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Estrutura Técnica do Ônibus: Mecânica 7 – Sistema de Suspensão

Atualização: Página criada em: 23/04/2022 por César Mattos.

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Sistema de suspensão

Conjunto de componentes que tem por finalidade sustentar o peso do veículo e da carga, absorver os efeitos das irregularidades do pavimento e proporcionar estabilidade.

A suspensão constitui uma espécie de apoio elástico do chassi, para absorver os choques a que é submetido durante a marcha e, além disso, assegura uma condução estável e firme sobre a estrada. Tal efeito é conseguido através dos pneumáticos, de molas e de amortecedores. Os pneumáticos absorvem os choques causados pelas pequenas asperezas do solo. As molas (feixes de molas ou molas helicoidais) absorvem os choques causados pelas asperezas maiores. Os amortecedores, geralmente hidráulicos do tipo telescópico, reduzem a amplitude e o número de oscilações das molas, obrigando-as a voltar rapidamente à posição normal. Uma barra de torção (barra estabilizadora) compensa as diferenças de flexão na suspensão das rodas. O motor conta, além da suspensão do chassi ao qual se fixam com uma suspensão própria.

Veículos de piso baixo devem possuir suspensão pneumática ou mista e com rebaixamento (ajoelhamento) em pelo menos no eixo onde o piso interno estiver rebaixado com elevação em no mínimo 60mm.

Os tipos de suspensões se dividem em Suspensão metálica: constituído por elementos metálicos dispostos em feixe de molas ou molas helicoidais; Suspensão pneumática: constituído por bolsões de ar; e Suspensão mista: constituído pela combinação de elementos metálicos e bolsões de ar.

7.01 – Suspensão metálica: feixe de molas

O feixe de molas, colocado longitudinalmente perto da extremidade do eixo, é feito de uma série de lâminas de aço, de forma semielíptica, resistentes e elásticas, que se sobrepõem. A fricção das diferentes lâminas entre si ocasiona um auto-amortecimento da flexão. O feixe se fixa ao chassi por meio de suporte e jumelo, que permitem o alongamento do feixe na sua oscilação. O eixo é mantido em seu lugar pelos feixes de molas, não havendo necessidade de braços de apoio. O feixe de molas principal pode ser reforçado por um feixe auxiliar, de efeito progressivo e de dimensões menores, que entra em ação a partir de uma determinada carga, superior à capacidade de carga do feixe principal.

Feixe de molas
Imagem 7.01 – Feixe de molas.
Fonte: Mercedes-Benz.

7.02 – Suspensão metálica: molas helicoidais

As molas helicoidais permitem subir e descer elasticamente a roda correspondente pela oscilação de braços; articulam-se por sua extremidade superior a uma travessa reforçada do chassi. Não possuem auto-amortecimento. O eixo não é mantido em seu lugar pelas molas helicoidais, necessitando-se de braços de apoio.

Molas helicoidais
Imagem 7.02 – Molas helicoidais.
Fonte: Mercedes-Benz.

7.03 – Suspensão pneumática / Suspensão a ar

A suspensão pneumática é constituída por dois ou mais foles pneumáticos em cada eixo. Os foles são abastecidos com ar comprimido proveniente do sistema de ar comprimido do veículo. Faz parte do conjunto uma válvula, cuja função é o controle da entrada e saída do ar comprimido dos foles. Dessa forma pode-se manter a altura do quadro do chassi num nível constante, com total independência do peso da carga transportada. A suspensão pneumática exige o uso de sistemas mais sofisticados para o controle e acionamento dos eixos. Por outro lado, com este tipo de suspensão pode-se aumentar ou diminuir a altura do quadro do chassi, possibilitando-se adaptar a posição da superfície de carga às rampas de acesso de diferentes alturas. Também, tornam-se mais simples as operações de desacoplamento dos semi-reboques.

Suspensão pneumática
Imagem 7.03 – Suspensão pneumática.
Fonte: Mercedes-Benz.

7.04 – Suspensão mista

A suspensão mista é um combinado de bolsão de ar com feixe de molas.

7.05 – Amortecedor

O amortecedor, colocado junto às molas, destina-se a reduzir a amplitude e o número de oscilações das molas. O amortecedor mais empregado atualmente é o hidráulico do tipo telescópico.

