AMORTECEDORES 1. A HISTÓRIA DA MONROE - PDF
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Alícia Ramalho Avelar
1 AMORTECEDORES 1. A HISTÓRIA DA MONROE A Monroe Amortecedores, empresa subsidiária da Tenneco e líder mundial no desenvolvimento e fabricação de amortecedores, chegou ao Brasil em 1974, após adquirir a Maremont, de origem norte-americana, e a Onner do Brasil, de Belo Horizonte (MG). A empresa está sediada em Mogi Mirim, interior de São Paulo, em um terreno de 120 mil m 2, dos quais 30 mil m 2 correspondem à área construída. A Tenneco possui centros tecnológicos altamente avançados, que permitem incorporar simultaneamente as inovações em todas as unidades do grupo espalhadas pelo mundo. No Brasil, a Monroe produz cerca de 22 mil amortecedores por dia para veículos leves, pesados e utilitários de várias marcas. Possui uma das linhas de produtos mais completas do mercado, capaz de atender 96% da atual frota circulante no Brasil. A Monroe foi fundada em 1916 com o nome de Brisk Blast Manufacturing Company. Iniciou suas atividades com a produção de equipamentos para pneus, lançando o primeiro amortecedor dez anos depois. Hoje, há mais de 30 anos no mercado brasileiro, a Monroe está presente em 14 países, possui 22 unidades fabris nas Américas do Norte e Sul, Europa, Ásia e Austrália. Sua matriz está situada nos Estados Unidos. 2. A HISTÓRIA DO AMORTECEDOR Quando se iniciou a fabricação dos primeiros automóveis no final do século XIX, um item imprescindível para garantir a segurança, conforto e estabilidade, não equipava as suspensões destes veículos: o amortecedor. A falta dos amortecedores trazia inúmeros transtornos. As irregularidades do solo deixavam o carro bastante instável, o motorista perdia facilmente o controle nas curvas, pois a inclinação do veículo não era compensada. A ausência do equipamento provocava um excesso de vibração que passava das rodas para a carroceria do automóvel, os pneus furavam constantemente, devido ao extremo impacto que sofriam. Em vista deste cenário, a Monroe criou o eliminador de vibrações. Lançado em 1926, o equipamento era hidráulico e possuía um pistão vertical interno. Já na década de 30, a Monroe desenvolveu uma nova tecnologia: o amortecedor de dupla ação. A peça era composta por duas câmaras, uma de compressão e outra de tração, divididas pelo pistão e por válvulas calibradas. O pistão era ligado a uma haste altamente resistente, o que tornava o amortecedor capaz de suportar grandes impactos.
2 No início dos anos 50, a Monroe inovou mais uma vez ao lançar o amortecedor telescópico de dupla ação. O produto recebeu este nome porque sua estrutura se assemelha a de um telescópio, com o pistão e a haste deslizando dentro do tubo de pressão. Depois disso, a empresa manteve um ritmo acelerado de crescimento. Na década de 60, lançou o Monro-Matic, que se tornou peça original de fábrica de quase todos os veículos produzidos nos Estados Unidos. Atualmente, a Monroe está presente em diversos países com uma ampla linha de amortecedores. Em busca de inovações, a empresa investe constantemente em seus centros tecnológicos para desenvolver produtos que revolucionem o mercado dos amortecedores no futuro. 3. AMORTECEDORES COMO ELEMENTO DE SUSPENSÃO O amortecedor e o sistema de suspensão são dois elementos que, como regra geral, são considerados como apenas um elemento. Na realidade são dois componentes totalmente diferentes que trabalham em conjunto, um complementando ao outro. Por esta dependência, podemos concluir então que o amortecedor é um dos principais elementos que compõem a suspensão de um veículo. Como tal, a suspensão tem as seguintes funções distintas: Mantém o nível correto da altura do veículo. Reduz o efeito de impacto da estrada. Mantém o alinhamento correto do veículo. A suspensão geralmente é composta de elementos flexíveis que absorvem os movimentos da roda absorvidos do pavimento. Esta flexibilidade pode criar algumas situações desfavoráveis de rodagem, como por exemplo, desconsiderar desiguais superfícies de pavimento, o chassi é submetido a movimentos verticais brutos, e movimentos de rolagem (transferência de peso), todos resultando uma certa instabilidade no veículo. Para controlar e reduzir estes movimentos, foi projetado um elemento especial na suspensão, denominado "amortecedor". Os primeiros exemplares usaram a fricção (atrito) produzida entre dois braços de metal separados por uma isolante de borracha. O constante avanço tecnológico fornece atualmente ao mercado automotivo amortecedores telescópicos, hidráulicos e pressurizados, com regulagens manuais e eletrônicas de altura e carga (pressão).
