A História da Suspensão nas Motos

A História da Suspensão nas Motos: A suspensão dianteira

Escrito por Alessandro Roberto Fuchs

06-Set-2008

Se formos considerar que a primeira moto foi produzida em 1885, por Gottlieb Daimler, chegamos a conclusão que a suspensão evoluiu muito lentamente até chegar ao estágio atual. O Início O primeiro invento criado para absorver os impactos do solo e não transmiti-los ao motociclista foi a colocação de molas sob o assento da motocicleta, que, diga-se de passagem, era idêntico aos ainda hoje utilizados em bicicletas. Como o impacto recebido de uma deformidade no solo era imediatamente passado ao chassis (e às mãos do condutor), além de danificar a roda, tirar a moto da trajetória, foi na dianteira da moto que surgiram as primeiras suspensões. Estilingue Suspensão Estilingue Rudimentar, a primeira suspensão contava apenas com uma mola para absorver o impacto. A suspensão era formada por bengalas duplas paralelas, uma à frente da outra. A bengala traseira é imóvel e fixada na mesa do guidão. A bengala da frente é ligada a traseira por um link em baixo e em cima fica a mola. O eixo da roda é fixo na bengala dianteira. Ao passar por uma ondulação, a roda empurra a bengala dianteira contra a mola. A vantagem em relação ao garfo rígido foi nítida, à medida que as molas suavizavam o impacto recebido do solo para o chassis. Por sua constituição, essa suspensão foi denominada de estilingue. Marcas como Fly Merkel, Indian, Harley Davidson, Yale, Excelsior, Scott e BMW rapidamente adotaram esta suspensão em seus modelos. Se por um lado, a adoção de molas no garfo dianteiro trouxe maciez na condução da moto, por outro lado gerava instabilidade após transpor um obstáculo. A característica de uma mola é sua deformação elástica. Ela recebe uma carga que a deforma (encolhe), e depois a mola devolve essa carga quando volta a expandir ao seu formato original. Mas até a mola se estabilizar novamente em seu formato original, ela fica nesse processo de encolhe-expande diminuindo o percurso a cada ida e volta, até voltar ao seu tamanho natural. Essa oscilação acaba desestabilizando a frente da moto. Este tipo de suspensão ainda é visto em motos custom com extremo apelo vintage, que buscam ser o máximo possível parecidas com as motos da década de 20. Earles BMW R60-2, de 1935, com suspensão Earles Precisou-se então criar um sistema que, ao mesmo tempo permitisse a deformação da mola mas impedisse sua oscilação. Foi aí que surgiu o amortecedor. O funcionamento de um amortecedor é, basicamente forçar a passagem de um fluído hidráulico por pequenos orifícios criando assim uma resistência a essa passagem. Com isso, o amortecedor acaba inibindo a oscilação da mola. Quando a roda recebe o impacto, comprime a mola e o amortecedor gera a resistência para que esta volte de uma única vez a sua posição de repouso. Os primeiros modelos tinham o amortecedor separado da mola. Vários fabricantes criaram seus sistemas próprios. Assim, surgiu a suspensão denominadas Earles. Consistia em um garfo rígido, curvado para trás e uma balança que era movimentada pela atuação das molas e dos amortecedores. Telescópica/Ceriani Suspensão Telescópica Na década de 30, surgiu a suspensão em que amortecedor e mola trabalhavam em conjunto e eram os únicos componentes da suspensão dianteira. Isso eliminou boa parte do peso da suspensão dianteira, melhorando a dirigibilidade. Conta a história que a primeira moto a utilizar a suspensão telescópica foi a dinamarqueza Nimbus, 3m 1936. Quem chegou a conhecer as primeiras Yamaha fabricadas no Brasil (RS e RX 125), pôde ver essas suspensões, denominadas telescópicas, cuja mola ficava por fora do amortecedor. Esta suspensão foi um grande salto na até então tentativa de se fazer uma suspensão eficiente e leve para a dianteira da moto. O próximo passo foi a evolução da suspensão telescópica, com a introdução da mola no tubo interno. A vantagem foi a colocação de uma mola mais longa, mais estreita e mais eficiente. Essa suspensão também é chamada de Ceriani, pois é o nome da empresa italiana que a criou. Assim, definitivamente o problema de oscilação da mola foi resolvido e boa parte do peso da suspensão, eliminado. Mas nem tudo estava resolvido... Como já dito, a suspensão telescópica veio com a vantagem de ter menos peças (e portano, ser mais leve e mais simples de produzir) e mais eficiência quanto à oscilação. Mas com a evolução da moto e seu uso em condições mais extremas (motocross, motovelocidade), a suspensão telescópica mostrou suas restrições. Se analisarmos a distribuição de cargas que agem na suspensão dianteira, veremos que, quando a moto é freada bruscamente, a mesa inferior é sobrecarregada, enquanto que no eixo da roda, a força é quase zero. Essa sobrecarga faz os amortecedores sofrerem uma flexão, alterando o ângulo de cáster e trail da moto. Componentes da suspensão Telescópica O garfo telescópico se movimenta para cima e para baixo com o acionamento vertical dos amortecedores, ao mesmo tempo em que, devido ao peso da moto (numa freada) é deslocado para frente, gerando um efeito longitudinal. Como o perfeito funcionamento dos amortecedores depende do alinhamento das bengalas (entre elas e entre si – tubos externo e interno), esse desalinhamento compromete sua atuação de forma correta. Além disso, nas motos que tem apenas um freio dianteiro (somente de um lado da roda), existe uma torção entre as suspensões, pois uma bengala está ancorando e resistindo a pressão do freio, enquanto a outra está livre. Então, estruturalmente, a