Amortecedor mecânico: são constituídos por dois grupos de discos de aço, sendo, cada grupo ligado a um braço, também de aço, e discos independentes, fabricados com material apropriado para suportar fricção.

Amortecedor hidráulico: consiste essencialmente num cilindro que contém um pistão ligado a uma haste. A extremidade fechada do cilindro está à articulação ou ao eixo da roda, enquanto a extremidade exterior da haste, que passa através de um vedador existente no cilindro, está ligada à carroceria.
Válvulas reguladoras e canais de passagem comandam o fluxo de óleo, nos dois sentidos, através do pistão. O espaço acima do pistão é menor do que o espaço sob este. Assim, não consegue conter todo o óleo deslocado pelo pistão quando este se dirige para a extremidade inferior do cilindro. Uma válvula comanda a saída do excesso de óleo para um depósito ou câmara de recuperação, que envolve o cilindro.
À medida que o amortecedor se distende, como o pistão não desloca da seção superior do cilindro uma quantidade de óleo suficiente para encher a seção inferior, está cheia a partir do depósito e através de uma válvula de enchimento. O amortecedor é hermético e mantém normalmente o depósito sob pressão.
Há vários tipos de amortecedores hidráulicos. Os mais utilizados são os do tipo “Telescópico”. Basicamente, o amortecedor telescópico consiste de câmara de tração, êmbolo, câmara de compressão e câmara de reservatório.

Amortecedor óleo-pneumático: parecido com o amortecedor hidráulico telescópico. No entanto, internamente, constitui-se de um sistema cilindro-êmbolo, de uma câmara com ar comprimido e outra com óleo, limitadas por um êmbolo flutuante.

Amortecedor pressurizado: tem o gás nitrogênio, o mesmo que compõe a maior parte do ar. O nitrogênio forma um bolsão na parte superior da câmara reservatório. Como esse gás não se mistura com o óleo, ele não forma bolhas, ou seja, não ocorre a aeração. Além disso, o nitrogênio auxilia o resfriamento do óleo e, portanto, impede a ocorrência de cavitação.

Amortecedor
Imagem 7.05 – Amortecedor.
Fonte: Mercedes-Benz.

7.06 – Barra estabilizadora / Barra de torção

A barra estabilizadora ou barra de torção, destinada a compensar as diferenças de flexão na suspensão das rodas, permite aumentar a estabilidade do veículo nas curvas, diminuindo a tendência de inclinação da carroçaria. É montada no eixo traseiro ou em ambos os eixos.
Barras estabilizadoras suplementares ou anti-roll, quando disponíveis, reforços de mola ou a aplicação de componentes de borracha podem aumentar a altura do centro de gravidade da carga, que deve ser definida de acordo com o momento.
A modificação deve ser efetuada após cuidadoso estudo, levando em consideração as especificações da versão, como a distância entre-eixos, para a distribuição das tensões transversais que atuam sobre a suspensão, tanto na parte da frente quanto na parte de trás do veículo.
Deve-se observar que muitas vezes é aconselhável modificar somente o eixo traseiro, uma vez que modificar o eixo dianteiro daria ao condutor uma falsa sensação de estabilidade tornando mais difícil perceber os limites de segurança.

Barra de torção
Imagem 7.06a – Barra de torção.
Fonte: Mercedes-Benz.
Estabilizador
Imagem 7.06b – Estabilizador.
Fonte: Mercedes-Benz.

7.07 – Suspensão do motor

O motor apoia-se no chassi por meio de elementos elásticos, geralmente coxins de borracha, que diminuem a influência das oscilações do chassi sobre o motor e vice-versa, reduzindo também as oscilações do próprio motor.

Suspensão do motor
Imagem 7.07 – Suspensão do motor.
Fonte: Mercedes-Benz.

7.08 – Classificação estrutural da suspensão

Dependentes: caracterizam-se por possuírem eixo rígido transversal. Neste caso, os elementos de ligação do eixo ao chassi são o feixe de molas ou a mola helicoidal. Assim, os impactos ou trepidações de uma roda são transmitidos à outra.

Independentes: caracterizam-se por serem utilizada uma para cada roda. Desse modo, as trepidações de uma roda, não se transmitem às outras. Neste tipo de suspensão, as molas utilizadas são de diversos tipos. No entanto, a de utilização mais frequente, é a mola helicoidal fabricada em forma de hélice cilíndrica e, geralmente, com barras cilíndricas de aço especial.

