Maniabilitatea şi stabilitatea autovehiculului sunt influenţate într-o mare măsură de tipul şi caracteristicile constructive ale suspensiei. Componentele unei suspensii sunt reprezentate de elementele elastice, cele de amortizare şi dispozitivele de ghidare.
O condiţie importantă pentru un utilizator este confortul autovehiculului respectiv. Există o serie de cerinţe pe care o suspensie trebuie să le îndeplinească pentru a putea fi considerată eficientă. Dintre condiţiile impuse putem aminti stabilitatea autovehiculului în viraje, asigurarea unei cinematici corecte a roţilor, astfel încât să se realizeze o uzură redusă a anvelopelor, precum şi greutatea proprie cât mai mică pentru a reduce masa nesuspendată, fapt ce contribuie în final tot la creşterea confortului.
Ne-am propus tratarea problemei unor tipuri de suspensii ce se întâlnesc la puntea din faţă, care, din punct de vedere constructiv şi al destinaţiei, diferă complet de cele de pe puntea spate. Este ştiut faptul că roţile punţii faţă sunt viratoare, motiv pentru care întotdeauna aceste roţi vor avea două grade de libertate şi anume: oscilaţia pe verticală şi rotirea în plan vertical în jurul axei pivoţilor.
Cu alte cuvinte, prima mişcare se exercită ca urmare a denivelărilor căii de rulare, iar cea de-a doua ca urmare a bracării roţilor. Restul mişcărilor plane şi de rotaţie afectează calităţile de mers ale autovehiculului, motiv pentru care sunt anulate.
Evoluţie
La început autoturismele utilizau punţi faţă rigide echipate cu arcuri foi. Principalul dezavantaj al unei punţi rigide este dat de înclinarea ambelor roţi, deci şi a autoturismului, la trecerea uneia dintre ele peste o denivelare. Arcurile din foi prezintă avantajul că îndeplinesc singure rolul de amortizare, ghidare şi funcţiile elementelor elastice.
Dezavantajul lor, în schimb, este dat de durabilitatea redusă, greutatea şi lungimea mai mari. Fiind constatate aceste dezavantaje, ca urmare a disconfortului creat de punte şi de problemele arcurilor foi, s-a realizat puntea din mai multe bucăţi, care a fost echipată cu arcuri elicoidale. Arcurile elicoidale elimină dezavantajele arcurilor foi, dar nu pot să îndeplinească şi rolul de ghidare, acest rol fiind preluat de dispozitivele de ghidare.
Aceste dispozitive fac legătura între puntea propriu-zisă şi butucul roţii, realizându-se suspensia independentă. Acest nou sistem elimină dezavantajele punţii rigide şi în plus îmbunătăţeşte stabilitatea şi maniabilitatea autovehiculului. Cu timpul însă, s-a constatat o prea mare libertate a roţii, libertate ce ducea la o uzură accentuată a anvelopelor.
Pentru a suprima aceste grade de libertate, care nu sunt deloc bine venite nici pentru pasageri şi nici pentru durabilitatea autoturismului, s-a introdus suspensia cu trei braţe, care uşurează şi mai mult masa nesuspendată. Astfel, singurele mişcări pe care roata le mai poate executa acum sunt mişcarea pe vetricală, mişcarea de rotaţie în jurul axei pivoţilor (mişcarea de bracare) şi mişcarea în plan orizontal.
Sistemul reprezintă totuşi un compromis, deoarece mişcarea în plan orizontal constituie un dezavantaj, în schimb din punct de vedere constructiv acest tip de suspensie este foarte uşor, iar avantajele aduse sunt net superioare suspensiei cu două braţe. Un alt aspect al acestei soluţii îl reprezintă posibilitatea absorbirii de către suspensie a unei cantităţi de energie mai mari provenite în urma unui impact frontal.
La suspensia cu trei braţe, nereuşind să elimine complet transmiterea forţelor de frânare şi accelerare de la roţi către coloana de direcţie, adică a „smuciturilor” ce se pot produce în diverse situaţii, s-a ajuns la adăugarea unui alt braţ. Astfel s-a realizat suspensia cu patru braţe de ghidare, care elimină deplasarea roţii în planul orizontal, păstrând doar mişcarea pe verticală şi cea de rotire în jurul axei pivoţilor. Practic este cel mai avansat sistem de legături pentru puntea faţă existent în prezent.
