Sistemi di sospensione automobilistici: Ammortizzatori, Sospensioni pneumatiche e Analisi dei componenti chiave

Sistemi di sospensione automobilistici: ammortizzatori, sospensioni pneumatiche e analisi dei componenti chiave

   I sistemi di sospensione dei veicoli sono al centro della sicurezza, del comfort e della manovrabilità del veicolo, con ammortizzatori, sospensioni pneumatiche e componenti correlati che svolgono un ruolo vitale. Comprendere come funzionano e cosa fanno ha un significato di vasta portata per garantire le prestazioni del veicolo e l'esperienza di guida.

Ammortizzatori: guardiani di una guida fluida

   L'ammortizzatore è il componente più comune e indispensabile di un sistema di sospensione. La sua funzione principale è quella di smorzare le vibrazioni delle molle. Quando il veicolo viene guidato su superfici irregolari, le ruote rimbalzano su e giù e le molle si comprimono ed estendono. Senza ammortizzatori, le molle continueranno a oscillare, facendo sobbalzare la carrozzeria e diventando instabile, o addirittura fuori controllo. Gli ammortizzatori, ampiamente utilizzati nelle automobili, sono progettati per accelerare l'attenuazione delle vibrazioni nel telaio e nella carrozzeria per migliorare la fluidità della guida dell'auto.

Principio di funzionamento:

   La maggior parte degli ammortizzatori sono smorzatori idraulici. Di solito è costituito da un pistone, olio e valvole all'interno. Quando la ruota si muove su e giù, il pistone si muove all'interno del cilindro, forzando l'olio attraverso piccoli fori e valvole. A causa della viscosità dell'olio e della resistenza dei fori, il movimento del pistone è impedito, convertendo così l'energia di vibrazione in calore e irradiandola, sopprimendo efficacemente l'eccessiva oscillazione della molla. In base alla struttura interna e al modo di controllare il flusso dell'olio, l'ammortizzatore può essere ulteriormente suddiviso in vari tipi come singolo e doppio cilindro, ibrido olio e gas.

Ampiamente utilizzato nei sistemi di sospensione automobilistici è l'ammortizzatore a cartuccia, l'ammortizzatore nella corsa di compressione ed estensione può svolgere un ruolo nell'assorbimento degli urti, quindi è anche chiamato ammortizzatore a due vie. Gli ammortizzatori cilindrici possono essere suddivisi in ammortizzatori a cilindro singolo e doppio, nonché l'uso di un nuovo tipo di ammortizzatore, che include ammortizzatori gonfiabili e ammortizzatori a resistenza regolabile.

Tipo a cilindro singolo

   Rispetto al tipo a doppio cilindro, la struttura dell'ammortizzatore a cilindro singolo è semplice, riducendo un set disistema di valvole . È dotato di un pistone flottante nella parte inferiore del cilindro, (il cosiddetto galleggiante, cioè senza asta del pistone per controllarne il movimento), nella parte inferiore del pistone flottante la formazione di una camera a gas chiusa, riempita di azoto ad alta pressione. Quanto sopra menzionato a seguito dell'ingresso e dell'uscita dell'asta del pistone dall'olio causato da cambiamenti nell'altezza del livello del liquido attraverso il galleggiamento del pistone per adattarsi automaticamente ad esso. Oltre ai due tipi di ammortizzatori sopra menzionati, esiste anche l'ammortizzatore a resistenza regolabile. Può essere azionato esternamente per modificare le dimensioni dell'orifizio dell'acceleratore. Le auto recenti hanno gli ammortizzatori a controllo elettronico come equipaggiamento standard, che rilevano le condizioni di guida tramite sensori e calcolano la forza di smorzamento ottimale tramite un computer, in modo che il meccanismo di regolazione della forza di smorzamento sull'ammortizzatore funzioni automaticamente.

