas cargas que atuam nas pistas internas e externas, deformando as mesmas, gerando por conseqüência, rumorosidade.

Amortecedores gastos

Amortecedores em bom estado

Direção

Caixa de direção

A caixa de direção que constitui o sistema é um conjunto de peças que funcionam transformando o movimento rotativo, produzido pelo motorista no volante, em movimento linear.

O funcionamento é por meio de um engrenamento, que transmite o movimento do volante às barras de direção.

O sistema de pinhão e cremalheira é o que melhor atende às exigências da direção, podendo ser mecânico ou hidráulico.

Caixa de direção com pinhão e cremalheira

A caixa de direção com pinhão e cremalheira é utilizada nos carros mais leves.Esse modelo possui boa absorção de vibrações da roda e não apresenta folga quando as rodas estão esterçadas.Quando o volante de direção é acionado pelo motorista, o pinhão gira e aciona a cremalheira, que comanda as barras de direção e as rodas através dos tirantes.

É um sistema de engrenamento entre um pinhão e uma cremalheira.

A coluna de direção foi muito estudada por exigência de sua posição. Alguns modelos possuem regulagens de altura e distância, proporcionando uma posição de dirigir mais adequada às características físicas do condutor... Além do conforto que é proporcionado quando o veículo possui esse mecanismo.

Com o avanço tecnológico visando uma maior segurança, foram criados dispositivos como a coluna retrátil que, em caso de impacto frontal, deforma-se impedindo que o motorista seja atingido pelo volante.

Coluna de direção

É o elemento de ligação entre o volante e o mecanismo de direção.

Cuidados na utilização:

• Operar apenas com veículo parado;

• Garantir que a alavanca de regulagem esteja travada antes de movimentar o veículo.

Coluna de direção com regulagem de altura e profundidade

Não prevista lubrificação em manutenção.

Regulagem mínima Regulagem máxima

Alavanca de regulagem

Árvore inferior

A árvore inferior faz a ligação entre a coluna e o mecanismo de direção.

É utilizada nos casos em que ocorre um desalinhamento entre a extremidade inferior da coluna e o pinhão de acionamento, com o objetivo de corrigir esta falha.

O sistema hidráulico é composto de uma caixa de direção servoassistida tipo pinhão e cremalheira que auxilia o sistema mecânico.

Esse sistema reduz o esforço físico do motorista em manobras, em consequência o número de voltas do volante também, deixando a direção com uma resposta mais ágil e segura.

A pressão hidráulica necessária para o funcionamento do sistema é gerada pela bomba, que é acionada pelo motor. O sistema hidráulico funcionará quando o motorista girar o volante.

A direção hidraúlica

Giro do volante no sentido horário (Giro à direita)

Volante na posição neutra (Mecanismo sem ação)

Giro do volante no sentido anti-horário (Giro à esquerda)

De acordo com a torção transmitida pelo volante, o óleo da bomba é enviado ao reservatório ou a uma das câmaras do cilindro operador, determinando o deslocamento do pistão e da cremalheira. Esta está ligada a um êmbolo que desliza, sob pressão do fluido, dentro do cilindro de trabalho.

Para confirmar se a falha é no sistema hidráulico ou no sistema mecânico, utilizar o analisador de vazão.E lembre-se que a direção hidráulica foi desenvolvida para proporcionar maior segurança e conforto ao motorista, e sua aplicação passou pelos mais rigorosos testes nas fábricas.

A direção hidraúlica

A direção hidraúlica - componentes

São vários os componentes do sistema hidráulico, como reservatório, mangueiras, válvulas, cilindros e um outro importantíssimo que é a bomba hidráulica.

