ELEMENTELOR SUSPENSIEI

SUSPENSIA AUTOMOBILELORSuspensia automobilului relizeaz legtura elastic ntre caroserie i puni. Ea este destinat s atenueze sarcinile dinamice ce se transmit de la drum, s imprime oscilaiilor caracterul dorit i s transmit forele care acioneaz asupra roilor i asupra caroseriei.

Suspensia automobilului este compus din elementele elastice, dispozitivele de ghidare i elementele de amortizare.

Elementele elastice contribuie la micorarea sarcinii dinamice verticale, provocnd oscilaiile caroseriei de amplitudine i frecvene ct mai suportabile pentru pasageri i care s nu duneze ncrcturii care se transport.

Dispozitivele de ghidare transmit componentele orizontale ale forelor dintre roi i drum i momentele acestor fore la caroserie, determinnd i caracterul deplasrii roilor n raport cu caroseria automobilului i n raport cu drumul.

Suspensia automobilului trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine:

s aib o caracteristic elastic care asigur un confort corespunztor, cu nclinri transversale reduse, fr lovituri n tampoanele limitatoare i cu o stabilitate bun;

caracteristica amortizorului s corespund cu cea cerut de confortabilitate;

s asigure o cinematic corect a roilor de direcie n scopul micorrii uzurii anvelopelor i stabilizrii roilor;

cinematic corespunztoare a sistemului de direcie;

transmiterea forelor orizontale i a momentelor reactive de la roat la caroserie;

durabilitate suficient a elementelor elastice, care fac parte din piesele cele mai solicitate ale automobilului;

greutate mic;

frecvena oscilaiilor proprii, pentru autovehiculele de transport mrfuri s fie de 7090 oscilaii pe minut;

rigiditatea elementelor elastice s fie ct mai redus;

amortizarea oscilaiilor trebuie s fie suficient astfel nct dup o perioad amplitudinile s se micoreze de la 3 pn la 8 ori.

2.1 Clasificarea suspensiilor

Suspensiile automobilelor se clasific conform figurii 2.1:

Fig. 2.1 Clasificarea suspensiilor

Suspensia dependent este caraterizat printr-o legtur rigid ntre roile din stnga i din dreapta, iar ridicarea sau coborrea unei roi, produs de denivelrile cii, provoac schimbarea poziiei i pentru cealalt roat. La suspensia independent lipsete legtura direct dintre roile automobilului, iar schimbarea poziiei unei roi nu influeneaz poziia celeilalte roi. n funcie de planul n care se deplaseaz roata la ridicarea ei se deosebesc suspensii independente cu deplasarea roilor n planul transversal, planul longitudinal sau concomitent n ambele plane. n afar de acestea se ntlnesc i suspensii independente cu deplasarea vertical a roii.

Suspensia independent prezint fa de cea dependent urmtoarele avantaje: mbuntirea confortului prin reducerea masei nesuspendate, inut de drum mai bun deoarece deplasrile roilor nu se influeneaz reciproc, micarea oscilaiilor de ruliu ale caroseriei i mrirea stabilitii automobilului.

2.2 CONSTRUCIA I CALCULUL ELEMENTELOR ELASTICE METALICE 2.2.1 Arcurile din foi

Avantajul principal al arcurilor din foi const n faptul c ele pot ndeplini singure funciile elementului elastic, dispozitivului de ghidare i a elementului de amortizare. n afar de aceasta arcul din foi are o construcie simpl i se repar uor. Pe lng aceste avantaje, arcurile din foi prezint i anumite dezavantaje care vor fi prezentate n continuare mpreun cu msurile de nlturare a lor.

Greutatea sporit, arcul din foi fiind cel mai greu dintre toate elementele elastice. Energia potenial specific, adic energia care este nmagazinat de ctre elementul elastic la deformarea lui, raportat la volum, este: Eps = 1/6(2/E) pentru arcul din foi i: Eps = 1/4(2/G) pentru arcul elicoidal sau bara de torsiune. Dac se admite raportul obinuit dintre modulele de elasticitate G = 0,385. E, atunci cnd = , energia nmagazinat ntr-o unitate de volum n cazul arcului elicoidal sau a barei de torsiune, este de patru ori mai mare dect n cazul arcului din foi. n cazul n care = 0.85 , diferena va fi de 2,6 ori. Cu ct este mai mic energia potenial specific cu att trebuie s fie mai mare volumul i respectiv greutatea elementului elastic. Greutatea elementului elastic depinde de ptratul efortului unitar admisibil, de acea procedeele de consolidare care permit s se mreasca eforturile unitare admisibile, conduc la mrirea duratei de funcionare i la micorarea greutii elementului elastic.

Durabilitate redus, datorit eforturilor unitare iniiale, aciunii dinamice i repetate a unor fore i stri complexe de eforturi unitare. S-a stabilit prin ncercri c rezistena la oboseal a arcului de foi este de patru ori mai mic dect a barei de torsiune. Durabilitatea arcurilor din foi, la automobilele exploatate n condiii rutiere bune, este de 100...150 de mii de km.

Foile arcului au n stare liber o curbur diferit i de acea la montare apar n ele eforturi unitare iniiale. n acelai timp arcul din foi care este un element elastic i de ghidare, este solicitat la ncovoiere (n planul vertical i orizontal) precum i la rsucire. Cea mai solicitat este foaia principal , din care cauz are o grosime mai mare dect celelalte, iar uneori pentru consolidare se folosesc dou sau trei foi principale.

Pentru a mri durata de funcionare a arcurilor din foi se iau urmtoarele msuri: descrcarea arcului de unele fore, reducerea eforturilor unitare, consolidarea arcului (figura 2.2).

n scopul reducerii rsucirii arcului din foi, capetele lui se ncastreaz n perne de cauciuc 1, iar prin utilizarea unui opritor suplimentar 2 se limiteaz momentul ncovoietor care acioneaz asupra arcului la frnare.

Fig. 2.2 Msuri pentru reducerea solicitrii arcurilor din foi

a-capetele arcului ncastrat n perne de cauciuc; b-arcul preia numai sarcini verticale

Reducerea eforturilor unitare n arcul de foi, se poate obine prin limitarea amplitudinilor oscilaiilor roii n raport cu caroseria, prin introducerea unor elemente elastice suplimentare (elemente din cauciuc care lucreaz la compresiune, etc.). Eforturile unitare pot fii reduse i prin variaia formei seciunii transversale a foilor, ceea ce conduce la redistribuirea eforturilor unitare normale. La arcul din foi, partea superioar a seciunii lucreaz, la ntindere, iar partea inferioar la compresiune. Ruperile arcurilor din foi, de cele mai multe ori, se produce datorit oboselii materialului. n cazul eforturilor unitare variabile, eforturile suportate la ntindere sunt mai reduse dect la compresiune.

Datorit acestui fapt, s-au propus seciuni ale foilor la care eforturile unitare maxime la ntindere sunt mai mici dect la compresiune (Fig. 2.2 bis). Seciunea trapezoidal b) sau cea cu nule c) au axa neutr deplasat n sus, iar eforturile unitare de ntindere scad. O mare parte a productorilor folosesc varianta cu canelur d), care are rolul de a mpiedica deplasarea relativ lateral a foilor.