Dacă roţile sunt independente una faţă de alta, parcurgerea unui traseu virajat permite păstrarea autovehiculului într-un plan paralel cu calea de rulare? Absorţia şocurilor şi a vibraţiilor date de denivelările traseului se fac într-un mod corespunzător regimului de deplasare? La aceste întrebări, precum şi la multe altele legate de stabilitatea autovehiculului au încercat să dea un răspuns mulţi dintre constructorii de autovehicule. În acest sens, prima evoluţie a constituit-o amortizorul.
După cum se autorecomandă, acesta realizează amortizarea oscilaţiilor verticale ale caroseriei şi ale roţilor. Rolul lui se consideră a fi îndeplinit atunci când se realizează o amortizare diferenţiată a oscilaţiilor. Creşterea vitezei de amortizare trebuie să ducă la creşterea vitezei de oscilaţie, pe de o parte, iar pe de altă parte la deplasarea pe drumuri cu neregularităţi mici trebuie să realizeze o amortizare mai redusă. Ultimul lucru pe care trebuie să-l îndeplinească amortizorul se referă la limitarea sarcinilor ce sunt transmise de la roată la caroserie, prin sporirea confortului.
Suspensia hidropneumatică
Cei de la Citroen au ajuns la concluzia că amortizorul simplu nu poate da un răspuns complet la întrebările anterioare, motiv pentru care au realizat suspensia hidropneumatică, botezată de ei Hydractive. Citroen a devenit astfel un pionier în domeniul suspensiilor. De la prima apariţie a acestui sistem, în 1958, şi până în prezent, suspensia hidropneumatică a fost perfecţionată de constructorul francez, care a echipat cea de-a treia generaţie a sa, modelul C5, lansat în anul 2000.
Acest sistem permite modificarea automată a gărzii la sol în funcţie de caracteristicile căii de rulare, prin ridicarea sau coborârea automobilului, ceea ce duce în final la micşorarea coeficientului de rezistenţă a aerului (Cx) şi, deci, a consumului de combustibil. Efectele menţionate se resimt cel mai bine la viteze de deplasare mari. Pentru a se autodeplasa la calea de rulare, sistemul ţine cont atât de viteza autovehiculului, cât şi de informaţiile primite de la senzorii ce monitorizează oscilaţiile roţilor în plan vertical.
În acest fel, confortul pasagerilor este mult îmbunătăţit faţă de elementele de amortizare clasice, sistemul funcţionând ca un giroscop. Astfel, cei de la Citroen au găsit un răspuns la problemele de stabilitate şi maniabilitate. Numai că nu sunt singurii cu un astfel de sistem. Cei de la Mercedes-Benz au realizat un sistem asemănător pentru clasa SL. Deşi principial funcţionează la fel, înginerii de Mercedes şi-au pus în aplicare propriile idei cu privire la suspensia hidropneumatică.
Ei au păstrat sistemul clasic format din arc şi amortizor şi l-au combinat cu partea hidraulică. Rezultatul a fost un amortizor clasic umplut cu gaz (partea pneumatică), peste care s-a montat unul cuplat la sistemul hidraulic. Pentru a proteja întregul ansamblu, format din amortizoare şi arc, s-a optat pentru îmbrăcarea acestora într-o membrană. Întregul sistem hidropneumatic a fost denumit Activ Body Control (ABC pe scurt), pentru a sublinia faptul că şi sistemul lor este autoadaptiv la condiţiile căii de rulare.
Dar nu s-a oprit aici. Fiind receptivi la tendinţa clienţilor de a avea un confort sporit, şi pentru a diversifica gama de produse în materie au adoptat şi suspensia cu perne de aer. Dacă până nu de mult sistemele hidropneumatice erau rezervate în exclusivitate autovehiculelor de mare tonaj, datorită dimensiunilor mari de gabarit, iată că în prezent acestea au început să fie miniaturizate şi pot fi utilizate pe autoturisme. Nu e rău deloc dacă ţinem cont de faptul că suspensia cu perne de aer este la fel de confortabilă ca şi cea hidraulică, dar şi mai ieftină şi mai uşor de realizat din punct de vedere constructiv.
Aceste două sisteme pot prezenta dezavantajul unei pierderi de putere a motorului, datorită pompei sau a compresorului, după caz, care „fură” din partea acestuia pentru a realiza presiune în sistem. Din acest motiv, aceste sisteme nu se regăsesc decât pe modelele de autoturisme cu motoare de capacitate cilindrică mare, dar şi la acestea sistemele menţionate sunt oferite opţional.
Adoptarea tuturor acestor sisteme pentru suspensia punţii faţă aduce o îmbunătăţire a controlului, reducând totodată efortul depus de şofer.