Mecanismo de direção hidraúlica

Mangueirade retorno

Reservatório remotoMangueira de alimentação

Bomba hidraúlica

Mangueira de pressão

A bomba hidráulica compõe-se de um grupo rotativo que executa a compressão de óleo.Possui também a zona de controle com a válvula de alívio de pressão, evitando que a bomba continue comprimindo óleo, e a válvula de controle de vazão que determina o volume do fluido fornecido ao sistema.Alguns modelos possuem válvulas controladoras que proporcionam aos veículos uma direção com maior sensibilidade.A bomba hidráulica tem a função de gerar vazão e pressão para suprir o sistema.Seu funcionamento é muito simples, ou seja, quando o motor está funcionando, um eixo aciona o rotor onde estão as palhetas deslizantes, alojadas em ranhuras radiais.

Bomba hidraúlica

Alta pressão de óleo Baixa pressão de óleo

Alta pressão de óleoBaixa

pressão de óleo Forças

iguais e opostas

A direção elétrica

• O Sistema tem um menor número de componentes e portanto um peso e uma complexidade de implantação menor

• A instalação e a manutenção tem tempos reduzidos e maior simplicidade

• A servodireção elétrica absorve energia do motor só quando é pedida a servoassistência, reduzindo consumo e as emissões

• Menor ruído em relação ao sistema hidráulico

• Possibilidade de escolha do modo de direção (CITY / NORMAL)

Sensor óptico de esterço do volante

Central eletrônica e motor elétrico para servoassistência

Vantagens em relação à servodireção hidráulica:

Alinhamento

Câmber Convergência Cáster

Ordem correta de acerto da geometria da suspensão1. Câmber traseiro

2. Convergência traseira

3. Cáster dianteiro

4. Câmber dianteiro

5. Convergência dianteira

Sistema de freios

O sistema de freios é o que transforma as pressões de aplicação em forças mecânicas para retardar o movimento das rodas até pará-las.

A força aplicada no cilindro-mestre será atuante em todas as lonas e pastilhas de freio localizadas nas rodas.

DiscoCilindro-mestre

Pedal do Freio

Haste

Roda

Caliper

Solo

1

Pressão Hidráulica

Atuação Mecânic

a

FREIOFREIOCILINDRO- CILINDRO- MESTREMESTRE RODARODAPEDALPEDAL

432

Atuação Mecânic

a

Pastilhas

1

2

3

4

Freio a disco Freio tambor

O fluido de freio

O fluido de freio deve ter características que possibilitem o perfeito funcionamento do sistema, dentre elas podemos citar:• Ponto de ebulição entre 205 ºC e 235 ºC,

de acordo com o tipo de trabalho

• Baixa variação da viscosidade de acordo com a temperatura

• PH entre 7 e 11,5 (de neutro a alcalino)

• Baixa higroscopia (absorção de água em contato com o ar)

• Baixo ponto de congelamento

• Resistência às altas temperaturas sem perder propriedades

• Devido à sua característica higroscópica (característica de absorver humidade) o fluido de freio deverá ser substituido a cada 24 meses ou 45.000 km. A presença de humidade no sistema pode comprometer a eficiencia de frenagem, pois a humidade presente no fluido quando aquecida pelo calor gerado durante a frenagem poderá gerar bolhas de ar no sistema.

• O fluido retirado no processo de sangria não deve ser reutilizado.

• A classificação dos fluidos de freios, no que se refere ao ponto de ebulição dos mesmos, é definido pela classificação DOT.

• Em alguns veículos se utiliza o fluido DOT 3 para sistemas sem ABS, e DOT 4 nos sistemas dotados de ABS.

O servofreio

O servofreio é um componente do sistema que auxilia na frenagem, diminuindo o esforço do condutor ao acionar o pedal.

Posição de repouso com motor funcionando

Vácuo

Vácuo Pressão atmosférica

Posição aplicada

Vácuo Pressão atmosférica

Posição de equilíbrio

Sem auxílio do vácuo

Pressão atmosférica

Tem a função de compensar a carga de frenagem entre as rodas dianteiras e traseiras.

Funciona a partir de uma mola que é comprimida por uma haste e que libera mais ou menos fluido para a frenagem, de acordo com a carga imprimida nas rodas dianteiras ou traseiras.