Distrugerea prin oboseal a foii principale, ncepe de obicei cu apariia focarelor de degradare pe suprafaa foii care este solicitat la ntindere. n ultimul timp a cptat o rspndire mare consolidarea superficial cu jet de alice, adesea numai a suprafeei foii principale supus la ntindere. Efectul acestei consolidri crete mult dac ntre foile arcului se intercaleaz nite garnituri speciale. Frecarea dintre foi d natere la nite zone cu eforturi unitare de contact mari, care n condiiile oscilaiilor, provoac zgrieturi pe suprafeele foilor i n cele din urm conduc la apariia microfisurilor de oboseal.

Durata de funcionare a suspensiei cu arcuri din foi este influenat n mare msura de uzura articulaiilor. Termenul de funcionare a articulaiei bol-buc a arcului este de 2-4 ori mai redus dect durata de funcionare a arcului nsui. n prezent se tinde ca bucele din bronz (figura 2.3 a, b) s fie nlocuite cu buce din mase plastice care nu necesit ungere, iar la autoturisme se utilizeaz articulaii cu buce din cauciuc (figura 2.3 c, d). Bucele montate pe bol, n stare liber sunt cu 5 mm mai lungi dect n stare montat. La unele soluii constructive se utilizeaz aibele elastice, care asigur un ajustaj strns al bucelor pe bol i al bolului n suport. La unele automobile, capetele arcului se fixeaz n perne de cauciuc (figura 2.3 e).

Caracteristica linear a arcului din foi constituie un alt dezavantaj, deoarece, aa cum s-a artat, caracteristica suspensiei este indicat s fie neliniar. O variaie oarecare a rigiditii arcului din foi poate fi obinut prin montarea corespunztoare a cercelului. La nclinarea cercelului apare o for care produce comprimarea foii principale, cea ce conduce la micorarea rigiditii arcului din foi. Trebuie artat ns, c influena nclinrii cercelului este relativ mic. Variaia rigiditii arcului din foi mai poate fi obinut prin mrirea sau micorarea lungimii sale de lucru. n fig. 2.3 bis se prezint soluia la care capetele arcului se reazem liber n suporii 2, iar forele longitudinale se transmit prin foaia 1. Suporii au o form profilat care contribuie la modificarea lungimii de lucru a arcului, odat cu modificarea sarcinii utile. La o sarcin mai mare, corespunde lungimea l > l0, adic i o rigiditate mai mare.Frecarea n arcul din foi este n primul rnd o frecare care se produce ntre foile arcului i permite s se realizeze o suspensie fr amortizoare. Aceast soluie se utilizeaz n cazul cnd condiiile de simplitate ale construciei i preul de cost redus sunt cele mai importante. n scopul asigurrii unui confort corespunztor este necesar micorarea frecrii dintre foile arcului din cauza legii nefavorabile de variaie a ei precum i de instabilitatea mrimii ei n exploatare. n general fora de frecare din arcul din foi rmne constant sau crete puin cu deformaia. Un asemenea caracter al variaiei forei de frecare face ca la impulsuri reduse, cnd fora care se transmite prin arc este mai mic dect fora de frecare dintre foi, automobilul oscileaz numai pe anvelope, iar confortul se nrutete. n cazul oscilaiilor de amplitudini mari nu produce o amortizare suficient.

Reducerea forei de frecare dintre foile arcului se obine prin:

reducerea numrului de foi (arcurile autocamioanelor au 12 pn la 16 foi, iar ale autoturismelor pn la 5 sau 7);

forma corespunztoare a razelor de curbur ale foilor n stare liber astfel nct la arcul montat s nu apar o presiune local mare n punctele de contact ale foilor;

introducerea uleiului ntre foi i huse care s rein uleiul (fora de frecare se reduce aproximativ de dou ori);

ndoirea i polizarea capetelor foilor, precum i prin ntinderea lor;

intercalarea unor garnituri ntre foi care micoreaz coeficientul de frecare i mbuntesc legea de variaie a forei de frecare. n ultimul timp productorii de autoturisme utilizeaz frecvent arcuri cu o singur foaie cu lime i grosime variabil, nlturnd frecarea, mrind durata de funcionare i simplificnd construcia.

Dificulti de amplasare datorit faptului c pentru asigurarea unei sgei statice i a unei sgei dinamice mari, lungimea arcului trebuie s fie mare. Montarea unui arc din foi de lungime mare, ndeosebi la suspensia anterioar, provoac dificulti mari, de acea arcul din foi se face uneori asimetric.

Necesitatea ntreinerii i n primul rnd a ungerii articulaiilor (dup 500 km) este incomod. Simplificarea ntreinerii se obine prin utilizarea articulaiilor pe cauciuc sau prin aplicarea ungerii centralizate.

2.2.2. Arcurile elicoidale i barele de torsiune Arcurile elicoidale i arcurile bar de torsiune prezint o serie de avantaje fa de arcurile din foi i anume: lucrul mecanic specific mai mare i, ca urmare, durabilitate mai mare i greutate mai redus, lipsa frecrii din elementul elastic, nu necesit ntreinere n exploatare, o execuie mai simpl.

Arcurile bar de torsiune, n comparaie cu arcurile elicoidale, au o construcie mai complicat, dispunerea pe automobil este mai incomod i de asemenea au o durabilitate mai mic. n schimb prezint avantajul unei greuti minime a maselor nesuspendate ale automobilelor ( bara de torsiune fcnd parte din partea suspendat) i a unei distribuii mai favorabile a sarcinilor pe cadru (la dispunerea longitudinal a barei de torsiune).

Deficiena principal a arcurilor elicoidale i a barelor de torsiune const n faptul c ele nu preiau forele transversale i longitudinale, necesitnd elemente separate de ghidare. Din aceast cauz, cu toat simplitatea constructiv a elementelor elastice, suspensiile rezult n ansamblu mai complexe, att n ce privete construcia, ct i ntreinerea, fa de arcurile din foi. n afar de aceasta i arcurile elicoidale i cele bar de torsiune au caracteristici elastice lineare.

Arcurile elicoidale ale suspensiei se execut din bare de oel de seciune circular (figura 2.4). La dispozitivele de ghidare cu un bra i cu dou brae arcul elicoidal se sprijin de obicei pe braul inferior. n cazuri mai rare se ntlnete dispunerea superioar sau orizontal a arcului elicoidal. n general arcurile elicoidale se utilizeaz ca element elastic principal. La unele suspensii, arcul elicoidal este utilizat i ca element elastic suplimentar.

Arcurile bar de torsiune pot fi dispuse longitudinal sau transversal. Pentru ca suspensia s aib o rigiditate mic, este necesar ca arcul bar de torsiune s aib o lungime mare.

Arcurile bar de torsiune pot fi: sub forma unei singure bare de torsiune, cu seciune circular sau dreptunghiular sau mai multe bare cu seciune circular sau lamelar suprapuse (figura 2.5).n figura 2.5 a) este reprezentat un arc bara de torsiune cu seciune circular, amplasat longitudinal.

n fig. 2.5 b) este o bar de torsiune fa pentru Nissan de seciune dreptunghiular. nlocuirea arcului bar de torsiune cu seciune circular cu cel lamelar permite s se micoreze rigiditatea n medie cu circa 15-20 %, la o mrire a greutii arcului de bar. De asemenea la ruperea unei lamele arcul nu este scos instantaneu din funciune.

Solicitarea admisibil la deformaia maxim este de 6000-7000 daN/cm2 pentru arcurile bar de torsiune.