3 4. O PRINCÍPIO DO AMORTECEDOR Como já sabemos, o amortecedor é instalado entre o chassi do carro e a roda, sendo um dos principais componentes do sistema de suspensão do veículo. Quando a roda se movimenta verticalmente por causa das irregularidades da superfície da estrada, a haste do amortecedor também se movimenta no mesmo sentido. Este movimento faz o óleo contido no amortecedor se movimentar pelos tubos de pressão e reservatório, atravessando as válvulas do pistão e de base. A resistência do óleo ao passar pelas válvulas cria uma pressão, o que chamamos tecnicamente de carga, responsável por controlar os movimentos do veículo. O amortecedor segue o princípio da física que diz "a energia não pode ser criada ou destruída, apenas transformada", onde a energia cinética, gerada pela movimentação, se transforma em energia térmica, gerando calor. 5. A DINÂNICA VEÍCULAR A Dinâmica Veicular explica a interação existente entre o motorista, veículo e pavimento. Esta interação pode ser mostrada basicamente em quatro áreas distintas: Dirigibilidade Aderência ao Pavimento Movimentação vertical NVH A Dirigibilidade, que também é mais conhecida como Manobrabilidade é a resposta do veículo para as ordens do motorista, em relação à estabilidade e controle do veículo em velocidades diferentes. Amortecedores com cargas maiores permitem respostas mais rápidas. Aderência ao Pavimento é a característica que mantém as rodas em permanente contato com a superfície de estrada, independente do nível da superfície e dos diferentes tipos de manobras. Amortecedores com cargas maiores permitem uma aderência maior do pneu com o solo. Movimentação Vertical são os movimentos para cima e para baixo do chassi, e seus efeitos no conforto do veículo. Amortecedores com cargas maiores permitem um controle mais eficaz de movimentação vertical. O coeficiente de NVH (Barulho, Vibração e Aspereza), é obtido estudando o barulho no interior do veículo, ignorando obstáculos isolados ou diferentes tipos de superfícies pavimentadas.
4 Amortecedores com cargas mais baixas são melhores para o conforto. Por outro lado, amortecedores com cargas maiores asseguram a estabilidade do veículo. Assim, conclui-se facilmente que o conforto é inversamente proporcional à estabilidade. Sendo assim, teoricamente, o amortecedor ideal proporcionaria 50% de conforto e os outros 50% de estabilidade. Porém, no desenvolvimento do amortecedor serão obrigatoriamente analisados outros fatores, como o tipo do veículo e suspensão, suas características, finalidade do veículo, entre outros. Por exemplo, em carros especiais os amortecedores possuem uma carga mais alta, tornando a suspensão mais rígida, com o objetivo de fornecer ao veículo maior estabilidade, com nível de conforto aceitável. Por outro lado, em veículos normais os amortecedores são mais macios, proporcionando maior conforto com nível de estabilidade aceitável. 6. COMO O AMORTECEDOR TRABALHA Os amortecedores são basicamente bombas de óleo, e o tipo mais usado atualmente é denominado telescópico hidráulico. Um pistão é preso ao fim da haste e trabalha de acordo com a movimentação do fluido hidráulico no tubo de pressão. Como os movimentos de suspensão são na sua grande maioria verticais (para cima e para baixo), o fluido hidráulico é forçado a passar por furos (orifícios) presentes no pistão. Se os orifícios forem pequenos, a carga do amortecedor será alta, resultando no maior controle da movimentação da suspensão. Caso contrário, se os orifícios forem maiores, a carga do amortecedor será baixa, resultando no controle mais suave da movimentação