SUSPENSÃO E

DIREÇÃO LEVE

CIMATEC

SUSPENSÃO E

DIREÇÃO LEVE

Salvador 2005

CIMATEC

Copyright 2005 por SENA-DR BA. Todos os direitos reservados. Área Tecnológica Automotiva Elaboração: Gabriel Souza de Santana ; Técnico. Revisão Técnica: Enoch Dias Santos Junior, Técnico.

Revisão Pedagógica: Maria Inês de Jesus Ferreira Normalização: Sueli Madalena Costa Negri Catalogação na fonte (Núcleo de Informação Tecnológica – NIT) ________________________________________________________ SENAI-DR BA.Transmissão automotiva leve. Salvador, 2005. 85p il. (Rev.00) 1.Transmissão Automotiva I. Título CDD 629 ________________________________________________________ SENAI CIMATEC Av. Orlando Gomes, 1845 - Piatã Salvador – Bahia – Brasil CEP 41650-010 Tel.: (71) 462-9500 Fax. (71) 462-9599 http://www.cimatec.fieb.org.br

APRESENTAÇÃO Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contínua do padrão de

qualidade e produtividade da indústria, o SENAI BA desenvolve programas de

educação profissional e superior, além de prestar serviços técnicos e

tecnológicos. Essas atividades, com conteúdos tecnológicos, são direcionadas

para indústrias nos diversos segmentos, através de programas de educação

profissional, consultorias e informação tecnológica, para profissionais da área

industrial ou para pessoas que desejam profissionalizar-se visando inserir-se

no mercado de trabalho.

Este material didático foi preparado para funcionar como instrumento de

consulta. Possui informações que são aplicáveis de forma prática no dia-a-dia

do profissional, e apresenta uma linguagem simples e de fácil assimilação. É

um meio que possibilita, de forma eficiente, o aperfeiçoamento do aluno

através do estudo do conteúdo apresentado no módulo.

SUMÁRIO Apresentação 1. Sistemas de suspensão e direção ................................................................... 7

1.1 - Conceituação .......................................................................................... 7 1.2 - Componentes .......................................................................................... 8

1.2.1- Molas. ....................................................................................................... 8 1.3 – Amortecedores..................................................................................... 11

1.3.1 - Amortecedores hidráulicos. ....................................................... 12 1.3.2 -Amortecedores Pressurizados ................................................... 17

1.4 - Barra estabilizadora .................................................................................. 18 1.5 -Quadro da suspensão dianteira (subframe) ......................................... 18

2. Tipos de Suspensão: ........................................................................................ 19 2.1 -. Dependentes ............................................................................................. 19

2.1.1 - Eixo rígido ............................................................................................ 20 2.2 - Independentes............................................................................................ 20

2.2.1 - Braços de Controle (oscilantes). ..................................................... 21 2.2.2- McPherson........................................................................................ 21 2.2.3 - Suspensão Multi-Link (múltiplos pontos de fixação) ................. 22

1. Direção.............................................................................................................. 25 1.1 – Histórico ................................................................................................ 25

2 – Introdução ......................................................................................................... 26 3 – Componentes: .................................................................................................. 26

3.1 - Volante de direção..................................................................................... 27 3.2 - Coluna de direção ..................................................................................... 27 3.3 - Junta universal .......................................................................................... 28 3.4 - Árvore da coluna de direção ................................................................... 28 3.5 - Caixa de direção ........................................................................................ 28 3.4 - Articulações do sistema de direção ...................................................... 29 3.5 - Manga de eixo ............................................................................................ 30

4 - Direção hidráulica. ....................................................................................... 30 4.1 –Funcionamento ..................................................................................... 31

4.1.1 – Caixa de direção servo-assistida ( Sistema adwest ). .............. 31 1. Rodas. ............................................................................................................... 35

1.1 – Histórico. ............................................................................................... 35 1.2 – Conceito. ............................................................................................... 35

2- Pneus. ............................................................................................................... 39 2.1 – Introdução .................................................................................................. 39

2.1.1 – Intercambiabilidade. .......................................................................... 39 2.1.2 - Requerimentos para pneus .............................................................. 39

2.2 - Função: ........................................................................................................ 41 2.2 – Partes: ......................................................................................................... 41 2.3 – Pneu radial e diagonal. ............................................................................ 41 2.4 - Pneu com câmara x pneu sem câmara ................................................. 44 2.5–Válvulas ........................................................................................................ 44 2.6 - Informações contidas no pneu. .............................................................. 45 2.5 – Manutenção. .............................................................................................. 50

1. Geometria da suspensão e direção ............................................................ 55 1.1 - Alinhamento de Suspensão .................................................................... 55 1.1 – Câmber........................................................................................................ 55

1.2 – Cáster. ......................................................................................................... 60 1.3 - Convergência e divergência. ................................................................. 63 1.4 -Inclinação do pino-mestre. ....................................................................... 64 1.5 - Raio de rolagem direcional. .................................................................... 68

2 - Balanceamento de rodas. ........................................................................... 79 Referencias.............................................................................................................. 85

1. Sistemas de suspensão e direção Nos primórdios, os eixos de um automóvel eram conectados rigidamente à carroceria, o que tornava a condução nada suave, uma vez que não havia absorção das irregularidades da pista. Aos poucos foi sendo instalado e aprimorado o sistema de suspensão, que atua de forma a absorver as irregularidades do pavimento, garantindo conforto, estabilidade e segurança. 1.1 - Conceituação A palavra suspensão significa ato ou efeito de suspender ou elevar. O sistema de suspensão é formado por componentes articulados que unem as rodas do veículo à carroçaria. Sua função é garantir o mínimo de oscilação da carroçaria, em pisos irregulares e curvas, por exemplo, permitindo maior conforto e estabilidade ao veículo.

Ausência de suspensão – Todas as irregularidades da superfície da faixa de rodagem são transmitidas aos ocupantes do automóvel.

Ausência de amortecedor – O automóvel oscilara continuamente para cima para baixo, amenos que as oscilações das molas sejam absorvidas pelos amortecedores. Suspensões eficientes – As rodas movem-se facilmente para cima e para baixo. Porem graças as molas e aos amortecedores, ocupantes do automóvel não sentem esses movimentos.

Quando se fala em suspensão, pensa-se logo em molas, mas elas não são os únicos componentes do sistema. A suspensão se divide em três partes distintas: Carroceria, passageiros, conhecidos como pesos suportados ou

suspensos. Molas, amortecedores, eixos, suportes e barras, também conhecidos

como pesos não suportados. Os pneus.

8

1.2 - Componentes 1.2.1- Molas. São elementos elásticos que, quando solicitados absorvem energia mecânica. Existem diversos tipos de molas, cada qual com sua aplicação, modelo e tamanho. 1.2.1a- Mola de Lâmina (feixe de molas) Este sistema é formado por um feixe de lâminas de aço sobrepostas e tem a função de amortecer as vibrações através da flexão de suas lâminas. Sua principal vantagem é a simplicidade e o baixo custo, além de suportar maior carga do que a mola helicoidal. Com esta característica, estas molas são utilizadas em suspensões de caminhões e em alguns veículos de passeio destinados ao transporte de cargas. Para evitar ruídos decorrentes do contato entre as lâminas, são inseridos espaçadores entre as mesmas. A mola de laminas é reforçada na parte central, onde é maior a flexão, quer por um aumento de espessura das laminas, quer por um acréscimo destas. As suas extremidades formam olhais que alojam buchas de borracha e pinos de montagem.

Automóvel sem carga.

Quando automóvel equipado com molas de lâminas na parte traseira esta descarregado, as molas apresenta uma curvatura. Uma das extremidades de cada mola, normalmente a posterior, está ligada a carroçaria pelo brinco, que permite as variações de comprimento resultantes do funcionamento da mola.

9

Automóvel com carga total.

Nestas condições, as laminas da mola apresentam um perfil quase plano, podendo mesmo apresentar uma curvatura para cima. Em grande numero de automóveis as molas de laminas tem de manter em posição o eixo e resistir ao esforço de torção resultante das acelerações e frenagens. 1.2.1b- Mola Parabólica É uma mola melhor dimensionada, trabalhando com nível de tensão equivalente para toda a sua extensão. O 2º estágio inicia quando a segunda lâmina encosta na mola auxiliar feita de poliuretano microcelular, mais conhecido como Cellasto. Sua principal característica é que as espessuras de suas lâminas mudam no decorrer do comprimento, espessura maior próxima ao eixo e espessura menor nas extremidades. Observação: Na S-IO/Blazer a partir do modelo 2000, foi feita a mudança de mola semi-elíptica para mola parabólica com o objetivo de eliminação de ruído e melhoria da condição de conforto e dirigibilidade do veículo. A função e a capacidade de carga continuam sendo as mesmas. Para que a vibração entre a lateral da carroçaria e o eixo possa ser minimizado, foi instalado um amortecedor transversal ligando o eixo traseiro ao quadro do chassi. 1.2.1c - Molas helicoidais As molas helicoidais são constituídas por uma barra de aço enrolada em forma de hélice. As duas extremidades da mola estão alojadas em rebaixos, sendo normalmente uma ligada ao chassi e a outra ao eixo.

Uma mola helicoidal consiste numa barra de torção especial que acumula a energia produzida pelo movimento alternado ascendente e descendente. A mola libera a energia acumulada durante a compressão. Quanto maior a compressão da mola, maior será a força de expansão quando liberada.

10

É importante classificar uma mola sob dois aspectos: A resistência a compressão ou flexão.

Resistência de compressão da mola é a força necessária para comprimi-Ia, a alterando seu comprimento em 25 mm. Exemplo: Se identificarmos duas molas A e B, onde para alterar o tamanho da mola A em 25 mm foi necessário um peso de 250 kg. Já para mola B foram necessários 1000 Kg para uma redução de 25 mm em seu tamanho. Isso significa dizer que a mola A possui baixa resistência a flexão enquanto a mola B uma alta resistência a flexão. E a freqüência de oscilações.