suspensão telescópica está estruturalmente incorreta, pois é mais fina onde a carga é maior (tubos internos), enquanto que é mais resistente e grossa onde a carga é menor (tubo externo). Para se ter uma idéia, a Suzuki em 1989 chegou a colocar tubos internos de 46mm de diâmetro em sua linha de motocross, as RM! Além de ter a parte mais fina onde as cargas são maiores, a suspensão telescópica tem outro problema: A distribuição de peso. Segundo ás Leis da Física, quanto maior a massa dos objetos, maior a dificuldade apresentada por eles para alterar a sua velocidade. Por isso, a massa pode ser entendida como a medida da inércia dos corpos: quanto maior a massa, maior a sua inércia. E, como o tubo externo é mais pesado que o interno, existe na suspensão telescópica maior massa não suspensa, próximo, à roda. Isso faz com que haja uma resistência maior para que a suspensão trabalhe em ondulações, principalmente se houver uma seqüência muito próxima desses obstáculos. Isso impede que a roda copie o solo, dificultando a tração, a tragetória e a estabilidade da moto. Outras evoluções surgiram, como a adição de ar comprimido para evitar que o óleo, quando aquecido, viesse a borbulhar e prejudicar sua funcionalidade, além de forçar a passagem do mesmo pelo sistema de amortecimento. Outra solução encontrada, mas pouco usada, foi o sistema anti mergulho,onde o manete do freio também era ligado a um pequeno depósito externo de óleo dos amortecedores. Quando o freio é acionado, a suspensão recebe mais óleo e assim restringe sua passagem pelo sistema, evitando que a mola encolha e a suspensão baixe exageradamente. UP Side Down Simons, a primeira suspensão invertida Até o mundo das suspensões dianteiras virar literalmente de cabeça para baixo, foram décadas de estagnação. Na decáda de 80, e empresa Simons era distribuidora das suspensões Öhlins para a América do Norte. A Simons então, estudando há anos a suspensão telescópica, inverteu a suspensão, o que se denominou de upside down, ou seja, de cabeça para baixo. O princípio foi de que a suspensão dianteira deve ser mais leve quanto mais próxima ao eixo da roda e mais resistente em sua parte superior. Assim, o tubo externo, mais grosso, mais pesado e, portanto com maior rigidez as cargas sofridas pelas mesas, passou para cima, enquanto que o tubo interno, mais leve, passou para baixo. A primeira montadora a equipar suas motos com a nova suspensão foi a Suzuki (lembra da RM com tubos de 46mm?), que se sagrou campeã mundial de motocross, na categoria 500cc, com a RN 500. Na Motovelocidade, Anton Mang sagrou-se campeão mundial em 1987, na classe 250cc (contrariando a Honda que insistia que ele usasse a suspensão Showa por causa do acordo entre as fábricas) e, em 1988, foi a vez de John Van de Berk se tornar campeão na categoria 500cc. Ambos foram os primeiros a levar a suspensão invertida para as corridas de asfalto. Honda Elf 500 Com as vitórias de Mang e Van de Berk é que as montadoras de motos viram na suspensão invertida suas virtudes. Em 1988, empresas como Marzochi, Foral, White Power, Showa, Kayaba e Öhlins passaram a disponibilizar às montadoras, seus modelos de suspensão upside down. Ao mesmo tempo, outros sistemas eram testados, como a suspensão monobraço dianteira, utilizada pela equipe Elf nos mundiais de 1987 e 1988, o protótipo da Honda denominado Radd e a italiana Fiori. Mas somente a Yamaha que colocou em produção comercial a primeira suspensão dianteira monobraço, com sua gran turismo GTS 1000, seguida recentemente (2007) pela Bimota, com sua Tesi. Honda Radd Mesmo resolvendo muitos dos problemas da suspensão telescópica, a suspensão invertida ainda assim sofre um pouco de flexão (não tanto quanto a ceriani, é claro). Mas os problemas de diminuição de cáster e trail nas frenagens, a variação da distância entre eixos quando as suspensões estão em uso e o atrito entre os componentes do amortecedor em flexões permaneceram. Além do peso do conjunto esterçante (toda a suspensão, as mesas e a roda) que diminui a agilidade de mudar de traçado. Yamaha GTS 1000 Fiori Bimota Tesi Telelever/Duolever Suspensão Telelever Pensando nisso, a alemã BMW criou, em 1994, a suspensão Telelever que consiste de um braço triangular e uma bandeija superior presos ao chassis e trabalhando sob um único amortecedor central, também fixado ao chassis. Assim, os tubos internos e externos das bengalas servem somente para fixar a roda dianteira ao sistema. As vantagens são muitas: Mantém os ângulos de cáster e trail em frenagens fortes; Como tem um único amortecedor, o sistema funciona linear, ao contrário das bengalas que dependem se estarem totalmente iguais (nível de óleo, comprimento das molas, etc) para o perfeito funcionamento. Como o amortecedor está fixado no chassis da moto, há menor peso esterçante na suspensão e menor massa não suspensa. Em 2006 a BMW fez um upgrade no sistema Telelever, passando a chamar de Duolever. O sistema de um único amortecedor fixo e dois triângulos permaneceu. O que saiu foram as bengalas (tubos externos e internos), passando a adotar um garfo rígido. Com isso, diminui-se os componentes móveis, ao mesmo tempo que eliminou-se totalmente o atrito entre o tubo interno e externo, as flexões e atritos entre estes componentes. Mas a maior vantagem está na separação das cargas que agem sobre a suspensão e a direção. Toda a força gerada em uma frenagem é suportada pelo amortecedor dianteiro. Como a força gerada nessa frenagem é quase nula no eixo da roda, a direção permanece leve. Suspensão Duolever

