Apostila_Veículos_2012_Cap1_12
355 pág.

Apostila_Veículos_2012_Cap1_12


DisciplinaDinâmica Veicular153 materiais554 seguidores
Pré-visualização50 páginas
apresentados os diversos ângulos do mecanismo de direção bem como o seu
comportamento com o curso da suspensão
9.3 Camber
Camber é a inclinação do plano da roda em relação a uma vertical que passa pelo centro
da superfície de contato pneu/pista, como mostrado na figura 9.5.
Capítulo 9 - Sistema de direção 204
Figura 9.6: Camber de uma suspensão.Vista de frente
Quando a parte superior da roda é deslocada para fora, como mostra essa figura, o camber
é considerado positivo. Para dentro é negativo.
Uma cambagem positiva das rodas dianteiras é favorável devido à leve convexidade das
mesmas; com essa cambagem os pneus rodam mais perpendiculares à superfície da pista,
como mostrado na figura 9.6, diminuindo seu desgaste. Por outro lado, para que não haja
redução da capacidade de absorção de forças laterais em curvas pelos pneus, o camber deve
ter o menor valor possível.
Em condição normal de utilização do veículo, ou seja, carregado com duas pessoas, um
valor comum para o camber é
\uf0b0 = +300\uf03a
Analisando os valores usados para o camber nas três concepções mais comuns - standart
(motor dianteiro, tração traseira), motor e tração traseiros e motor e tração dianteiros -
observam-se valores variando entre 0\uf06f e 2\uf06f. A maior freqüência em todos os casos, entretanto,
é de valores entre 0\uf06f e 1\uf06f. Em veículos esportivos e de competição, é possível encontrar camber
negativo tanto nas rodas dianteiras como nas traseiras para melhorar o comportamento em
curvas, pois com essa configuração de posicionamento dos pneus em relação ao solo é possível
absorver esforços laterais maiores e, consequentemente, fazer curvas com maior velocidade.
Normalmente, são admitidas tolerâncias em relação ao valor absoluto do camber, ou seja,
tanto variação em relação ao valor escolhido quanto à diferença entre os valores das rodas
esquerda e direita. Como variação do valor do camber, é comum ±300, a fim de tornar a
construção do eixo dianteiro mais econômica. Para evitar que o veículo puxe para um lado
quando em linha reta, a diferença entre os valores do camber das duas rodas não deve ser
superior a 200.
Em resumo, as tolerâncias do camber no eixo dianteiro são:
Valor do camber: +300 ± 300
Máxima diferença entre esquerda e direita: 200.
Capítulo 9 - Sistema de direção 205
Figura 9.7: Variação do camber em curvas.
Figura 9.8: Variação da cambagem da roda, função do curso da suspensão.
A cambagem no eixo traseiro é função do seu tipo. Nos eixos rígidos é comum o uso de
0\uf06f com tolerância de ±150, a fim de que o desgaste dos pneus seja uniforme. Com suspensão
independente, é usual a cambagem negativa para melhorar a absorção de forças laterais. O
valor do camber, com o veículo carregado com duas pessoas, não deve ser superior a \u22121\uf06f,
com as mesmas tolerâncias vistas para o eixo dianteiro.
Uma desvantagem da suspensão independente é que, em curvas, as rodas inclinam jun-
tamente com a carroceria, ou seja, a roda externa tende a ficar com um camber positivo
acentuado, como pode ser observado na figura 9.8. Como essa roda é a mais carregada, uma
diminuição de sua capacidade de absorção de forças laterais não é favorável.
Esse problema pode ser minimizado no projeto da suspensão, de tal forma que quando
a roda suba em relação à carroceria a cambagem vá se tornando negativa progressivamente.
Este comportamento do camber em relação ao curso da roda, para um determinado tipo de
suspensão, está mostrado na figura 9.8.
A modificação do camber devida ao giro da carroceria e ao deslocamento da suspensão é
dada por:
Capítulo 9 - Sistema de direção 206
\uf0b0\uf054 = \u3a8+ \uf0b0\uf069 (9.12)
sendo:
\uf0b0\uf054 - variação total da cambagem;
\u3a8 - giro da carroceria;
\uf0b0\uf069 - cambagem induzida pelo deslocamento da suspensão.
Exemplo: Um veículo tem a suspensão, de um de seus eixos, com o comportamento
representado na figura 9.8. Para um ângulo de 5\uf06f de giro da carroceria do veículo, calcular a
cambagem das rodas externa e interna; no giro, as rodas da suspensão deslocam-se 50 \uf06d\uf06d.