Freqüência é o número de oscilações que a mola fará depois de comprimida e liberada, num determinado tempo. Além desses dois fatores, também considera-se a amplitude das oscilações, isto é a altura de cada oscilação, que é variável de acordo com o tipo de mola e sistema de suspensão, etc. Então, se a suspensão é macia, possui maior amplitude de oscilações. Os caminhões são equipados com molas de alta resistência à flexão. A amplitude de oscilações é menor, com maior freqüência de oscilações, tornando a suspensão dura. Os veículos modernos têm molas com resistência à flexão menor do que a dos antigos. Como conseqüência, menor freqüência de oscilações. Forças dinâmicas aplicadas nas molas tiram a estabilidade do veículo. Quando a roda transpõe um obstáculo, a mola é comprimida. A energia que a mola acumula, provoca vários movimentos de extensão e compressão que alteram a estabilidade do veículo, fazendo-o saltar para cima e para baixo. Isso porque ao ser comprimida vagarosamente, a mola empurra o veiculo para cima . Mas, se passar rapidamente pelo obstáculo, a mola não empurra o veiculo para cima. O que ocorre são pequenas oscilações, pois o veículo não reage ao pouco tempo de compressão da mola.Isso acontece por causa da relação entre tempo e impulso das molas Não esquecendo que variáveis como velocidade, tamanho do obstáculo, e rigidez da mola, etc. devem ser consideradas. Às vezes, o impulso é tão forte que o as rodas se levantam e as vezes os pneus chegam a perder contato com o solo, provocando derrapagens e desvios na trajetória.Suspensões com molas macias oferecem conforto em transito lento, paralelepípedo ou pista irregular, porem, quando veiculo estiver com

11

velocidades em curvas ou obstáculos, a suspensão apresentará pouca estabilidade. Sendo assim, a suspensão dura oferece maior estabilidade. As vantagens que elas oferecem são:

. Simplicidade de fabricação; . Redução de espaço; . Maior conforto e estabilidade. O contrário das molas de lâminas, as molas helicoidais não asseguram nenhuma ligação longitudinal nem transversal entre o chassi e o eixo. Por isto, as suspensões por molas helicoidais têm sempre braços articulados para efetuar esta ligação, permitindo as oscilações verticais. As molas da suspensão dianteira do Celta possuem uma nova Anotações concepção, com um perfil abaulado. Estas novas molas são . conhecidas como "side load". Suas principais características são: O último elo das molas apresenta uma inclinação; Seu elo central possui maior diâmetro, ficando ligeiramente deslocado

em relação a mola. 1.2.1d - Molas de Barra de Torção A mola de barra de torção é formada por uma barra de aço cilíndrica, com um reforço chanfrado em cada ponta. Por umas pontas, a barra é fixada ao chassi por meio de um suporte regulável; na outra ponta, é fixada ao braço de controle da suspensão. As oscilações verticais da roda provocam uma torção da barra cuja seção e comprimento são criteriosamente calculados. As vantagens oferecidas são: Economia de espaço e facilidade de alojamento no chassi; Possibilidade de regular exatamente a altura do veículo no solo em

relação a cada roda; Pouco atrito e manutenção quase nula.

1.3 – Amortecedores

12

Sua principal função é absorver o movimento de oscilação das molas, que depois de comprimidas, tendem a voltar ao seu estado inicial, provocando uma oscilação contínua por longo período. O amortecedor reduz esta oscilação até anulá-Ia, garantindo assim conforto e segurança durante a condução do veículo. 1.3.1 - Amortecedores hidráulicos. Os amortecedores hidráulicos são formados por um cilindro metálico, onde se move um êmbolo. O cilindro forma o corpo do dispositivo; é fixado no chassi e contém óleo especial. O êmbolo é preso na extremidade do eixo e se movimenta no cilindro devido as oscilações do eixo. Uma ou várias válvulas, criteriosamente dispostas permitem a passagem controlada de óleo no cilindro, através de um orifício calibrado. 1.3.1a – Componentes.

13

As Válvulas do pistão também se encontram na parte inferior do amortecedor.

A válvula da base controla a passagem do óleo pelos tubos de pressão e reservatório.

14

É importante observar na estrutura do amortecedor, a solda da fixação, que é feita por caldeamento a ponto, proporcionando maior resistência a ruptura.

Porem, o sistema de fechamento por costura garante uma vedação perfeita contra vazamentos do fluido hidráulico.

Essa passagem de fluido hidráulico se dá através de furos existentes no próprio pistão que são controlados por válvulas.

15

No sentido de compressão, a haste é introduzida no tubo de pressão, ocupando o espaço relativo ao seu volume. Com isso ela desloca uma quantidade de óleo, equivalente a esse espaço ocupado, para o tubo reservatório.

A situação descrita acima é como o dedo num copo cheio. O liquido vaza pelas bordas. O espaço ocupado pelo dedo toma o lugar do espaço ocupado pelo liquido. Se aumentarmos a quantidade de dedos no copo maior será a quantidade de liquido deslocado.

Assim funciona o amortecedor. Na compressão do óleo deslocado passa através de válvulas para o tubo reservatório. Essas válvulas oferecem uma restrição automática e proporcional a quantidade e velocidade do óleo impulsionado.

No movimento de tração, o óleo retorna ao tubo de pressão, passando pela válvula base. O óleo que esta

16

na parte superior do pistão é forçado para parte de baixo, controlado pelas válvulas do próprio pistão.

O diâmetro do pistão tem influencia na vida e grau de controle do amortecedor. Quanto maior for a sua área e de suas válvulas, melhor será distribuída a carga de impacto.

A resistência dos amortecedores deve ser variável de acordo com o tipo de estrada e velocidade do veículo. Determinado controle é exigido quando o veículo opera em tráfego lento ou urbano e deverá ser mais rigoroso em estradas irregulares onde as molas são mais acionadas. Em altas velocidades ou nas curvas, o amortecedor exerce um controle importantíssimo para a estabilidade segurança do veículo. Por isso, os amortecedores devem alguns sistemas que permitam variar a força de controle de acordo com a necessidade. Em carros de competição e em alguns veículos existem controles que podem ser manejados pelo próprio motorista, variando a ação dos amortecedores de acordo com seu gosto e tipos de estrada. Foram desenvolvidos para carros normais vários tipos de controles ajustáveis que se mostraram impraticáveis, em função de nossas estradas serem muito diversificadas.

Daí foram desenvolvidos amortecedores que funcionam através de sistemas de passagem de óleo e conjunto de válvulas de ação progressiva. A velocidade do pistão e os impulsos recebidos pelas molas propiciam uma auto-regulagem que podemos chamar de automática.

17

Nas velocidades de movimentos lentos, a passagem de óleo se da no que chamamos de primeiro estagio.

O óleo passa por uma serie de entalhes na sede da válvula de compressão ou tração. É o estagio onde o amortecedor opera com impulsos lentos da suspensão, ou mesmo com as propias mãos.

No segundo estagio o controle é feito pelas válvulas de bloqueio

progressivo.

Aumentando a velocidade do curso do pistão correspondem ao aumento gradual da abertura da válvula.

No terceiro estagio é acionado quando há aumento de pressão do fluido hidráulico, derivado de movimentos mais bruscos da suspensão.

As válvulas então abrem-se totalmente e o controle é restringido pela passagem de óleo pelos furos do pistão.

Esse sistema proporciona a suspensão do veiculo uma ação direta em cada tipo de terreno, maior durabilidade de suas peças, maior conforto e segurança para passageiros. 1.3.2 -Amortecedores Pressurizados

18

Os amortecedores pressurizados nada mais são do que amortecedores hidráulicos convencionais adicionados de gás sob pressão, geralmente nitrogênio. A função do gás é fazer com que não se formem bolhas de ar que tendem a ocorrer dentro do amortecedor, a fim de manter a função amortecedora principalmente quando o amortecedor é mais exigido.

1.4 - Barra estabilizadora É uma barra de torção destinada a diminuir a tendência de inclinação da carroçaria durante as curvas, melhorando a estabilidade do veículo. É fixada ao chassi por duas buchas, e suas extremidades são ligadas ao sistema de suspensão. Quando o veículo descreve uma curva, a tendência da suspensão é sobrecarregar a mola externa e descarregar a mola interna na curva. Esta ação faz o veículo se inclinar fortemente para fora, provocando um deslocamento dos braços da barra. A barra é então submetida a um efeito de torção, resistindo dentro de certos limites à inclinação lateral do veículo.

1.5 -Quadro da suspensão dianteira (subframe)

19

O quadro da suspensão (subframe) acomoda vários componentes do veículo, como: motor, transmissão, caixa de direção e componentes da suspensão. Para que esse componente atenda plenamente a todas as situações em que é exigido, seu processo de fabricação, denominado hidroformação apresenta características que, quando comparados às de uma peça de mesma função, fabricada pelo processo convencional de estampagem e solda, garante rigidez, leveza e segurança à peça. A fase inicial do processo de hidroformação faz o tubo (alma do quadro da suspensão) adquirir o grosseiro perfil em "U" por intermédio de uma dobra seguida, esse tubo é pré-conformado em uma prensa e levado para a hidroformadora, na qual água e óleo são injetados sob altíssima pressão dentro do tubo, fazendo com que seu perfil e as partes mais críticas tornem-se homogêneas quanto à espessura.O único reparo permitido no quadro da suspensão é a substituição das buchas. Já a remoção e a instalação do componente é extremamente otimizada, bastando apenas remover parafusos para soltar o componente. Isso é extremamente benéfico, visto que outros componentes como motor, transmissão e sistema de direção dependem diretamente da remoção e instalação do quadro da suspensão. Essas e outras vantagens representam também ganho em tempo de mão-de-obra e, como conseqüência, numa concessionária, menor custo para o cliente.

