Após virar alvo de polêmica em 2021, entenda como funciona a suspensão em um carro de F1

A suspensão é um dos elementos essenciais de qualquer carro, e em um F1 acabam sendo fundamentais. Nesse especial, explicamos suas partes e o funcionamento.

Após virar alvo de polêmica em 2021, entenda como funciona a suspensão em um carro de F1
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No ano passado, esse assunto voltou à tona graças à Mercedes e sua suspensão que era capaz de baixar a altura do eixo traseiro nas retas, algo que deu o que falar. O foco voltou a ser um aspecto mecânico que, embora não tenha passado por "notórias controvérsias" nos últimos anos, segue sendo um sistema fundamental que pode mexer a balança da Fórmula 1 para a vitória ou a derrota. Mas como funcionam?

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Suspensões de rua e desportivas

Primeiro, é importante compreender como uma suspensão de rua cumpre seu trabalho e, mais especificamente, a esportiva (que pode ser montada e usada sem problemas em quase qualquer carro).

Uma suspensão tem como objetivo armazenar e absorver a energia dos impactos do veículo nos buracos e desníveis do asfalto. É composto por dois elementos: elásticos e amortecedores. Os elásticos armazenam a energia e os amortecedores a absorvem.

M-Sport Ford Fiesta WRC suspensions

Sem entrar em detalhes extensos, uma suspensão estilo coilover, possui uma mola, que é responsável por armazenar a energia dos impactos, devolvendo-a verticalmente entre os pontos de ancoragem. Mudanças no número de bobinas ou sua rigidez podem ter efeitos drásticos no comportamento de um carro nas curvas, além de regular a altura até certo ponto.

O segundo elemento mais importante são os amortecedores, geralmente hidráulicos. Eles são responsáveis por controlar o retorno de energia dos elementos elásticos (o que produziria um efeito rebote na carroceria). Esse efeito de amortecimento é obtido forçando a passagem de um fluido (óleo, geralmente) através de aberturas e dutos calibrados, que podem endurecer ou amolecer o conjunto.

Anexados a esses dois elementos, estão blocos silenciosos, que borram os movimentos das partes mecânicas entre si e o chassi. As juntas esféricas permitem que os sistemas de direção sejam fixados nas rodas para que elas girem. A ponta do eixo e o cubo unem as rodas às diferentes partes de uma suspensão, entre os quais também estão os braços de suspensão (que unem a ponta do eixo e o cubo ao veículo, além de suportar a tensão do sistema) ou as barras estabilizadoras (cuja rigidez contribui para eliminar a oscilação do veículo nas curvas).

Dentro destes sistemas, as próprias suspensões estilo coilover podem ser rosqueadas, com uma infinidade de controles integrados pré-configurados mecanicamente, como a altura do veículo por meio de uma rosca, pré-cargas das molas, dureza do amortecedor, avanço e queda das rodas, etc...

E na Fórmula 1? As suspensões são muito diferentes?

Nos últimos anos, elas evoluíram, devido ao andamento das pesquisas feitas pelas próprias equipes ou pelos regulamentos da FIA, como a necessidade de um sistema que prenda as rodas ao carro em caso de acidente, evitando que voem. Mas sim, elas acabam sendo diferentes.

O princípio é semelhante: amortecedor e mola. Porém, nos monopostos da F1, os amortecedores são movidos à gás e controlam esse "efeito mola", exercido sobretudo pelas barras de torção, um sistema diferente das molas helicoidais dos carros convencionais. A isto, juntam-se muitos outros elementos de união das rodas, que possuem várias funções nos monopostos.

 

Geralmente, esses elementos são feitos de fibra de carbono, em busca de grande resistência, mantendo também o equilíbrio ideal de peso. Em ambos os eixos, aquelas "hastes" que estão presas à roda e escondidas dentro do carro são chamadas de triângulo e tirantes, que unem o pino sobre os eixos das rodas ao veículo. Em linhas gerais, costuma-se utilizar o sistema pull-rod, que consiste na compressão do amortecedor e da barra de torção sendo realizada em relação ao nível de tração da roda, que "puxa" um braço que produz aquela compressão.