2.2.3. Elemente elastice nemetalice

a) Elementele elastice din cauciuc Elementele elastice din cauciuc care lucreaz la compresiune se utilizeaz n general ca arcuri suplimentare, contribuind la mbuntirea confortului i la mrirea durabilitii arcurilor principale. Suspensia cu elemente elastice din cauciuc prezint avantajele : construcie simpl, greutate redus, caracteristica neliniar, ntreinere simpl. Principalele dezavantaje ale arcurilor din cauciuc se refer la modificarea caracteristicii elastice datorit mbtrnirii i dependena nefavorabil a modulului de elasticitate de temperatur.

Utilizarea arcurilor din cauciuc, la suspensiile mixte, permit reducerea numrului de foi ale arcului principal, precum i unificarea arcurilor din foi folosite ca element elastic principal.

n figura 2.6 este prezentat un arc cav din cauciuc, denumit uneori i arc aeon, dup numele celei mai mari firme productoare. Acesta este caracterizat printr-o capacitate de ncrcare mare. Arcul cu dou sau mai multe seciuni se utilizeaz n cazul unor sgei mari. Arcurile cu mai multe seciuni (etaje) trebuie ghidate pentru a evita flambajul.

Fig. 2.6 Arc din cauciuc

La sgei de ordinul a 40...70 mm arcurile din cauciuc prezint o rigiditate comparabil cu rigiditatea elementului elastic principal, iar la o cretere ulterioar a deformaiei se poate obine o mrire a rigiditii ca i la tamponul obinuit din cauciuc. Se recomand ca deformaia maxim s nu depeasc 50...55 la sut din nlimea arcului cav, deoarece la o deformaie de 2/3 din nlime, durabilitatea scade mult.

Deoarece pentru arcurile cave din cauciuc nu exist stabilit o metodic de calcul a dimensiunilor i a caracteristicii elastice, acestea se aleg dup caracteristica indicat de firma productoare, n funcie de necesitile suspensiei.

Arcurile de cauciuc lucrnd la torsiune, ntlnite i sub denumirea de arcuri metal cauciuc, au cauciucul vulcanizat ntre suprafeele cilindrice a dou tuburi metalice, aezate concentric. La proiectare se are n vedere ca eforturile unitare s fie ct mai uniforme.

2.2.4 Elementele elastice pneumatice

Suspensia ca elemente elastice pneumatice prezint avantajele:

caracteristic elastic neliniar, permite reglarea automat a nivelului caroseriei fa de sol;

stabilizarea caroseriei n viraj;

atenuarea zgomotelor deoarece nu exist legturi metalice ntre roi i partea suspendat;

greutatea proprie mai redus, mai ales cnd automobilul dispune de o surs de aer comprimat.

Se deosebesc mai multe tipuri de elemente elastice pneumatice, i anume elementul pneumatic de tip burduf (figura 2.7)format dintr-o estur de nailon cauciucat, avnd ntre fiecare etaj cte un inel de oel care limiteaz deformrile radiale. La capete elementul elastic este prevzut cu cte un talon pentru fixare. Acest element elastic este construit pentru o presiune maxim de 7 atm, iar presiunea de explozie este de 35 atm.

Un alt element elastic pneumatic este cel de tip diafragm (figura 2.8), compus n principiu dintr-un cilindru, legat de partea suspendat a automobilului i dintr-o armatur (piston), legat de partea nesuspendat. Aceste dou pri sunt unite printr-o diafragm care se nfoar sau desfoar pe armtur n funcie de poziia relativ a cilindrului fa de armtur. Prin modificarea formei cilindrului sau a armturii se poate obine o modificare a suprafeei efective, respectiv a caracteristicii elastice.

Fig. 2.7 Suspensie cu element pneumatic de tip cu burduf

Fig. 2.8 Suspensie cu element pneumatic de tip diafragm

2.3. CONSTRUCIA I CALCULUL AMORTIZOARELOR

2.3.1 Destinaia, condiiile impuse i clasificarea lor Amortizorul este destinat pentru amortizarea oscilaiilor verticale ale caroseriei i ale roilor automobilului, prin transformarea energiei mecanice a oscilaiilor n energie termic. Amortizorul se monteaz, n suspensia automobilului, paralel cu elementul elastic principal (figura 2.9). La automobilele moderne, amortizoarele cele mai utilizate sunt cele hidraulice telescopice. Corpul amortizorului, umplut cu lichid, se monteaz pe partea nesuspendat a punii, iar pistonul de partea suspendat. n timpul funcionrii amortizorului, se distinge cursa de comprimare i cursa de destindere, cnd lichidul trece dintr-o camer n alta a corpului amortizorului, prin nite supape i orificii calibrate, practicate n piston, realiznd prin aceasta frecarea lichid necesar amortizrii.

Fig. 2.9 Schema dispunerii amortizorului hidraulic

Condiiile principale impuse amortizorului sunt:

s asigure o amortizare corespunztoare a oscilaiilor caroseriei i roilor automobilului;

s aib o funcionare stabil n condiii de drum i de temperatur;

s aib greutate i dimensiuni de gabarit ct mai reduse;

durata de funcionare s fie ct mai mare;

posibilitatea de dispunere comod n cadrul suspensiei;

construcie simpl i ieftin.

Amortizorul trebuie s asigure o amortizare difereniat a oscilaiilor astfel:

creterea amortizrii odat cu creterea vitezei de oscilaie, n scopul eliminrii oscilaiilor caroseriei i a maselor nesuspendate datorite neregularitilor succesive ale drumului;

amortizarea redus a oscilaiilor la deplasarea automobilului pe drumuri cu neregulariti mici;

limitarea sarcinilor care se transmit caroseriei prin amortizor.

Utilizarea unor amortizoare necorespunztoare prezint urmtoarele dezavantaje:

reduc sau anuleaz temporar sarcina pe roat favoriznd alunecarea sau patinarea roii la frnare sau demarare;

crete posibilitatea de derapare i se nrutete inuta de drum, crete foarte mult uzura pneurilor;

ruperea unor elemente ale suspensiei sau ale cadrului (caroseriei) n punctele de prindere.

Amortizoarele hidraulice se calsific ca n figura 2.10.

Amortizoarele hidraulice se mpart n amortizoare telescopice i amortizoare cu prghii.

Amortizorul cu prghie lucreaz cu presiuni care pot ajunge pn la 250-400 daN/cm2, fa de 60-80 daN/cm2 la amortizorul telescopic. Amortizoarele telescopice sunt mai uoare dect cele cu prghie de aproape dou ori, sunt mai simple, au o durabilitate mai mare de funcionare i o stabilitate mai mare. n cazul unei montri corespunztoare, amortizorul telescopic mrete stabilitatea caroseriei. Amortizoarele cu prghie sunt din ce n ce mai des nlocuite datorit i eforturilor mari la care sunt supuse att ele, ct i elementele lor de fixare.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Fig. 2.10 Tipuri de amortizoare hidraulice

2.3.2 Construcia amortizoarelor hidraulice telescopice

Aa cum s-a artat, amortizoarele hidraulice telescopice se clasific n amortizoare monotubulare i bitubulare. Cele mai folosite sunt amortizoarele bitubulare, care n comparaie cu cele monotubulare au o lungime mai redus, iar inelul de etanare nu este supus presiunii ridicate a lichidului.

a) Amortizoarele telescopice bitubulare

n figura 2.11 sunt prezentate amortizoare bitubulare fabricate de firma Gabriel.