2. Tipos de Suspensão: O tipo de suspensão de um veículo caracteriza-se pela maneira com que as rodas são ligadas ao chassi ou à carroçaria. Basicamente, existem dois tipos de suspensão: 2.1 -. Dependentes

20

As rodas são ligadas por um mesmo eixo. Assim as trepidações de uma roda são transmitidas à outra. 2.1.1 - Eixo rígido Este é o sistema mais simples de suspensão. É composto por um eixo rígido com as duas rodas do veículo em suas extremidades e está ligado ao chassi através de feixes de molas ou molas helicoidais. Atualmente este tipo de suspensão é utilizado em comerciais leves (eixo 11 traseiro) e veículos pesados devido a sua robustez e simplicidade de manutenção. Devido a sua construção e fixação na carroçaria do veículo a suspensão por eixo rígido transmite quase que totalmente o impacto recebido de uma roda para outra. 2.2 - Independentes Cada roda possui seu sistema de suspensão, então as trepidações de uma roda não se transmitem à outra. Neste tipo de suspensão cada roda é ligada ao chassi por um sistema de braços articulados no sentido vertical. A passagem sobre um obstáculo, apesar de provocar um deslocamento vertical de uma das rodas, não causa desvio lateral e o veículo tende a permanecer na sua trajetória. Existem vários tipos de

21

suspensão independente, todas utilizando molas ou barras de torção como elemento absorvedor de energia mecânica. Vejamos a seguir os tipos mais comuns de suspensão independente:

2.2.1 - Braços de Controle (oscilantes). É composta por dois braços triangulares (superior e inferior) articulados e ligados entre o chassi e as rodas. Pela sua robustez, um sistema muito utilizado em rodas dirigidas sem tração, principalmente nos comerciais leves e veículos pesados.

2.2.2- M

cPherson

22

Nesta configuração os lados da suspensão estão ligados um ao outro pela barra estabilizadora. Ao se movimentarem, comprimem o conjunto de molas e amortecedores instalado no braço da suspensão e apoiado na carroçaria do veículo. Este tipo de suspensão é o mais utilizado atualmente nos veículos de passageiros devido à sua facilidade de manutenção, baixo custo e excelente desempenho. Zaftra tem suspensão independente do tipo McPherson com amortecedores pressurizados e braços de controle inferiores montados no quadro da suspensão dianteira (subframe). A suspensão dianteira do Celta é do tipo McPherson, com molas Anotações helicoidais com carga lateral e amortecedores hidráulicos . pressurizados possuindo braços de controle fixados ao conjunto Como alteração em relação as suspensões dos outros veículos Chevrolet, o amortecedor é fixado por um parafuso ao braço de controle da suspensão. 2.2.3 - Suspensão Multi-Link (múltiplos pontos de fixação) Em cada suspensão traseira é composta por dois braços transversais longitudinal, formando um triângulo superior e um inferior, articulados a essa suspensão. Uma das principais características desta suspensão é proporcionar uma lento esterçamento às rodas traseiras, garantindo maior segurança e dirigibilidade do veículo. Um pequeno movimento é conseguido graças ao movimento dos braços e, articulações. Suspensão Traseira Vectra

23

Suspensão traseira do omega. Suspensão traseira do Vectra / Omega 2.2.4a - Sistema da Suspensão Dianteira Tracker Características Tipo McPherson, com braço inferior em "L" forjado, barra estabilizadora, molas e amortecedores montados separadamente para permitir elevado curso de suspensão. Curso Total: 160 rnm

O braço de controle inferior e o ponto de apoio superior da mola são montados no chassi do veículo. Desta forma toda a oscilação . causada pelo tipo de terreno é transmitida para o chassi e não para a carroçaria, pelo fato da mola estar montada separada do amortecedor. 2.2.4b - Sistema da Suspensão Traseira

24

Características: É do Tipo "S-link" com S articulações entre a carroçaria e o eixo rígido. Possui molas helicoidais e amortecedores. Este sistema permite um excelente conforto, mantendo um ótimo desempenho em condição de piso irregular.

Conceito de Segurança Veicular - DSA O DSA não consiste em um componente ou conjunto específico da suspensão. Trata-se de um conceito de construção da suspensão, tanto dianteira quanto traseira que visa o equilíbrio das forças que atuam no veículo enquanto ele está em movimento (dinâmica). .A suspensão traseira ou dianteira que trabalham em conjunto no DSA, mantém a estabilidade do veículo em curvas ou frenagens em piso com variação de aderência entre as rodas do lado esquerdo e direito do veículo, como por exemplo quando uma das rodas passa por um piso molhado enquanto a outra está no seco, ou quando uma está na terra e outra no asfalto. . Funcionamento Na prática, a suspensão desenvolvida com o conceito DSA compensa as movimentações dos elementos de suspensão tais como braços de controle e deformações nas buchas. Isto significa que a suspensão se "auto-alinha" conforme a movimentação de seus componentes para manter a estabilidade durante a frenagem ou em curvas.Para manter as características da suspensão bem como sua geometria e segurança, é imprescindível durante a manutenção o uso de peças de reposição genuínas e montagem correta utilizando o Manual de Reparações.

25

Direção

1. Direção 1.1 – Histórico

26

No início, os automóveis eram dirigidos através de um conjunto de alavancas. Era um sistema simples, contudo, exigia do motorista um esforço muito grande ao realizar as manobras. Em uma bicicleta, a direção é comandada diretamente pelo guidom, o mesmo não poderia acontecer com as rodas automóvel, pois se estivessem ligadas diretamente ao o motorista não teria suficiente força para girá-lo. Consideramos ainda que com o passar do tempo os veículos foram aumentando o peso a velocidade tornando necessária uma direção mais leve e precisa. Então, foi desenvolvido um sistema de direção com mecanismo de redução de forças, que multiplicava o esforço que o motorista aplicava no volante. Esse mecanismo utilizava a caixa de direção como o principal componente para a redução de esforço no volante. A necessidade de desenvolver novos mecanismos era crescente, pois um veículo leve exigia um comando muito mais rápido para corrigir as derrapagens que um automóvel mais pesado. Já o automóvel mais pesado necessitava de assistência mecânica para melhor descrever uma curva a uma velocidade mais baixa. Rudolf Ackeman, inventor alemão foi quem contribuiu para estudos e o desenvolvimento dos mecanismos de direção. 2 – Introdução o sistema de direção permite ao motorista controlar a direção do veículo. Uma série de articulações conecta o volante de direção às rodas. Ao girar o volante de direção, o movimento é transferido à árvore da coluna de direção que, através de articulações de junta universal, aciona diretamente o pinhão da caixa de direção. O movimento rotativo recebido pela árvore da coluna de direção é modificado em movimento linear e o torque de entrada, ampliado e enviado às barras de direção. As articulações, trabalhando em conjunto, movimentam as rodas dando dirigibilidade ao veículo.

Obs.: Alguns sistemas de direção possuem um amortecedor de direção cuja função é absorver os impactos causados pelas imperfeições do piso. O amortecedor de direção é fixado entre as barras de direção e a carroceria. 3 – Componentes:

27

3.1 - Volante de direção Construído em aço de alta resistência e revestido externamente com material macio e anatômico. O volante é fixado à árvore da coluna de direção através de estrias ou chaveta, em alguns modelos de veículos o volante possui também a bolsa do air-bag, interruptores elétricos para controle de velocidade som e buzina. Nos atuais veículos o volante é desenvolvido para não causar lesões ao motorista em caso de colisões frontais. Volante da direção. 3.2 - Coluna de direção

28

Fixada abaixo do painel de instrumentos do veículo, funciona como um mancal da árvore de direção, alojando também chaves elétricas de multi-função e, eventualmente, a alavanca para a abertura do capuz. Em alguns veículos a coluna de direção possui regulagem de altura e ângulo de trabalho para acomodar confortavelmente o motorista. 3.3 - Junta universal Transfere o movimento circular do volante para a árvore de direção (quando a coluna possui regulagem) e da árvore de direção à caixa de direção até um determinado ângulo. 3.4 - Árvore da coluna de direção A árvore de direção é responsável em transmitir o movimento do volante à junta universal e em seguida da junta universal para a caixa de direção. Por questão de segurança a árvore da coluna de direção possui um sistema telescópico (retrátil) para evitar lesões ao motorista em caso de colisões frontais. 3.5 - Caixa de direção A caixa de direção é o principal componente do sistema, sua função é transformar o movimento rotativo do volante em movimento retilíneo e transmiti-lo às articulações e barras do sistema direção diminuindo o esforço para o motorista. Pinhão e cremalheira

O movimento rotativo aplicado ao pinhão através do volante de direção, é transferido à cremalheira e transformado em movimento retilíneo. Estes movimentos retilíneos em função das articulações e barras permitem o direcionamento do veículo.

S

etor e sem fim

29

Nas caixas de direção que utilizam setor e sem fim, o movimento rotativo do Volante de Direção é transferido à árvore sem fim da caixa de direção através da árvore da coluna de direção e junta universal. O movimento rotativo da árvore sem fim é convertido em movimento ângular através do setor (Transmissão Ângular). O torque do movimento de entrada pela árvore sem fim é ampliado muitas vezes pelo setor. Ao girar o volante em seu curso total aproximadamente de 4 a 6 voltas, o setor gira no máximo 90 graus. O movimento rotativo do setor será convertido em movimento retilíneo através das barras e articulações do conjunto de direção. Obs.: Nas caixas de direção que utilizam esferas circulantes o atrito interno é menor, reduzindo assim o esforço aplicado pelo motorista ao volante. 3.4 - Articulações do sistema de direção As articulações do sistema de direção fazem a conexão entre a caixa de direção e as rodas do veículo. As barras de direção articuladas são construídas em aço de alta resistência e podem ser maciças ou tubulares, sua principal característica é a de não se romper em casos de colisão. Algumas barras podem possuir ângulos e curvas para se amoldar ao redor do motor e transmissão. O braço auxiliar é responsável em nivelar as articulações e promover um ponto de pivoteamento do conjunto. O braço pitman é fixado ao setor através de estrias ou chaveta e o seu movimento em forma de arco. O movimento em forma de arco é transferido às barras e articulações que acionam as rodas. Em cada ponto de articulação existe um terminal de direção esférico que permite o movimento das barras sem que haja folga.