Nos últimos anos, os antigos sistemas de amortecedor duplo e mola dupla foram substituídos por uma única combinação desses dois elementos que controla todo o conjunto, com o pull-rod liderando o caminho em soluções, ao contrário do push-rod, que traz outro conceito em que não puxa, mas empurra o amortecedor porque, devido à sua configuração, com o tirante fora do triângulo inferior, força o conjunto (do amortecedor) a se mover para baixo, movendo também o centro de gravidade em direção ao solo.

Comparación de suspensiones

Por outro lado, no eixo dianteiro, somam-se os braços de direção para controlar a rotação das rodas, e que devem estar bem alinhados com o resto dos componentes em sua ligação ao montante, e onde as equipes costumam apresentar soluções diferentes com relação à posição desses triângulos, como vemos com frequência no circuito de Mônaco.

A aerodinâmica influencia a suspensão de um F1, e vice-versa

As forças suportadas por esta montagem enquanto o carro percorre o asfalto são não o único problema enfrentado pelos engenheiros na F1. Afinal, a aerodinâmica cria uma força vertical que "empurra" o carro contra o solo. Esse peso extra deve ser levado em consideração e suportado pela suspensão e, como é evidente, também depende de cada circuito.

Em Austin, por exemplo, a importância das forças laterais e dos impactos no asfalto são maiores do que a carga aerodinâmica gerada nas retas, o que pode ser mais significativo do que no circuito de Losail, no Catar.

Lewis Hamilton, Mercedes W12

Nesse aspecto, a Mercedes ofereceu uma inovação claramente vista nas câmeras durante as etapas da Turquia e dos Estados Unidos em 2021, onde a altura traseira do carro era reduzida nas retas à medida que a velocidade aumentava, com o objetivo de diminuir a resistência aerodinâmica.

O próprio Christian Horner, chefe da Red Bull, afirmou que em pista como o Circuito das Américas em Austin, onde não há variações significativas de ritmo, a inovação da Mercedes não trouxe grandes vantagens: "Mas em alguns circuitos, como Jeddah, pode ser algo bastante poderoso", disse.

As equipes montam, dependendo do circuito e do ritmo, diferentes sistemas de suspensão que incluem ajustes das barras de torção, pressão do gás dos amortecedores e rigidez e forma dos outros elementos. Algo que os pilotos também influenciam com suas informações e estilo de pilotagem.

Inovações, truques e investigações que fizeram história

Em outras épocas, a Lotus e a Williams apresentaram soluções técnicas incríveis em relação às suspensões dos carros: as famosas suspensões eletrônicas ou ativas.

A ideia foi desenvolvida pela Lotus na década de 1980, mas foi a Williams que, em 1992, venceu o Mundial de Construtores e de Pilotos com Nigel Mansell, e esta nova adição mecânica foi fundamental naquele ano.

Williams FW14B 1992 detalle de la suspensión delantera>

A operação era "simples": um computador como uma inteligência artificial que, dependendo das forças exercidas sobre o carro, controlava e regulava os atuadores hidráulicos do carro para mantê-lo estável durante a aceleração, frenagem ou contra as forças laterais comuns na competição.

Por fim, e dada a enorme diferença entre o carro da Williams e o resto, a FIA proibiu este tipo de suspensão, limitando-o apenas à ação mecânica.

A última inovação mais comentada na F1 nesta área foi o Sistema de Direção de Eixo Duplo (DAS) da Mercedes em 2020. A solução permitia que o piloto controlasse a convergência das rodas do eixo dianteiro através de um mecanismo de suspensão acionado ao empurrar ou puxar o volante, estilo pull-rod, mas ao contrário, puxando as rodas. Essa mudança de convergência resultou em um aumento de velocidade nas retas, pois os pneus ofereciam menor resistência ao movimento do carro pra frente.

Embora a FIA tenha permitido a tecnologia para 2020, uma mudança no regulamento para 2021 a tornou ilegal, fechando outra porta para pesquisa em sistemas de suspensão como vimos na década de 1990, embora seja um campo que não para de evoluir, com as grandes equipes investindo boas quantias de recursos em busca de importantes décimos.

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