Come funzionano le sospensioni delle auto

A prima vista, sembra che le sospensioni dell'auto funzionino semplicemente. Se i dossi finiscono per essere meno accidentati, allora va tutto bene, giusto? In effetti, il sistema di sospensione richiede molto lavoro e i componenti...

A prima vista, sembra che la sospensione dell'auto funzioni in modo abbastanza semplice. Se i dossi finiscono per essere meno irregolari, allora va tutto bene, giusto?

In effetti, il sistema di sospensione ha un numero enorme di funzioni e i suoi componenti devono sopportare carichi enormi rispetto ad altri grandi sistemi di veicoli. Il sistema di sospensione si trova tra il telaio e le ruote e ha diversi scopi importanti. Idealmente, una sospensione ben regolata assorbirà dossi e altri dossi sulla strada in modo che le persone in macchina possano viaggiare comodamente. Mentre questo è molto importante dal punto di vista del passeggero, il guidatore noterà alcune altre caratteristiche del sistema di sospensione. Questo sistema è anche responsabile di mantenere le ruote il più possibile a terra.

Le ruote sono estremamente importanti per le prestazioni e la sicurezza di un'auto. Le ruote sono l'unica parte dell'auto che tocca la strada. Ciò significa che devono trasmettere energia a terra e guidare l'auto allo stesso tempo, oltre ad essere responsabili dell'arresto del veicolo. Senza un sistema per assorbire dossi e buche nelle strade, l'auto tremerà e oscillerà su terreni irregolari, rendendola quasi inutilizzabile a causa della mancanza di trazione. Sebbene il sistema di sospensione sia un'ottima soluzione per le strade sconnesse, rende il lavoro molto più difficile se si considera che le ruote ora sono responsabili di tutte le loro funzioni standard e ora devono muoversi su e giù per assorbire i dossi. la maniglia dell'auto non sembra essere su molle e viene lanciata ad ogni curva.

Ecco perché il sistema di sospensione è molto complesso. Ci sono molte parti coinvolte qui e una parte rotta o piegata può rovinare un'intera configurazione.

Come funziona il sistema di sospensione?

Per la maggior parte, le auto moderne hanno sospensioni anteriori e posteriori indipendenti, che consentono a ciascuna ruota di muoversi indipendentemente dalle altre. Tuttavia, alcuni veicoli utilizzano un assale solido più semplice a causa del costo inferiore e del design più semplice. Gli unici assali solidi ancora utilizzati nei nuovi veicoli sono gli assali motore. Gli assi motore hanno ruote motrici a ciascuna estremità, mentre gli assi morti hanno pneumatici a rotazione libera a ciascuna estremità. Il problema con i pneumatici posteriori che non si muovono indipendentemente l'uno dall'altro è che mantengono sempre lo stesso angolo l'uno rispetto all'altro, non rispetto alla superficie stradale. Ciò significa meno grip e maneggevolezza meno prevedibile. Fino all'ultima iterazione, la Ford Mustang utilizzava un assale vivo ed è stata pesantemente criticata per aver sacrificato le prestazioni a favore di una manovrabilità nostalgica.

Anche gli assali travi contribuiscono alle masse non sospese non necessarie. Il peso non sospeso è il peso che non è supportato dalla sospensione. La massa supportata dalla sospensione è chiamata massa sospesa. Il basso peso non sospeso rispetto a quello ammortizzato rende il veicolo più leggero e dinamico. L'opposto fornisce una guida dura e una sensazione di minor controllo sull'auto. Se il differenziale che invia potenza alle ruote attraverso gli assi è fissato al telaio o alla carrozzeria del veicolo anziché all'asse stesso, la massa non sospesa è significativamente inferiore. Questo è un motivo importante, tra i molti altri vantaggi di poter guidare una ruota senza influire in modo significativo sulle altre ruote, perché le sospensioni indipendenti sono quasi universalmente utilizzate dalle case automobilistiche per le ruote anteriori e posteriori dei loro veicoli.

