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A evolução dos amortecedores (Parte 2) PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Wednesday, 18 October 2017 14:15

Olá pessoal que acompanha o site  dos Nobres do Grid,

 

Conforme prometi na coluna do mês anterior, pretendo me aprofundar no assunto dos amortecedores, abordando a variação dos amortecedores telescópicos, em uso na indústria automobilística.

 

Se existe um componente da suspensão no qual sua função é, por muitos profissionais, definida equivocadamente, é o amortecedor. Seu nome não ajuda, mas o amortecedor possui funções que o colocam muito distante de algo como: “amortecer os impactos sofridos pela roda”.

 

Os amortecedores para aplicações automobilísticas são, na sua maioria, do tipo hidráulico. Funcionam a partir da resistência de um fluído ao passar por orifícios calibrados, essa resistência provoca um aumento na temperatura do fluído. Motivo pelo qual deve ser utilizado um óleo adequado, para não perder suas propriedades ao superaquecer.

 

Os amortecedores utilizados nos automóveis, atualmente, são somente hidráulicos. No passado, amortecedores mecânicos foram utilizados, mas logo foram substituídos pelos amortecedores hidráulicos telescópicos. Este são assim chamados devido ao ser formato, muito parecido com um telescópio. A capa está ligada a haste do pistão, e se desloca pelo cilindro do amortecedor, em um movimento que muito se assemelha a operação de um telescópio.

 

Após a padronização dos veículos com amortecedores telescópicos, algumas variações surgiram. São elas:

Amortecedores de ação simples;

Amortecedores de dupla ação;

Amortecedores hidráulicos;

Amortecedores pressurizados;

Amortecedores estruturais (strut);

Amortecedores convencionais.

 

Amortecedores de ação simples

O amortecedor de ação simples é composto, internamente, por um cilindro, que é dividido por pistão, este é ligado a uma haste conectada a capa externa do amortecedor. Além disso, o pistão possui duas válvulas, uma de compressão e outra de expansão. No topo do cilindro, um pistão flutuante separa a parte do cilindro preenchida com óleo de uma pequena parte preenchida por um gás. Esta com a função de evitar a cavitação do cilindro no movimento de extensão, do pistão. O deslocamento do pistão em relação ao cilindro necessita de uma vedação entre a haste do pistão e o cilindro, um retentor de borracha realiza essa função. Este também impede a contaminação com sujeira e ar no amortecedor.

 

 

A simplicidade de projeto é a sua maior vantagem, possuem fabricação barata e fácil alojamento na suspensão. Por outro lado, sua forma de dispor o gás e o óleo prejudica seu funcionamento. Pois a câmara que se cria antes do pistão flutuante gera uma pressão extra no retentor durante o funcionamento do amortecedor, provocando desgaste do retentor e posterior vazamento. Além disso, essa pressão induz forças consideráveis na haste do amortecedor, sendo então, comum o empenamento dessa haste quando o amortecedor é severamente exigido.

 

Amortecedores de dupla ação

A evolução do amortecedor de ação simples, o de dupla ação é assim chamado devido a suas duas câmaras (ou cilindros) que contém fluídos. Neste tipo de amortecedor, não há necessidade de um pistão flutuante, pois os dois cilindros, um interno e outro externo, compensam a falta deste. Estes cilindros são conectados entre si através de válvulas, semelhantes as válvulas contidas no pistão. Essas válvulas separam os dois cilindros e seus fluídos, estes são o óleo para amortecedores e um gás, geralmente ar ou nitrogênio. As válvulas que conectam os cilindros abrem e fecham em momentos convenientes, visando permitir o deslocamento do óleo entre as câmaras e evitar a queda de pressão atrás do pistão.

 

 

Em relação aos amortecedores de ação simples, são menores e compactos, permitem um maior diâmetro do cilindro e do pistão, dispensando o curso longo de um amortecedor de ação simples para se obter o efeito desejado.