Tipo a doppio cilindro

   Significa che l'ammortizzatore ha due barili, uno interno e uno esterno, e il pistone si muove nel barilotto interno. A causa dell'ingresso e del ritiro dell'asta del pistone, il volume dell'olio nel barilotto interno aumenta e si restringe, quindi è necessario mantenere l'equilibrio dell'olio nel barilotto interno scambiandolo con quello esterno. Pertanto, ci dovrebbero essere quattro valvole nell'ammortizzatore a doppio cilindro, cioè, oltre alle due valvole a farfalla sul pistone menzionate sopra, ci sono anche valvole di circolazione e valvole di compensazione installate tra i cilindri interno ed esterno per completare la funzione di scambio.

Idraulico

   Gli ammortizzatori idraulici sono ampiamente utilizzati nei sistemi di sospensione automobilistici. Il principio è che quando il telaio e l'asse eseguono un movimento relativo alternativo e il pistone nel barilotto del cilindro dell'ammortizzatore esegue un movimento alternativo, il fluido del guscio dell'ammortizzatore passerà ripetutamente dalla cavità interna attraverso alcune strette aperture in un'altra cavità. In questo momento, l'attrito tra il liquido e la parete interna e l'attrito interno delle molecole di liquido formeranno una forza di smorzamento sulla vibrazione.

Gonfiabile

   L'ammortizzatore gonfiabile è un nuovo tipo di ammortizzatore sviluppato dagli anni '60. La sua struttura è caratterizzata da un pistone flottante nella parte inferiore del cilindro e una camera a gas chiusa formata ad un'estremità del pistone flottante e del cilindro è riempita di azoto ad alta pressione. Nel pistone flottante è presente una guarnizione ad anello a sezione trasversale ampia, che separa completamente l'olio e il gas. Il pistone di lavoro è dotato di una valvola di compressione e di una valvola di estensione che modificano l'area della sezione trasversale del canale con le dimensioni della sua velocità di movimento. Quando la ruota salta su e giù, il pistone di lavoro dell'ammortizzatore esegue un movimento alternativo nell'olio, in modo che il pistone di lavoro della camera superiore e la camera inferiore della differenza di pressione dell'olio tra l'olio di pressione venga spinto via dalla valvola di compressione e dalla valvola di estensione e scorra avanti e indietro. Poiché la valvola produce una maggiore forza di smorzamento sull'olio di pressione, l'attenuazione delle vibrazioni.

Uso del prodotto: Per accelerare l'attenuazione delle vibrazioni del telaio e della carrozzeria per migliorare il comfort dell'auto durante il viaggio, gli ammortizzatori sono installati all'interno del sistema di sospensione della maggior parte delle auto.

Il sistema di ammortizzatori di un'automobile è composto da molle e ammortizzatori. Gli ammortizzatori non vengono utilizzati per sostenere il peso della carrozzeria, ma piuttosto per smorzare lo shock del rimbalzo della molla e assorbire l'energia dell'impatto stradale. La molla funge da ammortizzatore, trasformando un "impatto di grande energia" in un "impatto multiplo di piccola energia", mentre l'ammortizzatore riduce gradualmente l'"impatto multiplo di piccola energia". Lo scopo degli ammortizzatori è quello di smorzare il rimbalzo che si verifica quando l'auto viene guidata in cattive condizioni stradali. Senza ammortizzatori, è impossibile controllare il rimbalzo delle molle e l'auto rimbalzerà pesantemente quando incontra superfici stradali accidentate, oltre a perdere aderenza e trazione degli pneumatici in curva a causa della vibrazione su e giù delle molle.

Importanza:

Migliora il comfort di guida: Riduce gli urti e offre una guida fluida e confortevole.

Migliora la stabilità di manovra: Mantiene un contatto costante tra lo pneumatico e la superficie stradale, migliorando l'aderenza e la risposta dello sterzo.

Prolunga la durata degli pneumatici: Riduce l'usura anomala degli pneumatici causata dai salti.

Garantisce la sicurezza di guida: Evita la perdita di controllo dovuta a vibrazioni eccessive ad alta velocità o durante la frenata di emergenza.

Sospensioni pneumatiche: comfort regolabile intelligente

   La sospensione pneumatica è un sistema di sospensione più avanzato che utilizza molle pneumatiche al posto delle tradizionali molle elicoidali o molle a balestra. Utilizzando un compressore d'aria, un serbatoio d'aria, un'unità di controllo e una serie di sensori, il sistema di sospensione pneumatica è in grado di regolare l'altezza della carrozzeria e la rigidità delle sospensioni in tempo reale.