da suspensão. O funcionamento do amortecedor hidráulico é definido pela constante movimentação interna de óleo entre os tubos. Para isso, a primeira condição básica para o perfeito funcionamento do amortecedor é estar com o tubo de pressão repleto de óleo, sem a presença de ar. A sangria ou escorvamento é processo pelo qual se extrai o ar do tudo de pressão. Quando o amortecedor está no movimento de compressão (fechamento), a haste juntamente com o pistão de desloca para baixo, deslizando pelo tubo de pressão. De todo o óleo que estava abaixo do pistão, parte dele se desloca para a parte superior do tubo de pressão, passando pela válvula do pistão, e a outra parte restante vai para o tubo reservatório, passando pela válvula de base. Quando o amortecedor está no movimento de extensão (abertura), a haste juntamente com o pistão de desloca para cima deslizando pelo tubo de pressão. De todo o óleo que estava acima do pistão, parte dele se desloca para a parte inferior do tubo de pressão, passando pela válvula do pistão, e a outra parte restante é sugada do tubo reservatório para o tubo de pressão, passando pela válvula de base.
5 A velocidade de movimento da haste e o tipo de válvula do pistão determinam a força de resistência (carga) gerada pelo amortecedor na compressão e extensão. O nível de carga de cada amortecedor dependerá da velocidade de movimentação da suspensão, e mais uma série de características próprias do veículo. Ela será definida pelo número e tamanho dos orifícios no pistão, mais a quantidade, e a espessura dos discos de válvula. Quanto mais rápido a suspensão se movimenta, maior carga terá o amortecedor, ou vice-versa. Diante de tantas variáveis na concepção do amortecedor, seria impossível estabelecer apenas um nível de carga para todos os veículos. Por este motivo cada veículo tem o seu próprio amortecedor, não podendo ser adaptado nenhum outro semelhante. Em caso de dúvidas, consulte sempre a aplicação junto ao fabricante antes da realização da troca das peças. 7. FUNÇÕES DO AMORTECEDOR O amortecedor tem três funções básicas e distintas: Mantém o contato dos pneus com o solo. Controla os movimentos de abertura e fechamento das molas. Proporciona benefícios ao condutor, passageiros e ao veículo. As funções básicas e distintas do amortecedor contribuem de maneira clara e significativa no aumento da estabilidade e conforto do veículo, proporcionando: Controle do movimento da suspensão. Diminuição da distância de frenagem. Redução do desgaste dos pneus. Controle da movimentação das molas. Mantém os pneus em permanente contato com o solo. Mantém o alinhamento das rodas. Controle da movimentação do veículo: Rolagem, balanço, mergulho e subida na aceleração. Redução do desgaste dos outros componentes da suspensão. Redução da fadiga do motorista ao dirigir. Analisando o seu funcionamento, podemos afirmar categoricamente que os amortecedores são componentes fundamentais de um veículo, proporcionando ao mesmo tempo segurança e conforto na sua dirigibilidade. 8. AMORTECEDORES HIDRÁULICOS X AMORTECEDORES PRESSURIZADOS Usando as descrições prévias abaixo, podemos definir os seguintes tipos de amortecedores existentes no mercado: Amortecedores Hidráulicos São amortecedores equipados com óleo e ar, e que possuem dois tubos distintos (reservatório e pressão), e por este motivo são denominados bitubos. Possuem construção simplificada, porém de alta tecnologia, proporcionando ao veículo estabilidade necessária com nível elevado de conforto na sua rodagem. São desenvolvidos para todos os tipos de veículos, dos menores aos maiores.
