A Evolução da Suspensão do Carro: Da Era Primitiva às Tecnologias Avançadas

A suspensão vem sendo aprimorada desde a época das carruagens, sendo puxada por animais, em especial cavalos. No primeiro momento, os eixos eram fixados diretamente à estrutura das carroças ou carruagens e, dessa forma, as perturbações geradas pela irregularidade do solo eram gigantes, gerando um grande desconforto e muita dificuldade ao guiá-la, daí existiram diversas tentativas com o objetivo de minimizar essas perturbações. Logo passaram a usar madeiras e couros entre os eixos e a cabine para tentar minimizar os impactos, e logo depois, chegaram a usar até cordas/correntes deixando a cabine suspensa, porém dessa forma provocava muito balanço e solavancos, gerando muito incômodo e até náuseas aos ocupantes. Mas, podemos dizer, que nesse momento, de forma extremamente rudimentar, ocorreu uma separação entre as massas.

Seguindo a evolução, em meados do século XVII, começaram a aparecer em carruagens na França um sistema primitivo de mola em formato de “mola de cotovelo” em duas partes . Já em 1804, Obadiah Elliot é creditado por inventar a mola de lâmina moderna com sua patente. Já no formato feixe de mola, muito parecido como conhecemos hoje, foi o primeiro elemento elástico a ser adotado numa escala considerável por fabricantes de carroças e carruagens. Dessa forma, nascia o sistema primitivo da suspensão e, agora sim, de uma forma estruturada, as massas se dividiram, onde estariam ligadas pelas molas: em massa suspensa (que se refere a carroceria e os ocupantes) e não suspensa (que são os sistemas de suspensão, roda, eixo, freio entre outros) alcançando níveis de absorção de impactos e sustentação da carroceria como nunca visto antes. A partir desse momento, os eixos rígidos passaram a ter uma independência entre eles, pois agora encontravam-se separados da carroceria por molas, permitindo com que a roda pudesse copiar pequenas irregularidades do solo e, assim, absorver de certa forma uma parte do impacto gerado no veículo e reduzindo consideravelmente os ruídos e impactos para os ocupantes dele. Porém, as molas passaram a provocar um efeito colateral de reverberação da energia acumulada, pois ainda geravam uma falta de estabilidade muito grande, mas, mesmo assim, ocorreu uma melhoria revolucionária na absorção de impactos, dando início ao sistema de suspensão da atualidade. Nessa época ainda não tinham surgidos os amortecedores. O foco principal era minimizar o incômodo gerado pela irregularidade do solo, que gerava solavancos, oscilações, rangidos indesejáveis, deixando dessa forma, a cabine bastante desconfortável. Temos também que considerar a questão da estabilidade, que nesse momento as carruagens não alcançavam grandes velocidades e ainda persistiam as dificuldades em guiá-las. O objetivo, até então, era melhorar a experiência, não só dos ocupantes, como também o do transporte de mercadorias, sendo bastante comum ter que guiá-la em baixíssima velocidade para diminuir as perturbações geradas por uma suspensão rudimentar até esse momento. Imagina como era o transporte de mercadorias frágeis como vidro, porcelanato, entre outras, por estrada de barros por quilômetros adentro? Esse era o grande problema daquela época!

O primeiro registro do carro movido a vapor no continente Europeu foi em Paris, por Nicholas Cugnot, em 1797. Quase um século depois, em 1886, Kral Benz patenteou a "carroça motorizada" o primeiro carro a combustão interna do mundo com motor monocilíndrico movido a gasolina, esse foi o marco histórico. E as evoluções passaram a ser cada vez mais comuns e rápidas, pois nesse período, os pneus a câmara de ar passaram a ser utilizados em larga escala nos veículos. Nessa época, era comum os vazamentos e estouro dos pneus, pois além de estar no início de sua evolução, ele sofria com os impactos que uma suspensão ineficiente não conseguia absorver. Até então os amortecedores, ainda não haviam sido inventados, mas em 1898 um ciclista Frances J.M.M Truffault criou o primeiro amortecedor de fricção, que foi aplicado no garfo de sua bicicleta para restringir as oscilações. Em 1899, um americano chamado de Edward Vassallo Hartford, estava na França em uma corrida de bicicleta onde a bicicleta vencedora foi equipada com um amortecedor construído por J. Truffault. Hartford, que comprou os direitos do dispositivo e aperfeiçoou o seu design. Em 1904, ele fundou a Hartford Suspension Company e localizou a empresa na Hudson Street, na cidade de Nova York. Naquele ano, um carro construído por Richard-Brasier equipado com amortecedores Truffault-Hartford venceu a Copa Gordon Bennett (automobilismo) na Alemanha, ajudando a estabelecer a reputação do novo dispositivo.Os amortecedores de fricção eram compostos de disco sobe pressão, por sua vez gerando uma fricção quando acionados e braços fazendo uma função de ligação entre o conjunto eixo/roda a carroceria. Com a função de minimizar as vibrações, eles foram utilizados em larga escala até a década de 1930, e ao longo desse período surgiram outros modelos de amortecedor.

Em 1908 o Frances M. Houdaille criou a primeira versão do amortecedor hidráulico de dupla ação embolo rotativo. Dentro de um corpo cilíndrico, um êmbolo imerso em óleo e ligado a um braço (e este ligado ao feixe de lâminas) gira por conta do movimento de distensão e compressão da mola. A passagem do óleo pelo êmbolo cria assim a restrição freando os movimentos. Esse amortecedor é conhecido também por ação de joelho (knee action) ele é muito semelhante ao que nós encontramos em portas de fechamento por molas, geralmente usadas em porta de vidro. Esse sistema gerava muita manutenção tendo uma curta vida útil, dessa forma logo ele foi descontinuado.