30

3.5 - Manga de eixo A manga de eixo é construída em aço forjado. Sua forma construtiva permite o movimento livre da roda para cima e para baixo enquanto direciona o veículo. Nela se encontram instalados o cubo de roda e a pinça de freio. Alguns ângulos referentes ao alinhamento de rodas também fazem parte da manga de eixo.

4 - Direção hidráulica. O sistema de direção assistidaa hidraulicamente tem como objetivo principal facilitar as manobras com o veiculo. Outra característica importante é referente a segurança, pois os impactos, imperfeições do piso ou até mesmo um estouro do pneu é absorvido pelo sistema hidráulico da direção, dando ao motorista maior conforto ao dirigir. O motorista aciona o mecanismo de direção através do volante, a maior parte do trabalho fica a cargo do sistema hidráulico. Sistema de direção hidráulica.

31

A ação hidráulica é obtida pelo fluido em alta pressão através de um êmbolo instalado na cremalheira da caixa de direção, este êmbolo instalado na cremalheira da caixa de direção, este êmbolo recebe pressão hidráulica de um lado e de outro. A bomba hidráulica da direção, acionada pelo motor, aspira fluido do reservatório e o envia sob pressão para o mecanismo de direção. O retorno do fluido ao reservatório é feito através de tubos ou mangueiras, o fluido também possui a função de arrefecer e lubrificar. Alguns sistemas possuem um radiador para arrefecer o fluido. 4.1 –Funcionamento

4.1.1 – Caixa de direção servo-assistida ( Sistema adwest ). A pressão hidráulica nesse sistema é comandada e dirigida por uma válvula rotativa.

Válvulas Ao rodar-se o volante, a coluna da direção faz girar esta válvula de comando, dirigindo a pressão hidráulica para um ou outro dos lados do embolo acoplado a própia cremalheira. A pressão faz mover então a cremalheira para a direita ou a esquerda, aumentando assim o esforço que o motorista aplica ao volante. Graças a uma torção da barra que liga a coluna da válvula de direção a válvula, a assistência fornecida e proporcional a resistência oferecida pelos pneus a mudança de direção.

32

- Quando o rotor esta parado (a esquerda), o óleo passa através dos orifícios A para as ranhuras em B, de onde retorna ao deposito sem afetar a direção. - Quando rotor se move (a direita), o óleo e desviado para os orifícios C, menores, e adquire pressão necessária para fazer mover a cremalheira do mecanismo da direção. - O óleo retorna ao deposito pelos orifícios D.

Bomba hidráulica.

A bomba hidráulica compõe-se de um conjunto rotativo que executa a compressão de óleo. A sua função de gerar a vazão e pressão para suprir o sistema.

Bomba hidráulica da direção

33

Possui também a zona de controle com a válvula de 'alivio de compressão, evitando que a bomba continue comprimindo óleo, e a válvula de controle de vazão que determina o volume do fluido fornecido ao sistema.

Zona de controle da bomba hidráulica.

Alguns modelos possuem válvulas controladoras que proporcionam aos veículos uma direção com maior sensibilidade. Seu funcionamento é muito simples, ou seja, quando o motor esta funcionando um eixo aciona o rotor onde estão as palhetas deslizantes, alojadas em ranhuras radiais.

Obs.: Em caso de ocorrer alguma falha no sistema hidráulico, o mecanismo de direção funcionará normalmente, porém, sem o auxílio hidráulico aumentando o esforço no volante, porém, não comprometendo a segurança e mantendo a dirigibilidade do veículo.

34

Rodas

E

Pneus

35

1. Rodas. 1.1 – Histórico. Desde o início dos tempos homem busca a melhoria contínua dos meios de transporte. Assim, as rodas constituíram-se como importante fator na evolução desses meios. Primeiramente, o homem utilizava a força para arrastar os objetos. Obviamente, quanto maior e mais pesados os objetos, maior era a dificuldade. A necessidade de transporte dessa carga levou o homem inventar as primeiras rodas que atenderiam a esse objetivo, ou seja, transportar o peso que excede’ a capacidade da força humana. Com o passar do tempo o homem percebeu que as rodas poderiam ser utilizadas para sua própria condução e, então, desenvolveu outros dispositivos que se juntariam ã idéia da roda. o homem evoluiu, e com ele o conceito de maneira a conhecermos a modernidade e tecnologia das rodas de liga-leve.

1.2 – Conceito. Podemos conceituar a roda como um conjunto de aro e disco, servindo de elemento intermediário entre o pneu e o veiculo. Portanto, aro é o elemento anelar onde o pneu é montado e disco é o elemento centraI que permite a fixação da roda ao cubo do veículo.

Disco

Aro

36

Para a fixação da roda ao cubo é necessário que haja uma perfeita concordância entre as dimensões dos parafusos com os furos de fixação do disco da roda, que podem ser planos, esféricos, ou cônicos.

Tipos de aros: a) De centro plano e de centro semi - rebaixado (Semi Drop Center ) utilizados em caminhões e ônibus. Tais aros são dotados de anel ou anéis removíveis para permitir a montagem do pneu.

b) De centro rebaixado ( Drop Center ), utilizados em automóveis e também em caminhões e ônibus com pneus sem câmara.

37

Dimensões do aro. O tamanho de um aro normalmente é constituído por dois conjuntos de números, sendo que o primeiro representa a largura do aro, medida de flange a flange, em polegadas e segundo, o diâmetro nominal do aro, também em polegadas. As letras (ou letra) ao lado da largura indicam o tipo de perfil do aro, conforme normas internacionais.

Onde:

Do = Diâmetro nominal PF = Off-Set (Distancia entre a linha de centro do pneu/roda e a face de apoio do disco da roda. Geralmente gravado na maioria das rodas. Exemplo: 6 JJ X 14: Significa um aro com 6" de largura, perfil tipo JJ (aro de centro rebaixado) e com 14" de diâmetro nominal.

Hump é uma saliência que existe no perfil do aro em toda sua circunferência, facilitando o assentamento dos talões do pneu. S - LARGU RA DA SECÇÃO Largura do pneu novo, montado no aro de medição e inflado à pressão t! indicada, sem incluir barras de proteção ou decorativas. D - DIÂMETRO EXTERNO Diâmetro do pneu novo, montado no aro de medição e inflado, sem carga.

38

R estat. - RAIO ESTÁTICO SOB CARGA Distância entre o centro da roda e o solo, com o pneu sob carga.

H - A L T U R A DAS E C ç Ã O Distância entre o calcanhar do talão e o centro da banda de rodagem. d - DIAMETRO DO ARO Diâmetro medido entre os assentos dos talões. L - LARGURA DO ARO Distância entre os flanges do aro, medida internamente. CIRCUNFERENCIA DE ROTAÇAO Distância percorrida pelo pneu inflado e com carga em uma volta completa da roda, a uma certa velocidade.

39

2- Pneus. 2.1 – Introdução Os pneus são um dos mais importantes componentes de segurança de um automóvel, exercendo forte influência na estabilidade, segurança e conforto de condução. A escolha dos pneus mais adequados deve ser feita baseada em requisitos de operação do veículo, de forma que eles atendam a todas as situações impostas durante o uso, garantindo ainda uma durabilidade adequada. O lançamento de veículos de alta performance tem exigido o desenvolvimento de pneus que operem em condições especiais de velocidade e temperatura. Exceto quando em algumas aplicações especiais - como veículos de pequeno porte e velocidade, tais como empilhadeiras e equipamento móveis - os pneus são inflados com ar. Essa característica faz com que eles também sejam denominados de pneumáticos. 2.1.1 – Intercambiabilidade. Todas as rodas e pneus são padronizados para garantir uma intercambiabilidade entre diferentes fabricantes e restringir a variedade de pneus no mercado global. Os padrões estabelecem:

Dimensões de aros e pneus; Codificação para tipos e dimensões; Simbologia para carga e velocidade.

A organização internacional para padronização (ISO – International Organization for Standardization) estabelece os padrões. Na América latina, a ALAP (Associação Latino Americana de Pneus e Aros) normaliza, padroniza e realiza recomendações de segurança para: aros, rodas, pneus, válvulas, materiais para reforma e reparação de pneus e seus acessórios para automóveis, camionetas, motocicletas, caminhões, ônibus, veículos industriais, tratores e máquinas fora de estrada. 2.1.2 - Requerimentos para pneus Os requerimentos ou exigências para pneus utilizados em automóveis e veículos comerciais de pequeno porte (picapes e jipes) estão divididos em seis grupos:

Segurança Para assegurar que o pneu contribua para a segurança ativa - aquela que evita que os acidentes aconteçam - os pneus devem estar firmemente assentados nos aros. Além disso, o ar deve ser mantido pressurizado, seja através da perfeita vedação da câmara, seja através da perfeita vedação entre os talões e os aros no caso de pneus sem câmara. Mesmo com todo o cuidado na vedação um pneu, em perfeito estado, perde de 25 a 30% da pressão por ano, daí a necessidade da calibragem regular. Uma outra característica importante é que os pneus resistam a situações eventuais de impactos e sobrecargas, bem como devem garantir uma dirigibilidade mínima em caso de perda de pressão ou falha.

40

Garantia de dirigibilidade Esse requerimento se baseia em algumas características importantes que devem ser atendidas: Altos coeficientes de fricção em todas as condições de operação; Suportar forças laterais sem bruscas mudanças em sua geometria; Manutenção de um boa estabilidade em curvas; Resposta direta e imediata a movimentos na direção; Garantir a segurança na velocidade máxima desenvolvida pelo veículo; Permitir pequenas flutuações na carga submetida às rodas. Conforto ao rodar Para garantir o maior conforto possível ao rodar, os pneus devem garantir: Boas propriedades de absorção de irregularidades, contribuindo no trabalho das suspensões; Suavidade na operação resultante de baixos desbalanceamentos e ovalizações; Baixo esforço no esterçamento da direção; Baixa emissão de ruído de rolagem. Durabilidade Contribui para uma maior quilometragem do pneu: Composto da banda de rodagem; Resistência a ressecamentos e desgastes resultantes do tempo de uso e agentes externos; Estabilidade em altas velocidades. Eficiência e economia Diversos fatores influem nesse fator específico: Custo da unidade; Quilometragem de durabilidade, incluindo as possíveis recauchutagens; Resistência à rolagem. Preservação do meio ambiente O fabricante deve ter especial atenção na matéria prima e processos de produção utilizados, visando evitar prejuízos ao meio ambiente; Devem ser disponibilizados meios para aproveitamento dos pneus usados, como recauchutagem e aproveitamento dos componentes para outros fins. Nota - Requerimento dos pneus para veículos comerciais Embora os requerimentos para veículo de menor porte também valham para os de porte maior, alguns itens são priorizados: Boa tração; Baixo peso; Alta durabilidade; Possibilidade de recauchutagem e remoldagem; Baixa resistência à rolagem.

