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Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 Mecânico de automóvel I Suspensão e direção Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 Suspensão e direção 032244 (46.25.11.433-8) © SENAI-SP, 2007 2ª Edição Trabalho editorado por Meios Educacionais da Gerência de Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP. Coordenação editorial Gilvan Lima da Silva 1ª Edição, 1992. Trabalho elaborado e editorado pela Divisão de Material Didático da Diretoria de Tecnologia Educacional do SENAI-SP. Elaboração Benjamin Prizendt Conteúdo técnico Antônio Luiz Geovani (CFP 1.13) José Ruiz Gomes (CFP 1.20) Fotografia Heloísa Cobra Silva Iluminação Hugo Campos Silva S47a SENAI.SP. DMD Suspensão e direção. Por Benjamin Prizendt et al. São Paulo, 2007. (Mecânica de Automóvel l, 4). 1.Mecânica de automóvel 2. Suspensão e direção. I. t. II. s. 629.133 (CDU,IBICT, 1976) Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de São Paulo Av. Paulista, 1313 - Cerqueira César São Paulo – SP CEP 01311-923 Telefone Telefax SENAI on-line (0XX11) 3146-7000 (0XX11) 3146-7230 0800-55-1000 E-mail Home page senai@sp.senai.br http://www.sp.senai.br Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 Sumário Apresentação 7 Roda 9 Substituir roda 19 Estabilizador 21 Substituir estabilizador 23 Amortecedor 25 Substituir amortecedor 35 Cubo de roda 37 Rolamentos 43 Graxa 57 Recondicionar cubo de roda 61 Mola 63 Suspensão dependente 67 Suspensão independente 71 Substituir suspensão 75 Estrutura da suspensão 77 Recondicionar suspensão 83 Sistema de direção 85 Substituição da caixa de direção 89 Caixa de direção 91 Recondicionar caixa de direção 101 Balanceamento de roda 103 Balancear roda 107 Alinhamento das rodas 109 Alinhar rodas 115 Tabela de conversões 117 Referências 119 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 7 Apresentação Quando dirigimos um veículo, queremos que ele obedeça ao nosso comando. Assim: • A suspensão funciona para que a carroçaria não receba, diretamente, os impactos dos pneus com buracos e lombadas; • A barra estabilizadora dificulta o tombamento do veículo, quando ele faz inclinação numa curva; • A caixa de direção permite que o motorista mude a direção da trajetória do veículo, movimentando o volante de direção com menos esforço; • O alinhamento das rodas com a carroçaria é feito para permitir melhor dirigibilidade e menos desgaste dos pneus; • As rodas precisam ser equilibradas (balanceadas, como se diz tecnicamente) para evitar vibrações das rodas, em determinadas velocidades; • Cubo é o elemento de ligação da roda cm o eixo. Estudando esta unidade de ensino você adquirirá conhecimentos básicos sobre rodas sobre rodas, pneus, molas, amortecedores, barra estabilizadora, suspensão dependente e independente e caixa de direção. As operações que você irá executar necessitam de muito cuidado, para evitar acidentes com macaco hidráulico e feixe de molas, principalmente. O uso correto das ferramentas contribuirá também para evitar que ocorram acidentes com você e com os equipamentos. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 8 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 9 Roda A roda permite a movimentação do veículo. Ela absorve uma parte dos choques e vibrações produzidos pelos buracos e outras irregularidades do piso por onde o veiculo trafega. A roda é formada pelo aro, pneu e câmara de ar. Aro O aro serve de suporte para pneu. Pode ser de aço, que é o mais comum, ou de liga como as que contêm alumínio. Magnésio, etc. Aro de aço Aro de liga leve Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 10 O aro de aço é mais resistente a choques. Já o aro de liga leve está mais sujeito a deformações ou trincas, devido a impacto. Os aros de liga leve têm as seguintes vantagens: • Sendo mais leves, contribuem para diminuir o peso total do veículo. Por isso, um veículo com rodas de liga leve pode ser freado ou acelerado mais rapidamente; • Os impactos dos pneus com o piso diminuem, o que garante maior aderência das rodas n solo; • Os aros esfriam mais rapidamente, porque as ligas utilizadas geralmente conduzem melhor do que o aço o calor produzido pelos freios e pelo atrito dos pneus com o piso. A roda tem diversas aberturas. Umas servem para a ventilação dos freios e outras para a própria fixação da roda ao eixo. Abertura da roda Nas rodas de liga leve, os furos de fixação precisam ser protegidos. Eles não podem ficar em contato direto com as porcas ou parafusos de fixação que são de aço. Antigamente essa proteção era feita com graxa mas, atualmente, os furos de fixação vêm com buchas de aço. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 11 Observação: Para veículos pesados e máquinas de terraplanagem usam-se aros desmontáveis formados de duas ou três partes. Aros desmontáveis Pneu Os pneus suportam o peso de um veículo como se fossem almofadas de ar. Além disso, como são flexíveis, não passam os solavancos e batidas contra o piso diretamente ao veículo e seus ocupantes. Os pneus são importantes porque seguram o veículo firmemente contra o piso nas curvas e freadas. Para isto acontecer, é importante que a parte do pneu que entra em contato com piso, ou seja, sua banda de rodagem, esteja bem conservada. A banda de rodagem deve ter ranhuras com profundidade mínima, especificada pelo fabricante, para permitir que a água escape entre pneu e o piso. Assim os pneus não derrapam, diminuindo a possibilidade de ocorrer hidroplanagem. A hidroplanagem, ou aquaplanagem, ocorre quando os pneus, a uma certa velocidade, deixam de “drenar”, ou seja, de romper a água empoçada no solo. Então, o veículo perde totalmente o contato com o solo, principalmente quando os pneus estão desgastados. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 12 A borracha é o material ideal para a fabricação do pneu por ser flexível, elástica e não se gasta rapidamente com o atrito. Entretanto, a borracha dos pneus tem que ser reforçada com fios de algodão, de náilon ou de aço para aumentar sua resistência a deformações, cortes e perfurações. Talão é parte do pneu que se apoia no aro da roda e é reforçada por fios de aço. Composição do pneu Conforme a disposição dos fios de reforço, o pneu pode ser diagonal ou radial. No pneu diagonal os fios de reforço são inclinados em relação as laterais do pneu. Pneu diagonal Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 13 No pneu radial, os fios das lonas estendem-se de uma a outra lateral em ângulo reto. O pneu radial tem, também, lonas estabilizadoras que permitem bom apoio da banda de rodagem, mesmo quando o pneu recebe esforço lateral, o que ocorre, por exemplo, nas curvas. Pneu radial Os pneus radias, compradores com os diagonais, apresentam as seguintes vantagens: • Menor flexibilidade da banda de rodagem, o que ocasiona menos aquecimento • Vida útil maior ; • Parede lateral mais arredondada e banda de rodagem mais larga, o que garante maior aderência ao piso Comparação entre pneus radial e diagonal A baixa velocidade, os pneus radiais transmitem mais os impactos causados por buracos e outras irregularidades, tornando o veículo menos confortável. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 14 Os pneus são identificados por um código que informa suas características. ÍNDICE CAPACIDADE POR PNEU (Kg) Índice Kg ÍndiceKg Índice Kg Índice Kg Índice Kg 60 250 71 345 82 475 93 650 104 900 61 257 72 355 83 487 94 670 105 925 62 265 73 365 84 500 95 690 106 950 63 272 74 375 85 515 96 710 107 975 64 280 75 387 86 530 97 730 108 1000 65 290 76 400 87 545 98 750 109 1030 66 300 77 412 88 560 99 775 110 1060 67 307 78 425 89 580 100 800 111 1090 68 315 79 437 90 600 101 825 112 1120 69 325 80 450 91 615 102 850 113 1150 70 335 81 462 92 630 103 875 114 1180 Categoria de velocidade Símbolo Km/h Máx. M 130 N 140 P 450 Q 160 R 170 S 180 T 190 H 210 V 240 1. Marca e modelo do pneu. 2. Largura da seção (é a largura do pneu, pela lateral), em milímetros. 3. Relação entre a altura e a largura da seção. 4. Se o pneu for radial, terá a letra R estampada; se for diagonal não haverá inscrição. 5. Indica o diâmetro interno do pneu, em polegadas. 6. Índice de capacidade de carga do pneu, (veja tabela 1). 7. A letra representa a velocidade máxima em que o pneu pode rodar com total segurança (veja tabela 2). 8. Indica reforço especial na estrutura interna do pneu, para que ele possa receber pesos acima do normal. 9. Do inglês “mud and snow” indica condições par enfrentar lama e neve. 10. O tipo “tube rype” vem com câmara de ar; o “tubeless” não possui câmara. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 15 Dimensões dos pneus Câmara de ar É um tubo circular de borracha que se coloca dentro do pneu. A câmara é enchida com ar comprimido, através doe uma válvula. Essa válvula permite a entrada do ar comprimido, mas impede sua saída interior da câmara. Seção de pneu com câmara de ar A câmara, montada no pneu e estando com a pressão recomendada pelo fabricante, sustenta o peso total do veículo. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 16 Pneu sem câmara de ar O pneu sem câmara tem o interior revestido com borracha macia, que impede a saída do ar. Pneu sem câmara O pneu sem câmara tem as seguintes vantagens sobre os outros: • Montagem mais fácil; • Não se esvazia de vez ao ser furado. O revestimento de borracha macia faz uma espécie de vedação da saída de ar; • Os furos podem ser consertados sem ser necessário desmontar a roda. Para isso, basta usar tampões de borracha apropriados. Pressão do pneu À medida que se coloca ar comprimido dentro da câmara de um pneu ou no interior de um pneu sem câmara , ele vai ficando mais cheio e firme. O pneu fica, então, em condições de suportar o peso do veículo A pressão que o ar deve ter dentro da câmara ou do pneu sem câmara é especificada pelo fabricante. Essa pressão depende de o veículo estar com muito ou pouco peso e é medida com um calibrador. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 17 Os calibradores de pneus podem ser portáteis ou fixos. Calibradores portáteis Calibrador fixo O calibrador portátil tem uma escala que é empurrada pelo ao comprimido do pneu quando seu bocal é encostado na válvula do pneu. O calibrador fixo é ligado a m compressor de ar através de uma mangueira. Por isso pode executar qualquer uma das seguintes tarefas: • Aumentar a pressão do pneu; • Diminuir a pressão do pneu; • Medir a pressão do pneu. A medida da pressão é feita pelo manômetro do calibrador fixo, que tem duas escalas. • Kg/cm2 (quilograma por centímetro quadrado) • Lb/po12 (libra por polegada quadrada) A calibragem dos pneus deve ser feita quando eles estiverem fios, ou seja, a temperatura ambiente. Isto porque os pneus esquentam ao rodarem em contato com o piso e, assim, sua pressão aumenta. Pneus com pressão acima da recomendada Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 18 gastam mais na parte central da banda os rodagem; com pressão menor esse desgaste é mais acentuado nos lados da banda rodagem. Pneus desgastados Outros problemas, como mau alinhamento, folga nos rolamentos das rodas, etc., também provocam um desgaste irregular dos pneus. Isto quer dizer que o Mecânico de automóvel experiente pode perceber que o veículo tem problemas de direção, alinhamento, etc. pelo tipo de desgaste ou irregularidades observadas nos pneus (produzidas por esses defeitos). Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 19 Substituir roda É a operação que o Mecânico de automóvel realiza quando o veículo tem problemas nos aros e pneus ou em componentes que estão atrás das rodas. Ordem de execução 1. Calce as rodas que vão ficar no piso. 2. Afrouxe as porcas ou parafusos de fixação da roda. 3. Levante o veículo utilizando o macaco. Precaução Verifique se o macaco está bem posicionado. 4. Apoie o veículo em cavaletes. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 20 Precaução Verifique se os cavaletes estão bem posicionados. 5. Retire a roda, removendo os elementos de fixação. 6. Inspecione a roda. 7. Calibre o pneu. 8. Instale a roda. Observações: • Para instalar o pneu, proceda no sentido inverso ao da remoção. • Consulte o manual do fabricante. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 21 Estabilizador O estabilizador ou barra estabilizadora é uma barra de aço tratado termicamente que impede que a carroçaria se incline muito quando o veículo faz uma curva. Como se vê essa barra estabiliza a carroçaria. Estabilizador O estabilizador é instalado na carroçaria ou no chassi do veículo e age tanto na suspensão dianteira como na traseira. A barra estabilizadora tem serão circular e é encurvada nas extremidades, para formar dois braços de alavanca. O estabilizador é uma barra de torção, instalada paralelamente aos planos horizontais da carroçaria e dos eixos das rodas. Sua atuação só ocorre quando a carroçaria ou o eixo das rodas se inclina. É por isso que o estabilizador é mais solicitado nas curvas. Efeito do estabilizador Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 22 O estabilizador é apoiado em suportes com mancais de borracha, também denominados coxins, e retentores de aço, que envolvem a borracha. Na manutenção periódica dos estabilizadores deve-se: • Substituir os mancais e retentores deformados; • Verificar empenos e deformações; • Substituir o estabilizador que tiver olhais deformados. Em alguns veículos, os amortecedores telescópicos são montados de forma inclinada; esse sistema é popularmente chamado “andar de marinheiro”. Dessa forma, auxiliam e até substituem o estabilizador em curvas feitas a baixa velocidade. Amortecedores inclinados Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 23 Substituir estabilizador É uma operação executada na inspeções periódicas ou quando for necessário substituir o estabilizador ou seus elementos. Ordem de execução 1. Coloque o veículo sobre cavaletes. 2. Retire o estabilizador. 3. Inspecione, visualmente, o estabilizador e seu elementos. 4. Instale o estabilizador. 5. Reponha o veículo no solo. Observação: Consulte o manual do fabricante. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 24 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 25 Amortecedor O amortecedor é uma peça de aço geralmente formada por duas partes, que se movimentam lentamente. Ele é instalado entre a carroçaria. (chassi) e a suspensão do veículo e tem como função amortecer as oscilações das molas e, portanto, da carroçaria. Os dispositivos que fazem o amortecedor mover-se lentamente podem ser hidráulicos ou hidráulico-pneumáticos. Cada um desses tipos vai ser detalhado a seguir. Amortecedor hidráulico O amortecedor hidráulico utiliza óleo para controlar os movimentos da suspensão e da carroçaria. O amortecedor hidráulico mais usado é do tipo telescópico– nome que se deve ao fato de ele ser formado por dois tubos que podem entrar um dentro do outro. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 26 O tubo superior ou protetor envolve parcialmente o inferior. Este é uma cápsula fechada, composta por dois cilindros, no interior dos quais está o óleo Vista interna do amortecedor Espaço entre o cilindro interno e o externo chama-se câmara-reservatório. O cilindro interno também tem uma câmara: a câmara de serviço. Ela é dividida em duas partes por um êmbolo móvel. O êmbolo tem uma haste que atravessa o cilindro externo, sendo presa ao protetor e ao sistema de fixação do amortecedor. Câmara do amortecedor Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 27 O amortecedor fica preso à suspensão e à carroçaria pelo sistema de fixação. Quando uma roda passa em sobre uma pedra ou outra irregularidade do piso, ela sobe e transmite seu movimento para a suspensão que, por sua vez comprime a mola e o amortecedor. Compressão da mola do amortecedor Quando o amortecedor é comprimido e se “fecha”, o êmbolo comprime o óleo na parte inferior da câmara de serviço que, nesse caso, passa a ser chamada de câmara de compressão. Ao mesmo tempo, a parte superior do cilindro interno recebe o nome de câmara de tração. Amortecedor comprimido Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 28 No movimento contrário, ou seja, quando o amortecedor sofre extensão, a compressão do óleo ocorre na parte superior do cilindro interno. Nesse caso ela recebe o nome de câmara de compressão e a câmara inferior chama-se, então de tração. Amortecedor estendido Tanto na compressão de amortecedor, quanto na sua extensão, o óleo passa de uma câmara para outra através de orifícios existentes no êmbolo controlados por válvulas. Mas essa passagem de óleo é lenta e o amortecedor só pode comprimir-se ou estender-se lentamente. É assim que o amortecedor atenua as vibrações das molas. Conjunto mola-amortecedor Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 29 Quando o amortecedor é comprimido, o óleo passa da câmara de compressão para a câmara de tração. Como essa última é pequena em relação à primeira (devido ao espaço ocupado pela haste do êmbolo) Parte do óleo sai pela válvula da base para uma câmara-reservatório. Detalhe da câmara-reservatório na compressão Na extensão, o óleo que esta na câmara de compressão é forçado a descer pelo movimento do êmbolo. Ao mesmo tempo, o óleo da câmara-reservatório volta para a câmara de tração pela válvula da base. Detalhe da câmara-reservatório na extensão Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 30 Resumindo: o amortecedor hidráulico do tipo telescópico é formado pelos elementos descritos na figura seguinte. Elementos do amortecedor A passagem lenta do óleo de uma câmara do amortecedor para outra é que garante uma movimentação lenta do amortecedor. Na compressão, o amortecedor e a mola da suspensão trabalham juntos; na extensão, o amortecedor se opõe à oscilação da mola. O amortecedor de ação simples não apresenta a mesma resistência à compressão do que a extensão – que é o que corre com o amortecedor de ação dupla. Amortecedor pressurizado Os amortecedores hidráulicos contêm óleo e ar. Por isso, estão sujeitos à perda de pressão e falha através de dois mecanismos: • Aeração e • Cavitação. A aeração é a mistura de ar com óleo, formando bolhas de ar nas câmaras de tração e de compressão. Ocorre com o aumento de temperatura nessas câmaras e provoca a diminuição na capacidade do amortecedor de absorver impactos. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 31 A cavitação é provocada por um impacto muito rápido; produz uma perda momentânea da ação do amortecedor. A cavitação deve-se ao surgimento de um vácuo (abaixamento da pressão do ar) nas câmaras de óleo. A aeração e a cavitação diminuem a aderência dos pneus com o piso e comprometem a segurança do veículo. Para resolver esses problemas foi criado o amortecedor pressurizado. Amortecedor pressurizado Esse amortecedor tem o gás nitrogênio, o mesmo que compõe a maior parte do ar. O nitrogênio forma um bolsão na parte superior da câmara-reservatório. Como esse gás não se mistura com o óleo, ele não forma bolhas, ou seja, não ocorre a aeração . Além disso, o nitrogênio auxilia o resfriamento do óleo e, portanto, impede a ocorrência da cavitação. Precaução Esse tipo de amortecedor não deve ser aberto! Há risco de explosão. Os amortecedores pressurizados podem ser regulados de acordo com o veículo e o piso em que este se deslocar. Alguns amortecedores pressurizados podem ser regulados mecanicamente. Outros têm uma estrutura diferente e sua regulagem é automática. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 32 Os amortecedores de regulagem automática têm um dispositivo chamado “stop hidráulico” ligado à haste. Quando o amortecedor recebe grandes choques, esse dispositivo dificulta a passagem do óleo e, assim, reduz ou elimina o movimento da haste e do êmbolo. Os amortecedores pressurizados com regulagem mecânica precisam ser ajustados antes da instalação. Essa regulagem é feita pressionando-se o amortecedor até o protetor da haste atingir a marca feita no cilindro do amortecedor (“S” = suave “N” = normal e “F” = forte). Nesse momento gira-se a 180° a haste do amortecedor. Amortecedor com controle eletrônico Esse tipo de amortecedor possui válvulas adicionais, controladas por sinal elétrico, que permitem modificar o amortecedor em fração de segundo. Amortecedor com controle eletrônico Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 33 Há duas formas possíveis de acionar o amortecedor com controle eletrônico: • Pelo motorista que, analisando as condições do piso por onde o veículo vai passar, comprime um botão instalado no painel; • Por microprocessador que recebe os sinais de sondas instaladas na suspensão. Os dois sistemas controlam a abertura ou o fechamento das janelas de passagem de óleo da válvula de tração. Instalação Os amortecedores podem ser fixados aos seus pontos de trabalho de duas maneiras: • Por olhal, que é o tipo mais comum para fixação do amortecedor ao eixo do veículo; • Por espiga que é o tipo mais comum para fixação do amortecedor à carroçaria do veículo. Fixação do amortecedor Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 34 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 35 Substituir amortecedor Esta operação ocorre sempre que o amortecedor apresenta defeitos ou quando atinge seu limite de uso. Ordem de execução 1. Retire a roda. Precaução Observar normas de segurança. 2. Retire o amortecedor. Observação: Em alguns tipos de veículos é necessário retirar o conjunto mola/amortecedor. 3. Inspecione o amortecedor quanto a: • Vazamentos; • Deformações; • Desgastes ou deformações de buchas, coxins e retentores dos coxins; • Haste com resistência anormal ao deslocamento. 4. Instale o amortecedor. 5. Instale a roda. Observação: Consulte o manual do fabricante. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 36 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 37 Cubo de roda O cubo de roda é a peça responsável pela rolagem das rodas dos veículos. Pode ser de ferro fundido ou de aço. O cubo pode ser fundido com o tambor de freio, formando uma única peça, ou pode ser fixado a ele por meio de porcas ou parafusos. Neste último caso, é possível separar o cubo do tambor. Cubo fundido ao Tambor Cubo separado do tambor Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 38 O cubo das rodas motrizes – rodas que movem o veículo deve ser capaz de transmitir a tração do eixo para a roda. Por esse motivo, o cubo deve ser fixado atravésde cone, de chaveta ou de estrias. Cone de fixação do cubo de roda Nas rodas não-motrizes, que apenas giram passivamente, o cubo é montado sobre um ou dois rolamentos que podem ser cônicos ou esféricos. Cubo montado sobre rolamento cônico Cubo montado sobre rolamento esférico Há uma tampa metálica, chamada protetor da porca do cubo, que cobre a ponta do eixo. Sua finalidade é impedir a saída da graxa que lubrifica os rolamentos e proteger os componentes do cubo contra a infiltração de impurezas e choques. Esse protetor é colocado sob interferência mecânica, cobrindo a ponta do eixo. A porca que prende o conjunto ao eixo tem um ajuste que deve atender aos padrões especificados pelo fabricante, para que o conjunto tenha um desempenho normal. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 39 A porca de Ajuste do cubo pode soltar-se com o movimento de rotação da roda. Para impedir que isso ocorra, utiliza-se uma arruela com uma saliência em seu diâmetro interno, que se encaixa na canaleta existente na ponta de eixo. Essa arruela é montada entre o rolamento externo e a porca de ajuste do cubo, não permitindo que o giro da roda interfira com a porca. Para manter o ajuste do cubo, a porca deve ser travada. Esse travamento pode ser feito de diversas maneiras. As formas mais comuns são as que utilizam: • Contrapino e porca-castelo; • Travamento por amassamento da porca; • Porca e parafuso allen; • Contraporca com chapa de travamento. Observação: Existem veículos que utilizam eixos entalhados. Nesse caso, a porca do cubo da roda seria de fixação com travamento e não haveria necessidade da arruela. Travamento com contrapino e porca - castelo Para esse travamento, a ponta de eixo apresenta um orifício. Quando a porca-castelo é apertada, dois dos rebaixos do castelo devem coincidir com esse orifício, formando um canal, por onde o contrapino deve passar. Travamento com contra pino e porca-castelo. Travamento com contrapino e porca Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 40 Depois de colocar o contrapino no canal, dobram-se suas pontas, uma em sentido contrário ao da outra. Isso evita que ele saia do canal, quando a roda girar. Travamento por amassamento da porca Esse travamento é feito com ferramenta adequada, como se observa na ilustração abaixo. Travamento por amassamento da porca Depois de apertada, a porca é travada com seu próprio material, que é prensado para o interior de uma canaleta existente na ponta do eixo. Porca prensada Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 41 Travamento com porca e parafuso allen Nesse travamento, a ponta de eixo não tem orifício nem canaleta, mas a porca tem um corte, que sai de uma de suas faces externas e atravessa a parte roscada. Travamento com porca e parafuso allen Um parafuso tipo allen atravessa perpendicularmente essa abertura, diminuindo-a ao ser apertado. Dessa forma, a porca, que já estava apertada, fica travada na rosca da ponta de eixo. Travamento com contraporca e chapa de travamento Nesse tipo de travamento, a primeira porca ajusta o cubo e, em seguida, é encaixada a chapa-trava, no rasgo do eixo. Sobre essa chapa é, então, colocada uma contraporca. Posteriormente, a chapa é dobrada sobre ambas as porcas travando-as. Travamento com contraporca e chapa Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 42 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 43 Rolamentos O movimento de dois objetos que estejam em contato é prejudicado pelo atrito entre suas superfícies. Esse atrito deve-se às irregularidades – saliências e reentrância – que as superfícies apresentam. Essas irregularidades se engancham com o movimento dos objetos. Atrito entre os objetos A e B Desde a Antigüidades, o homem aprendeu que esse atrito é bem menor quando um corpo rola ao invés de ser arrastado sobre outras. Exemplos de atritos Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 44 O rolamento, nome simplificado que se dá ao mancal de rolamento, é um dispositivo que transforma o atrito de arraste em atrito de rolamento, que é bem menor. O rolamento serve de apoio a eixos ou peças, utilizando como componentes intermediários corpos rolantes. Mancal de deslizamento (mais atrito) Mancal de rolamento (menos atrito) Os rolamentos compõem-se, basicamente, de: • Anel externo; • Anel interno; • Separador, que evita o atrito sobre os corpos rolantes; • Esferas ou rolos, que constituem os corpos rolantes e se situam entre os dois anéis do rolamento. Rolamentos secionados Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 45 Classificação dos rolamentos Os rolamentos, segundo os esforços que devem suportar, podem ser divididos em três classes: rolamento axial, rolamento radial e rolamento axial-radial. O rolamento axial deve suportar esforços paralelos ao eixo. É o que ocorre com o mancal de embreagem. Rolamento axial O rolamento radial é o que suporta esforços ao longo de seu raio. É usado em semi- árvores, geradores, etc. Rolamento radial Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 46 O rolamento axial-radial combina os dois tipos anteriores e pode suportar tanto esforços axiais quanto radiais. Por esse motivo, é usado em locais de grande solicitação, como rodas diferenciais. O rolamento axial-radial pode ser de rolos cônicos e de esferas. Rolamento axial-radial de rolos cônicos Rolamento axial-radial de esferas Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 47 Todos os rolamentos devem trabalhar conforme as especificações do fabricante. Por isso, deve-se observar sua folga de trabalho, que pode ser determinada através de relógio comparador ou pelo toque aplicado ao sistema de fixação do rolamento. Verificação de folga com relógio comparador Verificação de folga pela aplicação do torque Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 48 Fórmulas para calcular torque e força T = torque D = distância F = força Os rolamentos são utilizados em diversas aplicações nos veículos, como mostram as figuras a seguir. 