Apostila_Veículos_2012_Cap1_12
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com maior carga na dianteira é estável em relação a forças laterais transitórias atuantes no
seu CG, pois, logo após a perturbação, surgem forças e momentos que tendem a restaurar
sua trajetória original. Este caso corresponde à primeira situação mostrada na figura 8.2.
Veículo com carga maior na traseira
Aqui \uf051\uf049 \uf03c \uf051\uf049\uf049 , \uf061\uf049 \uf03e \uf061\uf049\uf049 , \uf053\uf049\uf049 \uf03e \uf053\uf049 e \uf0ae\uf049\uf049 \uf03e \uf0ae\uf049 ; deste modo, o veículo irá percorrer uma
trajetória curvilínea no sentido contrário ao da força perturbadora, tendendo à direção desta
última. Este comportamento é mostrado na figura 8.8 c).
A força centrífuga que surge na trajetória curvilínea tem o mesmo sentido de \uf053 ; assim,
mesmo que cesse a perturbação transitória, o veículo continuará se afastando da trajetória
primitiva. O momento do solo, que neste caso vale
\uf04d\uf072 = \uf053\uf049 \uf061\uf049 \u2212 \uf053\uf049\uf049 \uf061\uf049\uf049
contribui para esse afastamento e, a menos que se atue sobre o volante, o veículo se afastará
sempre mais da trajetória original.
Deste modo, um veículo com CG deslocado para trás não é estável em relação a forças
laterais transitórias agindo no CG, porque, mesmo com o seu desaparecimento, surgem forças
e momentos que continuam a desviá-lo de sua trajetória. Este caso corresponde à segunda
situação da figura 8.2.
8.4 Defições básicas
Um veículo é considerado estável em relação ao solo se, ao atuar uma força perturbadora
externa no seu CG, os pneus deformam-se de maneira que:
\uf0ae\uf049 \u2265 \uf0ae\uf049\uf049 \uf03a (8.10)
No caso da igualdade, a força centrífuga inexiste e, no outro, se opõe à força perturbadora,
tendendo a levar o veículo de volta à direção primitiva.
Um veículo é considerado instável em relação ao solo se:
\uf0ae\uf049 \uf03c \uf0ae\uf049\uf049 \uf03a (8.11)
Neste caso, a força centrífuga colabora na retirada do veículo de sua direção primitiva,
sendo necessárias correções bruscas no volante para manter a trajetória escolhida.
Em um veículo com pneus iguais e instável em relação ao solo, caso a diferença de
deriva do eixo traseiro e dianteiro não seja demasiada, pode-se diminuir esta instabilidade,
Capítulo 8 - Estabilidade direcional. 170
ou mesmo eliminá-la, aumentando a pressão dos pneus traseiros, ou seja, tornando-os mais
rígidos lateralmente.
O mesmo efeito é obtido pela utilização de pneus com diferentes tipos de construção e
tamanho na frente e atrás do veículo. Esta técnica é bastante utilizada em carros de corrida,
pois a necessidade de transmitir grande potência para o solo exige uma distribuição de carga
com parcela bem maior no eixo traseiro, que é o eixo motriz, a fim de se obter elevada força
de atrito. No entanto, a maior carga na traseira aumenta a instabilidade e, para compensá-
la, utilizam-se, nas rodas motoras, pneus de maiores dimensões do que os usados nas rodas
dianteiras, já que pneus maiores apresentam maior rigidez lateral que os menores.
Outras maneiras de alterar o comportamento do veículo, através dos mecanismos de
direção e de suspensão, serão vistos nos capítulos 9 e 10.
8.5 Força lateral permanente agindo sobre o CG
Pode-se considerar, este caso, como uma extrapolação do caso anterior.
CG no centro do veículo
Pela ação de \uf053 , surgem as reações \uf053\uf049 e \uf053\uf049\uf049 . Os ângulos de deriva crescem até que a
força lateral e suas reações nos pneus se equilibrem. Como, neste caso, \uf053\uf049 = \uf053\uf049\uf049 , ter-se-á
\uf0ae\uf049 = \uf0ae\uf049\uf049 . O veículo percorrerá, então, uma trajetória inclinada em relação à primitiva, mas
com seu eixo longitudinal paralelo à posição anteriormente ocupada, como mostra a figura
8.9 a).
CG deslocado para a frente
Com \uf053, tem-se \uf053\uf049 \uf03e \uf053\uf049\uf049 e \uf0ae\uf049 \uf03e \uf0ae\uf049\uf049 , e o veículo percorre uma trajetória curva. A
força centrífuga se opõe à ação de \uf053 e, embora o veículo se afaste cada vez mais da direção
primitiva, o faz de forma suave, figura 8.9 b). O momento do solo colabora com o giro.