41

2.2 - Função:

. Suportar a carga;

. Assegurar a transmissão da potência motriz;

. Garantir a dirigibilidade do veículo;

. Oferecer respostas eficientes nas freiadas e aceleradas, e;

. Contribuir com a suspensão do veículo no conforto.

2.2 – Partes:

Carcaça É a parte resistente do pneu, constituída de lona(s) de poliéster, nvlon ou aço. Retém o ar sob pressão que suporta o peso total do veículo. Nos pneus radiais as cinturas complementam sua resistência. Talões São constituídos internamente de arames de aço de grande resistência e tem por finalidade manter o pneu acoplado ao aro. Banda de Rodagem É a parte do pneu que entra diretamente em contato com o solo. Formada por um composto especial de borracha que oferece grande resistência ao desgaste. Seus desenhos constituídos por partes cheias (biscoitos) e partes vazias (sulcos), oferecem desempenho e segurança ao veículo. Flancos Protegem a carcaça de lonas. São dotados de uma mistura especial de Borracha com alto grau de flexibilidade.

2.3 – Pneu radial e diagonal. A diferença básica entre estes pneus esta na carcaça.

42

Pneu diagonal. Também chamado convencional, possui uma carcaça constituída de lonas têxteis cruzadas uma em relação a outra.

43

Pneu radial. A carcaça é constituída de uma ou mais lonas, cujos cordéis estão paralelos e no sentido radial. Esta estrutura é estabilizada pelas cinturas sob a banda de rodagem.

44

2.4 - Pneu com câmara x pneu sem câmara O pneu sem câmara mantém o ar em seu interior através de uma perfeita vedação entre os aros da roda e o talão do pneu. Uma camada de borracha interna veda completamente o pneu. O pneu com câmara, por sua vez, não consegue conter o ar em seu interior, tarefa essa desempenhada pela câmara de ar. Praticamente a totalidade dos pneus utilizados em veículos leves é do tipo sem câmara (tubeless). Os pneus com câmara (tubed ou tube type) ficaram praticamente restritos a algumas aplicações de grande porte. Os pneus sem câmara apresentam as seguintes vantagens:

Facilidade e rapidez na montagem; Temperatura de operação - o pneu sem câmara roda mais frio, uma vez

que não existe o atrito interno com a câmara, o que proporciona uma vida útil ligeiramente maior;

Segurança - quando uma câmara é perfurada, ela esvazia quase que instantaneamente. A válvula da câmara não oferece vedação adequada no furo que existe na roda, fazendo com que ar vaze rapidamente através desse orifício. Controlar um veículo com pneu furado em velocidades elevadas requer extrema perícia. Nesse caso, quando se conseguir parar, o pneu já estará irremediavelmente danificado. No pneu sem câmara, por sua vez, o objeto da perfuração permanece no local pressionado pela borracha que atua estancando o vazamento, que ocorrerá de forma lenta, garantindo o controle do veículo e a integridade do pneu até a parada e substituição.

As rodas para pneus sem câmara devem ser adequadas à sua instalação, de forma a manter a vedação necessária. As válvulas também são especiais a cada tipo de aplicação, ficando acoplada ao aro da roda, realizando uma vedação no orifício de encaixe. Não é adequado instalar pneus com câmara sem a câmara. O diferente desenho e materiais empregados não garantem a vedação, fazendo com que o pneu perca ar e provoque uma condução perigosa. Deve-se ter também especial cuidado na seleção das câmaras, para evitar que se utilizem câmaras grandes ou pequenas demais, o que acarreta deformações e redução na vida útil das mesmas. Para o tráfego em regiões fora de estrada sujeito a impactos freqüentes nos pneus, o uso de câmaras pode ser adequado na medida em que estes pneus não dependem da perfeita vedação entre o talão e o aro que poderiam ser prejudicados em impactos e danos às rodas. 2.5–Válvulas Para o enchimento e manutenção da pressão, são necessárias as válvulas – Fig. 1.3. Consiste de uma válvula metálica vulcanizada em uma cobertura de borracha, que tem o papel de vedar a roda, no caso de modelos sem câmara. Em altas velocidades, a válvula é submetida a esforços devido à força centrípeta de forma que vazamentos podem ocorrer. Uma tampa de válvula ajuda a evitar o problema.

45

Fig. 1.3 – Alguns tipos de válvulas para pneus sem câmara

2.6 - Informações contidas no pneu.

Todo pneu apresenta em seus flancos uma grande quantidade de informações. Muitas são representadas por códigos devido ao limitado espaço disponível, e outras poderão estar em inglês por exigências de exportação devido às normas de outros países.

1) Nome do fabricante. 2) logotipo do fabricante.

46

3) Modelo do pneu. 4) Características de dimensões e construção (ver desenho):

P = Indica que o pneu é para uso principal em veículos de passeio exigência de exportação).

175 = largura da secção (mm). 70 = Série técnica: relação entre altura de secção (H) / largura

de secção (S). R = Quando existir indica estrutura radial. 13 = Diâmetro interno do pneu (diâmetro do aro) em polegadas

(D). 5) índice de carga/código de velocidade: no exemplo: 82 = 475 kg ; S = 180 km/h 6) Pneu versão sem câmara (tubeless) ou com câmara (tube type). 7) Posição dos indicadores de desgaste T.W.I. (Tread Wear Indicators): quando atingidos, indicam o momento de retirada do pneu de uso (1,6mm de resíduo de banda de rodagem). 8) Códigos internos para controle de fabricação. 9) local de fabricação. 10) Matrícula D.O. T.: exigência de exportação, mas de interesse no Brasil - indica estabelecimento de produção, tipo do pneu e período de fabricação. 11) Dados referentes à estrutura do pneu: exigência de exportação. 12) Carga e pressão máxima: exigência de exportação. 13) Registro de homologação: exigência de exportação. 14) Classificação do pneu junto à UTQG (Uniform Tyre Quality Grading): exigência de exportação. 15) Significa "Mud and Snow": exigência de exportação. Obs : A palavra REINFORCED no pneu indica que o pneu é reforçado. Leitura de códigos que caracterizam os pneus. 1.) Dimensões.

OBS: Quando não houver a gravação da relação altura / largura nos pneus, entende-se código 82.

47

Classificação do pneu ( gravada na peça).

48

Tabela de Índice de carga (IC) Indica a carga máxima a que o pneu pode ser submetido.

49

O símbolo de velocidade indica a velocidade a que o pneu pode ser submetido, a carga correspondente ao seu índice de carga nas condições de serviços especificados pelo fabricante do pneu.

50

2.5 – Manutenção. Para se obter dos pneus os melhores resultados em termos de aderência, duração e segurança é fundamental que eles sejam adequadamente utilizados. Algumas recomendações podem auxiliar, tais como:

A pressão de enchimento deve ser aquela indicada pelo fabricante do veículo e do pneu.

O seu controle deve ser feito pelo menos uma vez por semana, com os pneus sempre frios, porque os mesmos se aquecem durante o rodar e o calor provoca o aumento da pressão inicial.

Utilizar nesta operação um calibrador devidamente aferido e não esquecer o estepe.

A pressão correta proporciona ao pneu um apoio perfeito no solo e, desta forma, a rodagem apresenta um desgaste normal.

Apoio perfeito no solo

Quando a pressão é insuficiente, o pneu tende a se apoiar mais nas laterais da banda e rodagem e estas se desgastam prematuramente. Além disso, o flexionamento do pneu torna-se muito acentuado, contribuindo para uma maior geração de calor, o que prejudica a estrutura do pneu. Menor apoio no solo.

Menor apoio no solo

Quando a pressão é excessiva, o pneu apóia-se mais na faixa central da banda de rodagem, a qual sofre um desgaste mais rápido e o conforto do veículo é prejudicado.

51

Menor apoio no solo

O tipo de pavimento das estradas tem influência direta na durabilidade dos pneus. Quanto mais abrasivo é o piso e quanto mais precária é a condição da estrada, menor tende a ser a quilometragem do pneu. O traçado da estrada, por sua vez, também influi no rendimento. Estradas com muitas curvas, desníveis, subidas e descidas, solicitam muito mais do pneu o efeito do arrastamento, freiadas e aceleradas, reduzindo conseqüentemente sua vida útil.

Por estas razões é fundamental dirigir com regularidade e manter velocidades compatíveis com cada tipo de estrada. Paralelamente devem ser evitados os impactos violentos contra obstáculos ou buracos.

52

Bem como os roçamentos contra o meio-fio, que podem causar avarias graves na carcaça do pneu (quebra de cordonéis e bolhas).

Periodicamente é muito importante efetuar uma inspeção geral nos pneus, verificando a uniformidade de consumo e se não existem avarias nos flancos ou banda de rodagem que exijam reparos nos pneus, ou até mesmo sua retirada de uso.

Rodízio dos Pneus.

