Ca inseamna stabilitatea autoturismului?


Stabilitatea autoturismului se refera la capacitatea si precizia acestuia de a se opri, de a vira sau de a evita un obstacol intr-un timp optim.
Amortizoarele de soc si arcurile elicoidale ale autoturismului dumneavoastra, reactioneaza la fiecare miscare a rotii sau a corpului autoturismului, resimtind fiecare denivelare si fiecare cotitura.
Amortizoarele va vor mentine vehiculul stabil si dumneavostra veti sti ca detineti controlul asupra lui. Pe masura ce amortizoarele se uzeaza, veti observa ca autoturismul dumneavoastra va incepe sa se taseze, sa se balanseze si sa reactioneze contrar asteptarilor dumneavostra. Aceste efecte vor avea ca rezultat capacitatea redusa de franare, uzura anvelopelor si a componentelor, in consecinta conducatorului auto ii va fi mult mai greu sa mentina controlul asupra vehiculului.
Reclame

Clasificarea suspensiilor auto


Clasificarea suspensiilor automobilelor se face dupa tipul puntii si dupa caracteristica elementelor elastice.
Dupa tipul puntii, suspensiile se clasifica:
– suspensii cu roti dependente.
– suspensii cu roti independente.
Suspensia cu roti dependente se intalneste in cazul puntilor rigide iar suspensia cu roti independente, in cazul puntilor articulate la care fiecare roata este suspendata direct de cadru sau caroserie. Suspensia dependenta este caracterizata printr-o legatura rigida intre rotile din dreapta si din stanga, iar ridicarea sau coborarea unei roti, produsa de denivelarile caii de rulare, provoaca schimbarea pozitiei si pentru cealalta roata. La suspensia independenta lipseste legatura directa dintre rotile automobilului iar schimbarea pozitiei unei roti nu influenteaza si cealalta roata.
Suspensia independenta prezinta fata de suspensia dependenta avantajele: inbunatatirea confortului prin reducerea masei nesuspendate, tinuta de drum mai buna deoarece deplasarile rotilor nu se influenteaza reciproc, micsorarea oscilatiilor de ruliu ale caroseriei si marirea stabilitatii automobilului. In functie de tipul caracteristicii elastice, suspensiile se clasifica in: suspensii cu caracteristica elastica lineara si suspensii cu caracteristica elastica nelineara.

Generalitati despre suspensia automobilului


Destinatia suspensiei –  suspensia automobilului are rolul de a asigura con­fortabilitatea pasagerilor si de a proteja incarcatura si organele componente im­potriva socurilor, trepidatiilor si oscilatiilor daunatoare, cauzate de neregularitatile drumului. Suspensia automobilului realizeaza legatura elastica intre cadru sau caro­serie si punti, sau direct cu rotile automobilului.
Suspensia unui automobil cuprinde:
– elemente elas­tice.
– dispozitive de ghidare.
– amortizoare.
– stabilizatoare.
Elementele elastice servesc pentru micsorarea sarcinii dinamice rezultate la trecerea rotilor pentru neregularitatile drumului. In acelasi timp elementele elastice fac ca oscilatiile caroseriei sa fie supor­tabile de pasageri si sa nu dauneze marfurilor care se transporta. Elementele de ghidare transmit componentele longitudinale si transversale ale fortelor de interactiune, precum si momentele, acestor forte, determinand cinematica rotilor fata de cadru sau caroserie.
Elementele de amortizare impreuna cu frecarea dintre foile arcurilor amor­tizeaza oscilatiile caroseriei si ale rotilor. Functiile celor trei elemente principale ale suspensiei pot fi indeplinite de unul si acelasi element sau de elemente diferite. In unele cazuri, suspensia automobilului mai contine elemente suplimentare – stabilizatoare, care au rol de a reduce inclinarile laterale ale autovehiculelor in viraje.
Suspensia automobilului trebuie sa indeplineasca ur­matoarele conditii principale caracteristica elastica, care sa asigure un grad de confort satisfacator, constructie simpla si rezistenta amortizarea vibratiilor caroseriei si rotilor, asigurarea cinematicii corecte a mecanismului de directie, greutatea minima, sa transmita fortele si momentele reactive de la roti la caroserie etc.