A variação total do camber na roda externa será:
\uf0b0\uf054 = 5\uf06f \u2212 2\uf06f = 3\uf06f
e na roda interna,
\uf0b0\uf054 = \u22125\uf06f + 1\uf03b 5\uf06f = \u22123\uf03b 5\uf06f
Nota-se, com estes resultados, que a tendência das rodas externa e interna de adquirirem
cambagens positiva e negativa excessivas é reduzida de forma sensível com este tipo de sus-
pensão, o que garante maior capacidade de absorção de cargas laterais deste eixo.
9.4 Braço à terra e inclinação do pino mestre
Para inciar o desenvolvimento e ummelhor entendimento do que é apresentado é necessário
a definição do pino mestre bem comodo raio de rolamento ou braço à terra.
\u2022 Pino mestre é definido como sendo o eixo de revolução em torno do qual a roda gira
para esterçar. Esse eixo é mostrado na figura 9.9.
\u2022 Braço à terra ou raio de rolamento, mostrado na figura 9.9, é definido como a distância
\uf062 entre o plano médio do pneu e o ponto em que a direção do eixo do pino mestre
intersepta o plano do solo. Esta distância é muito importante na determinação dos
esforços que ocorrem nos braços da suspensão e da direção. O raio de rolamento pode
ser positivo ou negativo, conforme apresentado na figura 9.10.
Nos primórdios da indústria automobilística as rodas diretrizes eram normais ao solo e
giravam em torno de um eixo vertical, chamado pino mestre, como mostrado na figura 9.9.
Com isso o braço de alavanca \uf062 era bastante grande, o que acarretava momentos também
grandes para manter a roda em uma mesma posição quando o veículo se deslocava. Isto
tornava bastante desagradável a operação de dirigir um veículo com as rodas sofrendo im-
pactos. Para contornar o problema, deu-se à roda um câmber positivo \uf0b0, visando diminuir
o braço de alavanca, como mostrado na figura 9.11 a). A diminuição desse braço, obtida
desta maneira, implicava em um câmber positivo excessivo. Uma solução complementar foi
Capítulo 9 - Sistema de direção 207
b
Figura 9.9: Posição do pino mestre em veículos antigos.
Figura 9.10: Raio de rolamento.
Capítulo 9 - Sistema de direção 208
Figura 9.11: a) Cambagem de uma roda de forma a reduzir o momento em torno do pino
mestre. b) Inclinação do pino mestre com o mesmo objetivo.
inclinar o pino mestre no plano vertical que contém o eixo das rodas; este ângulo \uf0b1, chamado
de inclinação do pino mestre, está mostrado na figura 9.11 b). A inclinação do pino mestre,
além de tornar o braço de alavanca menor, diminuindo o esforço sobre o volante, induz um
efeito colateral, talvez mais importante, que é o retorno da direção.
Sendo o eixo de rotação inclinado em relação ao plano médio da roda, pode-se imaginar
que a trajetória deste plano se faz sobre um cone, conforme está mostrado na figura 9.12.
Assim, o ponto de apoio da roda com o solo descreve uma circunferência em torno do pino
mestre e o plano em que esta circunferência é descrita é secante ao solo. Quando a roda
tem a sua posição alterada, o ponto de contato do pneu com o solo deveria penetrar no solo,
como isto não acontece, o veículo sobe. Deste modo, a condição de mínima energia potencial
do veículo ocorre com a direção alinhada. Assim, a inclinação do pino mestre funciona de
modo a restituir a direção, alinhando as rodas em relação ao eixo médio do veículo.
Valores usuais de inclinação do pino mestre variam entre 4\uf06f e 9\uf06f, sendo mais comum algo
em torno de 5\uf06f.
9.5 Convergência das rodas
Convergência, segundo a DIN 70020, é a diferença, em mm, \uf043 = \uf042 \u2212 \uf041, grandezas essas
mostradas na figura 9.13, medida entre os aros, na altura dos centros das rodas quando em
posição de linha reta.
O menor desgaste dos pneus ocorre quando a roda se desloca perfeitamente em linha reta.
No rolamento, entretanto, surge uma força longitudinal na superfície de contato pneu/pista
que, com o raio de rolamento, origina um momento que será absorvido pelos braços da
direção. A elasticidade dos elementos da direção, principalmente dos seus apoios, permite
que esse momento modifique