1. Roda dianteira 2. Semi-eixo, dir. 3. Semi-eixo, esq. 4. Coroa, lateral dir. 5. Coroa lateral esq. 6. Bomba d’ água 7. Dínamo ou alternador, diant. 8. Dínamo ou alternador, tras. 9. Direção, coluna 10. Direção, rosca sem-fim, sup. 11. Direção, rosca sem-fim, inf. 12. Embreagem, apoio 13. Embreagem, desengate 14. Eixo de entrada, diant. 15. Eixo de entrada, tras. 16. Eixo de saída ou pinhão, diant. 17. Eixo de saída ou pinhão, tras. 18. Roda traseira, int. 19. Roda traseira, ext. Aplicação dos rolamentos Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 49 1. Roda dianteira, int. 2. Roda dianteira, ext. 3. Bomba d’ água 4. Dínamo ou alternador, diant. 5. Dínamo ou alternador, tras. 6. Direção, coluna 7. Direção, rosca sem-fim, sup. 8. Direção, rosca sem-fim, inf. 9. Direção, porca 10. Embreagem, apoio 11. Embreagem, desengate 12. Eixo de entrada 13. Eixo de saída, diant. 14. Eixos de saída, tras. 15. Eixo intermediário, diant. 16. Eixo intermediário, tras. 17. Eixo da ré 18. Sobremarcha 19. Roda livre 20. Sobremarcha, saída 21. Cardã, suporte 22. Junta universal 23. Pinhão cônico, diant. 24. Pinhão cônico, tras. 25. Coroa, lateral dir 26. Coroa, lateral esq. 27. Roda traseira Aplicação dos rolamentos Limpeza dos rolamentos Para lavar rolamentos usam-se solventes de petróleo, principalmente o querosene, colocados em uma vasilha. O rolamento deve ser esfregados com um pincel macio ou agitado no líquido de limpeza para desprender sua sujeira. Após a lavagem, os rolamentos passam por uma secagem com jato de ar comprimido. Nessa secagem, deve-se segurar os dois anéis do rolamento. Evita-se,assim, que ele gire a grande velocidade e se danifique por estar sem lubrificação. Um rolamento limpo deve ser manuseado, com panos limpos e sem fiapos, até ter suas superfícies lubrificadas e protegidas da oxidação. Não sendo utilizados imediatamente, os rolamentos devem ser lubrificados e embrulhados em papel limpo. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 50 Lubrificação dos rolamentos Há rolamentos blindados com capas laterais para proteger o lubrificante. Esse tipo de rolamento já vem lubrificado de fábrica e não pode ser lavado. Rolamentos com blindagem lateral Os rolamentos que não são blindados devem ser lubrificados com óleo ou graxa. Essa lubrificação deve ser renovada periodicamente. A lubrificação com óleo deve ser feita com almotolia nos pontos apropriados (oleadeiras). A lubrificação com graxa é feita sempre que se desmontam componentes para revisão e nelas existem rolamentos alojados. Para serem engraxados, os rolamentos devem estar limpos. Deve-se verificar se a graxa: • É adequada ao tipo de trabalho desempenhando pelo rolamento, atendendo às especificações do fabricante do veículo ; • Penetrou entre os elementos rolantes e as pistas do rolamento; • Cobriu todas as esferas ou rolos. Calcula-se a quantidade da graxa necessária para lubrificar um rolamento através da fórmula: G = 0,005.D.B, Onde: G = gramas de graxas D = diâmetro externo do rolamento B = largura do rolamento em mm Os rolamentos da caixa de mudanças e do diferencial são lubrificados pelo próprio óleo em que estão mergulhados. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 51 Defeitos dos rolamentos Ao verificar defeitos em um rolamento, não basta substitui-lo; temos que descobrir sua provável causa e elimina-la. As causas mais freqüentes são: • Falha de montagem • Falha de lubrificação • Presença de materiais estranhos ao rolamento • contaminação com água • Erros de forma • Vibrações • Corrente elétrica • Fadiga do material A figura ao lado mostra o desprendimento de material da pistas do anel externo, causada por uma sobrecarga radial, devido à montagem incorreta do rolamento. Pode ocorrer uma sobrecarga axial, devida, por exemplo, à expansão térmica do eixo. Assim, o rolamento não consegue acompanhar o deslocamento axial do eixo, o que provoca um desgaste na faixa lateral da pista externa. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 52 Endentações (marcas) nas pistas e corpos rolantes podem ser devidos a golpes no rolamento é montado com interferência mecânica no eixo. Alto polimento nas pistas, provocado por lubrificação insuficiente. Marcas nas pistas e nos corpos rolantes aparecem quando materiais estranhos entram nos rolamentos, durante sua montagem. Eventualmente, segue-se o desprendimento de material. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 53 Corrosão dos rolamentos devido à presença de água. Ovalização do eixo ou do alojamento que produz danos no anel do rolamento. Aspecto dos defeitos produzidos nos rolamentos em equipamentos sujeitos a vibração. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 54 Crateras podem ser produzidas nas pistas do rolamento por uma pequena corrente elétrica, por exemplo pela colocação indevida de um fio-terra. Um rolamento, por ter completado sua duração normal, pode apresentar trincas por fadiga. Vedadores Para conter o lubrificante dentro dos rolamentos, há vários tipos de vedadores de forma e materiais adequados ao trabalho a ser realizado. Os lábios dos vedadores são designados por códigos que especificam suas estrias e o material de que são feitos. Estrias L lisa DRr vedador para eixo com movimento horário DRL vedador para eixo com movimento anti-horário DRW vedador para eixo com movimento bidirecional Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 55 Vê-se, nas ilustrações a seguir, diversos tipos de vedadores. Vedador de couro Vedador de feltro Vedador de borracha Vedador de borracha com 2 lábios de vedação Um vedador em más condições prejudica o rolamento e diminui sua vida útil. Por isso, deve-se observar nas revisões se os vedadores não apresentam vazamento, endurecimento ou queimaduras. Em qualquer desses casos, e todas as vezes em que for retirado, o vedador deve ser substituído um novo do mesmo tipo. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 56 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 57 Graxa Quando um corpo se movimenta em relação a outro, aparece uma resistência a esse movimento à qual denomina-se atrito. Portanto, atrito é a interferência que dificulta o movimento entre os corpos. Nos veículos, há muitos corpos (peças) em movimento e, portanto, muitos pontos onde é comum o atrito. Esse atrito gera calor e desgastes excessivos das peças, tornando impossível a operação de uma máquina ou de um conjunto mecânico. Como exemplo pode-se citar os rolamentos do cubo das rodas dos veículos, que são mancais sujeitos a grandes esforços e, conseqüentemente, a grande atrito. Daí a importância da lubrificação, como meio de reduzir ao máximo o atrito entre peças que se movimentam. Por isso, quando o Mecânico de automóvel desmonta, lava, inspeciona e monta um conjunto, deve estar atento às orientações de cada fabricante a fim de empregar o lubrificante recomendado, visto que esse lubrificante deve atender a certas características que são peculiares a cada conjunto mecânico, a cada máquina, a cada veículo e a cada tipo de trabalho. A graxa é um lubrificante muito utilizado pelo Mecânico de automóvel e, por isso, é necessário conhecer algumas de suas características. Entre as características mais importantes, algumas influem na escolha da graxa: • Resistência à água; • Resistência a altas rotações; • Resistência à temperatura; • Resistência a determinada carga. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 58 Alguns tipos de graxa mais usados nas oficinas mecânicas são feitos de dois produtos principais: sabão metálico e óleo lubrificante. O óleo lubrifica as peças enquanto o sabão metálico, conhecido como espessante, mantém o óleo no ponto a ser lubrificado, isto é dá consistência à graxa, caso contrário o óleo se escoaria, ficando as peças sem lubrificação. Vários sabões metálicos podem ser usados na fabricação da graxa afim de atender à diversas aplicações. Os sabões metálicos mais usados são: sódio, lítio, alumínio, chumbo, cálcio, bário e sabões mistos. Esses minerais são encontrados na natureza e são responsáveis pela consistência e característica de cada tipo de graxa. Em alguns tipos de graxa, para fins especiais, são adicionados aditivos que dão certas propriedades à graxa além de mudar a sua coloração. Os aditivos mais usados são: • Anti-oxidante; • Anti-desgaste (extrema pressão); • Redutor do ponto de congelamento; • Aditivos para aumentar a untuosidade ; etc. Características das graxas Graxa à base de sabão de cálcio: resiste à água, suporta temperatura de 80°C, aproximadamente, e é fácil de ser bombeada por pistola. Graxa à base de sabão de alumínio: é macia, resiste à água, suporta temperatura de 75°C e tem aspecto de filamentos, isto é de fiapos. Graxa à água de sabão de sódio: tem um aspecto fibroso, não resiste à água e suporta temperatura de 150°C. Muitas vezes, para se obterem graxas com várias características, misturam-se vários sabões metálicos, como, por exemplo: • Graxa à base de sabões de cálcio e de chumbo reúnem as propriedades da graxa à base de cálcio e alta resistência a desgaste proporcionada pelo chumbo; Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 59 • Graxasà base de sabões de lítio e de bário resistem bem à água, suportam temperaturas de 150°C e possuem boa aderência. As graxas à base desses sabões (lítio e bário), devido às suas múltiplas finalidades, também