Come funziona:

     Al centro di un sistema di sospensione pneumatica c'è la molla pneumatica, che è un airbag di gomma sigillato riempito di aria compressa. Aumentando o diminuendo la quantità di aria nell'airbag, è possibile modificare la rigidità (durezza) della molla e l'altezza del veicolo.

Regolazione dell'altezza: Quando il veicolo deve essere sollevato, il compressore d'aria pompa l'aria nell'airbag; quando deve essere abbassato, l'aria viene espulsa dall'airbag. Ciò consente al veicolo di adattarsi a diverse condizioni stradali (ad esempio, sollevato quando si viaggia su dossi, abbassato ad alta velocità per ridurre la resistenza al vento).

Regolazione della rigidità: Modificando la pressione dell'aria negli airbag, è possibile regolare la rigidità delle sospensioni. In modalità Comfort, una pressione dell'aria inferiore si traduce in sospensioni più morbide; in modalità Sport, una pressione dell'aria più elevata si traduce in sospensioni più rigide.

Auto-Balance: I sensori monitorano l'assetto della carrozzeria e i carichi in tempo reale e l'unità di controllo regola automaticamente la pressione delle singole molle pneumatiche in base ai dati per mantenere il livello della carrozzeria.

Importanza:

Eccellente comfort di guida: Assorbe efficacemente gli impatti stradali, offrendo una guida "tappeto magico".

Forte adattabilità: L'altezza della carrozzeria e la rigidità e la morbidezza delle sospensioni possono essere regolate automaticamente o manualmente in base alle condizioni stradali, alla velocità del veicolo e al carico, migliorando la percorribilità e la stabilità.

Capacità di carico migliorata: Sotto carichi pesanti, le sospensioni pneumatiche possono supportare meglio la carrozzeria e mantenere l'assetto del veicolo.

Migliori prestazioni NVH: Aiuta a ridurre il rumore, le vibrazioni e la fluidità del veicolo.

Componenti chiave dei sistemi di sospensione

Oltre agli ammortizzatori e alle molle pneumatiche, un sistema di sospensione completo è costituito da una serie di componenti importanti che lavorano insieme per garantire il funzionamento efficiente del sistema di sospensione:

Braccio di controllo: Collega la ruota al telaio ed è un componente chiave nella trasmissione della coppia e nel posizionamento della ruota in movimento.

Giunto sferico: Collega il braccio di controllo al fuso a snodo e consente alla ruota di ruotare liberamente in diverse direzioni.

Boccole: Di solito realizzate in gomma o poliuretano, sono montate tra le parti di collegamento per assorbire le vibrazioni, ridurre il rumore e consentire un certo grado di movimento.

Barra stabilizzatrice/barra antirollio: Collega le ruote sinistra e destra per limitare il rollio della carrozzeria in curva, migliorando la stabilità e la maneggevolezza.

Fuso a snodo: Collega le ruote, i cuscinetti, i freni e i componenti delle sospensioni ed è un componente chiave nello sterzo delle ruote e nel trasporto del carico.

Molla elicoidale: Un elemento elastico tradizionale utilizzato in combinazione con gli ammortizzatori per sostenere il peso della carrozzeria e assorbire gli impatti stradali.

Riepilogo

    Gli ammortizzatori, le sospensioni pneumatiche e i componenti correlati costituiscono insieme le "ossa e i muscoli" dell'auto e il loro principio di funzionamento e il loro ruolo influenzano direttamente la qualità di guida, la sicurezza e l'affidabilità del veicolo. Poiché la tecnologia automobilistica continua ad evolversi, i sistemi di sospensione stanno diventando più intelligenti e versatili per soddisfare le crescenti esigenze dei consumatori per una migliore esperienza di guida. La comprensione di queste tecnologie fondamentali aiuterà i consumatori a scegliere e mantenere meglio le proprie auto e a godersi un viaggio di guida più sicuro e confortevole.