Processo de projeto de suspensão automotiva

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O projeto de suspensão automotiva é um aspecto da engenharia automotiva , preocupado em projetar a suspensão para carros e caminhões. O projeto de suspensão para outros veículos é semelhante, embora o processo possa não ser tão bem estabelecido.

O processo implica

  • Selecionando alvos de nível de veículo apropriados
  • Selecionando uma arquitetura de sistema
  • Escolhendo a localização dos 'pontos duros' ou centros teóricos de cada junta esférica ou bucha
  • Selecionando as taxas das buchas
  • Analisando as cargas na suspensão
  • Projetando as taxas de mola
  • Projetando as características do amortecedor
  • Projetar a estrutura de cada componente para que seja forte, rígido, leve e barato
  • Analisando a dinâmica do veículo do projeto resultante

Desde a década de 1990, o uso de simulação multicorpos e software de elementos finitos tornou essa série de tarefas mais simples.

Alvos no nível do veículo [ editar ]

Uma lista parcial incluiria:

Uma vez que os alvos gerais do veículo tenham sido identificados, eles podem ser usados ​​para definir alvos para as duas suspensões. Por exemplo, a meta geral de subviragem pode ser dividida em contribuições de cada extremidade usando uma análise de Bundorf .

Arquitetura do sistema [ editar ]

Normalmente, um projetista de veículos está operando dentro de um conjunto de restrições. A arquitetura de suspensão selecionada para cada extremidade do veículo terá que obedecer a essas restrições. Para ambas as extremidades do carro, isso inclui o tipo de mola, a localização da mola e a localização dos amortecedores .

Para a suspensão dianteira, o seguinte deve ser considerado

Para a suspensão traseira existem muitos outros tipos de suspensão possíveis, na prática.

Hardpoints [ editar ]

Os hardpoints controlam as configurações estáticas e a cinemática da suspensão.

As configurações estáticas são

A cinemática descreve como as características importantes mudam à medida que a suspensão se move, normalmente em rotação ou direção. Eles incluem

  • Bumbum Steer
  • Roll Steer
  • Direção de força de tração
  • Direção da Força de Freio
  • Ganho de cambagem no rolo
  • Ganho de caster no rolo
  • Ganho de altura do centro do rolo
  • Mudança de Ackermann com ângulo de direção
  • Ganho de trilha no rolo

A análise desses parâmetros pode ser feita graficamente, ou por CAD , ou pelo uso de softwares de cinemática.

Análise de conformidade [ editar ]

A conformidade das buchas, da carroceria e de outras partes modificam o comportamento da suspensão. Em geral, é difícil melhorar a cinemática de uma suspensão usando as buchas, mas um exemplo em que isso funciona é a bucha de controle do dedo do pé usada nas suspensões traseiras de viga de torção . De maneira mais geral, as suspensões de carros modernos incluem uma bucha de ruído, vibração e aspereza (NVH). Este é projetado como o caminho principal para as vibrações e forças que causam ruído de estrada e ruído de impacto, e deve ser ajustável sem afetar muito a cinemática.

Em carros de corrida, as buchas tendem a ser feitas de materiais mais duros para um bom manuseio, como latão ou delrin . Nos carros de passeio, as buchas tendem a ser feitas de material mais macio para maior conforto. Em termos físicos gerais, a massa e a histerese mecânica (efeito de amortecimento) das partes sólidas devem ser contabilizadas em uma análise dinâmica, bem como sua elasticidade .

Carrega [ editar ]

Uma vez estabelecida a geometria básica, as cargas em cada parte da suspensão podem ser estimadas. Isso pode ser tão simples quanto decidir qual é o provável caso de carga máxima na área de contato e, em seguida, desenhar um diagrama de corpo livre de cada parte para calcular as forças, ou tão complexo quanto simular o comportamento da suspensão em uma estrada irregular, e calcular as cargas causadas. Muitas vezes, as cargas que foram medidas em uma suspensão semelhante são usadas - esse é o método mais confiável.

Projeto detalhado de armas [ editar ]

As cargas e a geometria são então usadas para projetar os braços e o fuso. Inevitavelmente alguns problemas serão encontrados no decorrer deste que força compromissos a serem feitos com a geometria básica da suspensão.

Referências [ editar ]

Notas [ editar ]

Fontes [ editar ]

  • Os Princípios de Engenharia de Chassi Automotivo - J. Reimpell H. Stoll JW Betzler. - ISBN  978-0-7680-0657-5
  • Dinâmica de veículos de carros de corrida - William F. Milliken e Douglas L. Milliken.
  • Fundamentos de Dinâmica de Veículos - Thomas Gillespie.
  • Chassis Design - Princípios e Análise - William F. Milliken e Douglas L. Milliken.

Simulação e equações diretas: Abramov, S., Mannan, S., & Durieux, O. (2009) 'Simulação de sistema de suspensão semi-ativa usando SIMULINK'. International Journal of Engineering Systems Modeling and Simulation, 1(2/3), 101 - 114 http://collections.crest.ac.uk/232/1/fulltext.pdf