 

Amortecedores hidráulicos

Basicamente, são os amortecedores que utilizam óleo e ar para funcionar. Nessa variação, o ar serve com fluído de compensação. Pois com o funcionamento do amortecedor, o ar compensa as variações de volume de óleo no cilindro, evitando a cavitação. O ar e o óleo são separados por um pistão flutuante (ação simples) ou por válvulas que permitem a comunicação entre os cilindros internos e externos (dupla ação). São mais expostos a cavitação se comparados aos amortecedores pressurizados.

 

Amortecedores pressurizados

Neste, o ar e substituído pelo nitrogênio, um gás inerte. O nitrogênio é injetado a baixa pressão em um cilindro próprio (amortecedores de dupla ação). A utilização do nitrogênio ajuda na prevenção da formação de bolhas de ar durante o funcionamento do amortecedor. Isso ocorre quando o amortecedor é altamente exigido, fazendo com que este atinja temperaturas elevadas devido aos movimentos de alta velocidade.

 

Bolhas se formam durante esses movimentos e provocam espaços livres de óleo dentro do amortecedor. Consequentemente, ocorre uma perda momentânea de ação do amortecedor. Para evitar isso, o nitrogênio contido no cilindro externo pressiona o óleo para se deslocar ao cilindro interno, compensando a variação de volume do óleo durante o movimento de vai e vem do pistão.

 

Amortecedores estruturais

Quando a suspensão McPherson foi criada, sua principal característica era a ausência do braço de suspensão superior. Este foi substituído por um conjunto, no caso um amortecedor e mola helicoidal, montados concentricamente, ligando a carroceria à manga de eixo. Essa configuração de amortecedor e mola pode se repetir em outros tipos de suspensão. A característica desse arranjo, além de absorver impactos e irregularidades do pavimento, promovem o um apoio às cargas oriundas do contato da roda com a pista.

 

 

Entretanto, essas cargas exercem no amortecedor forças que não agem diretamente no eixo do pistão deste, pois como o amortecedor faz parte da estrutura da suspensão, outras forças agem nos componentes. Isso gera tensões de cisalhamento e momento de torção na haste do pistão do amortecedor, sendo então um estresse a mais para esta.

 

Força de amortecimento

As vibrações na suspensão, oriundas das oscilações das molas são absorvidas pelos amortecedores. A supressão dessas oscilações é obtida, forçando um fluído incompressível a passar por um orifício de pequeno diâmetro. Devido as características desse fluído, como sua viscosidade, este possui uma considerável resistência para passar pelo pequeno orifício.

 

Essa resistência a passagem do fluído, neste caso, um óleo, provoca o aumento da temperatura deste. Portanto, a supressão das oscilações da mola, é na verdade uma transformação da energia acumulada pela mola em energia térmica do óleo, calor. Por esse motivo que os amortecedores aquecem tanto. Quando esse aquecimento é exagerado, o óleo perde momentaneamente sua viscosidade, ficando mais fluído. Dessa forma, este passa facilmente pelos orifícios do pistão, o amortecedor, então, perde a ação e permite a oscilação da carroceria.

 

A energia calorífica obtida pelo amortecedor é dissipada pelo ar que flui naquele ponto da suspensão, trocando de calor com o amortecedor e reduzindo a temperatura deste.

 

Funcionamento em curvas

Embora os amortecedores sejam muito relacionados a atenuação das vibrações e absorção de energia, os amortecedores são usados de uma forma mais ampla. Neste caso, falamos da dirigibilidade do veículo. Amortecedores exercem papel fundamental no comportamento do veículo, trabalham em conjunto com as molas, não apenas absorvendo suas oscilações, mas também dando suporte ao veículo nos momentos em que este estiver inclinado.