Fig. 2.11 Amortizoare bitubulare Gabriel

Fig. 2.12 Compunerea amortizoarelor bitubulare Sachs b) Amortizoarele telescopice monotubulare Amortizoarele telescopice monotubulare (figura 2.13) n comparaie cu cele bitubulare au, la un diametru exterior egal, un diametru al pistonului mult mai mare (pn la 50 la sut), sunt mai uoare cu 25-30 la sut i au o rcire mai bun. n schimb amortizorul monotubular este mai sensibil la ocurile produse de neregularitile drumului.

Fig. 2.13 Amortizor monotubular

Amortizoarele telescopice monotubulare pot fii cu presiune joas i cu presiune ridicat n camera de compensare (hidropneumatice).

Amortizoarele telescopice monotubulare au camera de compensare dispus axial, n prelungirea camerei de lucru. Lichidul i aerul din camera de compensare pot fi separate ntre ele sau n contact direct.

c) Amortizoarele telescopice hidropneumatice Caracteristica principal a amortizorului hidropneumatic const n existena unei camere de compensare care conine gaz comprimat. Fa de amortizoarele hidraulice telescopice bitubulare, prezint urmtoarele avantaje:

construcie simplificat;

diametrul pistonului mult mai mare, ceea ce duce la micorarea presiunii lichidului;

rcirea mai bun deoarece tubul principal este n contact direct cu aerul din exterior;

lipsa bulelor de aer, lichidul fiind supus presiunilor nalte a gazului;

ocurile mici sunt practic amortizate de perna pneumatic a camerei de compensare, greutate mai redus.

n figura 2.14 se prezint construcia amortizorului hidropneumatic Die Carbon, care are n camera de compensare azot sub presiune de 25 bar.

Fig. 2.14 Amortizor hidropneumatic

1-camer de compensare; 2-piston flotant; 3-piston principal;

4-tij; 5-tub; 6-aib flotant

d Amortizoarele telescopice reglabile

Posibilitatea modificrii caracteristicii de amortizare permite folosirea aceleiai tipodimensiuni de amortizor la automobile diferite, precum i refacerea reglajului iniial dup parcurgerea unui anumit numr de kilometri.

La un amortizor hidraulic telescopic, modificarea caracteristicii de amortizare, att pentru cursa de comprimare ct i pentru cursa de destindere, se poate realiza prin: modificarea dimensiunilor orificiilor calibrate din rondela obturatoare a supapei de descrcare, modificarea forei de precomprimare a arcului supapei sau modificarea simultan a mai multor parametri.

Trebuie artat c dei numrul amortizoarelor reglabile patentate este foarte mare, numai cteva dintre ele se execut n serie. Dintre acestea amortizorul KONI (figura 2.15), cu reglare manual, este cel mai rspndit n Europa. Reglarea se realizeaz prin rotirea unei piulie 8, n raport cu tija pistonului, modificnd prin aceasta fora arcului 7 precum i dimensiunile orificiilor 3.

Fig. 2.15 Amortizor bitubular KONI

1-inele de cauciuc; 2-garnituri din fibr; 3-orificii calibrate; 4-supap de comunicare; 5-piston; 6-rondel; 7-arc; 8-piuli; 9-supap de admisie;

10-corp supap de comprimare, 11- supap de comprimare; 12-canal

2.4. TIPURI CONSTRUCTIVE DE SUSPENSII UTILIZATE LA AUTOMOBILE

2.4.1 Suspensii dependente Dup cum s-a artat, suspensia cu roi dependente se ntlnete n cazul punilor rigide. n majoritatea cazurilor, suspensia cu punte rigid folosete arcurile cu foi dispuse longitudinal datorit construciei mai simple. Sunt ns i automobile cu punte rigid care utilizeaz arcurile elicoidale.

Suspensia din fa spre deosebire de cea din spate trebuie s asigure i o funcionare corect a mecanismului de direcie. Dac dispunerea mecanismului de direcie n raport cu arcul din fa nu este corect, roile de direcie vor oscila n ritmul i cu pulsaia oscilaiilor verticale ale arcurilor suspensiei. La proiectare trebuie avut n vedere dependena dintre puntea din fa, sistemul de direcie i suspensie.

La deformarea arcului1 (figura 2.16a) punctul de articulaie O1, dintre extremitatea anterioar a barei longitudinale de direcie 2 i braul fuzetei, este constrns s efectueze simultan o micare pe cercul aa cu centrul n O2 i o micare pe cercul bb cu centrul n O3. Cum aceste cercuri sunt divergente, punctul O1 va trebui s urmeze traiectoria bb deoarece bara 2 este articulat n punctul O3 (fix pentru o anumit poziie a volanului), iar braul fuzetei care se poate roti n jurul pivotului su d natere la oscilaia roilor de direcie, n ritmul i cu pulsaia oscilaiilor verticale ale arcului suspensiei.

Reducerea oscilaiilor roilor la aceast soluie se realizeaz prin dispunerea barei de direcie i a braului fuzetei, astfel nct O1, O2 i O3 s fie coliniare. Neconcordana dintre traiectoriile aa i bb se compenseaz prin montarea unor arcuri mai puin rigide la capetele de bar pentru a permite o anumit lungire a distanei dintre bolul levierului de direcie i bolul braului fuzetei.

La unele automobile captul din fa al arcului se fixeaz printr-un cercel C (figura 2.16b), ceea ce duce la o reducere a oscilaiei roilor de direcie, deoarece cele dou cercuri sunt tangente interior i n zona de lucru sunt foarte apropiate.

n cazul n care caseta de direcie este deplasat mult n fa (figura 2.16c), cele dou cercuri aa i bb sunt de asemenea tangente interior, ceea ce reduce oscilaiile roilor de direcie.

1. Suspensii dependente cu arcuri cu foi

Suspensia cu arcuri cu foi semieleiptice dispuse longitudinal este prezentat n figura 2.17. Acest tip de suspensie este cel mai rspndit la automobilele cu punte rigid, la care caracterul deplasrilor punii automobilului fa de caroserie este determinat de parametrii arcului, care ndeplinete i funcia de element de ghidare.

Fig. 2.16 Dependena cinematicii roilor de direcie de suspensia dependent, la mersul n linie dreapt

Unul din capetele arcului trebuie s fie fixat de cadru printr-o articulaie simpl 1, pentru ca aceasta s poat transmite forele de traciune i frnare. Cellalt capt este fixat prin intermediul unui cercel 6, care permite arcului s se deformeze sub aciunea sarcinilor.

Suspensia cu arc din foi suplimentar se utilizeaz mai ales la puntea din spate a autocamioanelor. Necesitatea folosirii unei astfel de suspensii rezult din cauza variaiei mari a sarcinii care revine punii din spate la circulaia autocamionului gol i ncrcat. O suspensie corespunztoare pentru cazul cnd autocamionul este ncrcat va fi prea rigid pentru autocamionul gol. Pentru a realiza o suspensie care s corespund pentru ambele cazuri se folosete suspensia cu arc din foi suplimentar (figura 2.18). Arcul principal 3 lucreaz la sarcini mici i mijlocii iar la sarcini mari ncepe s lucreze i arcul suplimentar 2 (care se sprijin pe suporii 1 ai cadrului), mrind mult rigiditatea suspensiei.