Em 1914 foi desenvolvido o amortecedor inercial de cinta. O seu formato é parecido com uma trena, onde sua base era fixada na carroceria do veículo e por uma cinta de couro ligado ao eixo dele, onde fazia o filtro do movimento. Esse sistema também gerava muita manutenção e tinha uma vida útil baixa.

Esse era o momento de constantes invenções buscando resolver a necessidade de um veículo mais seguro e confortável. Dessa forma, não demorou muito para surgirem os amortecedores de fricção acionados hidraulicamente, durante a década de 1920 e 1930, criados por Georges RAM. Tratava-se de um padrão mais sofisticado, destinado a fornecer amortecimento variável e autoajustável para funcionar de forma eficaz em velocidades baixas e altas. Eles eram usados em carros de luxo.

Com as evoluções dos motores a combustão tornando os veículos cada vez mais velozes, surgiram outras necessidades, pois a velocidade não resolvia todos os problemas, pelo o contrário, passava a expor outras deficiências na condução do veículo como: estabilidade, frenagem e direção (triangulo de segurança); Agora, além da preocupação com o conforto, temos a problemática da estabilidade, que já naquele período tinha a sua importância. Contudo, nesse momento passou a ser essencial para permitir que haja um avanço das tecnologias, pois não adiantava termos carros cada vez mais velozes se não havia condições de guiá-los, pondo em risco a vida dos condutores devido à falta de segurança.

Em 1926 a Monroe lança o seu primeiro amortecedor hidráulico de ação simples, que foram largamente utilizados em veículos. Um dos primeiros veículos a utilizarem foram o Ford Model T e Model A. A sua base era fixada no chassis do veículo e por braços ligados a suspensão que atuavam na extensão (abertura) da roda. Em 1929 esse sistema passa a ser um sistema hidráulico de dupla ação, agora trabalhando na abertura e no fechamento. Esse sistema se prova muito eficiente e competitivo para o seu tempo, e dessa forma a Monroe se destaca no mercado americano.

O amortecedor tubular, como conhecemos hoje, foi desenvolvido no final da década de 20 pela empresa Armstrong, onde a sua utilização em massa aconteceu a partir da década de 50. Os veículos que se destacaram naquela época foi o Chevrolet Bel Air e o Cadillac, que foi consagrado por muitos como um dos carro mais confortáveis do mundo.

Como vimos, com o decorrer do tempo vários sistemas de amortecedores foram criados, mas poucos se mostraram eficientes e resistentes ao longo do tempo. A partir da década 50 passou-se a adotar o amortecedor tubular ou cilíndrico, onde até os dias de hoje eles são usados. Isso não significa dizer que eles deixaram de evoluir. Pelo contrário, desde o designer, como os amortecedores semiestruturais e estruturais e, com sua construção interna de tubo duplo, monotubo, monotubo invertido e controle eletronicos. Além disso, as próprias matérias primas e os componentes usados nas construções dos amortecedores encontram-se em constante evolução. 

Com o aperfeiçoamento da suspensão, o conjunto amortecedor e mola passaram a ser as peças mais importantes do sistema. Mas para que esse conjunto pudesse exercer a sua função, várias peças que formam o sistema de suspensão, de forma gradativa, foram criadas, como pivô, braços, bandeja, coxins entre outros. Todas elas trabalham em sincronia, fornecendo suporte ao conjunto: mola e amortecedor, controlando assim o movimento entre as massas suspensas e as massas não suspensas.

Esse é o momento em que a dinâmica veicular passa a ter uma grande importância para o desempenho do veículo, pois de nada adiantava os carros ganharem cada vez mais velocidade, se não era possível guiá-los numa curva ou passar em um declive com estabilidade, gerando assim, sérios riscos ao condutor. Um dos maiores desafios do sistema de suspensão, para os veículos de produção em massa, é promover um equilíbrio entre a estabilidade e conforto. De certa forma o conforto é inversamente proporcional a estabilidade. Quanto maior for a velocidade de um carro, ele precisará ter uma suspensão mais rígida para poder suportar os deslocamentos de massas e, além disso, ele precisa ser mais baixo, a fim de diminuir o ponto de gravidade, logo o conforto é sacrificado.

Mas, quando pensamos em carros de produção em massa, nos quais o conforto assume uma grande importância, existe um “sweet spot” que é justamente um equilíbrio entre as forças, garantido uma boa estabilidade com um nível de conforto satisfatório. Cada montadora tem a sua identidade, uma vez que há marcas que se posicionam buscando um maior conforto, tornando assim o veículo mais macio e há outras que buscam maior performance, deixando a suspensão mais justa, fortalecendo assim o DNA de cada montadora.

REFERÊNCIAS:
https://carsughi.uol.com.br/2021/04/suspensao-de-carros-saiba-o-que-e-como-surgiu-e-como-funciona-desde-os-primordios/
https://www.fiesp.com.br/sinpec/sobre-o-sinpec/historia-do-pneu/https://en.wikipedia.org/wiki/Friction_disk_shock_absorber
https://en.wikipedia.org/wiki/Leaf_spring
https://en.wikipedia.org/wiki/Edward_V._Hartford
https://autoentusiastas.com.br/2020/09/o-domador/
https://www.monroeheavyduty.com/en-US/about/history/
https://tomodachi.kyb.com.br/