O rodízio de pneus visa uniformizar o desgaste, prolongando sua vida. Deve ser efetuado preferencialmente a cada 10.000 Kms. Atentar ao sentido dos pneus: alguns modelos possuem uma seta direcional na lateral que deve ser verificada, sob pena de vibrações e desgaste Pneus radiais. 4 Pneus de mesma medida

53

Através da Resolução 558/80, de 15 de abril de 1980, o Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN) estabeleceu em seu artigo 4º que fica proibida a circulação de veículo automotor equipado com pneus cujo desgaste da banda de rodagem tenha atingido os indicadores ou cuja profundidade remanescente da banda de rodagem seja inferior a 1,6 mm. Portanto todos os pneus para automóveis, camionetes, caminhões e ônibus são dotados de 4 a 8 fileiras transversais de indicadores de desgaste de banda de rodagem (saliências no fundo do desenho), espaçadas com uniformidade através da circunferência do pneu, que permitem verificar quando o pneu atingiu o limite de desgaste da banda de rodagem, ou seja, 1,6 mm de profundidade remanescente.

Indicadores de desgaste

Os pneus com menos de 1,6 mm de resíduo de desenho na banda de rodagem deixam muito a desejar em termos de aderência, principalmente em piso molhado e por esta razão devem ser substituídos por outros novos para a continuidade do rodar com segurança.

54

Geometria

da

Suspensão e Direção

55

1. Geometria da suspensão e direção 1.1 - Alinhamento de Suspensão Alinhamento O alinhamento adequado do veículo permite ao motorista dirigir na estrada com pequenas correções de direção e mínimo desgaste de pneu. Ajustes no veículo tornam possível o alinhamento. O alinhamento inadequado das rodas pode ser a causa principal de quase todos os tipos de reclamações de dirigibilidade. O alinhamento dianteiro e traseiro correto permite que os pneus possam rodar paralelamente na estrada. Um movimento de derrapagem, desgaste, ou arraste de pneus significa que os pneus estão rodando lateralmente na estrada. O alinhamento correto das rodas remove a condição de arraste e aumenta a vida dos pneus. O alinhamento dianteiro compõe uma série de medições e ajustes que permitirão a um veículo rodar em linha reta na estrada. O sistema de direção, suspensão, rodas e pneus, todos fazem com o veículo não vibre, cambaleie, ou puxe para o lado como se estivesse num rebaixo da estrada. Qualquer folga nas articulações da direção ou suspensão causará dificuldades na dirigibilidade do veículo. Há nove medições de alinhamento usadas para determinar o alinhamento adequado. Algumas destas medidas de alinhamento são diretamente ajustáveis, enquanto outras não são. Cada ângulo ou medida proporciona valiosa informação que pode ser usada para diagnosticar a causa das reclamações de dirigibilidade e desgaste de pneus: 2 Câmber. 3 Cáster. 4 Convergência. 5 Inclinação do pino-mestre. 6 Ângulo de arraste (raio de rolagem). 7 . 6-Ângulo de inclinação da roda; 8 . 7-Ajuste traseiro; 9 . 8-Ângulo incluído; 10 . 9-Altura de montagem; '- . 11 . 10-Divergência em curvas. - 1.1 – Câmber As carruagens antigas, de tração animal, possuíam rodas bastante altas, a fim de vencerem as superfícies irregulares das estradas. Para reduzir o peso, os raios das rodas eram finos e longos, não oferecendo muita resistência e, além disso, eram inclinados para dentro, dando ao conjunto o formato de prato.

56

As forças laterais aplicadas às rodas, resultantes dos movimentos pelas estradas, tendiam a partir estes raios, pois, o peso do veículo se transmitia angularmente ao solo.

Resolveu-se este inconveniente, deslocando-se a parte superior da roda para fora, sem modificar seu formato de prato, possibilitando apoiar o peso da carruagem diretamente abaixo da ponta do eixo, verticalmente a este. Isto eliminou toda a carga lateral nas rodas, permitindo o transporte de maiores pesos. O deslocamento da parte superior da roda é conhecido como "câmber" e é obtido pela inclinação da manga de eixo.

Pode-se definir câmber como a inclinação da parte superior da roda, para dentro ou para fora, no sentido transversal ao veículo, comparada com a vertical. O câmber pode ser positivo, neutro ou negativo, dependendo da inclinação da parte superior.

57

- Se a roda ficar na vertical, o câmber é 0º, NULO ou NEUTRO, não há câmber.

- Se a parte superior da roda ficar inclinada para fora do veiculo, o câmber é positivo.

- Se a parte superior da roda ficar inclinada para dentro do veículo, o câmber é NEGATIVO. A finalidade do câmber é dar mais aderência dos pneus ao solo com menor desgaste possível.

A distância (d) possui considerável influência na facilidade em se estacionar o veículo, na absorção dos choques transmitidos ao volante e no emprego dos freios nas 4 rodas. Quanto maior for essa distância, maior será o comprimento da barra de direção e maior será o diâmetro da circunferência a ser percorrida pela roda quando o volante for girado. Este é o motivo pelo qual os carros antigos ofereciam dificuldades no dirigir, principalmente em manobras para estacionamento.

58

A introdução do "câmber positivo" nas rodas dianteiras aproximou a distância entre o ponto de contato do pneu com o solo e a linha vertical do pino-mestre. Isto melhorou consideravelmente a dirigibilidade dos veículos, porém, não chegou a eliminar completamente todas as dificuldades. Havia ainda muita trepidação transmitida ao volante. Visando eliminar esta deficiência, surgiu o pneu-balão, de maior área e menor pressão.

Todavia, o pneu-balão, em virtude de sua flexibilidade e área de contato como o solo, não se adaptou com o "câmber positivo" apresentando desgaste irregular e acentuado. Conseqüentemente, reduziu-se o câmber e aproximou-se mais o pino-mestre da roda. Com a introdução dos freios hidráulicos foi necessário aumentar a inclinação do pino-mestre e a cambagem positiva.

Anteriormente ao aparecimento da suspensão conhecida como "ação de joelho" (braços paralelos), o ângulo do câmber era proporcional à capacidade de carga a que o veículo estaria sujeito. ,

59

Pneus mais largos necessitavam cambagem nula para rodar em ângulo reto com o solo. Porém, o peso sobre o eixo provocava o envergamento deste, resultando câmber negativo, prejudicial ao esterçamento (viragem).

Em conseqüência, os eixos dianteiros passaram a ser construído com suficiente câmber positivo, para compensar a redução do câmber das rodas para quando o veículo receber carga.

Com a introdução da suspensão "ação de joelho" (braços paralelos) desapareceu a necessidade de haver muito câmber positivo para compensar o envergamento do eixo, sob carga. A suspensão do tipo "braços paralelos" cede sob o peso, sem afetar consideravelmente o "ângulo de câmber".

Na maioria dos veículos com suspensão independente, o câmber positivo da roda externa dianteira aumenta quando o veículo entra nas curvas. A fim de evitar essa situação e permitir chegar a um câmber normal de 0° quando em movimento, dá-se preferência a um pequeno câmber negativo, para as rodas dianteiras. Para se obter maior quilometragem dos pneus e maior suavidade na direção, o câmber das rodas dianteiras deve ser nulo, isto é, 0°, quando o veículo estiver em movimento. Não significa, porém, que o câmber seja nulo com o carro vazio ou parado.

60

Métodos para verificar o câmber.

Qualquer que seja o equipamento utilizado para se verificar o câmber das rodas, é necessário que o veículo esteja nivelado, que os pneus sejam do mesmo diâmetro, inflados com a pressão recomendada e que o desgaste seja aproximadamente o mesmo de outra maneira, as leituras obtidas não serão corretas. Se não se dispuser de um equipamento ótico ou eletrônico para alinhar direção, pode ser usado um nível de bolha de ar. Outro método pode ser usado, conforme indicada a figura ao lado.Com a roda na posição reta para a frente, colocar um esquadro de aço no chão em ângulo reto com a roda e medir a distância entre o esquadro de aço e a flange do aro nas partes superior e inferior da roda. A diferença de 1/16" numa roda de 16" equivale a 15" (quinze minutos) aproximadamente.

O câmber não pode variar mais que 1" entre as duas rodas da frente.

1.2 – Cáster. É a inclinação da parte superior do pino-mestre para frente ou para trás do veículo no sentido longitudinal, em relação à uma linha vertical. A finalidade do cáster é dar "estabilidade direcional" ao veículo, ou seja, é a capacidade em se manter em linha reta sem a necessidade de se movimentar o volante e é conseqüência de dois fatores principais: cáster e inclinação do pino-mestre.

61

O cáster pode ser: Positivo Neutro Negativo.

Vejamos alguns exemplos dos princípios de funcionamento e efeito do "cáster" no sistema da direção. Empurrando-se um móvel montado sobre rodízios, estes giram em seus pivôs, ficando as rodas alinhadas no mesmo sentido do deslocamento do móvel.

Dessa forma, o móvel se desloca suavemente em linha reta, isto porque o pivô é forçado a girar 180°, sua tendência é arrastar a roda atrás de si, em virtude da linha central do eixo-pivô atingir o piso atrás do ponto de contato da roda. O mesmo acontece a um automóvel ou bicicleta; se o pino-mestre for inclinado para trás, pela sua extremidade superior, sua linha de centro atingirá o solo, à frente do ponto de contato do pneu.

62

Se o cáster do eixo ou do suporte da manga de eixo for NULO, a linha de centro do pino mestre ficará paralela com a linha vertical do pneu, não oferecendo a menor estabilidade direcional ao veículo.

Inclinando-se a parte superior do pino para trás do veículo teremos "CÁSTER POSITIVO". Se o Cáster positivo for muito acentuado, provocará: Volante muito pesado em curvas; "Shimmy" em baixa velocidade; Instabilidade em altas velocidades.

Inclinando-se a parte superior do pino-mestre para a frente do veículo teremos "CÁSTER NEGATIVO". O cáster negativo se destina a neutralizar certas forças que produzem demasiada estabilidade direcional; por este motivo o cáster negativo não é usado nos veículos.

63

1.3 - Convergência e divergência.

É a diferença entre as extremidades dianteira e traseira das rodas, medida na altura da ponta de eixo.