 

 

A inclinação do veículo ocorre em curvas, acelerações e freadas. Nas curvas, os amortecedores do lado externo a curva estarão em compressão. Estes não podem ceder com facilidade, ou colocarão uma carga desnecessária sobre o lado externo, tirando aderência das rodas internas à curva. Os amortecedores destas, por sua vez, devem ser o mais resistentes possíveis a extensão, para que as rodas percam o mínimo de contato com o solo.

 

Os mesmo ocorre nas acelerações e freadas, quando aceleramos, todo o peso do veículo se desloca para trás, comprimindo os amortecedores traseiros. A dianteira leva, e cabe aos amortecedores dianteiros limitar a sustentação excessiva da dianteira. Novamente tendo um movimento de extensão bastante controlado. Nas frenagens, os amortecedores dianteiros são comprimidos, caso cedam muito facilmente a transferência de carga, podem sobrecarregar as rodas dianteiras, e estas, travarem. Na traseira, os amortecedores devem evitar ao máximo a sustentação, pois a perda de aderência pode levar ao travamento das rodas traseiras.

 

Problemas e diagnósticos

De certa forma os amortecedores são componentes difíceis de se diagnosticar problemas, isso partindo do ponto de vista de um motorista leigo. Pelo simples motivo de, que a medida que este vai se desgastando, a mudança de comportamento do veículo é gradual, o que permite ao motorista acostumar-se com novo comportamento sem perceber. Mesmo assim, motoristas experientes sabem perceber, que um amortecedor vencido não proporciona a mesma estabilidade que um novo. Percebem que durante as frenagens, acelerações e curvas, a carroceria inclina muito mais. Essa inclinação excessiva resulta na redução do contato da roda com o solo, logo perda de aderência.

 

 

É comum alguns informes técnicos sugerirem a troca dos amortecedoras por volta dos 40.000 Km rodados, tendo como base testes de durabilidade tanto o veículo como em máquinas que simulam esforços cíclicos nos amortecedores. Entretanto, diversos fatores determinam a durabilidade deste componente. Um amortecedor pode durar centenas de milhares de quilômetros, desde que esse veículo trafegue, apenas, sobre boas estradas e ruas. Nem sempre isso é possível, e dependendo da intensidade e das condições de uso do veículo (carregado, pista, manutenção), os amortecedores podem durar até menos do que os 40.000 Km sugeridos. Por isso, o ideal estar sempre atento aos sinais que esse componente emite durante seu ciclo de vida.

 

Inclinação excessiva da carroceria;

Pancada seca nas rodas;

Desgaste da banda de rodagem dos pneus (geralmente no centro);

Dificuldade de trafego acentuada sob ventos laterais.

 

Sangria dos amortecedores

Todo e qualquer amortecedor, novo, deve ser sangrado antes de sua montagem. Esse procedimento é uma forma de retirar o ar (ou o gás nitrogênio) de dentro do cilindro interno (principal). O ar fica retido no cilindro externo, mas quando o amortecedor é estocado, esse fluído escorre para o cilindro interno. O funcionamento repentino do amortecedor poderia causar de imediato bolhas de ar e óleo, deixando o amortecedor sem ação por alguns momentos.

 

 

Dessa forma, o processo de sangria consiste em posicionar o amortecedor em posição de trabalho (haste fique voltada para cima), executar a de três a quatro vezes compressão e extensão do amortecedor manualmente, para que o ar retorne para o cilindro externo e o cilindro interno contenha apenas o óleo.

 

Quando trocar?

O desgaste causado pelo uso é natural, porém compromete a dirigibilidade do veículo e acelera o desgaste de outros componentes da suspensão. Por conta disso, é recomendável a troca dos amortecedores antes de 40.000 quilômetros rodados, evitando correr riscos desnecessários, contudo, cada carro e o tipo de uso do seu veículo possa encurtar este período. Fazendo as revisões regulares na revenda autorizada, qualquer problema pode ser diagnosticado antes que algo ruim aconteça.

 

Muito axé pra todo mundo,

 

Maria da Graça