são conhecidas por multi-purpose e são as mais usadas na linha automotiva atualmente. Outro fator importante que influi na escolha da graxa é a sua consistência. Graxa muito consistente (dura) ou de pouca consistência (mole) poderá não lubrificar a contento, visto que a primeira poderá, pelo efeito da centrifugação, afastar-se do ponto de lubrificação e a segunda poderá escorrer, acarretando danos aos mancais, peças, etc. A consistência da graxa varia de acorde com um número que vem escrito no vasilhame, sendo 000 a graxa de menor consistência, até 6, que é a de maior consistência, passando pelos valores intermediários que são 00, 0, 1, 2, 3, 4 e 5. Assim, por exemplo, uma graxa 00 é quase líquida, uma graxa n0 2 é pastosa e uma graxa n0 5 é quase sólida. Logo, há um tipo de graxa para cada fim. Seu uso correto, aplicando-se as especificações dos fabricantes do veículo e da graxa, permitem que se obtenha o máximo de rendimento e duração das peças ou conjunto mecânicos. É sempre bom lembrar que , tão importante quanto a escolha é a quantidade de graxa a ser usada, em cada ponto de aplicação, que deve obedecer rigorosamente à prescrição dos fabricantes. O assunto é extenso e não se esgota com este texto. Você poderá ampliar seus conhecimentos quanto à fabricação e utilização das graxas consultando manuais livros, boletins técnicos e revistas, onde encontrará muitas informações úteis a respeito do assunto. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 60 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 61 Recondicionar cubo de roda Esta operação é feita para estabelecer as condições de trabalho do cubo, inspecionando-o e substituindo, quando necessário, os elementos que o compõem. Ordem de execução 1. Retire a roda. 2. Retire o cubo da roda. 3. Desmonte cubo de roda. 4. Limpe e inspecione cubo de roda. Precaução Não utilize o jato de ar para secagem das mãos e limpeza da roupa. 5. Monte o cubo de roda. 6. Instale cubo de roda. 7. Ajuste a folga dos rolamentos. 8. Instale a roda. Observação: Consulte o manual do fabricante do veículo. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 62 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 63 Mola Provavelmente, a mola mais conhecida é a que tem a forma helicoidal. Entretanto, a mola pode ter diversas outras formas: mola plana, barra de torção, feixe de molas, feixe de torção. Várias formas de molas Cada trecho da mola helicoidal que corresponde a uma volta chama-se espira; a distância entre uma espira e a espira seguinte chama-se passo. Mola helicoidal Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 64 Na mola helicoidal de tração as espiras estão juntas uma da outra. Assim, quando a mola é tracionada, as espiras se afastam. Já na mola helicoidal de compressão, as espiras precisam ter um certo afastamento para permitir uma deformação elástica e absorver a ação da carga aplicada. Molas helicoidais de tração e de compressão Nas molas de compressão utilizadas em veículos os elos não devem se encostar, mesmos quando são comprimidos. Por isso, se apresentarem espiras deformadas, é sinal de que perderam sua capacidade de resistência devem, então, ser substituídas. Para melhor desempenho, deve-se atender às especificações corretas das molas helicoidais. Estas especificações são: • Comprimento da mola (H); • Carga máxima que a mola admite (Qm); • Diâmetro médio da mola (Dm); • Diâmetro do arame (até 12mm) ou vergalhão (acima de 12mm) de que a mola é feita (dm); • Deslocamento que cada espira sofre quando a mola é esforçada (espaço de contração = e). Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 65 Além disso, as molas têm uma determinada duração, depois da qual deixam de atuar. Nesse caso, o carro pode ficar mais baixo ou pender para o lado. Outro problema, devido a molas danificadas, é o veículo não voltar rapidamente à sua posição original ao ser abaixado e solto. Por isso, deve-se fazer uma substituição preventiva das molas, de acordo com a especificação do fabricante do veículo. Todos esses cuidados são válidos, também, para feixes de molas com molas semi-elípticas. Os feixes de mola são especificados quanto a: • Carga máxima; • Comprimento total do feixe; • Número de lâminas; • Comprimento, largura e espessura de cada lâmina; • Flecha do arco de curvatura. Flecha do arco As molas de suspensão dos veículos são feitas de aço-liga temperado. Por isso, não devem ser aquecidas, cortadas, soldadas ou arqueadas para não perderem sua capacidade de ação. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 66 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 67 Suspensão dependente A suspensão tem a finalidade de tornar o veículo confortável e seguro. Ela absorve os impactos recebidos pela roda. A suspensão de um veículo é constituída por três partes: estrutura, molas e amortecedores. A estrutura faz a ligação das rodas com o chassi e define o tipo de suspensão dependente ou independente. A suspensão dependente é caracterizada por um eixo rígido transversal unindo as rodas traseiras ou dianteiras. Na suspensão independente é utilizado um eixo articulado para cada roda. Suspensão dependente Suspensão independente Na suspensão dependente, impactos sofridos por uma roda são transmitidos pelo eixo rígido até a outra roda. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 68 Já na suspensão independente, como o nome indica, cada roda move-se independentemente uma da outra, para cima a para baixo, ao passar por choques e oscilações. Essa comparação é ilustrada pelas figuras abaixo. Suspensão dependente Suspensão independente É fácil perceber que um veículo com suspensão dependente é pouco confortável ao transitar por estradas de terra ou mesmo sobre asfalto esburacado e gasto. Há dois tipos mais comuns de suspensão dependente: com feixe de molas e com mola helicoidal. Suspensão dependente A suspensão dependente com feixe de molas é, atualmente, pouco utilizada em veículos de passeio. Seu uso está mais direcionado para pick-up, caminhões e ônibus. O feixe de molas é constituído por um certo número de lâminas de aço. Esse aço contém manganês e silício, elementos que proporcionam maior elasticidade ao aço. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 69 As lâminas têm comprimentos diferentes. São unidas por um pino central (espigão) e braçadeiras. Essas braçadeiras não impedem que as lâminas se movimentem entre si quando a mola se flexiona. Feixe de molas Durante a flexão, o comprimento do feixe varia. Por isso, é necessário que ele esteja ligado à carroçaria por uma peça móvel, a algema ou jumelo. Função de algema Em veículo pesados e extrapesados há feixes de molas auxiliares (sobre-feixe), que só funcionam quando a carga do veículo atinge determinado valor. Feixe de mola com sobre-feixe Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 70 Suspensão dependente com mola helicoidal Os veículos atualmente fabricados apresentam uma série de características que levam à utilização de molas helicoidais no lugar de feixe de molas. Entre essas características destacam-se as seguintes: • Carroçaria monobloco; • Mais espaço útil quanto ao tamanho da carroçaria; • Transmissão dianteira; • Conforto interno; • Menor manutenção da suspensão. Além desses motivos, pode-se assinalar que as molas helicoidais: • Ocupam menos espaço e têm menor peso do que o feixe de molas; • Diminuem o ruído da suspensão; • Não exigem longarina,o que torna a estrutura do veículo mais simples; • Oferecem maior conforto, pois a suspensão fica mais macia; • Têm fabricação mais fácil do que os feixes de molas. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 71 Suspensão independente A suspensão independente garante o movimento de uma roda, ao passar por um obstáculo, não se transmita à outra roda. O dispositivo que se deforma elasticamente, com o impacto sofrido pela roda, pode ser de diversos tipos, como veremos a seguir. Feixe de molas em posição transversal Esse feixe é fixado no seu ponto médio, preso à carroçaria que é do tipo monobloco. Por essa razão, a flexão que ocorre em um dos lados não se transmite ao outro lado do feixe. Feixe de molas Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 72 Barra de torção É um eixo de aço especial, de seção circular, que pode ser deformado por torção. Uma de suas extremidades é fixada do chassi do veículo e outra fica ligada rigidamente ao braço de suspensão. Esse braço recebe a carga e aplica-a à barra de torção. Uso de barra de torção Feixe de molas Esse tipo de suspensão independente tem um feixe de lâminas retas e de seção retangular que trabalha dentro de um tubo de aço. O feixe está preso pela parte mediana a seus extremos ficam, livres para se moverem por torção. Feixe de torção Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 73 Suspensão hidropneumática É um tipo de suspensão hidráulica, onde o ar comprimido funciona como elemento elástico. O amortecimento é feito pela compressão do ar em uma câmara dupla. Suspensão hidropneumática O movimento da roda aciona um êmbolo que se move dentro de um cilindro. Esse cilindro comunica-se com a câmara de óleo que, por sua vez, transmite pressão à câmara de gás (ar) através de uma membrana flexível. Suspensão independente com mola helicoidal É a mais usada, atualmente, graças às vantagens apresentadas pela mola helicoidal em termos de espaço e fabricação. A suspensão com mola helicoidal pode ser: braço oscilante e eixo articulado Braço oscilante Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 74 O eixo articulado é do tipo ”MacPherson”, que tem a vantagem de utilizar o amortecedor de fixação da mola. Eixo articulado Observação: Alguns veículos utilizam um outro tipo de suspensão chamada de semi-independente, pois, apesar de as rodas estarem ligadas por um mesmo eixo, esse eixo, em determinadas condições de esforço, sofre torção. Suspensão semi-independente Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 75 Substituir suspensão Esta operação é utilizada para remover o conjunto da suspensão do veículo. É praticada quando se deseja verificar o estado da suspensão e, se necessário, substituir um ou mais de seus elementos. Ordem de execução 1. Levante o veículo e apoie-o sobre cavaletes. 