TECNOLOGIA

Els sistemes de suspensió son els responsables de la interacció entre els moviments del xassís del vehicle i el terreny per on circula. Aquesta interacció sempre inclou diversos compromisos, ja que uneix físicament el vehicle amb la carretera i l’hi transmet les irregularitats del paviment.

També cal considerar que la suspensió controla tres moviments del vehicle com son: el vertical, el de balanceig i el de capcineig. No obstant, el fet que la majoria de vehicles tinguin quatre rodes introdueix un nou element de complexitat.

Suspension Modes

Quan un vehicle té 4 rodes o més, les càrregues dels pneumàtics varien en funció de les irregularitats de les superfícies. El posicionament del cotxe respecte a la carretera compromet tres graus de llibertat, i utilitzant 4 no més rodes el converteix en un sistema hiperestàtic.

Podem entendre la suspensió d’un vehicle de 4 rodes com un sistema amb 4 graus de llibertat definits com a moviments independents de cada roda respecte al xassís del vehicle.

Normalment pensem només en tres moviments del xassís, el vertical, el de balanceig i el de capcineig Per tant necessitem incorporar un quart “moviment” que es independent de la posició del cotxe: el creuament d’eixos, de vegades anomenat “articulació de les rodes”. Aquests moviments també son anomenats “modes de suspensió”, que combinats amb els moviments de les rodes estan associats a:

• Moviment vertical
• Moviment de balanceig
• Moviment de capcineig
• Creuament d’eixos

Els sistemes convencionals de suspensió fan una aproximació simplificada, prenent cada roda per separat – una quarta part del vehicle – col·locant un element elàstic i un amortidor associat a cada roda per separat. Aquest sistema es insuficient i paer aquest motiu s’utilitzen habitualment les barres estabilitzadores. Molt pocs sistemes, la majoria suspensions actives, utilitzen modes de suspensió per a controlar específicament aquests moviments i així augmentar el rendiment de la dinàmica dels vehicles.

Sistema de Suspensió Creuat

Encara que molts sistemes de suspensió interconnectats poden aconseguir un cert grau de control sobre cada un dels modes de suspensió, la majoria d’ells son bastant complexos i necessiten mecanismes de control addicionals per a fer-los operatius, perdent d’aquesta manera els avantatges d’un sistema purament passiu.

Els avantatges del Sistema de Suspensió Creuat estant basats en la seva simplicitat i senzillesa. L’esquema del sistema es senzill i pot adaptar-se a la majoria dels vehicles amb uns mínims canvis.

Sistemes Convencionals

Les suspensions convencionals es basen en els elements de suspensió de cada roda individualment, cosa que proporciona una certa elasticitat i un cert amortiment en el moviment entre la roda i el xassís. Normalment aquests elements són individuals per a cada roda, excepte per a connexions transversals específiques que incrementen la duresa en el balanceig. En la majoria dels casos, aquests elements també s’anomenen barres antibalanceig, que incrementen el grau d’elasticitat de la roda oposada al moviment.

A part d’això, és difícil trobar cap altre cas de connexió. Només alguns cotxes antics com el Citroën 2CV i el Mini Morris van introduir una connexió longitudinal sense cap avantatge real si ho comparem amb els sistemes convencionals. En aquests casos, la filosofia era suavitzar el moviment de capcineig a canvi d’augmentar la duresa en el balanceig. La relació de la duresa entre el balanceig i el capcineig podia ajustar-se, però aleshores el moviment vertical era més dur, tant com si haguessin utilitzat barres estabilitzadores.

Per optimitzar realment el rendiment de la suspensió seria desitjable controlar la dinàmica del vehicle respecte a tots els moviments del xassís, no només dels moviments de capcineig i de balanceig, com es fa en una suspensió convencional, on els moviments del vehicle es controlen per l’elasticitat i l’amortiment característics dels elements de suspensió de totes les rodes, i així no es pot saber si el moviment de la roda està causat pel balanceig o el capcineig del cotxe o per un bony de la carretera.

Per controlar els moviments del xassís separadament és necessari interconnectar no tan sols els components elàstics sinó també els d’amortiment. De fet, sembla raonable que els valors dels elements d’amortiment es relacionin amb els valors dels elements elàstics i, per tant, que les dinàmiques del vehicle puguin optimitzar-se amb la millor duresa per a qualsevol condició.

La tecnologia de la suspensió Creuat proporciona una solució efectiva i simple que obté el màxim control sobre la dinàmica del vehicle, i així respon a cada moviment del xassís a més de distribuir el pes entre totes les rodes.

Sistemes Actius i Passius

Els sistemes actius poden proporcionar control il·limitat sobre la dinàmica del vehicle. Controlen els canvis d’energia associats als moviments de les rodes i per tant controlen la posició del xassís respecte a la carretera.

Els sistemes actius necessiten dos elements amb un alt cost: els sensors i els actuadors. Els sensors serveixen per a determinar els moviments del vehicle, i els actuadors per a respondre a les forces exteriors. A més, els actuadors també necessiten una font d’energia. Els sistemes actius han estat implementats en cotxes de gama alta, però no s’ha pogut demostrar la seva fiabilitat i eficàcia per a la seva comercialització. Molt pocs fabricants l’han instal·lat en els seus cotxes de sèrie.

En el 1981 Lotus va instal·lar un sistema de suspensió activa en la F1. Els avantatges obtinguts no varen aconseguir-se amb cap altre tipus de suspensió i a conseqüència del seu èxit va ser prohibida en la F1

Els pros i contres d’un sistema actiu poden resumir de la següent manera:

Control total de la dinàmica del vehicle Màxima estabilitat i tracció Màxim confort

Confiança Cost de fabricació i manteniment Consum d’energia