6 Amortecedores Pressurizados São amortecedores semelhantes aos hidráulicos, porém com algumas diferenças: O ar é substituído internamente pelo gás nitrogênio (gás inerte) a baixa pressão, injetado no momento da fabricação do amortecedor. O selo de vedação ou retentor é especial para este tipo de amortecedor. Possui um lábio para prevenir a entrada de pó ou sujeira, e dois lábios que previnem o vazamento do óleo. A base do selo é flexível, funcionando como uma válvula de retorno do gás, mantendo a pressão de gás somente no tubo reservatório. Os amortecedores pressurizados proporcionam ao veículo rodagem confortável, porém com elevado nível de controle e estabilidade. Vantagens dos Amortecedores Pressurizados A presença do gás nitrogênio evita a formação de bolhas de ar no óleo - as bolhas são formadas quando os amortecedores alcançam altas temperaturas, ou movimentação intensa. Esse processo de formação de bolhas de ar no óleo do amortecedor é denominado aeração ou cavitação. Durante a sua ocorrência, há uma leve perda momentânea de carga no amortecedor. A pressão do gás nitrogênio no tubo reservatório pressiona o óleo para o tubo de pressão, mantendo-o sempre cheio, sem a presença de bolsas de gás. Isto auxilia na preparação do amortecedor antes da sua instalação. O gás nitrogênio produz uma ação mais rápida no trabalho do amortecedor. Durante a movimentação de abertura e fechamento do amortecedor, a pressão de gás nitrogênio pressionará constantemente o óleo a preencher os espaços livres decorrentes do movimento do pistão, produzindo uma reação quase instantânea aos amortecimentos. Como resultado, o desempenho do amortecedor melhora, pois os pneus estarão sempre em contato com o pavimento. 9. LINHA DE AMORTECEDORES Na linha de amortecedores hidráulicos, os destaques são o Convencional e o Max-Air. O primeiro tem tecnologia que proporciona uma rodagem mais confortável. Já o Max-Air diferencia-se do Convencional por possuir uma câmara de borracha externa com ar que funciona como um nivelador de suspensão, mantendo o veículo sempre em equilíbrio em diversas situações de uso, principalmente suportando cargas. O amortecedor Light é a grande novidade dessa linha. Fabricado com a mesma qualidade e tecnologia do Convencional, os amortecedores Light apresentam um custo mais baixo, e menor garantia. É uma ótima opção para quem procura a relação custo x benefício.
7 Dentre os amortecedores pressurizados, destacam-se o Gás Premium Gold, Reflex e GNV. O Gás Premium Gold possui tecnologia avançada que aumenta a estabilidade e evita a aeração. No Reflex o consumidor encontra outra inovação, a tecnologia exclusiva Impact Sensor. Graças a um sensor de impacto que funciona como um interruptor entre a compressão alta e baixa, os amortecedores desse modelo se adaptam a qualquer tipo de solo. Especialmente projetados para os carros movidos a Gás Natural Veicular, os amortecedores GNV são mais resistentes para suportar a carga do veículo, que sofre um acréscimo de aproximadamente 80 quilos por causa do cilindro colocado no porta-malas para armazenar o combustível. No segmento off-road, a última tecnologia da Monroe está presente no amortecedor Rancho. O modelo é hidráulico e conta com o conceito inovador Célula de Gás. Uma bolsa de ar comprimido localizada no interior do amortecedor não permite que o óleo se misture com o ar, evitando a aeração. Além disso, o amortecedor Rancho tem tecnologia de Controle de Força Variável (ajuste de cargas), que resulta em uma perfeita combinação entre performance, durabilidade e eficiência. A opção do amortecedor pressurizado para este segmento off-road é o modelo Adventure. Diferente do Rancho, esses amortecedores não possuem ajuste de carga variável, são produzidos com uma carga média já estabelecida, apresentando elevada resistência em diferentes condições de terreno. A Monroe oferece ainda mais dois modelos de amortecedores hidráulicos para a linha pesada. O Convencional 35 mm é reforçado e possui um maior volume de fluido hidráulico, que garante maior absorção de impacto. Já o modelo Convencional 45 mm é robusto e possui haste e tubos de diâmetros maiores para suportar as exigências dos caminhões e ônibus que circulam pelo mundo. Desta forma, estes amortecedores proporcionam performance mais consistente, aliada ao conforto e maior absorção de impacto. 10. EFEITOS DOS AMORTECEDORES DESGASTADOS Quando um veículo atinge a marca aproximada de km recomenda-se a troca preventiva dos amortecedores. Essa kilometragem referencial foi determinada através de testes realizados que constataram que um amortecedor em uso se movimenta (abertura e fechamento) em média aproximadamente ciclos por quilômetro rodado ciclos p/ km km ciclos Sendo assim, aos km um amortecedor se movimentou cerca de 104 milhões de vezes, o suficiente para provocar desgastes naturais por uso da peça.