Válvula reguladora da pressão

Válvula corretora de frenagem

É uma válvula reguladora de pressão do fluido dos freios traseiros que aplica a carga necessária de acordo com a carga transportada, evitando que as rodas traseiras travem antes das dianteiras nas freadas bruscas.

Rodas e pneus

Roda

Hoje podemos conceituar a roda como um conjunto formado por aro e disco, servindo de elemento intermediário entre o pneu e o veículo.

Portanto, aro é o elemento anelar onde o pneu é montado; e disco é o elemento central que permite a fixação da roda ao cubo do veículo.

Rodas e pneus

Disco

Aro

O tamanho de um aro normalmente é constituído por dois conjuntos de números, sendo que o primeiro representa a largura do aro, medida de flange a flange, em polegadas e o segundo, o diâmetro nominal do aro, também em polegadas. As letras (ou letra) ao lado da largura indicam o tipo de perfil do aro, conforme normas internacionais.

Aro

Onde:

D° = Diâmetro Nominal

PF = Off-Set (Distância entre a linha de centro do pneu/roda e a face de apoio do disco da roda. Geralmente gravado na maioria das rodas).

L =

4,5

D°

PF

Exemplo: 6 JJ X 14Significa um aro com 6” de largura, perfil tipo JJ (aro de centro rebaixado) e com 14” de diâmetro nominal.

(*) Hump é uma saliência que existe no perfil do aro em toda sua circunferência, facilitando o assentamento dos talões do pneu.

X4,50 B 13 H

Roda

Hump

Pneu

Hump (*)

Diâmetro nominal em polegadas

Tipo perfil

Largura do aro em polegadas

H - Altura da seção

Distância entre o calcanhar do talão e o centro da banda de rodagem.

D - Diâmetro do aro

Diâmetro medido entre os assentos dos talões.

L - Largura do aro

Distância entre os flanges do aro, medida internamente.

Circunferência de rotação

Distância percorrida pelo pneu inflado e com carga em uma volta completa da roda, a uma certa velocidade.

O pneu e suas partes

Cinturas

Banda de rolagem

Flanco

Carcaça

Talão

As principais vantagens dos pneus radiais estão na durabilidade, economia de combustível, melhor aderência nas acelerações e freadas mais eficientes.

O quadro abaixo mostra o comportamento dos pneus na relação solo e área de apoio:

Vejamos agora as diferenças básicas dentro dos pneus. Os “sem câmara” possuem no interior uma camada de borracha especial, denominada liner que garante a retenção do ar.

Devem ser montados em aros apropriados, utilizando válvulas especiais.Pneu com câmara (tube type)

Pneu sem câmara (tubeless)

Pneu

Aro a canal (Centro

rebaixado)

Válvula

Câmarade ar

5°

Aro a canal (Centro

rebaixado)

Hump

Pneu

Válvula

Liner5°

Para melhor entendimento das informações, vamos fazer a leitura dos códigos que caracterizam os pneus.Dimensões

Nota: Quando não houver a gravação da relação altura/largura nos pneus, entenderemos código “82”.

Obs: Quanto ao limite de velocidade e índice de carga, consultar tabelas 1 e 2.

165 70 R 13 76 S

Limite de velocidade (até 180 km/h)Índice de carga (máximo de 400 kg por pneu)

Construção radialQuociente percentual entre altura da seção e largura da seção do pneu (A/L = 0,70)Largura da secção do pneu (mm)

Diâmetro interno do pneu (polegadas)

149 70 R 13 74 S

Limite de velocidade (até 180 km/h)Índice de carga (máximo de 375 kg por pneu

Construção radialAltura de seção em %Largura da seção do pneu (mm)

Diâmetro interno do pneu (polegadas)

Codificação do pneu (gravada na peça)

Pirelli

Firestone

Goodyear

Tabela 1O símbolo de “Índice de Carga”(IC) indica a carga máxima a que o pneu pode ser submetido.

Tabela 2

O “Símbolo de Velocidade” indica a velocidade a que o pneu pode ser submetido, à carga correspondente ao seu Índice de Carga nas condições de serviços especificados pelo fabricante do pneu.