Fig. 2.17 Suspensie cu arcuri din foi semieleiptice

Fig. 2.18 Suspensie cu arc din foi suplimentar

n figura 2.19 se prezint suspensia cu arcuri din foi de tip balansier, utilizat la punile din spate ale automobilelor cu trei puni. Aceast soluie permite deplasarea liber n planul vertical a punilor, asigurnd posibilitatea dezaxrii lor relative, n scopul meninerii contactului dintre roi i drum. Legtura dintre arc i cadru se realizeaz prin intermediul tijelor balansoare 1 i 3. Punile din spate formeaz un crucior comun care oscileaz, mpreun cu arcurile, n jurul axului 2.

Fig. 2.19 Suspensia cu arcuri din foi de tip balansier

n figura 2.20a se prezint suspensia cu arcuri din foi de tip Scchomacker care prezint o caracteristic linear progresiv (figura 2.20b). Particularitile soluiei constau n folosirea arcului suplimentar 3, montat n consol pe cadru, pe care se sprijin captul liber 2 al arcului principal 1. Rola 4 mpiedic desprinderea arcului principal de arcul suplimentar.

Fig.2.20 Suspensie tip Schomacker

2. Suspensii depenedente cu arcuri elicoidale

Tendina actual este de a nlocui arcurile din foi ale suspensiilor dependente cu arcuri elicoidale.

n figura 2.21 se prezint suspensia punii din fata (Mac Pherson) a unui automobil. Arcurile elicoidale sunt fixate cu capetele superioare pe reazeme speciale ale caroseriei iar capetele inferioare pe supori montai pe punte. Datorit faptului c arcurile elicoidale preiau numai sarcini verticale, puntea este prevzut cu un dispozitiv de ghidare compus din brae laterale i bra superior. Stabilizatorul transversal limiteaz nclinarea transversal a autoturismului la deplasarea n viraj. Suspensia cu arcuri elicoidale este prevzut n mod obligatoriu cu amortizoarele telescopice i tampoanele limitatoare din cauciuc.

Fig. 2.21 Suspensie fata Mac Pherson

n figura 2.22 se prezint suspensia dependent cu arcuri elicoidale a unei puni din spate nemotoare.

Fig. 2.22 Suspensia spate a unei puni nemotoare

1-brae laterale; 2-arcuri elicoidale; 3-amortizoare telescopice;

4-tampoane limitatoare din cauciuc; 5-bra superior; 6-punte;

7-stabilizator transversal

2.4.2 Suspensii independente Se ntlnesc mai multe tipuri constructive de suspensii cu roi independente care se deosebesc dup posibilitile de oscilare ale roilor sau dup tipul elementului elastic folosit (figura 2.23).

a) Suspensia cu oscilaia roilor n planul transversal cu un bra prezint un mare neajuns la trecerea roilor peste o denivelare de o nlime h, deoarece se produce nclinarea ei cu unghiul i n acelai timp are loc o mrire a ecartamentului cu l. Acest lucru conduce la o alunecare lateral a roii i la modificarea unghiurilor de nclinare ale roii i pivotului, nrutind inuta de drum a automobilului. De asemenea se produce o uzur rapid a pneului i micorarea stabilitii laterale roi.

Pentru a diminua deficienele artate s-au construit suspensii cu un bra, la care axa de oscilaie este dispus sub un anumit unghi fa de axa longitudinal a automobilului, astfel nct roile pot oscila att n plan transversal ct i n plan longitudinal.

b) Suspensia cu oscilaia roilor n planul transversal cu dou brae poate fii de doua tipuri i anume cu brae egale i cu brae inegale.

Suspensia cu brae egale exclude total variaia nclinrii planului roii, ns nu i variaia roii ecartamentului l.

n cazul suspensiei cu brae inegale, la o ridicare maxim a roii cu h, unghiul nu are o valoare mai mare de 5-6 grade, la care momentul giroscopic este amortizat de ctre momentul forelor de frecare din sistem.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Fig. 2.23 Tipuri de suspensii independente

c) Suspensia cu oscilaia roilor n planul longitudinal al automobilului (cu unul sau dou brae) este folosit mai ales pentru roile motoare. La trecerea peste denivelri ecartamentul automobilului rmne neschimbat.

d) Suspensia cu oscilaia vertical a roilor d posibilitatea fuzetei fiecrei roi s se deplaseze vertical pe un pivot fixat rigid de caroserie. La alte variante, roata se deplaseaz mpreun cu fuzeta intr-un loca adecvat din structura autoturismului. Soluia se utilizeaz la roile de direcie i prezint avantajul invariaiei ecartamentului precum i a meninerii constante a unghiurilor pivotului.

e) Suspensii independente cu trapez transversal cu arcuri elicoidale sunt cele mai rspndite la puntea din fa a autoturismelor. n figura 2.24 este prezentat construcia unei suspensii independente pentru puntea fa a autoturismului Suzuki.

Fig. 2.24 Suspensie independent fa Suzuki

Exist suspensii independente cu trapez transversal i arcuri elicoidale utilizate la puntea din fa fr pivot. Acest tip de suspensie prezint urmtoarele avantaje:

reducerea numrului de puncte de ungere;

micorarea sarcinii din articulaii, deoarece distana dintre ele este de 2...3 ori mai mare dect ntre bucele pivotului;

posibilitatea unei lungimi mai mari a braelor suspensiei, deoarece articulaiile se dispun pe axa de rsucire a suportului fuzetei.

f) Suspensiile independente cu arcuri din foi au arcul 1 dispus transversal fa de axa automobilului i fixat la mijoc de cadrul 2. Braul inferior al suspensiei este constituit ctre jumtate din arcul 1.

g) Suspensia independent cu bare de torsiune (figura 2.25).

La aceast suspensie elementele elastice le constituie barele de torsiune montate paralel cu axa automobilului. Barele de torsiune sunt montate cu un capt n leviere, iar cu cellalt capt n traversa fixat de caroserie. Fixarea barelor se face prin intermediul canelurilor ce se gsesc la ambele capete.

Fig. 2.25 Suspensia independent cu bare de torsiune

2.5 MATERIALE UTILIZATE LA CONFECIONAREA ARCURILOR

Oelurile folosite pentru arcuri sunt att oeluri carbon, ct i oeluri aliate cu siliciu, mangan, crom i vanadiu.

Arcurile din foi se confecioneaz din oeluri de arc silicioase, din oeluri de arc manga-siliciu, crom-siliciu-vanadiu i crom-mangan.

Arcurile elicoidale sunt confecionate din bare de oel arc. Arcurile bar de torsiune sunt executate din oeluri de arc aliate.

Coninutul ridicat de carbon din oelurile pentru arcuri (0,5...0,9 %), asigur acestora proprieti elastice ridicate. Oelurile cu siliciu au o limit de curgere ridicat, asigurnd pentru arcuri proprieti elastice superioare. Manganul contribuie la reducerea decarburrii superficiale la nclzire.

2.6 CALCULUL ELEMENTELOR SUSPENSIEI

Carcteristica elastic a suspensiei (figura 2.26) reprezint dependena dintre sarcina vertical pe roat i deformaia suspensiei. Cu ajutorul ei se apreciaz elementul elastic al suspensiei, utiliznd urmtorii parametri: sgeata static fst; sgeile dinamice fd1 i fd2 pn la limitatorul inferior i limitatorul superior; coeficientul dinamic kd i forele de frecare.