La sospensione anteriore indipendente consente a ciascuna ruota anteriore di muoversi su e giù con una molla e un ammortizzatore imbullonati al telaio a un'estremità e un leveraggio o quadrilatero all'altra estremità. La leva di comando è attaccata alla parte anteriore dell'auto più vicino al centro a un'estremità della leva e il fuso a snodo è attaccato all'altra. Il quadrilatero fa lo stesso, tranne per il fatto che si attacca al telaio in due punti, risultando in una parte che ricorda un quadrilatero. La posizione di ciascun componente in un sistema di sospensione anteriore indipendente è molto importante, poiché le ruote anteriori devono girare e mantenere un allineamento costante affinché il veicolo funzioni in sicurezza.

La sospensione posteriore indipendente utilizza la stessa tecnologia dell'anteriore senza considerare la dinamica dello sterzo, in quanto le ruote posteriori normalmente non sono sterzanti. I veicoli RWD e XNUMXWD hanno un differenziale montato sul telaio al centro dei bracci di controllo o dei bracci trasversali, mentre i veicoli a trazione anteriore hanno una sospensione posteriore molto semplice che richiede solo molle e ammortizzatori.

Gli ammortizzatori e le molle forniscono tutto lo smorzamento e la compressione mentre le sospensioni si muovono. Le molle forniscono la forza che mantiene il peso sospeso lontano dalle ruote e resiste alla compressione. Gli ammortizzatori sono cilindri riempiti d'olio che provocano la compressione e la decompressione della sospensione a una velocità costante per evitare che le molle rimbalzino su e giù. I moderni ammortizzatori (o ammortizzatori) sono sensibili alla velocità, il che significa che gestiscono i colpi più leggeri in modo più fluido e offrono maggiore resistenza ai colpi più grandi. Pensa alle molle come cani da guardia, pronti a proteggere furiosamente la tua auto dagli urti. Gli ammortizzatori saranno quelli che terranno i guinzagli dei cani da guardia, assicurandosi che non vadano troppo lontano e facciano più male che bene.

Molte auto, soprattutto quelle più piccole, utilizzano montanti MacPherson situati al centro della molla elicoidale e che fungono da ammortizzatori. Risparmia spazio ed è più leggero.

In che modo il sistema di sospensione migliora il comfort dei passeggeri?

Quando la guida o il comfort dell'auto sono buoni, significa che le sospensioni hanno un buon isolamento dalla strada. La sospensione può muoversi su e giù secondo necessità senza scuotere l'auto. L'autista ha abbastanza esperienza su strada per essere consapevole di eventuali condizioni stradali inquietanti e sentire il rombo della striscia se si ferma sul lato di un'autostrada.

Le vecchie auto di lusso, più specificamente le auto di lusso americane, hanno sospensioni così morbide che l'autista si sente come se stesse guidando una barca. Questo non è ottimale, poiché il senso della strada (almeno un po') è necessario per mantenere la consapevolezza della situazione durante la guida. Le auto sportive e le auto compatte messe a punto in fabbrica sono spesso criticate per lo scarso isolamento dalla strada. I produttori di questi veicoli presumono che la loro fascia demografica preferisca i tempi sul giro veloci in pista rispetto al comfort su strada. Inoltre, i veicoli che viaggiano a velocità di pista ottengono molto più carico aerodinamico dall'aria, il che può portare a un comportamento delle sospensioni non prevedibile e rispettoso della strada, soprattutto in curva.

Alcuni possibili problemi di carrozzeria o di guida a cui prestare attenzione includono:

• Rullo del corpo: Quando la carrozzeria si inclina verso l'esterno in curva. Tutte le auto lo fanno in una certa misura in curva, ma se la carrozzeria dell'auto rotola troppo, lo spostamento di peso può far girare l'auto, uscire prematuramente dalla curva o perdere trazione su una o più ruote. .

