Apostila_Veículos_2012_Cap1_12
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a posição das rodas, fazendo com que se desloquem inclinadas
em relação à direção do movimento. Para que permaneçam em linha reta, é necessário que,
quando paradas, apresentem uma posição inclinada em sentido contrário.
Capítulo 9 - Sistema de direção 209
Figura 9.12: Inclinação do pino mestre e trajetórias de pontos da roda.
Figura 9.13: Convergência das rodas.
Capítulo 9 - Sistema de direção 210
Figura 9.14: Roda direcional não motriz.
9.5.1 Eixo não motriz
Quando um veículo se desloca em marcha normal, a única força que atua neste eixo é a
resistência ao rolamento, mostrada de forma esquemática na figura 9.14.
Com o raio de rolamento positivo, ver ítem 9.4, o momento atuante causará uma di-
vergência das rodas com o veículo em marcha. Para compensar estas deformações e permitir
que o veículo se desloque com as rodas paralelas à direção do movimento é necessário uma
convergência das rodas quando o veículo está parado. Os valores usuais da convergência
ficam em torno de 2 a 3 \uf06d\uf06d.
A convergência pode ser ajustada pela alteração dos comprimentos das barras de di-
reção, nos eixos direcionais. Nos eixos não direcionais pode ser alterada pela variação do
comprimento dos tensores que garantem a posição da roda.
Costuma-se admitir uma tolerância de ±1 \uf06d\uf06d no valor adotado para a convergência.
Com o raio de rolamento negativo, o momento resultante atua em sentido oposto ao
comentado anteriormente e as rodas deste eixo deverão ser divergentes com o veículo parado
para, quando em movimento, ficarem paralelas à direção de deslocamento.
9.5.2 Eixo motriz
Nos eixos de tração, além da resistência de rolamento atua a força motriz, que é pre-
dominante. Nesse caso, ainda considerando o raio de rolamento positivo, as rodas com o
veículo parado devem ser divergentes, para que, em movimento, fiquem paralelas à direção
de deslocamento. Com o raio de rolamento negativo as rodas devem ser convergentes.
9.5.3 Correção do comportamento em curvas com a variação da
convergência
A variação da convergência com o curso vertical da roda é de suma importância quando
o veículo faz curvas, sendo resultado do movimento vertical das rodas e dos pontos de
fixação do mecanismo que as liga rodas à carroceria do veículo. O termo em inglês para
designar esse comportamento é bump steering podendo ser traduzido por esterçamento por
curso da suspensão. Para ilustrar esse comportamento, considere-se a curva de variação da
convergência, em função do curso da roda, mostrada na figura 9.15.
Capítulo 9 - Sistema de direção 211
Figura 9.15: Correção do comportamento subesterçante em curvas com a variação da con-
vergência
Em termos de estabilidade direcional o comportamento subesterçante de um veículo pode
ser minimizado, ou mesmo eliminado, ao adotar-se uma suspensão no eixo dianteiro com o
tipo de comportamento indicado nessa figura.
Da mesma forma, um veículo com comportamento sobresterçante pode ter esta car-
acterística minimizada, ou mesmo eliminada, ao adotar-se uma suspensão traseira com o
comportamento indicado na figura 9.16.
Quando o eixo é rígido, devido à ligação direta de ambas as rodas, não é possível obter
esses efeitos com o molejamento da suspensão.
Um efeito adicional da convergência é a eliminação da tendência a oscilar das rodas
dianteiras. Essa tendência é motivada pelas folgas existentes no sistema de direção. Como,
com a convergência, os elementos que compõem esse sistema são mantidos tensionados, as
folgas desaparecem e a oscilação também.
9.6 Caster
O caster é, segundo a DIN70020, a distância "n", mostrada na figura 9.17, entre o ponto
de contato pneu/pista e o ponto em que o prolongamento do pino mestre encontra o solo,
medida na projeção em um plano médio vertical do veículo.
O caster pode ser obtido, em veículos com tração traseira, através da inclinação do pino
mestre de um ângulo \uf022 (caso 1) ou através do deslocamento desse pino para a frente do eixo
(caso 2), figura 9.17.
Em veículos com tração dianteira, devido ao sentido da força de tração, é possível usar
Capítulo 9 - Sistema de direção 212
Figura 9.16: Correção do comportamento sobresterçante com o uso de suspensões adequadas.