2. Retire a suspensão. 3. Instale a suspensão. 4. Abaixe o veículo Precaução Ao comprimir a mola, procure o seu ponto de equilíbrio para evitar que ela salte e cause acidentes. Observação: Consulte o manual do fabricante. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 76 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 77 Estrutura da suspensão Suspensão com feixe de molas semi-elíptica O feixe de molas é formado por número variável de lâminas. A lâmina que tem olhais é a lâmina-mestra; segue-se a ela a contramestra. As demais, da maior para a menor, são chamadas terceira, quarta, quinta, etc. Feixe de molas As lâminas são montadas umas as outras por meio de um pino central e de braçadeiras. Montagem de feixe de molas O pino central ou espigão funciona como guia do feixe e posiciona o eixo perpendicularmente à linha longitudinal do veículo. As braçadeiras garantem o alinhamento longitudinal do feixe. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 78 Um grampo, em forma de “U”, fixa feixe de molas ao eixo do veículo. O feixe articula- se com o chassi através das algemas (ou jumelos) que permitem sua flexão. Essa flexão do feixe é limitada pelo batente - peça de borracha maciça fixada ao chassi do veículo. O grampo e as algemas são mostrados abaixo, em uma suspensão dependente com feixe de molas. Elementos de uma suspensão dependente O feixe de molas está ligado ao chassi da seguinte forma: • Na dianteira, através do olhal da mola-mestra ligada ao suporte do chassi; • Na traseira, pelas algemas que possibilitam a flexão do feixe. A inspeção do feixe de molas e dos outros componentes da suspensão é feita obedecendo-se aos seguintes procedimentos: • Verificar se há lâminas quebradas ou trincadas; • Verificar se os olhais possuem deformações; • Conferir a flexa das lâminas; Feixe de lâmina • Examinar as braçadeiras, periodicamente; • Verificar se há folgas e desgastes nos pinos e buchas das algemas e do suporte dianteiro; • Examinar se o parafuso central está quebrado; • Verificar, periodicamente, a fixação do grampo “U” e conferir a centralização do eixo. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 79 Quaisquer defeitos detectados devem ser corrigidos ou, se isso não for possível, deve- se substituir as peças defeituosas. Suspensão com mola helicoidal A maioria dos veículos leves possui sistema de suspensão independente com mola helicoidal. Essa mola helicoidal pode ter maior ou menor resistência de acordo com os acessórios instalados no veículo, tais como ar condicionado, direção hidráulica, etc. A oscilação da roda pode se dar através de dois braços de aço, que se articulam: um braço superior e outro inferior. Na suspensão do tipo “MacPherson”, entretanto, há apenas um braço triangular ou linear. Braço triangular Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 80 Braço linear A ligação dos braços da suspensão com ponta de eixo é feita através da articulação esférica. Articulação esférica A articulação esférica é formada de duas partes: • Uma parte de formato esférico que se encaixa em um alojamento igualmente esférico; • Um eixo cônico com rosca. Entre a parte esférica e seu alojamento há uma película de lubrificante e uma proteção de borracha, que é uma coifa de proteção. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 81 O tensor é uma borracha de aço cilíndrica que liga o braço à carroçaria do veículo. Sua função é suportar os esforços provocados pelas mudanças de velocidade, quando o veículo “arranca” ou freia. Tensor Articulando-se com os braços da suspensão existe, ainda, um eixo de aço. Sua extremidade é chamada, geralmente, de manga de eixo. Na manga de eixo há uma parte roscada, que permite a instalação e a regulagem do cubo através de dois rolamento cônicos. Em certos veículos, atualmente, há apenas um rolamento de grande diâmetro e com duas carreiras de esferas. Quando o veículo se desloca em pisos irregulares, suas rodas sofrem impactos. A mola helicoidal recebe esses impactos através dos braços e se flexiona. Sua flexão é limitada pelo batente ou coxim, que é uma peça de borracha maciça, fixada ao chassi do veículo. Manutenção A manutenção da suspensão com mola helicoidal deve abranger os seguintes procedimentos: • Verificar se há trincas ou mal posicionamento da mola em seu alojamento; • Conferir o tamanho da mola, que é padronizado para cada tipo de veículo; • Substituir, periodicamente, os coxins e o revestimento anti-ruído das molas; • Substituir as molas sempre que aos pares, para evitar que o veículo fique inclinado; • A mola retirada não deve ficar muito tempo comprimida na ferramenta, para evitar sua deformação; Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 82 • Verificar, periodicamente, os amortecedores quanto à sua capacidade de ação e inexistênciade vazamento; • Verificar o estado das articulações esféricas. Defeitos da suspensão e suas possíveis causas Causa Defeito Feixe de molas Mola helicoidal Quebra de molas Excesso de peso Amortecedor sem ação Grampos soltos Excesso de peso Amortecedor sem ação Suspensão baixa Molas quebradas Molas fracas Molas quebradas Molas fracas Barulho na suspensão Bucha das algemas ou Borracha do amortecedor danificadas Amortecedor sem ação Elementos soltos Batente quebrado Mola quebrada Desgaste das buchas dos braços da suspensão Desgaste na junta esférica Suspensão oscilando muito Amortecedor sem ação Amortecedor sem ação Veículo sem paralelismo nos eixos transversais Mola-mestra quebrada Pino central do feixe de molas quebrado Tensor soltou ou quebrado Vibração da suspensão Roda desbalanceada ou torta Pneu defeituoso Roda desbalanceada ou torta Pneu defeituoso Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 83 Recondicionar suspensão Constatados defeitos ou ruídos na suspensão, pode ser necessário desmontá-la, inspecionar seus elementos e substituir os que estiverem defeituosos e tornar a monta-la. Ordem de execução 1. Desmonte a suspensão. 2. Limpe e inspecione os elementos da suspensão. 3. Substitua os elementos que apresentarem defeitos. 4. Monte a suspensão. Observação: Consulte o manual do fabricante Precauções • Tratando-se de suspensão com mola helicoidal, ao comprimir amola procure seu ponto de equilíbrio para evitar que ela salte e cause acidentes. • Devido às características de construção do feixe de molas, tome cuidado com a sua fixação na morsa e com a sua manipulação. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 84 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 85 Sistema de direção Os veículos são dirigidos movendo-se suas rodas dianteiras de um conjunto de peças articuladas. Esse conjunto constitui o sistema de direção, que se compõe, basicamente, das seguintes peças: Sistema de direção O volante de direção, acionado pelo motorista, transmite seu movimento giratório à árvore de direção. Árvore de direção é uma haste cilíndrica de aço ou um conjunto de hastes menores articuladas entre si que transmitem o movimento do volante à caixa de direção. Em alguns veículos, a árvore de direção fica alojada em um tubo metálico, fixado à carroçaria, chamado de coluna de direção. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 86 Com o avanço tecnológico, visando à segurança, foi criada a coluna retrátil. Em caso de impacto frontal do veículo ela se deforma, impedindo que o motorista seja atingido pelo volante de direção. Coluna de direção retrátil A caixa de direção é uma carcaça metálica, contendo em seu interior peças que se articulam e que transferem os movimentos da árvore de direção para as rodas, através de braços e barras de direção, que constituem as articulações de direção. Articulações de direção Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 87 Há dois tipos básicos de sistema de direção, de acordo com seu acionamento: • Direção mecânica; • Direção servoassistida; No primeiro tipo, direção mecânica, as rodas do veículo são comandadas por dispositivos mecânico. Na direção servoassistida há a combinação de um sistema mecânico comum com um sistema auxiliar hidráulico. Dessa forma, reduz-se o esforço físico do motorista, principalmente em manobras em baixa velocidade. Além de reduzir o esforço do motorista, a direção servoassistida reduz o movimento de giro do volante. Esse último efeito é importante, pois vale também em sentido inverso. Qualquer coisa que afete a direção do veículo, como estouro de pneu dianteiro ou choque em uma das rodas dianteiras, afetará pouco o volante. Logo, a direção servoassistida permite dirigir com: • Maior segurança; • Menor esforço; • Menor movimentação do volante. A direção servoassistida possui, além das peças que a direção mecânica tem, os seguintes componentes: • Bomba de fluido; • Reservatório; • Válvula rotativa; • Um pistão dentro de um cilindro hidráulico e, naturalmente, tubulações que conduzem o fluido. A bomba é acionada pelo motor. Quando o volante não é movimentado pelo motorista, o fluido não atua sobre a caixa de direção. Assim o motorista aciona o volante de direção, a válvula rotativa dá passagem ao fluido que vai atuar, sob pressão, em um dos lados do cilindro. A ação do óleo soma-se à ação mecânica que atua na caixa de direção, de tal forma que cerca de 70 a 75% da força necessária para mover lateralmente as rodas é fornecida pela pressão do fluido. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 88 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 89 Substituição da caixa de direção Essa operação é executada sempre que for necessário substituir ou recondicionar a caixa de direção e para permitir a realização de outros trabalhos. Ordem de execução 1. Apoie o veiculo sobre cavaletes. 2. Retire a caixa de direção. 3. Instale a caixa de direção. 4. Coloque o veículo no solo. Observação: Consulte o manual do fabricante. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 90 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 91 Caixa de direção A caixa de direção é um conjunto de peças que trabalham articuladas para permitir a condução do veículo. Para isso, a caixa de direção transmite o movimento do volante de direção aos braços e à barra de direção. Sistema de direção Os tipos mais comuns de caixa de direção são: • Com setor e rosca sem-fim; • Com pinhão e cremalheira; Os modelos de caixa de direção com rosca sem-fim são: • Com setor e rosca sem-fim; Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 92 • Com rosca sem-fim e esferas circulantes. Na figura abaixo você pode ver a estrutura de uma caixa de direção com rosca sem-fim e setor. Caixa de direção com rosca sem-fim e setor Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 93 Todo o conjunto de peças dessa caixa de direção trabalha em banho de óleo ou graxa, contido em uma carcaça, muito bem fechada com tampa parafusada além de ter junta e vedadores. Assim, evita-se a saída de lubrificante ou a entrada de impurezas, já que nos dois casos o funcionamento do mecanismo seria prejudicado. A rosca sem-fim recebe o movimento do volante e transmite-o ao setor. O setor e a rosca sem-fim são de aço tratado, para diminuir ao máximo o desgaste. A rosca sem-fim tem um diâmetro menor no centro do que nas extremidades. Assim ela se ajusta ao setor em toda sua movimentação, como se observa nas fotos seguintes. A folga entre o setor e o sem-fim é corrigida através de dispositivos de regulagem, que podem ser porcas parafusos ou calços. A rotação dos componentes da caixa de direção é facilitada pelo uso de rolamentos. A caixa de direção com setor e sem-fim é ligada às articulações que dirigem as rodas através de um braço de direção. A caixa deve ser inspecionada periodicamente realizando-se, então reapertos e regulagem dos componentes. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 94 Caixa de direção com pinhão e cremalheira É a caixa de direção largamente utilizada nos veículos de passeio por apresentar: • Boa absorção das vibrações das rodas; • Não apresentar folga quando as rodas estiverem esterçadas. Seus componentes básicos são: Componentes de caixa de direção com pinhão e cremalheira Os componentes da caixa são montados dentro da carcaça de liga leve. Coifas de proteção de borracha evitam a perda de lubrificante e protegem os elementos internos da carcaça. O pinhão está montado junto com a árvore de direçãoe engrena-se com uma haste linear dentada que é a cremalheira. A folga entre dois – pinhão e cremalheira – é corrigida por dispositivos de regulagem. O movimento de rotação do pinhão é facilitado por rolamentos. Buchas de náilon tornam mais suave o deslizamento da cremalheira. Quando o volante de direção é acionado, o pinhão gira e aciona a cremalheira, que comanda as barras de direção. A cremalheira é a parte central da caixa de direção, ligando-se às barras de direção por articulações esféricas. É com esta ligação que: • O movimento linear de cremalheira se transforma nos movimentos angulares das rodas; • As rodas podem fazer seus movimentos, independentemente da articulação da suspensão. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 95 Caixa de direção servoassistida (hidráulica) É formada por um sistema hidráulico que auxilia o sistema mecânico normal de acionamento da direção. O sistema hidráulico diminui o esforço físico do motorista para manobrar o veículo. Caixa de direção servoassistida A estrutura de um sistema de direção servoassistida é diferente, em alguns aspectos, se a caixa de direção é com rosca sem-fim ou com pinhão e cremalheira. Vamos estudar apenas um desses tipos – o que possui pinhão e cremalheira, cujos elementos são mostrados abaixo. O fluido hidráulico é fornecido à caixa de direção a partir de um reservatório pela ação de uma bomba hidráulica. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 96 A cremalheira está ligada a um êmbolo que desliga, sob pressão o fluido, dentro de um cilindro de trabalho. Dessa forma, a cremalheira desloca-se acionada pelo pinhão e pela pressão do óleo. Quando o volante é girado para a direita ocorrem as seguintes modificações na caixa de direção: Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 97 • Pinhão desloca a cremalheira para a direita; • Uma barra de torção, acionada pelo volante, movimenta um conjunto de válvulas que conduz o óleo sob pressão de bomba para a câmara de pressão esquerda. Assim, o êmbolo – e portanto a cremalheira presa a ele – são deslocados para a direita; • Óleo que está na câmara de pressão direita é conduzido, através do conjunto de válvula, para o reservatório. Inversamente, quando o volante de direção é girado para a esquerda, ocorrem os movimentos opostos aos explicados anteriormente. A caixa de direção servoassistida pode vir instalada nos veículos, desde sua fabricação, ou ser adaptada aos que não possuem. Caso ocorra uma falha no sistema hidráulico, a caixa continuará atuando mecanicamente exigindo maior esforço do motorista para girar o volante. É que a caixa de direção servoassistida tem menor relação de redução que a mecânica e o fluido do circuito hidráulico oferece certa resistência à movimentação do volante Manutenção das caixas de direção Os procedimentos baixo referem-se tanto a caixas mecânica como a servoassistida: • Verificar e corrigir a regulagem, periodicamente, de acordo com as especificações do fabricante; Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 98 • Verificar e reapertar, periodicamente, os elementos de fixação; • Quando setor ou o sem-fim estivar danificado, substituir sempre o conjunto; • Quando o pinhão ou a cremalheira estiver danificado, substituir sempre o conjunto; • Substituir, sempre que necessário, as coifas de proteção das caixas com pinhão e cremalheira; • Evitar girar o volante de direção com veículo parado; • Usar o lubrificante recomendado pelo fabricante. Defeitos mais comuns da caixa de direção Defeito Causa Direção dura Caixa de direção com regulagem apertada além do especificado Falta de lubrificante Barulho a girar o volante Vazamento na caixa de direção Rolamentos danificados Juntas e/ou vedadores danificados O volante apresenta resistência variável ao giro Setor e sem-fim, ou pinhão e cremalheira, danificada Volante de direção oscilando Caixa de direção folgada em seu alojamento Folga no volante Falta de ajuste entre o setor e o sem-fim ou pinhão e cremalheira. Desgaste dos componentes Defeitos da direção servoassistida e suas causas Defeito Causa Direção pesada para ambos os lados Nível baixo do fluido Correia frouxa Ar no sistema hidráulico Filtro obstruído e/ou dutos entupidos Direção ruidosa e pesada quando o volante é girado rapidamente Correia frouxa Ar no sistema hidráulico Nível baixo do fluido Golpes no volante Nível baixo de fluido Ar no sistema hidráulico Braçadeira de fixação de eixo da coluna com folga Oscilações no volante - ‘’shimmy” Rodas desbalanceadas Direção desalinhada Folgas nos componentes Vazamento de fluido Tampa do reservatório solta Conexões das mangueiras soltas Mangueiras ou tubulações danificadas Vedador do fluido da carcaça da válvula defeituoso Essa tabela refere-se apenas às operações que podem ser executadas nas oficinas. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 99 Observação: Segundo os fabricantes de direção servoassistida, não se deve abrir a válvula rotativa e a bomba hidráulica. Elas devem ser encaminhadas aos postos autorizados para reparo. Entretanto, a reposição ou manutenção do nível do fluido no reservatório devem ser feitas com fluido hidráulico recomendado pelo fabricante do veículo. Essa fluido hidráulico deve ser altamente estável e manter sua viscosidade co pouca variação quando sua temperatura sobe. Deve conter aditivos, tais como: • Anti-espumantes; • Detergente; • Componente anti-desgaste; e apresentar o mínimo possível de resíduos. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 100 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 101 Recondicionar caixa de direção Esta operação consiste em desmontar, inspecionar, montar e regular s componentes da caixa de direção. Ordem de execução 1. Fixe a caixa de direção em uma morsa. Observação: Use mordente ou suporte apropriado. 2. Desmonte a caixa de direção. 