As molas de amortecimento são a metade de suporte de carga de um par mola-amortecedor: a mola absorve a energia de impacto proveniente da estrada, da carga útil ou de uma aplicação de freio, e o amortecedor transforma essa energia em calor. Remova uma das metades e o sistema falhará. Com apenas uma mola, um corpo oscila quase sempre com amplitude aproximadamente constante; com apenas um amortecedor, não há estrutura sobre a qual o amortecedor possa atuar. Na suspensão de um carro de passeio, o alvo de ajuste é geralmente uma taxa de amortecimento entre cerca de 0,2 e 0,4, de modo que a carroceria se acomoda dentro de um ou dois segundos após um solavanco, em vez de flutuar.
O que as pessoas realmente querem dizer com amortecimento de molas
A maioria das pessoas que dizem "molas de amortecimento" estão descrevendo um sistema mola-amortecedor em vez de um tipo especial de mola, e essa distinção é a coisa mais útil a ser corrigida antes de qualquer projeto ou decisão de compra.
A frase aparece em três contextos diferentes, e misturá-los leva a erros reais de design:
- Um modelo mola-massa-amortecedor , o modelo clássico da física usado para prever como um corpo responde à excitação da estrada.
- Uma mola com algum amortecimento interno , como uma mola helicoidal enrolada em uma luva de amortecimento ou um design baseado em borracha e fricção.
- Um conjunto de mola e amortecedor , como um amortecedor, um suporte ou um mecanismo de retorno do freio, onde as duas partes são projetadas como um sistema.
Isto é importante porque as molas e os amortecedores seguem regras de seleção opostas. A rigidez da mola define a frequência, que é a rapidez com que o corpo salta. O amortecimento define a rapidez com que o salto para. Alterar a rigidez sem igualar o amortecimento é uma causa comum de um carro que anda mal.
Por que uma mola não consegue se umedecer
Uma mola helicoidal armazena energia; não o consome, o que é o facto chave por detrás de qualquer discussão prática sobre amortecimento.
Em um sistema massa-mola não amortecido, uma vez excitado, ele oscila na mesma amplitude indefinidamente. As molas reais perdem uma pequena quantidade de energia através do atrito interno do material e do contato com a bobina final, normalmente apenas 1 a 5 por cento do amortecimento total do sistema. Para uma suspensão que não chega nem perto do suficiente, a tarefa de controlar a vibração é entregue a um amortecedor separado. Um amortecedor converte a velocidade da haste em fluido forçado através das válvulas, produzindo uma força que aumenta com a velocidade quando o corpo se move rapidamente e permite que o óleo passe mais facilmente durante o movimento lento do corpo.
Isso também explica por que uma mola curta e rígida combinada com um amortecedor fraco parece quebrada. A mola não está com defeito; simplesmente não há nada no sistema responsável por interromper seu movimento.
Os três regimes de amortecimento e como eles se sentem
Uma suspensão de carro de estrada bem ajustada fica na faixa de subamortecimento, com margem suficiente para lidar com o pior caso de carga.
| Regime | Taxa de amortecimento | Comportamento no mundo real |
|---|---|---|
| Subamortecido | Abaixo de 1, geralmente 0,2 a 0,4 em carros | O corpo retorna rapidamente após um solavanco com uma ligeira ultrapassagem; melhor equilíbrio entre conforto e controle |
| Criticamente amortecido | Igual a 1 | Retorno ao repouso o mais rápido possível sem ultrapassagem; normalmente muito duro para um carro de estrada |
| Sobreamortecido | Acima de 1 | Recuperação lenta, acomodação retardada e uma sensação pesada e sem resposta |
Sistemas de molas de amortecimento na suspensão de automóveis
Em um carro de passeio, a mola carrega a carga estática e define a frequência natural do corpo, enquanto o amortecedor define a rapidez com que o movimento do corpo decai quando a frequência é excitada.
A divisão do trabalho fica assim:
- A mola transporta parte da massa do veículo em cada canto, por exemplo cerca de 400 kg na frente com uma rigidez próxima de 25 N/mm.
- A frequência natural do corpo geralmente fica perto de 1,0 a 1,5 Hz na frente, com a parte traseira ligeiramente mais alta para ficar acima da frequência de excitação do tom.
- A força do amortecedor aumenta com a velocidade da haste, de modo que pequenos movimentos lentos do corpo encontram pouca resistência, enquanto movimentos rápidos da roda são fortemente resistidos.
É também por isso que um carro muito carregado ou equipado com molas mais rígidas pode parecer subamortecido: a mola mais rígida aumenta a frequência, mas os amortecedores ainda foram calibrados em torno da antiga rigidez. Aumente a taxa de mola em 20% contra o amortecimento inalterado e a recuperação da carroceria após um impacto se tornará mais alta e rápida do que antes.
Molas de suspensão para automóveis de reposição OE e linha de molas helicoidais Categoria para molas de suspensão de carros de reposição OE, abrangendo tipos de bobinas, taxa de mola, altura de deslocamento e especificações dimensionais para restaurar o manuseio e a capacidade de carga. Ver Produto → Molas de freio: quando o comportamento de amortecimento é mais importante que o conforto
Num sistema de travagem, a mola de amortecimento enfrenta um problema diferente, e o factor decisivo é a estabilidade do módulo de elasticidade em função da temperatura, em vez do conforto de condução.