Curbele de comprimare i destindere nu coincid din cauza frecrii dintre elementele suspensiei. Drept caracteristic a suspensiei se consider mod convenional linia medie (ntrerupt). Sgeata static se determin ducnd prin punctul corespunztor sarcinii statice o tangent la curba medie. n cazul autofurgonetelor sgeata static este indicat a avea valori ntre 80140 mm. Pentru asigurarea unui mers lin al automobilului, fr oscilaii n planul longitudinal, trebuie ca raportul dintre sgeile statice ale suspensiei posterioare fst2 i suspensiei anterioare fst1 s fie ntre limitele 1,01,2.

Fig. 2.26 Caracteristica elastic a suspensiei

Coeficientul dinamic este definit de raportul dintre sarcina maxim ce se transport prin suspensie Fmax i sarcina static Gs:

Kd = Fmax/Gs

(2.1)

Se recomand pentru autovehicule care circul pe drumuri cu neregulariti valori cuprinse ntre 23. ncadrarea ntre aceste limite conduce la evitarea loviturilor n limitatori. Am adoptat valoarea Kd = 2,5.

Sgeata dinamic fd trebuie s aib valori mari pentru a se mbina mersul lin al automobilului cu un coeficient dinamic mare, asigurndu-se un contact permanent al roilor cu drumul.. Totui, mrimea acestuia este limitat de creterea deplasrilor caroseriei n raport cu roile, fapt care conduce la scderea stabilitii automobilului i ngreunarea manevrabilitii direciei. Din aceste motive, sgeile dinamice pentru autofurgonete se recomand a avea valori n jur de 1,0 [4].

Pentru a se obine o caracteristic a suspensiei ct mai apropiat de caracteristica optim se utilizeaz elemente elastice suplimentare. Acestea servesc fie pentru mrirea coeficientului dinamic, fie pentru limitarea domeniului de variaie a sgeii statice. Caracteristica elastic optim, cu meninerea constant a sgeii efective i deci a frecvenei proprii, se obine prin folosirea suspensiilor pneumatice i hidropneumatice cu reglarea automat a gardei la sol.

Pentru autofurgoneta din tema de proiect am optat pentru o suspensie independent cu elemente metalice: arc elicoidal i amortizor pnematic pentru puntea din fa, respectiv arcuri din foi lamelare pentru puntea din spate.

Calculul arcurilor din foi lamelare Calculul la aciunea sarcinilor dinamice maxime, se face n regimul demarrii i al frnrii automobilului. Indiferent de regim, arcul preia att forele ct i momentele reactive. Eforturile unitare depind de modul de transmitere a forelor i a momentelor de la punte la cadru, precum i de regimul de deplasare al automobilului, dup cum urmeaz:

a) n regim de demarare (figura 2.27) :

Zr = G2 .kd/2

(2.2)

Zr = 30170.2,5/2 = 377125 N

Xd = Zr .

RA = Zr.(l2 + .b)/l

(2.3)

RA = 377125. (290 + 0,8. 1000)/580= 708735 N

RB = Zr.(l1 - .b)/l

(2.3)

RB = 377125. (290 - 0,8. 1000)/580= 331610 N

b) n regim de frnare

Valorile forelor Zr ,respectiv Xd sunt aceleai ca i n cazul precedent, se inverseaz doar relaiile de calcul pentru rezultnd: RA = 331610 N, respectiv RB = 708735 N.

Fig. 2.27 Schema transmiterii forelor de la punte la cadru n cazul arcurilor cu foi lamelare

Calculul amortizoarelor hidraulice telescopice

Pentru autovehiculul din tema de proiect am optat pentru amortizoare telescopice monotubulare . Calculul amortizorului telescopic cuprinde determinarea caracteristicii de amortizare, stabilirea dimensiunilor constructive de baz i determinarea parametrilor orificiilor de scurgere i ai supapelor.

Pentru determinarea caracteristicii de amortizare trebuie s se stabileasc domeniul necesar de amortizare pentru caroserie i pentru roi. Domeniul necesar de amortizare se determin cu relaia caracteristicii liniare de amortizare:

Fa = c1. Vp2

(2.4)

relaie n care coeficientul c1 reprezint coeficientul de rezisten al amortizorului i are valoarea pentru autofurgonet c1 = 2060 N. s/m.

Dimensiunea principal constructiv a amortizorului este diametrul pistonului dp, care trebuie astfel ales nct presiunea maxim a lichidului i nclzirea amortizorului s nu depeasc valorile recomandate.

Conform standardelor n vigoare, la suspensiile autovehiculelor, seciunea minim necesar a pistonului Sp se determin cu relaia:

Sp = 2. 10-3. i. Gs [cm2]

(2.5)

relaie n care:

Gs reprezint greutatea suspendat;

i raportul de transmitere al dispunerii amortizorului (i = 2).

Sp = 2. 10-3. 2. 754 = 3,016 cm2

innd seama c S = . D2/4 obinem:

D = (4.Sp/)1/2 = (4. 301,6/3,14)1/2 = 20 mm

Lund n consideraie relaiile dintre dimensiunile pistonului i dimensiunile celorlalte elemente componente ale amortizorului [4] obinem:

Diametrul tijei = 20. 0,49 = 9,8 mm;

Diametrul exterior al tubului rezervor = 20. 1,62 = 32,4 mm;

Lungimea ghidajului = 20. 0,41 = 8,2 mm;

Lungimea pistonului = 20. 0,66 = 13,2 mm

Captolul 3

SUSPENSII PNEUMATICE

La suspensia pneumatic, arcurile metalice sunt nlocuite cu elemente elastice pneumatice. Acest tip de suspensie prezint urmtoarele avantaje:

au caracteristica parabolic, ceea ce le permite s se micoreze spaiul destinat pentru jocul suspensiei i deci exist posibilitatea coborrii centrului de mas;

permite reglarea automat a nivelului caroseriei fa de sol, n funcie de sarcin i starea drumului.

Datorit acestor avantaje, suspensia pneumatic a nceput s fie tot mai mult utilizat n locul celei mecanice, n special pentru autovehiculele de transport care ruleaz pe autostzi sau pe osele cu stare de ntreinere bun (pentru care nu este necesar o gard la sol mrit).

n continuare sunt prezentate cteva tipuri de suspensii pneumatice utilizate n prezent.

1. Sistemul de suspensie pneumatic Scania cu dou perne de aer. Este un sistem de suspensie pneumatic cu patru perne de aer pe axa spate ar trebui luat n considerare. Este utilizat n mod curent pentru autotractoarele 4x2.

Acest sistem prezint urmtoarele avantaje:

- are o bun fiabilitate i durabilitate, att n cazul transporturilor pe osea ct i n teren;

- este robust i nu necesit operaiuni de ntreinere;

- aceeai proiectare st la baza suspensiilor axei fa si axelor spate.

- n ciuda simplitii lui, sistemul ofer o excelent funcionalitate, i nu n ultimul rnd protejarea mrfurilor;

- comparat cu alte sisteme are mai mult rigiditate pentru amortizarea efectului de ruliu ceea ce conduce la o excelent stabilitate,

- dispune de funcii uor de folosit, funcii cu care se pot ridica, cobor sau nclina platformele de ncarcare pentru a uura ncarcarea i descrcarea marfurilor. De asemenea dispune de o funcie automat pentru meninerea nivelului. Manevrarea platformelor de ncarcare poate fi facut din cabin sau din afara acesteia.