3. Limpe os componentes da caixa de direção 4. Inspecione os elementos da caixa de direção, verificando visualmente se há desgaste excessivos, trincas, deformações e empenamentos. 5. Substitua os elementos que estiverem danificados. 6. Monte a caixa de direção. 7. Regule a caixa de direção. 8. Lubrifique a caixa de direção. Observação: Consulte o manual do fabricante. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 102 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 103 Balanceamento de roda Há uma série de procedimentos técnicos que permitem ao Mecânico de automóvel eliminar os desequilíbrios que as rodas dos veículos podem apresentar. Esses procedimentos constituem o balanceamento de roda. O balanceamento de roda pode ser estático ou dinâmico. Balanceamento estático Há uma forma fácil de verificar se uma roda está com desequilíbrio estático. É só colocá-la em um eixo que lhe permita girar livremente. Se ela não parar em qualquer posição, é sinal que está com alguma massa concentrada que procura, portanto, fica na posição mais baixa possível. Roda com massa concentrada Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 104 Para balancear a roda, prende-se uma massa no ponto diametralmente oposto ao que desceu. A massa adicional presa à roda equilibra-a de tal forma que ela ficará parada em todas as posições. Eliminam-se, assim, as trepidações que dificultam dirigibilidade do veículo. Desequilíbrio estático Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 105 Balanceamento dinâmico Além do balanceamento estático, a roda deve girar, em todas as velocidades, mantendo-se perpendicularmente ao eixo de rotação. Equilíbrio dinâmico Em altas velocidades, uma roda desbalanceada dinamicamente apresentaoscilações laterais. Essas vibrações laterais nas rodas dianteiras transmiem-se à direção, que também fica oscilando. São conhecidas pelo nome inglês shimmy e criam dificuldades para o motorista manter a estabilidade do veículo. Desequilíbrio dinâmico Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 106 Para eliminar o desequilíbrio dinâmico das rodas, prende-se uma massa adicional no lado oposto da massa desequilibrante, como se vê na ilustração seguinte. A figura a seguir resume as possibilidades de equilíbrio que uma roda pode apresentar 1. Roda balanceada dinâmica e estaticamente 2. Roda desbalanceada estaticamente 3. Roda balanceada estatisticamente, porém sem equilíbrio dinâmico 4. Roda desbalanceada dinâmica e estatisticamente Observação: O balanceamento dinâmico pode ser feito com a roda no veículo se o aparelho balanceado for portátil. Caso contrário, será necessário retirá-la. As massas adicionais são afixadas nas bordas do aro por meio de uma presilha ou fita adesiva. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 107 Balancear roda Esta operação destina-se a restabelecer o equilíbrio de uma roda, adicionando-se plaquetas de chumbo nas bordas de seu aro. É executada sempre que os pneus são substituídos ou a direção é alinhada ou quando há desgastes prematuros dos pneus. Ordem de execução 1. Prepare a roda para ser balanceada. Observação: Remova as massa adicionais que já estiverem presas no aro usando alicate apropriado. 2. Limpe a roda. 3. Corrija os amassamentos das bordas do aro. 4. Faça o balanceamento da roda. Observações: • Consulte o manual do fabricante do balanceador. • Confira a fixação das massas adicionais para evitar que se desprendam. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 108 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 109 Alinhamento das rodas A segurança do tráfego nas estradas, a duração dos pneumáticos e a economia de combustível dependem da exatidão com que o Mecânico de automóvel executa as operações de alinhamento das rodas. O alinhamento das rodas traseiras e das rodas dianteiras do veículo envolve sete fatores básicos, que são: 1. Câmber – É a inclinação da parte superior do plano da roda para dentro ou para fora. 2. Cáster – É a inclinação da parte superior do pino mestre para a frente e para trás, no sentido longitudinal do veículo. 3. Inclinação do pino-mestre – É a inclinação da parte superior do pino-mestre para dentro. 4. Convergência negativa ou positiva – É a abertura ou fechamento das rodas olhando o veículo de cima. 5. Divergência nas curva – É a diferença angular de esterçamento das rodas dianteiras com o veículo fazendo uma curva. 6. Paralelismo das rodas dianteiras 7. Centralização do volante Para conseguir um alinhamento perfeito das rodas é necessário que haja uma relação correta entre os ângulos da geometria da direção, pois cada qual tem um objetivo específico mas todos estão relacionados entre si. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 110 Câmber É a inclinação da parte superior da roda, para fora (positivo) ou para dentro (negativo), comparada com a vertical. O câmber tem a finalidade de aliviar a direção e diminuir a distância entre o ponto de contato do pneumático com o solo e a linha vertical do pino- mestre (suporte da porta de eixo). Câmber A cambagem das rodas deve ser nula quando o veículo estiver em movimento. Isto não significa que o câmber seja nulo com o veículo vazio e parado, mas que sob condições normais de carga e velocidade seja aproximadamente 0°. Quando o veículo trafega em estradas irregulares, o deslocamento da roda para cima ou para baixo provoca variações no ângulo de câmber, passando de positivo para negativo e vice- versa (suspensão independente). Cáster É o ângulo no qual o pino-mestre (suporte da porta de eixo) está inclinado para a frente ou para trás no sentido longitudinal do veículo . Cáster7 Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 111 Cáster positivo é quando a parte superior do pino-mestre está inclinado para trás; negativo, é quando está inclinado para frente. A estabilidade direcional de um veículo, ou seja a habilidade em se manter na reta sem necessidade de se movimentar o volante, é conseqüência de dois fatores principais: cáster e inclinação do pino-mestre. Quando o cáster for muito nulo, a linha de centro do pino ficará paralela com a linha vertical de centro do pneu, não oferecendo a menor estabilidade direcional. Quando o cáster for acentuadamente positivo, será necessário muito esforço para girar o volante nas curvas, e as rodas dianteiras tenderão a volta à reta rapidamente. Por essa razão, deve-se seguir a orientação dada pelo fabricante do veículo sobre as regulagens dos ângulos da geometria da direção. Inclinação do pino-mestre É o número de graus em que a ponta superior do pino-mestre está inclinada dentro no sentido do centro de veículo. A combinação do cáster com as inclinação do pino-mestre dá ao volante a estabilidade direcional, pois força as rodas a voltarem à posição reta após as curvas, bem como resiste a qualquer pressão tendendo a esterçá-las antes do movimento do volante. Essa combinação produz outro afeito de interseção da linha central do pino e o ponto de contato do pneu com o solo, distribuindo, dessa forma, a carga sobre os rolamentos do cubo. Inclinação do pino-mestre Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 112 Convergência positiva ou negativa Embora, teoricamente, as rodas da frente devam ser paralelas quando apontadas para a frente, verifica-se, na prática, que se obtêm melhores resultados quanto a uma direção mais firme e um menor desgaste dos pneus quanto as rodas se apresentam com a convergência positiva ou negativa. Nos veículos de tração traseira, as rodas da frente convergem alguns milímetros, compensação para o fato de não ser possível obter uma direção e uma suspensão perfeita e da existência de uma certa folga na articulação da direção e nas ponteiras. Nos veículos de tração dianteira, as rodas apontam ligeiramente para fora (convergência negativa). Nos veículos de suspensão traseira independente, as rodas podem ser paralelas ou possuírem convergência positiva ou negativa. Divergência nas curvas É a diferença do ângulo de esterçamento em curvas entre as rodas direita e esquerda. Em 1818, muito antes do advento do automóvel, o inventor alemão Rudolf Ackermann registrou a patente de um dispositivo baseado no princípio da direção geometricamente correta. Sendo este princípio, quando um automóvel percorre uma curva, as suas rodas deverão descrever uma trajetória diferente, terá tendência a derrapar o correspondente à diferença das trajetórias, o que traduz em desgaste do pneu. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 113 Mecanismos simples de direção: O eixo da gente gira em torno de um eixo central. A direção no princípio de Ackermann utiliza mangas de eixo independentes para que as rodas percorram curvas com o mesmo centro. Sistema de direção em uma reta, visto de cima. A barra mais comprida representa o conjunto do eixo dianteiro. A barra mais curta corresponde à barra de direção acionada pelo volante. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 114 Sistema de direção em uma curva. Como a barra de direção é mais curta que o conjunto do eixo dianteiro, a roda da direita move-se com um ângulo maior do que a esquerda ao girar para a direita e vice-versa ao girar para esquerda, como mostra a ilustração a seguir. Paralelismo das rodas traseiras É a posição dianteira que as rodas traseiras possuem em relação à linha longitudinal do veículo. Suspensão e direção SENAI-SP - INTRANET AA309-08 115
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