A convergência, contrariando conceitos antigos, nada tem a ver com o Câmber e nem é por este afetada. Um veículo em movimento, cuja convergência das rodas dianteiras seja nula, alcançará a máxima quilometragem dos pneus porque mantém toda a banda de rodagem em contato com o solo. Para se obter convergência nula, em movimento, é necessário deixar pequena convergência nas rodas dianteiras.

64

Veículos que têm tração dianteira, normalmente são divergentes porque as rodas tendem a convergir, devido a força motriz.

Para se obter divergência nula em movimento é necessário deixar uma pequena divergência nas rodas motrizes dianteiras.

1.4 -Inclinação do pino-mestre. Esta inclinação é o segundo fator que afeta a estabilidade direcional do veículo. Pode-se idefiní-lo como:

65

. "O ângulo formado pela linha de centro do pino-mestre em relação a uma vertical ou a parte superior do pino-mestre, para dentro, no sentido transversal do veículo".

o eixo dianteiro, antigamente, era uma simples barra, em cujas extremidades se instalavam as rodas. Exemplo típico deste modelo é a carreta. A carreta se apoiava em um pivô, localizado no ponto central do eixo, permitindo a este girar nas curvas. Este simples eixo permitia as três funções básicas de qualquer eixo dianteiro: 1 . Suportar as rodas 2. Suportar o chassi e a carroçeria 3. Permitir o giro direcional do veículo.

Após este tipo que apresentava algumas desvantagens, surgiu o eixo dianteiro "Ackermann", onde o eixo é fixo, com mangas de eixo/pontas de eixo articuladas em suas extremidades. O aperfeiçoamento do Quadrilátero de Ackermann, com as mangas articuladas em suas , extremidades deu aos veículos a estabilidade de quatro pontos de apoio, diminuiu o raio de esterçamento das rodas e a altura do chassi ao solo.

66

Inicialmente, este eixo possuia pinos-mestres verticais, por onde o peso do veículo se transmitia às rodas e ao solo, causando desgaste do embuchamento e dos rolamentos. Com a introdução do sistema hidráulico de freios nas quatro rodas, a posição vertical do pino-mestre tornou-se imprópria, aumentando ainda mais o peso da direção.

Deslocando o pino-mestre para dentro, pela sua extremidade superior, será mínima a distância entre a linha de centro do pneu e a linha de centro do pino.

67

isto aumenta a estabilidade direcional e diminui o peso da direção, permitindo o emprego do sistema de freios hidráulicos.

Vejamos, a seguir, o que acontece ao esterçar as rodas dianteiras do veículo. Esterçando as rodas, as pontas de eixo (mangas) esterçam também ao redor do suporte. Este, mantendo-se imóvel, a extremidade da ponta de eixo ficará mais baixa, após esterçado. Todavia, com a roda instalada, sabemos que a ponta de eixo não poderá girar para baixo, pois a roda a mantém na mesma altura, independentemente do ângulo de esterçamento.

Como a tendência é baixar a ponta de eixo, a força resultante levanta o suporte que, por sua vez, levanta a dianteira do veículo. A força da gravidade tende a manter o veículo, em conseqüência do peso, o mais baixo possível, tal como acontece com uma esfera sobre uma superfície côncava. Esta posição é alcançada quando as rodas dianteiras estão alinhadas na reta e as pontas de eixo na posição central.

68

A inclinação do pino-mestre em conjunto com o cáster dá ao volante a estabilidade direcional, pois força as rodas a voltarem à posição reta após as curvas, bem como, resiste a qualquer pressão tendente a esterçá-las antes do movimento do volante. A inclinação do pino-mestre é provavelmente fator de estabilidade mais importante do que o Cáster. A combinação de Cáster e inclinação do pino-mestre produz um efeito importante, pois, reduz o espaço entre o ponto de interseção da linha central do pino e o ponto de contato do pneu com o solo. Esta redução a uma fração de milímetros suaviza a trepidação (shimmy). O ângulo do Cáster, também regulado pela posição da manga, afeta o ângulo de inclinação do pino-mestre, porém, em escala tão reduzida que não chega a ser prejudicial.

1.5 - Raio de rolagem direcional. O pino-mestre, além de sua inclinação normal, dá inclinação no sentido longitudinal do veículo (Cáster). Tem ainda o Ângulo de Rolagem ou Raio de Rolagem Dircional, que é definido como o prolongamento da linha de centro do pino-mestre até o solo. Podendo ser Positivo, Neutro ou Negativo. Imagine a roda dianteira de um veículo sendo virada. Ela irá descrever um círculo ao redor de um ponto, que identificaremos com "A". Esse é o ponto em que a linha de prolongamento de giro do pino-mestre toca o solo. O ponto "B" é o centro da superfície do pneu, em contato com o solo. O raio "AB" desse círculo é chamado de Raio de Rolagem Direcional.

69

Raio de rolagem positivo.

Quando o prolongamento imaginário da linha de centro do pino-mestre toca o solo na parte interna do pneu.

Raio de rolagem neutro

Quando o prolongamento imaginário da linha de centro do pino mestre tocar o solo no centro do pneu.

Raio de rolagem negativo

Quando o prolongamento imaginário da linha de centro do pino mestre tocar o solo na parte externa do pneu.

70

Raio de rolagem positiva. Quando o prolongamento imaginário da linha de centro do pino-mestre toca o solo na parte interna do pneu.

A finalidade do Raio de Rolagem Direcional é evitar a derrapagem e giro ou rodopio em relação à roda que freiou com maior intensidade. Quando um veículo é freiado, uma das rodas pode diminuir sua velocidade mais do que a outra seja pelo fato de encontrar um piso de maior aderência ou freios desregulados. Neste caso aparecem duas forças de sentido contrário, cujo efeito será a tendência do veículo derrapar e girar como se fosse um pião em torno da roda que freiou com maior intensidade.

Para evitar que isso aconteça, desenhou-se os pontos de ligação das rodas dianteiras de tal forma que a linha imaginária do ponto de apoio superior e inferior da suspensão prolongue-se até o solo, formando o princípio de alavanca, que compensa e anula a tendência que o veículo teria de girar ao redor da roda mais freiada; a conseqüência é a auto-estabilização do veículo sem a interferência do motorista.

71

Divergência nas curvas.

Até o momento, nesta apostila, falamos de quatro fatores referentes ao alinhamento da direção: Câmber, Cáster, Inclinação do Pino-Mestre/Raio de Rolagem Direcional e Convergência/Divergência. A partir de agora falaremos da divergência nas curvas.

Nas curvas, as rodas divergem entre si, provocando uma desigualdade de esterçamento entre as rodas. A finalidade da divergência nas curvas é evitar o arrastamento dos pneus e permitir estabilidade em curvas. É definida como uma desigualdade de esterçamento entre as rodas. Todos os ângulos são regulados com as rodas na posição reta e destinam-se ao movimento à frente, em retas. Vamos encontrar um quinto fator ao fazer curvas. Para uma roda girar suavemente em círculos, deve-se manter em ângulo reto com o raio, destes círculos.

72

Duas rodas fixas entre si devem rolar em um centro comum. Girando o eixo, cada roda mantém-se automaticamente em ângulo reto com seu raio, e ambas girando ao redor do mesmo centro comum.

Entretanto, com eixo dianteiro e mangas independentes, estas tornam-se eixos secundários, cada uma girando sobre seu próprio pivô.

Se cada roda girar igualmente de forma a ficarem em ângulo reto com seus respectivos raios, não poderão girar ao redor de um centro comum.

73

A solução é fazer a roda interna rolar com maior ângulo, de forma que seu raio de esterçamento intercepte o raio de esterçamento da roda externa, em um ponto considerado centro comum. Isto só foi possível com o desenvolvimento do Quadrilátero de Ackermann.

Neste diagrama, vemos que as rodas não são paralelas, pois a distância entre elas, na frente, é maior do que atrás. Isto é a divergência nas curvas. Esta posição de divergência deve cessar após efetuada a curva e com as rodas já endireitadas novamente. Para se conseguir isso, automaticamente, os braços de ligação da direção são instalados em ângulo para dentro, conforme mostra o desenho. Ambos os braços de ligação possuem o mesmo ângulo. .

74

Este ângulo controla a divergência nas curvas. Para melhor esclarecimento, vejamos os desenhos a seguir:

O braço gira de "A" para "8" deslocando-se para a direita. A seguir, girando de "8" para "C" ele “se desloca ainda mais para a direita. Muito embora ele gire mais de”8" a "C" do que de "A" a "8", devemos notar que a distância "a, b" (horizontal) é maior do que a distância "b, c" (horizontal).

No conjunto da direção, onde o eixo, braços de ligação e barras de direção formam um retângulo, (Quadrilátero de Ackermann), a extremidade de cada braço mantém-se na mesma posição relativa. Quando se desloca um braço de ligação, o outro se desloca também à mesma distância, descrevendo ambos o mesmo curso, fazendo cada roda esterçar o mesmo ângulo, tanto para a direita como para a esquerda. .

Posicionando os braços de ligação para esquerda ou direita, muda a situação. Conforme mostra a figura, os braços estão com suas extremidades em diferentes posições em seus respectivos círculos.

Para se fazer com que a roda que estiver interna a curva esterce mais que a externa formando a "Divergência nas curvas", foi necessário dar um ângulo para dentro nos braços.

75

Ao girar o braço esquerdo de "A" para "8", seu deslocamento horizontal será de "a-b". O braço de direção desloca a extremidade do braço de ligação do lado direito à distância "c-d".

O braço esquerdo se desloca na parte do círculo onde um pequeno deslocamento para a, direita produz grande ângulo de esterçamento. O braço direito se desloca na outra parte do círculo onde o mesmo com um pequeno deslocamento produz pequeno ângulo de esterçamento. A roda interna, em conseqüência, esterça mais do que a externa, produzindo a necessária divergência nas curvas.

Omesmo acontece quando se esterça do lado oposto, pois cada braço de ligação situa-se na mesma posição angular, para dentro. Quanto mais se esterçam as rodas maior será a divergência necessária. A construção dos braços de ligação permite, automaticamente, aumentar e diminuir a divergência com o maior ou menor raio de esterçamento das rodas.