Sistemul prezint i dezavantaje specifice, i anume amortizri mai sczute la ruliu i diminuarea rezistenei. De aceea se recomand la folosirea numai pentru drumuri bune.

2. Audi allroad quattro. Noul tip de Audi, prezentat n februarie 2009, este dotat n serie cu suspensie pneumatic cu patru nivele pentru puntea fa i spate, care ofer pe lng avantajele suspensiei pneumatice pentru puntea spate i alte avantaje n plus. Garda la sol poate fi modificat normal sau automat pe o plaj de 66 mm n patru nivele de nlime. Primul nivel (142 mm garda la sol) ofer cel mai bun coeficient de aerodinamicitate i posibiliti de manevrare deosebite chiar i la viteze mai mari pe autostrad. Nivelul 2 cu o gard la sol de 208 mm asigur o rulare sigur n teren accidentat. In utilizarea automat garda la sol se regleaz n funcie de viteza de deplasare. De exemplu la o viteza mai mare de 120 km/h se nregistreaz o coborre a grzii n decurs de 30 secunde de la nivelul normal la cel de jos. Modul de utilizare i nivelul actual sunt indicate cu ajutorul unor leduri pe consola central. La vitez mare cu un nivel ridicat al grzii la sol se cupleaz automat ESP pentru siguran, n cazul n care acesta a fost decuplat manual de ctre ofer.

Aceast suspensie adaptiv cu aer, cu cinci moduri (dynamic, automatic, comfort, allroad, lift) asigur n permanen o poziie optim pe osea i confort.

Fig. 3.1 Autoturism Audi Allroad Quattro

La modelul Audi A8 sistemul de suspensie pneumatic adaptiv regleaz electronic, n mod automat, suspensiile celor patru roi, innd cont de sistemul de amortizare adaptativ continuu care dispune, de asemenea, de reglare electronic. Astfel, asiul este adaptat automat la situaia de deplasare respectiv.

In plus, sunt disponibile patru moduri de reglare, prin care oferul poate influena asiul n mod individual.

In orice situaie de deplasare, oferul automobilului Audi A8 poate selecta, prin intermediul meniului Car al sistemului MMI, unul dintre modurile automat, confort i dinamic. In plus, el dispune, la viteze sub 80 km/h, de modul lift, care ridic nivelul grzii la sol, precum i de un mod special pentru remorcare (modul trailer) i de un mod de ridicare a asiului (modul service).

Fiecare mod reprezint o combinaie prestabilit ntre garda la sol i caracteristicile suspensiei, combinaie care asigur condiii optime de stabilitate i de frnare.

Modul automat

Reglarea suspensiei este orientat spre asigurarea confortului;

Nivel normal al grzii la sol de circa 120 mm la viteze de pn la 120 km/h;

Coborre automat a asiului cu 25 mm, dac automobilul se deplaseaz cu o vitez de peste 120 km/h timp de peste 30 de secunde;

Revenire la nivelul normal dup 120 de secunde dac viteza scade sub 70 km/h i imediat dac viteza scade sub 35 km/h.

Modul confort

Suspensie reglat astfel nct s asigure un nivel ridicat de confort, permind o deplasare comod cu automobilul;

La viteze reduse, forele de amortizare sunt influenate mai puin evident dect n cazul modurilor automatic i dinamic;

Nivelul grzii la sol este de circa 120 mm la orice vitez.

Modul dinamic

Suspensie reglat astfel nct s corespund stilului sport;

Nivelul normal al grzii la sol este de circa 100 mm, la viteze de pn la 120 km/h;

Coborre automat a asiului cu 5 mm, dac automobilul se deplaseaz cu o vitez de peste 120 km/h timp de peste 30 de secunde,

Revenire la nivelul de 100 mm dup 120 de secunde dac viteza scade sub 70 km/h i imediat dac viteza scade sub 35 km/h.

Modul lift

Suspensie reglat n acelai mod ca n cazul modului automat;

Nivelul grzii la sol este ridicat la 145 mm, de exemplu, la deplasarea pe drumuri rurale sau pentru virarea n unghiuri dificile la intrarea n garaj;

Poate fi selectat numai la viteze sub 80 km/h;

Acest mod este dezactivat la viteze de peste 100 km/h, revenindu-se la modul selectat anterior.

n comparaie cu asiurile care sunt prevazute cu sistemul de suspensie pneumatic adaptiv n cadrul dotrii de serie, asiul opional sport al modelului Audi A8 dispune, n modurile automat i confort, de o gard la sol cu circa 20 mm mai joas.

Chiar i modul automat din cadrul sistemului de suspensie pneumatic adaptiv sport ofer un reglaj mult mai sportiv dect n cazul asiurilor de serie. Ca urmare a suspensiei mai rigide, modul dinamic pune la dispoziia oferului caracteristici sport i mai evidente.

Spre deosebire de celelalte opiuni, n aceast variant modul confort asigur o comoditate a deplasrii imposibil de egalat n cazul caroserilor sport convenionale.

Opional, pentru Audi Q7 este oferit o suspensie adaptabil pe aer. Combinaia dintre o suspensie pneumatic i amortizoarele controlate electronic reprezint o soluie perfect pentru o inut de drum confortabil i o manevrabilitate sportiv indiferent de situaie. Sistemul ce monitorizeaz ruliul mainii reduce acest fenomen la minimum cu ajutorul controlului asupra suspensiei pneumatice.

Cnd maina vine echipat cu suspensia pneumatic, garda la sol este variabil ntre anumite valori: minim 180 milimetri i pn la 240 mm n modul cel mai ridicat. Modul off-road cu o gard la sol apreciabil de 205 mm i caracteristicile speciale pentru amortizoare permit rularea fr probleme n afara drumurilor asfaltate.

Suspensia pneumatic aduce i avantaje ergonomice. Partea din spate a mainii poate fi cobort pentru a se facilita ncrcarea obiectelor voluminoase i grele.

3. BMW Break. Suspensia pneumatic adoptat de BMW este o suspensie setat mai sportiv, la limita confortului. Aceasta nu ofer o suspensie pneumatic all-around, ci ofer doar una pe puntea spate care are doar rolul pstrrii unei grzii la sol constante, soluie tehnic specific n general break-urilor. Oricum suspensia pneumatic pe spate nu exist dect la modelul cu 7 locuri.

Fig. 3.2 BMW X5

4. Suspensia Airlift Suspension System este un kit de suspensie care mrete garda la sol a modelelor precum Porsche 911 i Audi R8, pentru a facilita depirea unor obstacole mici.

Mrirea grzii la sol a mainii cu 55 milimetri, i permite oferului s urce pe borduri sau s treac peste mici obstacole care pun probleme mainilor sport cu garda la sol redus (figura 3.3).

Fig. 3.3 Mrirea grzii la sol la autoturismul Porsche 911

Sistemul ridic i coboar garda la sol n mod automat printr-un sistem nou, patentat de ctre o firm german. Sistemul va ti s coboare la loc maina atunci cnd oferul depete viteza de 50 km/h. Kit-ul de suspensie este disponibil n dou versiuni, una care conine i o suspensie Bilstein B16, precum i o versiune care se monteaz deasupra suspensiei reglabile cu care modelele pleac din fabric.