OS PRIMEIROS AMORTECEDORES AUTOMOTIVOS

Quando as rodas do veículo passam sobre um obstáculo, elas podem oscilar para cima ou para baixo graças à ligação elástica que mantém com o chassi ou com a carroceria. Essa oscilação situa-se entre dois valores máximos fixados pelo construtor e delimitados pelos chamados "limitadores de curso". O processo é este: as molas, excitadas, começam a oscilar à passagem sobre o obstáculo e repetem a oscilação por um certo tempo, mesmo após a superação do obstáculo pelo veículo. Sem a presença de amortecedores adequados, a absorção dessas oscilações ficaria confiada unicamente aos atritos da suspensão e à geração de calor na mola; como resultado, a roda perderia o contato com o terreno, contra o qual se chocaria com certa violência.

O amortecedor ideal deve transmitir o menos possível os desníveis do terreno à carroceria e manter a roda sempre em contato com o chão. Quando as irregularidades do solo apresentam-se com pouca frequência, isto é, são distantes entre si, é bom que o amortecimento seja elevado, de modo a evitar que a carroceria continue a oscilar depois de superar o obstáculo; se, ao contrário, as irregularidades são frequentes (a pouca distância entre si ou devido à alta velocidade), o amortecedor deve ser bastante flexível, para impedir que contínuas oscilações sejam transmitidas à carroceria.

Entre os sistemas de amortecimento adotados nos primeiros automóveis destacam-se os amortecedores de cinta, que exerciam ação frenante somente na fase de distensão dos feixes de molas (naquela época, estes eram os órgãos elásticos de quase todas as suspensões). Tal sistema, não muito eficaz, era de certa forma compensado por um amortecimento suficiente nos próprios feixes de molas, devido ao atrito entre as lâminas do feixe.


Amortecedor de Cinta
Constituído por uma polia envolta por uma cinta, ligada à parte central do feixe de molas; exercia ação somente na fase de distensão.


Entre os sistemas utilizados podemos citar:
Amortecedores a fricção, cujo efeito de amortecimento é devido ao atrito provocado por dois ou mais discos, que rodam um contra o outro e que têm seu movimento contido numa robusta mola, montada sobre seu eixo;
Amortecedores hidráulicos de êmbolo rotativo, constituídos por um corpo cilíndrico dentro do qual gira, com vedação, um êmbolo rigidamente fixado num braço, que por sua vez é preso ao feixe de molas. O movimento do feixe provoca a rotação do êmbolo, que, estando imerso em óleo, funciona como bomba aspirante e compressora. A passagem do óleo é regulada por válvulas que aumentam o efeito frenante quando o feixe está em extensão.


Amortecedor de Fricção
Freia nos dois sentidos as oscilações do feixe de molas, graças ao atrito provocado por dois ou mais discos comprimidos por uma mola bastante forte.