Amortizoarele suspensiei


Amortizoarele au rolul de a disipa rapid energia oscilatiilor verticale ale caroseriei si ale rotilor automobilelor prin transformarea ei in energie calorica.
Amortizoarele reprezinta un element de baza in asigurarea confortului si sigurantei circulatiei.
Amortizoarele sunt montate in paralel cu elementele elastice ale suspensiei.Principiul de lucru al amortizoarelor – la modificarea distantei dintre punte si caroserie, lichidul vascos din corpul amortizorului este obligat sa curga prin niste orificii calibrate de sectiune mica. Datorita frecarii din lichid, energia oscilatiilor se transforma in energie calorica.

Caracteristica de amortizare reprezinta variatia fortei de rezistenta a amortizorului F, (forta creata de presiunea de lichid la trecerea prin orificiile calibrate) in functie de viteza pistonului amortizorului V.
Forta de rezistenta a amortizorului telescopic este data de relatia:

F = CVi

unde:
C – este coeficientul de rezistenta al amortizorului,
i – exponentul vitezei.
In functie de exponentul vitezei i, caracteristica de amortizare poate fi liniara (i=1), regresiva (i<1) si progresiva (i>1).
In functie de raportul dintre coeficientii de rezistenta ai amortizorului la cursa de comprimare Cc (cursa de apropiere a maselor) si cursa de destindere Cd (cursa de departare a maselor), amortizoarele telescopice pot fi:
– cu dublu efect si caracteristica simetrica, Cc=Cd,
– cu dublu efect si caracteristica asimetrica, Cc Cd,
– cu simplu efect; Cc=0, Cd diferit 0,

Astfel se diferentiaza doua tipuri constructive de amortizor:
– amortizorul hidraulic telescopic bitubular
– amortizorul monotubular hidropneumatic

Tipuri constructive de suspensii pentru autovehicule


Suspensii dependente 
Arc in foi cu cap alunecator.
Arc in foi cu lamela suplimentara de ghidare.
Suspensie cu arcuri lamelare duble.
Suspensie cu arc in foi tip balansier.
Suspensie dependenta cu arc elicoidal.
Suspensie dependenta cu arc elicoidal dispus separat de amortizorul hidraulic.
Suspensii independente 
Suspensie cu arc in foi dispus transversal.
Suspensie independenta cu arc elicoidal dispus intre cadru si bratul superior.
Suspensie independenta cu arc elicoidal dispus intre cadru si bratul inferior.
Suspensie independenta cu patrulater de ghidare cu culisa oscilanta (Mc. Pherson).
Suspensii pneumatice
Suspensia pneumatica este folosita la automobilele la care greutatea maselor suspendate variaza in limite largi (autocamioane grele, semiremorci, autobuze si mai nou la autoturisme de teren).
Prin modificarea presiunii aerului din elementele elastice pneumatice, se regleaza automat rigiditatea suspensiei, astfel incat sageata si frecventa oscilatiilor proprii raman constante, indiferent de valoarea sarcinii statice.
Aerul comprimat ajunge de la compresor, la rezervor, de aici, la comanda primita de distribuitor, poate trece mai departe in conducta, rezervorul si elementul elastic.
Suspensii hidro-pneumatice
Pompa de inalta presiune si acumulatorul asigura presiunea necesara in sistem. Supapa limiteaza presiunea din acumulator, dirijand surplusul de lichid pompat spre rezervorul.

Elemente elastice ale suspensiilor


Arcurile din foi 

Avantaj: preia toate fortele (verticale, longitudinale si transversale), ce apar in contactul dintre pneu si drum fara a necesita elementele de ghidare suplimentare.

Uneori, arcul in foi tine si locul elementului de amortizare.Dezavantaje :
– greutate mare,
– frecare intensa intre foile de arc,
– necesita spatiu de amplasare mare,
– fiabilitate redusă.

La oscilatiile suspensiei, intre foile de arc apar forte de frecare, care genereaza aparitia unor solictari ce se insumeaza cu solicitarile de intindere sau compresiune. Acestea duc la aparitia pe suprafata foilor de arc a unor microfisuri (zgarieturi), din care vor porni viitoarele ruperi ale foilor de arc. Fenomenul poate fi micsorat, prin reducerea frecarii dintre foi prin introducerea de unsoare cu praf de grafit inca din faza de montaj a foilor. O alta solutie este cea a adaugarii intre lamele a unor garnituri speciale din cauciuc sau material plastic.