76

Ângulo de inclinação da roda Ângulo de inclinação da roda é o ângulo entre a linha de centro do veículo e as rodas, uma linha que passa pelo centro exato dos eixos dianteiros e traseiros e a linha de inclinação da roda do veículo. A linha de inclinação da roda é a direção que o eixo traseiro seguiria se as rodas dianteiras não se ajustassem. Um veículo corretamente alinhado seguirá em linha reta pela estrada, com as rodas traseiras seguindo diretamente atrás das rodas dianteiras. Alinhado incorretamente, as rodas traseiras causam um ângulo de inclinação errado e podem fazer o veículo parecer estar rodando lateralmente, enquanto move-se em linha reta pela estrada. Em um alinhamento ideal, ambos os lados das rodas do veículo movem-se em linha reta com a linha de centro do veículo. As rodas traseiras raramente precisam de ajuste a menos que tenham sofrido um acidente ou a dirigibilidade esteja muito instável; existe suspensões traseiras que o fabricante do veículo fornece procedimento de serviço e especificações para efetuar os ajustes.

77

Altura de montagem

Altura de montagem é a distância entre a superfície superior do eixo dianteiro e um ponto especificado diretamente sob o chassis ou a carroçaria. As diferenças na altura de montagem dianteira para a traseira afetam o ângulo de cáster, enquanto as diferenças na altura de montagem de lado a lado afetam o ângulo de câmber. Enquanto a altura de montagem normalmente não é um fator de grande importância no alinhamento de carros de passageiros, a mesma é um fator importante no alinhando de caminhões leves. A maioria das especificações de alinhamento para caminhões leves está baseada na especificação de altura de montagem. Meça sempre altura de montagem e compare as medidas com as especificações antes de ajustar o cáster, o câmber e a convergência.

Ângulo incluído

O ângulo incluído é encontrado somando-se o ângulo de câmber e a inclinação de eixo de direção ou inclinação do pino-mestre (SAI). O ângulo incluído mostra a relação entre a posição de inclinação do eixo de direção ou inclinação do pino-mestre e o eixo vertical. Se o ângulo de câmber é negativo, o ângulo incluído será menor que a inclinação do eixo de direção ou inclinação do pino-mestre. Se o ângulo de câmber é positivo, o ângulo incluído será maior que a inclinação do eixo de direção ou inclinação do pino-mestre. O entendimento desta relação pode ajudá-lo a determinar se um veículo tem um eixo ou um braço torto.

78

Inclinação de eixo de direção (SAI) A inclinação de eixo de direção (SAI), às vezes chamado de articulação esférica ou inclinação do pino-mestre é a inclinação do eixo de direção quando visto pela frente do veículo. Para determinar a inclinação do eixo de direção, trace uma linha imaginária pelo centro do componente de direção. O ângulo entre esta linha e o vertical verdadeiro é a inclinação do eixo de direção. A inclinação do eixo de direção é semelhante ao ângulo de cáster no qual ambos são coincidentes. Diferente do cáster, a inclinação do eixo de direção não é ajustável, exceto ao substituir componentes da articulação. Assim como no cáster, o peso do veículo no eixo de direção ajuda as rodas a ficar em linha reta à frente e retornar ao centro ao sair de uma curva porque a inclinação do eixo de direção é maior que o ângulo de cáster e tem grande efeito no controle de direção. Quando a inclinação do eixo de direção está correta, a linha de centro do eixo estende-se até um ponto perto do centro da área de contato do pneu com o solo. A inclinação de eixo de direção correta causa menos desgaste do pneu nas curvas e reduz o esforço necessário para o esterçamento.

Ajuste traseiro.

Ajuste traseiro é a distância entre o pneu direito dianteiro e o pneu traseiro direito comparado à distância entre o pneu dianteiro esquerdo e o pneu traseiro esquerdo. A diferença entre estas medidas é o ajuste que temos que executar para que os dois eixos fiquem com a mesma medida ou exatamente paralelos entre si. O desajuste traseiro causará desgaste rápido do pneu e má dirigibilidade. '

79

2 - Balanceamento de rodas.

O balanceamento das rodas de um veículo tem como finalidade eliminar as vibrações e, conseqüentemente, os múltiplos danos e distúrbios causados por ela. Rodas desbalanceadas significam:

1.) Desgaste precoce dos pneus rolamentos. 2.) Amortecedores dos órgãos de direção em soltura 3.) Ruptura do fio do sistema elétrico. 4.) Afrouxamento dos parafusos fixação da carroceria. 5.) Quanto aos ocupantes do veículo terão uma redução do conforto e

pouca segurança causada por "shimmy" e uma difícil dirigibilidade. A máxima quilometragem dos pneus e suavidade na direção são conseqüência do perfeito alinhamento da direção e do correto balanceamento estático e dinâmico das rodas.

Balanceamento estático. O balanceamento estático é a distribuição uniforme do peso da roda (pneu, aro e cubo), ao redor de seu eixo, de forma que a roda fique parada em qualquer posição, sem tendência a girar por si mesma. A forma fácil de avaliar o balanceamento estático de uma roda é colocada em um eixo que lhe permita girar livremente e esta deve permanecer parada em qualquer posição, caso contrario a roda esta desbalanceada. Para balancear estaticamente a roda,

80

prende-se uma massa na roda do lado oposto, a mesma fará com que a roda equilibri-se de tal forma que a roda passara a ficar parada em todas as posições, eliminando assim as trepidações que dificultam a dirigibilidade e a sustentabilidade do veiculo. Exemplificando: Se houver certa quantidade de lama ou barro aderido a um lado da roda, este lado se acha em desequílibrio com referência ao outro lado da mesma roda. Se a roda nessas condições for suspensa do solo, este desequilíbrio a fará girar até que a parte mais pesada fique para baixo. Girando à grande velocidade, a força centrífuga atuará no lado mais pesado da roda de tal forma a tirá-Ia de seu círculo concêntrico, ou 'seja, dará à roda em movimento um giro ovalizado, fazendo a frente do veículo pular. Isto reduz a estabilidade direcional do veículo, além de causar desgaste excessivo ao sistema completo da suspensão.

Balanceamento dinâmico. Balanceamento dinâmico significa que a roda, além de seu balanceamento estático, deve girar concentricamente em todas as velocidades, mantendo-se sempre em ângulo reto com seu eixo de rotação.

Vejamos o princípio de balanceamento dinâmico. Amarremos um barbante em uma esfera e a fazemos girar vagarosamente. O barbante formará um ângulo pequeno com o seu eixo central de rotação.

81

Girando mais rapidamente, a força centrífuga aumentará, sendo que a esfera se levantará até ficar nivelada, formando um ângulo reto com um eixo de rotação.

Ao invés de barbante e esfera, façamos esta experiência com uma régua de madeira e um prego servindo de eixo. Em cada extremidade da régua coloquemos um peso igual ao outro. A régua e os pesos permanecerão estaticamente balanceados. Girando a régua, este giro se fará em ângulo reto com o prego, ficando a régua nivelada. Esta e os pesos encontram-se também em balanceamento dinâmico, além do balanceamento estático.

Se colocarmos um peso na parte superior de uma extremidade da régua e outro peso na parte inferior da outra extremidade, o conjunto ainda permanecerá estaticamente balanceado. Ao girarmos rapidamente a régua, a força centrífuga começa a atuar. Cada peso, ao girar, procura formar ângulo reto com o eixo central: o peso "A" desloca-se para baixo e o peso "8" para cima.

82

Tal deslocamento força o eixo para fora de sua posição vertical, produzindo oscilação a cada giro da régua. Os mesmos princípios se aplicam às rodas do automóvel. Uma roda completa, estaticamente balanceada, possui nas seções 1 e 2 o mesmo peso que nas seções 3 e 4. O peso se distribui igualmente sobre o eixo de rotação.

Aumentando uniformemente pesos nas secções 2 e 3, o conjunto ainda permanecerá estaticamente balanceado. Todavia, com referência à linha de centro, a secção 2 tornou-se mais pesada que a secção 1, e a secção 3 mais pesada que a 4.

Em giro, os pesos 2 e 3 apresentarão tendência a formar o ângulo reto com o eixo de rotação, tal como acontece com o exemplo da régua e dos pesos. A cada meio giro da roda, inverte-se a situação dos pesos, procurando estes deslocarem-se para a direção oposta.

83

Esta irregularidade chama-se trepidação ou "shimmy". Evidentemente, uma roda nessas condições estará fora de balanceamento dinâmico, pois não gira no respectivo eixo, com sua linha de centro formando ângulo reto com a linha do eixo.

Para sanar a falha, deve-se agregar pesos às seções 1 e 4 de forma a igualá-Ias com as seções 2 e 3. Assim, o peso total ficará uniformemente distribuído, quer com referência à linha de centro da roda, quer com referência ao eixo de rotação, ficando a roda estática e dinamicamente balanceada.

Balanceamento estático Estática e sem balanceamento dinamicamente dinâmico balanceada A roda poderá estar estaticamente balanceada e fora do balanceamento dinâmico. Todavia, uma roda que esteja dinamicamente balanceada, também o estará estaticamente.

84

Rodas não balanceadas produzem trepidação na direção (shimmy), além de desgaste excessivo das buchas e rolamentos cônicos das mangas de eixo.

85

Referencias

Disponível em http://www.citycarrodas.tripod.com/ rodasdeligaleves.htm – Rodas de liga leve. Disponível em http://.www.autovalley.fr/ entretenir_42.html – Apoio do pneu ao solo. Disponível em http://www.animeby.blig.ig.com.br/ - Foto da derrapagem Disponível em http://www.concap.com.br/recapagem/processo_02_pq.jpg - Foto da inspeção de pneus. Disponível em http://www.mecanicaonline.com.br/ rodando/2005/rodamo... – foto do volante da direção. Disponível em http://www.gomini.com/ fs/vtec/vtec.htm – Foto da subframe Disponível em http://www.bcws.com.br – Foto da barra estabilizadora. Disponível em http://www.pirelli.com.br – Imagem de rodízio de pneus.