8 Além da kilometragem de uso, será necessário analisar outros fatores para determinarmos se um amortecedor ainda encontra-se eficiente, são eles: Condições da superfície de rodagem (ruas, estradas, etc). Condições de dirigibilidade. O peso transportado pelo veículo. Condição dos outros componentes da suspensão do veículo. O desgaste do amortecedor normalmente não é visto e nem sentido pelo motorista do veículo, pelo fato da deterioração gradual do componente ser por muitas vezes lenta e imperceptível. Os condutores por sua vez, vão se adaptando e se acostumando com a dirigibilidade, ignorando o estado de funcionamento dos amortecedores, e sua importância na segurança do veículo. Os principais sintomas de defeitos nos amortecedores por uso normal são: movimento livre da haste na câmara de funcionamento (tubo interno), vazamentos de óleo, marcas na haste, coxins de fixação desgastados, batentes e coifas danificadas, válvulas obstruídas ou gastas, e amassados no tubo externo. Todos estes sintomas modificarão o trabalho normal do amortecedor, resultando em um veículo desconfortável e principalmente inseguro. Por exemplo, comparando um veículo com amortecedores novos, com outro equipado com amortecedores 50% eficientes, (entre e km.), poderemos notar: - Aumento de 2,6 metros na distância de frenagem, trafegando a uma velocidade de 80 km/h em linha reta, com o motorista somente a bordo. (TÜV Rheinland). - Aumento de 12,1 metros na distância de frenagem, trafegando a uma velocidade de 70 km/h em linha reta, com o motorista e três outras pessoas a bordo. (Centro de Segurança de Carro, em Milão). - O veículo começou a aquaplanar a 109 km/h em uma superfície de 6mm de água, equipado com amortecedores 50% eficientes. Já com amortecedores novos o veículo começou a aquaplanar a 125 km/h nas mesmas condições. (TÜV Rheinland). - Aumento em 23% na distância de frenagem em neve ou gelo, inclusive em veículos equipados com sistema de freios ABS, pois amortecedores ineficientes provocam o mau funcionamento da unidade de controle do ABS. (TÜV Rheinland). Em todos os testes realizados, notamos claramente que em veículos equipados com amortecedores ineficientes, o contato dos pneus com o pavimento diminui consideravelmente, provocando pequenos saltos das rodas, ocasionando desgaste prematuro dos pneus e problemas com a dirigibilidade do veículo. Caso o problema não seja solucionado, situações de risco ou até mesmo acidentes com o veículo poderão acontecer. A outra maneira de verificar a performance dos amortecedores em um veículo é analisar minuciosamente o comportamento deles na rodagem. Os sintomas de desgaste são facilmente perceptíveis, desde que o técnico ou condutor tenha o conhecimento dos pontos de verificação. São eles:
9 Verifique se a parte dianteira do veículo mergulha excessivamente ao frear, ou a parte traseira afunda muito ao acelerar. Analise cuidadosamente a condição dos pneus, deformações na banda central de rodagem (com dentes de serra ou escamas) são sintomas de amortecedores defeituosos. Verifique se o veículo rola excessivamente lateralmente e inclina em suas extremidades (cantos). Analise a dificuldade de manter a direção normal do veículo ao dirigir com vento lateral. É de fundamental importância que o motorista saiba que os amortecedores são componentes de extrema segurança para seu veículo, e que a conservação e manutenção deles asseguram um rodar mais confortável e principalmente seguro. Neste sentido, o trabalho do técnico em suspensão é muito importante. A oportunidade do contato direto com o condutor do veículo resultará na divulgação de informações precisas e mais confiáveis.