• Limite inferiore: Quando le gomme colpiscono la carrozzeria dell'auto quando la sospensione è compressa. Questo accade quando l'auto non ha abbastanza sospensioni per assorbire la forza dell'impatto su cui si trova. I parafanghi possono impedirlo creando un cuscino tra la sospensione e il telaio che impedisce al pneumatico di salire abbastanza in alto da colpire la carrozzeria, ma se sono inadeguati o mancanti, può verificarsi questo problema. Un ribaltamento può facilmente danneggiare la carrozzeria, le ruote o il sistema di sospensione.

In che modo il sistema di sospensione aiuta l'auto a rimanere sulla strada?

La capacità di tenuta di strada di un'auto è misurata dal modo in cui un'auto può mantenere una buona trazione e una distribuzione uniforme del peso quando è sottoposta a varie forze. Per sentirsi stabile quando si ferma, un'auto ha bisogno di una sospensione che non permetta all'avantreno di abbassarsi ogni volta che si azionano i freni. L'accelerazione regolare richiede sospensioni per impedire all'auto di accovacciarsi nella parte posteriore quando si apre l'acceleratore. Lo spostamento del peso conferisce a metà delle ruote la maggior parte della trazione, sprecando potenza e causando caratteristiche di manovrabilità incoerenti.

Come accennato in precedenza, un rollio eccessivo negli angoli è dannoso per la manovrabilità. Anche il rollio del corpo è negativo perché in curva la trazione viene spostata su un lato dell'auto più che sull'altro. Ciò fa sì che i pneumatici interni perdano aderenza e possibilmente si stacchino dalla superficie stradale. Le sospensioni che forniscono una buona trazione lo impediranno per la maggior parte.

Alcuni problemi di trazione che possono essere associati a un layout del sistema di sospensione non ideale includono:

• Sterzo d'impatto: Quando colpisce un dosso, l'auto gira a sinistra oa destra, ma il conducente non gira il volante. Uno scarso allineamento delle sospensioni può far inclinare le ruote a un angolo tale da causare questo problema.

• Sovrasterzo: Quando la parte posteriore dell'auto perde trazione e si rompe in curva. Se il corpo rotola troppo negli angoli, lo spostamento del peso può causare la perdita di trazione delle ruote posteriori. Questo problema può essere causato anche dal fatto che le ruote posteriori hanno un angolo che non consente al pneumatico di aderire sufficientemente alla strada in curva.

• sottosterzo: Quando le ruote anteriori perdono trazione in curva, facendo deviare l'auto verso l'esterno della curva. Simile al sovrasterzo, il rollio eccessivo del corpo o le ruote con un angolo di inclinazione errato possono causare una scarsa trazione delle ruote anteriori in curva. Il sottosterzo è particolarmente pericoloso perché i veicoli a trazione anteriore sterzano e trasmettono potenza alle ruote anteriori. minore è l'aderenza sulle ruote anteriori, minore è la manovrabilità dell'auto.

• Sia il sovrasterzo che il sottosterzo sono esacerbati dalle condizioni stradali scivolose.

Servizio di sospensione

Poiché il compito principale del sistema di sospensione è quello di assorbire gli urti per proteggere l'auto ei suoi passeggeri, le parti sono realizzate per essere sufficientemente resistenti. Ci sono molti altri componenti nelle auto moderne che sono altrettanto complessi dei componenti delle sospensioni.

Tuttavia, con così tanto movimento e forza generati nella sospensione, le parti inevitabilmente si usureranno o si danneggeranno. Gravi buche possono far cadere il veicolo così forte che i montanti che tengono le molle in posizione si piegano o si rompono.

I suoni scricchiolanti di solito accompagnano il guasto delle boccole e di altri collegamenti. Se un angolo dell'auto diventa troppo rimbalzante quando si superano i dossi, far controllare immediatamente gli ammortizzatori o i montanti. I problemi di sospensione dovrebbero essere affrontati immediatamente, quindi se la manovrabilità o lo smorzamento dell'auto cambiano, dovrebbe essere controllato il prima possibile.