7.09 – Elevação da suspensão (aplicação off-road)

A elevação da suspensão permite o ônibus enfrentar trechos de difícil acesso, evitando choques no solo. Assim proporcionando melhores ângulos de entrada e saída, ideais para aplicação fora de estrada.

Elevação da suspensão
Imagem 7.09 – Elevação da suspensão (esquerda e centro); Maiores ângulos de entrada e saída (direita).
Fonte: Mercedes-Benz.

7.10 – Ajoelhamento – Sistema eletrônico de controle da suspensão (NR)

Controla eletronicamente a suspensão a ar, detecta e corrige a inclinação em curvas e permite o “ajoelhamento”, que rebaixa o carro em embarques e desembarques. Controla a transferência de carga e mostra informações do peso sobre os eixos no painel. Chamado de ELC (Electronic Level Control) para elevação e rebaixamento total. O sistema de abaixamento unilateral da carroçaria possibilita o abaixamento da carroçaria somente para um dos lados, direito ou esquerdo, conforme configurado para o veículo.

Sistema de Ajoelhamento
Imagem 7.10 – Ajoelhamento da lateral esquerda ou direita ou ajoelhamento total.
Fonte: César Mattos (2022).

7.11 – Posição Stand-by

Mantém a altura do veículo por 30 minutos depois de o motor ser desligado, evitando o funcionamento desnecessário do motor quando o veículo está parado, como em embarque e desembarque.

7.12 – Suspensão Controlada Eletronicamente – ECS (Electronically Controlled Suspension)

O sistema ECS consiste de uma unidade de controle, dois blocos de válvulas solenoides, três sensores de pressão dos foles e três sensores de nível de efeito Hall. Os foles do eixo dianteiro tem em comum um único sensor, enquanto que o eixo traseiro tem um sensor para cada lado.

7.13 – Suspensão a Ar Controlada Eletronicamente – ECAS (Electronically Controlled Air Suspension)

A suspensão pneumática controlada eletronicamente mantém um nivelamento preciso da altura do chassi através do uso de um sensor, unidade de controle eletrônico (ECU) e uma válvula solenoide. A ECU usa as informações do sensor para determinar a altura do chassi do veículo. Se a altura precisar ser ajustada, a ECU controla a pressão dentro dos bolsões de ar acionando uma válvula solenoide. Desta forma, o ECAS é capaz de ajustar rapidamente a altura do chassi para um nível normal predeterminado. Esta função automática pode ocorrer com o veículo em movimento ou parado.

Uma unidade de controle remoto permite que o operador do veículo levante e abaixe a suspensão dentro dos limites de parada superior e inferior predefinidos. Além dos limites de parada superior e inferior predefinidos, o operador também pode programar duas alturas diferentes do veículo na ECAS ECU. Essas duas seleções devem estar entre os limites de parada superior e inferior predefinidos. Essas alturas podem ser alcançadas pressionando um único botão no controle remoto.

O ECAS fornece um recurso opcional de transferência automática de carga para veículos 6 x 2. Quando uma situação de baixa tração é detectada, o ECAS aumentará automaticamente a tração para o eixo motor diminuindo brevemente a pressão nos bolsões de ar do eixo morto. O veículo deve estar equipado com ABS ou ABS/ATC para ativar o recurso opcional de transferência automática de carga ECAS.

ECAS (Electronically Controlled Air Suspension)
Imagem 7.13 – ECAS (Electronically Controlled Air Suspension).
Fonte: Wabco.

7.14 – Batentes

Também chamado de coxim, é uma peça de borracha maciça, fixada ao chassi do veículo, com a finalidade de limitar a flexão máxima do feixe de molas.

7.15 – Braços oscilantes (bandejas)

São peças de aço que ligam a roda à carroceria do veículo, articulando-se com os demais componentes, para permitirem os movimentos da roda. Os braços podem trabalhar nos sentidos longitudinal, transversal ou oblíquo. Geralmente, existem dois braços. Um braço superior e um inferior.

7.16 – Tensor

É um tirante de aço que liga o braço. à carroceria do veículo. O tensor ajuda o braço a suportar os esforços que lhe são impostos, quando o veículo arranca ou freia.

Função desabilitada

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