Amortecedores hidráulicos de alavanca, constituídos por um corpo cilíndrico cheio de óleo, dentro do qual desliza um êmbolo acionado por um balancim; sobre o eixo de rotação do balancim está montado o braço de comando ligado ao feixe. Nos austin A-40 e nos Morris Marina esse amortecedor faz parte integrante da suspensão dianteira;


Amortecedor Hidráulico com Alavanca
É um corpo cilíndrico cheio de óleo, onde um êmbolo desliza acionado por um balancim em cujo eixo de rotação está montado o braço de comando ligado ao feixe de molas.



Amortecedores hidráulicos incorporados à suspensão dianteira: contribuíram por muitos anos para o sucesso da original suspensão dianteira do Lancia, até a Appia 3ª série. Esse tipo de amortecedor é constituído por um corpo cilíndrico dentro do qual desliza um êmbolo solidário à parte móvel da suspensão. Quando a mola da suspensão é comprimida, o êmbolo fica livre para subir, pois válvulas automáticas permitem que o óleo passe à câmara inferior; quando, ao contrário, a mola se distende, o êmbolo lança para cima o óleo, através de uma válvula que impede o retorno. O amortecedor hidráulico incorporado à suspensão dianteira é também usado nas suspensões do tipo McPherson, empregadas primeiramente pela Ford e depois por muitos outros construtores. Em algumas suspensões do tipo McPherson, tais amortecedores são fabricados de forma a não requerer um alimentador para a restauração do nível de óleo;


Amortecedor Hidráulico (Tipo Lancia)
É um amortecedor hidráulico incorporado à suspensão dianteira, com corpo cilíndrico fixo, por dentro do qual desliza um êmbolo ligado à parte móvel da suspensão.



Amortecedores hidráulicos telecóspicos, o tipo mais difundido; esses amortecedores, usados já há muito tempo, conseguiram níveis notáveis de eficiência e de duração. É normal que um amortecedor hidráulico, funcionando regularmente a frio, perca um pouco de sua eficácia a quente ou no verão. Esse fenômeno deve-se às variações da viscosidade do óleo quando varia a temperatura, razão pela qual muda consequentemente a característica de resposta do amortecedor às solicitações que sofre. Existem amortecedores dotados de dispositivos para a regulagem do efeito de amortecimento; muitas vezes, essa regulagem é feita por parafusos externos não exigindo o desmonte de peças internas ao amortecedor.
Uma correção do efeito do amortecimento pode ser às vezes exigida quando o veículo deve percorrer estradas muito acidentadas ou é destinada a usos bem particulares, por exemplo nos rallies ou mesmo nas competições de pista ou de estrada. Nesse caso, recorre-se normalmente aos amortecedores do tipo dito "rígido", que, se pioram sensivelmente as condições de conforto, têm contudo a vantagem de melhorar a aderência das rodas ao solo quando o veículo está em alta velocidade.
Um inconveniente dos amortecedores hidráulicos apresenta-se quando ocorre vazamento através das vedações da haste ou ao longo do perímetro do êmbolo. Em ambos os casos a eficiência diminui tanto que comumente se diz que o amortecedor está "descarregado". Um simples controle, muito fácil, consiste em imprimir, com o carro parado, uma oscilação na carroceria; se o amortecedor está "descarregado", notar-se-á que a oscilação se repete mais de uma vez. Nessas condições, o conforto estará piorado, porque os movimentos da corroceria não são contidos e induzem à cabina do carro amplos movimentos de balanço, mal tolerados pelo físico humano. Uma segunda consequência é a perda de aderência devido à inércia das massas não suspensas, que tendem a seguir as oscilações imprimidas às molas e não a superfície rodoviária.


Amortecedor Hidráulico com êmbolo rotativo (Houdaille)
Consiste em um pistão com dois lobos que gira num grande corpo cilíndrico cheio de óleo; o movimento do feixe faz rodar o pistão através de um braço e uma biela.

Outro tipo de amortecedor, utilizado no Citroën 2CV, é de inércia; constitui-se de um cilindro cheio de óleo, no qual um êmbolo movimenta-se livremente. Nos sistemas mais evoluídos de suspensões hidropneumáticas ou Hydrolastic, os amortecedores constituem-se simplesmente de pequenas válvulas que regulam com precisão a passagem do fluido de uma parte para outra do circuito hidráulico.


Amortecedor (Sistema Citroën)
Não têm a forma própria do cilindro telescópico. Na suspensão, já circula o líquido cujo movimento é impedido pelas pequenas válvulas calibradas que funcionam como amortecedores.


Amortecedor (Sistema Hydrolastic)
Funcionam como no sistema Citroën (acima)