Uma mola de freio é aquecida pela proximidade do motor e do disco de freio, de modo que a rigidez de uma mola de retorno muda entre condições frias e quentes. Se o módulo de elasticidade se desviar muito, a sensação do pedal e a liberação do freio tornam-se inconsistentes. Tratamento térmico especial, têmpera e revenido seguido de estabilização, é usado para fixar a microestrutura de modo que o módulo permaneça aproximadamente linear de -40°C a 150°C.
Os compradores de conjuntos de molas de freio devem verificar quatro coisas:
- Tolerância de carga especificada por aplicativo, em vez de obtida de um valor de catálogo genérico.
- Temperatura operacional e limite de relaxamento em temperatura elevada.
- Integridade da superfície, porque aqui uma fissura por fadiga é um evento de segurança e não uma reclamação de ruído.
- Rastreabilidade em nível de lote com registros de deflexão de carga e dureza anexados.
Molas da câmara de freio para sistemas de freio a ar de caminhões Categoria que abrange potência da câmara de freio, retorno e molas de parafuso de gaiola, com orientação de material, carga, fadiga e tamanho da câmara para freios a ar de veículos comerciais. Ver Produto → Molas de amortecimento correspondentes ao modificar uma suspensão
Reduzir a altura do passeio ou adicionar taxa de mola sem reajustar o amortecimento é um dos erros mais comuns do proprietário.
Deixar cair um carro 30 mm geralmente exige de 15 a 25 por cento mais taxa de mola para evitar a compressão nos batentes. A taxa mais alta aumenta a frequência do corpo e o amortecedor original não tem mais força de amortecimento suficiente nessa frequência. O resultado é um carro que flutua nas cristas das rodovias e se estabiliza mal na recuperação.
Três regras práticas ajudam aqui:
- As molas progressivas mantêm a pequena compressão confortável e adicionam suporte em curvas fechadas, o que se adapta a um carro modificado para uso diário.
- As molas lineares tornam a calibração dos amortecedores mais previsível e mais estáveis na pista, mas exigem uma correspondência de amortecimento mais cuidadosa.
- Fixe a meta da taxa de amortecimento antes da taxa de mola; a rigidez define a frequência, mas a proporção define o passeio que você realmente sente.
Molas de suspensão de carro modificadas para uso off-road e rodoviário Categoria para molas de suspensão modificadas, abrangendo kits de elevação, molas progressivas e de descida, ajuste personalizado, materiais e considerações de fadiga para altura de percurso alterada. Ver Produto → O que verificar ao comprar molas de amortecimento
O risco de compra de molas reside na resistência à fadiga e na consistência do lote, e não no preço unitário.
Uma mola mais barata que se cansa dentro do período de garantia custa muito mais do que a diferença de preço que economizou.
| Verifique | O que confirmar | Por que isso importa |
|---|---|---|
| Materiais e química | Classe de aço mais um relatório de espectrômetro | O conteúdo de carbono e liga impulsiona o limite de fadiga e a resistência à flexão |
| Tolerância de carga | Tolerância percentual em uma altura declarada, por exemplo, mais ou menos 5 por cento | Tolerância frouxa produz incompatibilidade de altura lateral e uma postura torta |
| Validação de fadiga | Ciclos de bancada até a falha ou um alvo de sobrevivência definido | Determina se a mola dura além da garantia ou falha dentro dela |
| Shot peening e tratamento térmico | Parâmetros de processo e registros de controle | A tensão residual compressiva na superfície é a principal defesa contra fissuração por fadiga |
| Sistema de qualidade | Certificação IATF/TS16949, disciplina 6S, rastreabilidade de lote | Os clientes OEM e de nível um tratam isso como um requisito limite |
Um hábito útil: peça a curva carga-deflexão antes da cotação de produção, não depois. O formato dessa curva indica se a consistência vem do controle do processo ou da classificação de peças boas em uma ampla variedade.
Perguntas frequentes
As molas de amortecimento são a mesma coisa que os amortecedores?
Não. A mola armazena energia e o amortecedor a dissipa. Num carro, os dois estão agrupados, e é por isso que os termos se confundem nas conversas, mas são selecionados com base em critérios completamente diferentes.
Posso trocar apenas as molas e manter os amortecedores originais?
Sim, se a nova taxa de primavera estiver próxima da original. Quando a mola estiver significativamente mais rígida ou mais curta, o amortecimento original não corresponderá mais e o carro parecerá saltitante, flutuante ou propenso a afundar.
Quanto tempo deve durar uma mola de amortecimento?
A maioria das molas de automóveis de passageiros são projetadas para durar mais que o veículo, mas curvatura, bobina quebrada ou corrosão são motivos para substituí-las. Os primeiros sinais de fadiga incluem altura de condução mais baixa, altura lateral irregular e sensação de flutuação; esta visão geral de o que as molas de suspensão do carro fazem cobre o diagnóstico com mais detalhes.
O termo molas de amortecimento abrange dois componentes e mais de uma disciplina. Para um engenheiro de suspensão, a verdadeira questão nunca é a mola por si só, mas o emparelhamento da frequência da mola com o amortecimento para que a carroceria se acomode de maneira previsível. Para um comprador, a evidência decisiva é a validação de fadiga, tolerância de carga e controle de processo, em vez do número em uma lista de preços. Fabricantes como Zhejiang Zongheng Spring Co., Ltd. constroem molas de suspensão e freio sob IATF/TS16949 com fadiga e verificação de carga em cada lote, portanto, se precisar de ajuda para traduzir um alvo de amortecimento em uma especificação de mola, você pode entre em contato com a equipe diretamente.