Arcurile elicoidale 

Avantaje fata de arcul in foi :
– durabilitate mai mare,
– greutate redusa, nu necesita intretinere in exploatare, fabricatie simpla, pret redus.

Arcurile elicoidale ale suspensiei se executa din bare de otel, de sectiune circulare. Datorita frecarilor interne mici, la folosirea arcurilor elicoidale se prevad intotdeauna amortizoare, ce functioneaza in paralel cu elementul elastic.

Caracteristica elementelor elastice cu arcuri elicoidale poate fi:
– liniara, in cazul unui arc cu forte de infasurare constant.
– progresiva, in cazul in care fortele de infasurare al spirelor este variabil.
– in trepte, in cazul utilizarii unui arc suplimentar sau elemente elastice din cauciuc care intra in functiune peste anumite sarcini verticale.

Arcurile bara de torsiune

Avantaje:

– durabilitate ridicata,
– greutate mica,
– distributie mai avantajoasa a sarcinilor pe cadru (in cazul dispunerii longitudinale),
– lipsa frecarilor interne.

Dezavantaje:
– proces tehnologic de executie mai complicat,
– dispunerea incomoda pe automobil,
– necesita lungimi mari de lucru.

Deoarece arcul de rasucire nu preia fortele longitudinale (de tractiune sau franare) si transversale, folosirea acestor elemente elastice necesita prezenta elementelor de ghidare. Arcurile bara de rasucire pot fi dispuse longitudinal sau transversal.
Constructiv, arcurile bara de torsiune se realizeaza in urmatoarele variante:
– o singura bara, de sectiune circulara, sau de sectiune dreptunghiulara,
– mai multe bare de sectiune circulara,
– lamele suprapuse.

Folosirea arcurilor lamelare in locul celor de sectiune circulara duce micsorarea rigiditatii suspensiei si evitarea iesirii din functiune a intregului element elastic in cazul ruperii unei lamele. In general barele de rasucire sunt folosite ca stabilizatoare, in scopul micsorarii inclinarilor laterale a automobilului.

Elementele elastice din cauciuc

Sunt elemente profilate din cauciuc solicitate la compresiune. Elementele elastice din cauciuc se utilizeaza in suspensia automobilului, fie ca tampoane limitatoare amortizatoare de socuri, fie ca elemente elastice suplimentare. Folosirea lor numai ca elemente elastice principale este mai rara.

Avantaje:
– confortabilitate marita a suspensiei, prin transformarea caracteristicii liniare a arcului in foi sau a celui elicoidal, intr-o caracteristica neliniara,
– sporesc durabilitatea arcurilor principale,
– nu necesita intretinere in exploatare,
– se monteaza usor,
– rezistenta mare si histerezis mic,
– constructie simpla si greutate redusa.

Dezavantaje:
– sagetile sau unghiurile de deformare relativ scazute,
– caracteristica elastica se modifica in timp prin imbatranirea cauciucului,
– mediul ambiant (temperatura, umiditatea, radiatiile, agentii chimici, etc.) au o influenta semnificativa asupra elementului de cauciuc.
Elementele elastice pneumatice 

Elementele elastice pneumatice se compun din doua armaturi: una superioara, fixata pe partea suspendata a automobilului, si una inferioara, fixata pe partea nesuspendata, unite etans cu un balon de diferite forme.
Balonul este confectionat din cord de nailon sau kapron, avand suprafata acoperita, la interior, cu cauciuc impermeabil, iar la exterior, cu un cauciuc rezistent la combustibil si ulei.

Calsificarea suspensiilor de automobile


Dupa tipul elementelor elastice: 

Suspensii cu elemente metalice: 
– cu arcuri din foi.
– cu arcuri elicoidale.Suspensii cu elemente nemetalice: 

– suspensii pneumatice.
– suspensii hidropenumatice.
– suspensii cu elemente din cauciuc.
– suspensii mixte.

