Rolul, conditiile impuse si clasificarea suspensiilor

Rolul, conditiile impuse si clasificarea suspensiilor

La deplasarea automobilului, denivelarile drumului produc oscilatii ale rotilor care se transmit puntilor. Suspensia realizeaza legatura elastica cu amortizare intre puntile automobilului (masa nesuspendata) si cadru sau caroserie (masa suspendata), avand ca roluri principale micsorarea sarcinilor dinamice si amortizarea vibratiilor rezultate in urma interactiunii dintre roti si calea de rulare. Viteza de deplasare a automobilului pe un drum dat este limitata in primul rand de calitatile suspensiei si in al doilea rand de puterea motorului.

Suspensia determina in principal confortabilitatea automobilului, adica proprietatea acestuia de a circula timp indelungat cu viteze permise de caracteristicile dinamice, fara ca pasagerii sa aiba senzatii neplacute sau sa oboseasca repede si fara ca automobilul si marfa transportata sa fie deteriorate. In plus, imprimand caracterul dorit oscilatiilor, suspensia impreuna cu mecanismele puntilor influenteaza stabilitatea, maniabilitatea si manevrabilitatea automobilului (elemente care impreuna definesc tinuta de drum a automobilului).

Conditiile principale impuse suspensiei sunt:

● amplitudinea masei suspendate cat mai redusa - se realizeaza reducerea masei nesuspendate => avantajele puntilor fractionate fata de puntile rigide;

● pulsatia oscilatiilor proprii ale sistemului cat mai mica - se realizeaza prin reducerea rigiditatii elementului elastic => se adopta oscilatii verticale acceptabile au perioada cuprinsa intre 1 s si 0,5 s, corespunzatoare mersului pe jos cu viteza de 3,5 7 m/s;

● rigiditatea suspensiei puntii din fata sa fie mai mica decat cea a puntii  din spate pentru a reduce oscilatiile de tangaj;

● pastrarea neschimbata a caracteristicilor suspensiei cand masa suspendata se modifica - se realizeaza prin modificarea rigiditatii arcurilor cu cresterea sarcinilor => interesul pentru suspensiile progresive;

● asigurarea unei amortizari suficiente (dupa o perioada amplitudinile sa se micsoreze de 3 8 ori) => sarcinile dinamice transmise masei suspendate sa nu fie prea mari, iar rotile sa pestreze permanent contactul cu calea.

Putem spune ca suspensia are urmatoarele functii principale:

. poarta masa suspendata a automobilului;

.. asigura un contact permanent dintre pneuri si calea de rulare;

... izoleaza masa suspendata de perturbatiile generate de interactiunea pneurilor cu calea de rulare.

Elementele principale care compun suspensia sunt:

- elementele elastice (arcurile);

- amortizoarele;

- tampoanele limitatoare;

- barele stabilizatoare.

Toate aceste elemente se monteaza intre puntea rigida sau mecanismul de ghidare al rotii si sasiu sau caroserie, asa cum se vede din figura 7.1.

Fig.7.1.Montarea elementelor componente ale suspensiei: 1-roata cu pneu; 2-mecanismul de ghidare al rotii; 3-componentele suspensiei; 4-caroseria.

Clasificarea suspensiilor se face dupa urmatoarele criterii:

A.     Tipul puntii pe care este montata suspensia:

suspensii dependente pentru puntile rigide;

suspensii independente pentru puntile fractionate;

B.     Tipul elementului elastic folosit:

suspensii cu elemente elastice metalice;

suspensii cu elemente elastice pneumatice;

suspensii cu elemente elastice hidropneumetice;

suspensii cu elemente elastice din cauciuc;

suspensii cu elemente elastice mixte.

C.    Dupa caracteristica elastica a suspensiei:

suspensii cu caracteristica elastica liniara (fig.7.2.a);

suspensii cu caracteristica elastica franta (fig.7.2.b)

suspensii cu caracteristica elastica progresiva (fig.7.2.c).

Fig.7.2.Tipuri de caracteristici elastice ale suspensiilor

D.    Dupa principiul de functionare:

suspensii pasive;

suspensii cu roti conjugate;

suspensii semi-active;

suspensii active.

Suspensiile cu roti conjugate realizeaza o legatura intre miscarile rotilor de pe aceeasi parte a automobilului in vederea reducerii miscarii de tangaj. Principiul suspensiilor conjugate este prezentat in figura 7.3.a. Se considera un balansier fictiv cu axul de rotatie plasat in centrul de greutate al automobilului; astfel greutatea caroseriei se trensmite rotilor prin acest balansier. Miscarile pe verticala ale rotilor din fata si din spate ale automobilului ,ΔH, se compun prin balansier si se transmit caroseriei numai ca deplasari verticale de translatie ΔH/2, iar tangajul este eliminat. Pentru a realiza o stabilizare longitudinala a caroseriei, care se gaseste de fapt in echilibru indiferent, sunt necesare arcuri de rapel. Pe acest principiu au fost realizare suspensii cu roti conjugate, primele realizari cunoscute fiind prezentate in continuare.

Suspensia cu interconectare mecanica a autoturismului Citroen 2 CV, prezentata in figura 7.3.b, inlocuieste balansierul imaginar prin doua brate oscilante in forma de "L" articulate de caroserie si doua biele longitudinale de legatura. Arcurile suspensiei sunt plasate orizontal intr-un cilindru mobil, iar arcurile de rapel intre cilindru si caroserie.

Suspensia cu interconectare hidraulica aplicata pe autoturismele Austin si Morris 1100 realizeaza un efect asemanator prin "balansierul hidraulic", elementele elastice hidropneumatice 1, fiind conectate intre ele prin conducta 2, asa cum se vede din figura 7.3.c.

c

Fig.7.3.Suspensii conjugate: a-schema de principiu; b-suspensie cu interconectare mecanica Citroen 2 CV; c-suspensie cu interconectare hidraulica Austin