5. Suspensie pneumatic MRH. Acest sistem permite andocarea autocamioanelor cu platform joas lng toate rampele cu nlimi obinuite de pn la 1.300 mm. Datorit suspensiei pneumatice MRH (Multi-Ride-Height) de la Schmitz Cargobull, este posibil n felul acesta i o ncrcare din spate cu stivuitorul. Ca un plus de securitate funcia AUTO-RESET, disponibil ca i dotare n serie, asigur dup ncrcare un reglaj automat al suspensiilor pneumatice n funcie de nivelul de deplasare. La varianta de caroserie VARIOS, datorit suspensiei pneumatice MRH se poate regla nlimea de cuplare a remorcii de la 965 la 1.150 mm.

6. Sistemul de suspensie pneumatic semi-activ, AIRMATIC DC (cu control dublu) combin confortul i sportivitatea. Funcioneaz cu arcuri pneumatice, care, n funcie de situaia de conducere, pot fi reglate electronic pentru o configuraie mai ferm i mai maleabil. Tendinele de nclinare i rsturnare pot fi reduse pe timpul virajelor n vitez.

Sistemul de suspensie pneumatic cu control electronic include de asemenea sistemul de amortizare adaptiv (ADS). n timp ce sistemul AIRMATIC DC se adapteaz la diferite situaii i stiluri de conducere, sistemul ADS adapteaz automat fora amortizoarelor pentru fiecare roat. Conductorul automobilului poate, de asemenea, regla singur suspensia i amortizarea. Cu ajutorul unui ntreruptor din consola central, se poate alege ntre moduri de reglare a suspensiei: confortabil, confortabil sport i sport.

Sistemul AIRMATIC cu control dublu (AIRMATIC DC) este dotare standard la modelele CLS 500 i CLS 63 AMG. Sistemul este disponibil ca dotare opional pentru modelele cu 6 cilindri.

Fig. 3.4 Suspensie pneumatic AIRMATIC DC

Standard pentru ML 420 CDI, ML 500 i ML 63 AMG, pachetul AIRMATIC este disponibil ca dotare opional pentru celelalte modele. Include suspensii pneumatice fa i spate cu control al nivelului. Astfel confortul este mai ridicat pentru c autoturismul este meninut tot timpul la un nivel constant, chiar i atunci cnd este ncrcat.

n acela timp, sistemul Adaptive Damping System (ADS) asigur cea mai plcut cltorie reducnd tangajul i ruliul i amortiznd fiecare roat individual, n funcie de situaie. Putei alege ntre modurile Auto, Sport i Confort (figura 3.5).

Fig. 3.5 Comanda opiunilor sistemului ADS

7. Suspensia pneumatic controlat electronic (ECS) ofer un confort de nalt clas i protejeaz ncrctura. Sistemul se ajusteaz automat astfel c autocamionul rmne la o nlime constant i compenseaz ncrctura care nu este distribuit uniform. Controlul manual al nlimii asiului face mai uoar ajustarea nivelului platformei de ncrcare astfel nct s se potriveasc cu cea a rampei. Sistemul poate chiar fi programat pentru mai multe nlimi alternative ale platformei. ECS este disponibil n dou versiuni: complet pneumatic, sau suspensie pneumatic doar pentru puntea spate.

Pentru cele mai mari sarcini totale, boghiul Tridem cu suspensie pneumatic, puntea portant i directoare amplasat n spatele punii motoare (tag) este caracteristic camioanelor pentru construcii. Tridem se caracterizeaz printr-o stabilitate crescut i o manevrabilitate foarte bun chiar i n condiii dificile. O punte directoare portant n combinaie cu un ampatament mic face ca autocamionul s fie uor de manevrat i va avea o raz mic de virare.

n cazul autocamioanelor Volvo FH, sistemul automat de reglare a nlimii menine camionul constant la aceeai nlime fa de suprafaa de rulare (figura 3.6). Pe lng aceste avantaje, sistemul de reglare manual a nlimii platformei ajut la efectuarea rapid a operaiunilor de ncrcare i de descrcare. Telecomanda i permite oferului s programeze nlimea rampei de ncrcare, fapt care uureaz munca.

Fig. 3.6 Suspensia pneumatic a autocamioanelor Volvo FH

8. Sistem de suspensie pneumatic cu senzor integrat

ContiTech Air Spring Systems a prezentat mpreun cu productorul de puni BPW un sistem de suspensie pneumatic ce lucreaz cu un senzor integrat fr contact pentru msurarea nlimii i a presiunii. n felul acesta, compania creeaz premisele tehnice pentru utilizarea sistemelor de suspensie pneumatic reglate electronic prin electrovalve. Astfel, n curnd i trailerele se vor putea bucura de avantajele rezervare pn acum doar autoturismelor cu suspensii pneumatice: pierderi mai mici de aer, reglare mai exact a nivelului de mers, configurarea mai multor nivele modificabile n funcie de preferine.

Fig. 3.7 Sistem ContiTech Air Spring Systems

9. Suspensia pneumatic a autocamionului cu destinaie militar Iveco Trakker. Suspensia pneumatic pe modelele 6x4 i 8x4 are 4 perne de aer pentru fiecare punte spate cu reducie simpl sau dubl. n prezent, numai versiunea de punte spate tandem de 21 tone este echipat cu acest tip de suspensie. Pentru un vehicul off-road, patru perne de aer pe fiecare punte spate permite un unghi de nclinare mai mare ntre punile spate dect suspensiile cu arcuri cu foi, i acest lucru nseamn o ncrcare i o distribuie mai bune pe suprafeele neregulate. Alt avantaj este confortul crescut pe osea, mai ales atunci cnd vehiculul este gol. Suspensia pneumatic este de asemena disponibil pe puntea spate a versiunilor 4x4 i pe punile tandem ale autotractoarelor 6x4.

Clasificarea suspensiilor

Dup tipul dispoz. de ghidare

Dup tipul ele-mentelor elastice:

Dup tipul ca-racteristicii susp.

Dependente

Independente

Metalice

Pneumatice

Hidropneumatice

Din cauciuc

Mixte

Cu caracteristic liniar

Cu caracteristic n trepte (progresiv)

Amortizoare hidraulice

Bitubulare

Monotubulare

Cu camer de compensare

Hidropneumatice

Scurgerea lichidului n sens unic

Scurg. alternativ a lichidului

Nereglabile

Reglabile

Mecanic

Semiautomat

Autoreglabile

Tipuri de suspensie independent

Dup posibilitile de oscilaie a roilor

Dup tipul elementelor elastice folosite

Cu oscilaia roilor n plan transversal cu un bra

Cu oscilaia roilor n plan transversal cu dou brae

Cu oscilaia roilor n plan longitudinal

Cu oscilaia vertical a roilor

Cu arcuri elicoidale

Cu arcuri din foi

Cu bare de torsiune

Cu elemente elastice nemetalice

Fig. 2.2 bis Forma

seciunii foilor

pentru arcuri

Fig. 2.3 Soluii de montare a arcurilor din foi

la cadrul automobilului

1-ochi arc; 2-buc din oel;

3-buc din cauciuc; 4-aibe elastice

Fig. 2.3 bis Arcul din foi cu rigiditate variabil

a) Automobil fr sarcin util; b) Automobil cu sarcin util

Fig. 2.4 Arcuri elicoidale suspensie

FIG. 2.5

a) Arcuri bar de torsiune dispuse longitudinal la

autoturismul de teren Mercedes Benz ML320

b) Arc bara de torsiune cu sectiune dreptunghiulara