Dupa tipul caracteristicii elementelor elastice (variatia deformatiei elementelor elastice in functie de sarcina care produce acesta deformatie): 
– cu caracteristica liniara,
– cu caracteristica in trepte,
– cu caracteristica progresiva.
Dupa tipul dispozitivelor de ghidare
– suspensii dependente (pentru punti rigide).
– suspensii independente (pentru punti articulate).
– suspensii cu interactiune obtinute prin legarea rotilor unei punti de cealalta sau a rotilor de pe aceeasi parte intre ele.

Conditiile impuse suspensilor


Conditiile impuse suspensilor: 

– sa aibe o caracteristica elastica care sa asigure un confort corespunzator, stabilitate buna la inclinari laterale, evitarea oscilatiilor in plan longitudinal si a loviturilor in tampoanele limitatoare.
– perioda oscilatiilor verticale sa fie pe cat posibil cuprinse in intervalul 1-0,5 secunde, corespunzator mersului pe jos cu o viteza de 3,5-7 km/h.
– rigiditatea suspensiei puntii din fata sa fie mai mica decat cea a puntii din spate deoarece, automobilul abordeaza mai intai obstacolele cu rotile din fata, iar dupa o intarziere, data de timpul de parcurgere al distantei egala cu a ampatamentului, cu cele din spate. In acest timp rotile din spate ajung din urma in miscarea verticala rotile din fata, deoarece perioada lor de oscilatie este mai scurta si se anuleaza oscilatiile de galop (oscilatiile in plan longitudinal).
– sa-si mentina neschimbata, pe cat posibil, caracteristica elastica cand masa suspendata se modifica. Pentru aceasta rigiditatile arcurilor trebuie sa se modifice in aceeasi proportie cu masa suspendata (suspensii cu rigiditate proportionala cu sarcina verticala).
– sa aibe o caracteristica de amortizare care sa asigure o comfortabilitate si stabilitate maxima. O amortizare suficienta se considera cand dupa o perioada amplitudinile se reduc de 3 pana la 8 ori. O amortizare prea mare creste sarcina dinamica verticala transmisa prin amortizare. O amortizare prea redusa conduce la balansarea caroseriei si inrautatirea contactului dintre pneu si calea de rulare. Confortabililtatea maxima se poate obtine combinand arcuri cu rigiditate proportionala cu sarcina si cu amortizoare cu caracteristici neliniare.
– sa asigure compatibilitatea intre oscilatiile suspensiei si cinematica sistemului de directie astfel incat sa se reduca oscilatiile rotilor de directie si uzura anvelopelor.
– sa asigure transmiterea fortelor si momentelor de la roti spre cadru sau caroseria automobilelor.
– sa aiba o constructie simpla, fiabilitate mare si greutate redusa.

Suspensia autovehiculelor generalitati


Destinatia, conditiile impuse si clasificarea suspensiilor
Suspensia realizeaza legatura elastica dintre puntile si caroseria automobilului si are rolul de a micsora sarcinile dinamice si a amortiza vibratiile rezultate in urma interactiunii dintre pneuri si calea de rulare.
Observatie – viteza de deplasare a automobilului pe drumuri cu suprafata neregulata este limitata in primul rand de calitatile suspensiei si in al doilea rand de puterea motorului.
Elementele componete ale suspensiei sunt:
– elementele elastice,
– dispozitivele de ghidare,
– elementele de amortizare (amortizoarele),
– elementele de stabilizare.
Elementele elastice – au rolul de a micsora sarcinile dinamice verticale (rezultate la trecerea rotilor peste neregularitatile caii de rulare) astfel incat acestea sa poata fi suportate de pasageri si sa nu dauneze marfurilor transportate.
Dispozitivele de ghidare – au rolul de a prelua si transmite componentele orizontale (longitudinale si transversale) ale fortelor de la rotile automobilului spre caroserie.
Elementele de amortizare – au rolul de a amortiza oscilatiile caroseriei si rotilor, evitarea aparitiei fenomenului de rezonanta si mentinerea contactului permanent dintre roti si calea de rulare.
Elementele de stabilizare – au rolul de a micsora inclinarea tranversala a caroseriei automobobilului in timpul virajelor, sau altor solicitari laterale.