CG deslocado para a traseira
Sob a ação de \uf053, \uf053\uf049\uf049 \uf03e \uf053\uf049 e \uf0ae\uf049\uf049 \uf03e \uf0ae\uf049 . O veículo tende a se afastar mais rapidamente
da direção primitiva, já que a força centrífuga se soma à força perturbadora e colabora no
desvio.
O momento do solo, aqui também, contribui para aumentar o desvio. Este caso está
representado na figura 8.9 c).
8.6 Veículos sujeitos a ventos laterais
Conforme visto anteriormente, a força lateral \uf04e , resultante da ação do vento, age sobre
um ponto, chamado centro de pressão, que não coincide com o centro de gravidade, como
mostra a figura 8.4. Esta excentricidade provoca um momento em relação a este centro,
dado por:
Capítulo 8 - Estabilidade direcional. 171
Figura 8.9: Força lateral perturbadora permanente agindo no CG.
Capítulo 8 - Estabilidade direcional. 172
\uf04d\uf07a = \uf04e \uf065.
A esse momento poderá se somar, ou se opor, o momento do solo visto nos ítens anteriores.
Suas ações conjuntas afetarão o comportamento de veículos submetidos a ventos laterais.
8.6.1 Força do vento agindo no centro de gravidade
Esta situação é semelhante à de uma força permanente agindo no CG apresentada no
ítem 8.5, pois \uf04d\uf07a = 0 e \uf04e = \uf053.
Centro de gravidade no centro da distância entre eixos do veículo
O veículo se desloca obliquamente à direção original, mas com o eixo longitudinal paralelo
a sua posição primitiva; situação semelhante à representada pela figura 8.9 a).
Este caso é possível somente provendo o veículo com asas traseiras verticais - ou estabi-
lizadores - de grande dimensões.
Centro de gravidade na dianteira do veículo
A força do vento ocasiona as reações dos pneus \uf053\uf049 \uf03e \uf053\uf049\uf049 e, consequentemente, \uf0ae\uf049 \uf03e \uf0ae\uf049\uf049 .
O veículo gira afastando-se da direção do vento, figura 8.10 a), fazendo com que \uf053 cresça.
O momento do solo colabora com esse giro. Com a trajetória curvilínea, surge uma força
centrífuga que se opõe à ação do vento.
Esta situação é possível na prática, sendo que o giro pode ser corrigido com relativa
facilidade através do volante, já que os momentos são pequenos.
Centro de gravidade na traseira do veículo
A força do vento origina \uf053\uf049\uf049 \uf03e \uf053\uf049 e \uf0ae\uf049\uf049 \uf03e \uf0ae\uf049 e faz com que o veículo percorra uma
trajetória curva para a direção em que o vento atua. O momento de reação dos pneus,
ou momento do solo, colabora nesse giro. A força do vento diminui, tendendo a anular-se.
A força centrífuga, entretanto, continua atuando no mesmo sentido da força do vento e o
veículo continua o giro, como mostra a figura 8.10 b).
Esta situação é difícil de ocorrer pois exigiria a utilização de asas traseiras verticais de
grandes dimensões.
8.6.2 Força do vento agindo na frente do centro de gravidade
Centro de gravidade no centro do veículo
Aqui \uf04d\uf072 = 0 e \uf04d\uf07a = \uf04e \uf065 6= 0; o veículo, sob a ação deste momento, gira, afastando-se
da direção do vento, o que ocasiona o aumento da força transversal \uf053 \u2261 \uf04e com o giro. A
força centrífuga se opõe à força lateral perturbadora, figura 8.11 a).
Este é um caso comum; somente com pequenos momentos devido ao vento será fácil
corrigir a trajetória através de atuação no volante.
Capítulo 8 - Estabilidade direcional. 173
Figura 8.10: Força lateral perturbadora devido ao vento agindo no CG
Centro de gravidade na dianteira do veículo
Aqui, \uf04d\uf072 6= 0 e \uf04d\uf07a 6= 0, agindo no mesmo sentido, figura 8.11 b).
O veículo percorre uma trajetória curvilínea, afastando-se da direção do vento e fazendo
com que a força perturbadora aumente. A força centrífuga se opõe a sua ação.
Este caso é praticamente possível de ocorrer e o giro pode ser facilmente corrigido por
atuação no volante; o momento devido ao vento é pequeno por ser pequena a distância do
centro de pressão ao centro de gravidade.
Centro de gravidade na traseira do veículo
Nesta situação, \uf04d\uf072 6= 0 e \uf04d\uf07a 6= 0, mas agem em sentido contrário. Como \uf04d\uf07a \uf03e \uf04d\uf072,
por ser grande a distância entre o centro de pressão e o CG, o momento resultante sobre o
veículo é \uf04d\uf07a \u2212\uf04d\uf072, figura 8.11 c).
Pela ação desse momento, o veículo gira afastando-se da direção do vento, o que faz com
que a força perturbadora aumente. A força centrífuga age no sentido de reduzir essa força.
Esta situação é fácil de ocorrer e, pelo elevado valor do momento