Figura 9.17: Obtenção do caster em veículos com tração traseira, casos 1 e 2, e com tração
dianteira, casos 3 e 4.
Capítulo 9 - Sistema de direção 213
um valor negativo para o caster (-n), obtido através de uma inclinação contrária à do caso
1 para o pino mestre (caso 3) ou através de um deslocamento desse pino para trás do eixo
(caso 4), figura 9.17.
Com tração traseira, o caster, obtido como mostrado na figura 9.17, faz com que o
ponto de rotação da roda fique na frente do centro de contato pneu/pista; a resistência ao
rolamento, então, tende a alinhar a roda na direção do deslocamento do veículo.
Com tração dianteira e caster como mostrado na figura 9.17, a força de tração tenderá a
garantir esse alinhamento.
Uma análise da frequência de utilização do ângulo caster para as três concepções de
veículo - standart (motor dianteiro com tração traseira), motor e tração traseiros e motor e
tração dianteiros, mostra valores variando nas seguintes faixas:
- Concepção standart: \uf022 = 0\uf06fa 4\uf06f;
- Motor e tração traseiros: \uf022 = 8\uf06fa 12\uf06f;
- Motor e tração dianteiros: \uf022 = \u22121\uf06fa +3\uf06f;
- Tolerância: ±300\uf03a
Capítulo 10
Suspensões planas
10.1 Introdução
Para estudo do comportamento de um veículo em curvas é de importância o ângulo de
rolamento da carroceria, que está sobre molas, e as correspondentes modificações da carga e
da posição das rodas, já que a carga e a posição das rodas influem nas reações laterais dos
pneus, reações essas que mantêm o veículo na pista.
Pela ação da aceleração centrípeta, age no veículo uma força de inércia no centro de
gravidade das massas suspensas que gera um momento que tende a incliná-lo lateralmente.
Se as rodas estiverem fixadas rigidamente na carroceria, esse momento será absorvido por elas
em função, simplesmente, da bitola e da distribuição de carga nos eixos; ocorre um aumento
de carga nas rodas externas e uma diminuição nas internas. A importância da suspensão
e do molejamento, além de propiciar conforto aos usuários e a estrutura, reside em que a
parcela do momento absorvida em cada eixo, ou seja, a diferença de carga nas rodas de um
mesmo eixo, pode ser modificada independentemente da distribuição de carga propiciada
pela posição do centro de gravidade. Utilizam-se, para isso, eixos dianteiro e traseiro com
diferentes tipos de suspensão e rigidez de molas; essa rigidez pode ser modificada pela escolha
das molas propriamente ditas e pelo uso de estabilizadores.
A parcela do momento absorvida por um eixo causará uma diferença na carga normal
de suas rodas e, consequentemente, uma variação do valor de seu ângulo de deriva, o que
influirá na estabilidade do veículo (ver Capítulo 8).
Como mostrado na figura 10.1, uma maior transferência de carga entre as rodas externa
e interna diminui a capacidade de absorção de forças laterais, ou seja, para uma mesma
força lateral perturbadora o eixo com maior transferência de carga apresentará um ângulo
de deriva maior. Esta afirmação é melhor entendida através do exemplo que segue.
Exemplo: Considere-se um dos eixos de um veículo dotado de pneus 5\uf03b 60\uf03d15\uf03b com aros
4\uf04a × 15 e pressão de 1\uf03b 4 \uf06b\uf067\uf066\uf03d\uf063\uf06d2 (aproximadamente 20 \uf06c\uf062\uf03d\uf069\uf06e2). Considere-se, ainda,
que a carga em ambas as rodas seja de 3000 \uf04e e que a força de inércia devido a aceleração
centrípeta, cause diferença de carga nas rodas externa e interna de 1000 N (caso 1) e 2000 N
(caso 2). Para a análise considere a curva \uf053 = \uf066(\uf051) para o pneu, com um ângulo de deriva
de 8\uf06f, dada na figura 10.1.
Os resultados dessas duas análises estão apresentados na tabela 10.1.
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Capítulo 10 - Suspensões planas 215
Figura 10.1: Carga lateral absorvida, em função da carga normal sobre a roda, para um
ângulo de deriva de