Sistemas de Direção

As rodas do veículo, assim como os pneus, básicas para qualquer projeto, são apoiadas sobre mangas ou pontas de eixo, ficando o eixo propriamente dito fixado à estrutura principal do carro ou chassis. A direção tem por objetivo alterar a angulação das rodas relativamente à linha de centro do veículo de modo a permitir que este possa realizar alterações de direção em curvas e manobras. São usados vários tipos de sistemas de direção.

O crescente aumento de velocidade e peso médio do veículo, bem como o crescimento no número de veículos em uso e ainda o progressivo desejo de maior conforto forçaram o desenvolvimento de direções que solicitassem menores esforços dos motoristas.

Sistema de cremalheira Sistema setor sem-fim

                                                                      Veículos pesados

O tipo de direção servo-assistida que tem emprego mais freqüente é a do tipo hidráulico. O sistema possui um reservatório de fluído e uma bomba acionada pelo motor do veículo. A bomba é conectada à caixa por meio de dutos adequados. Atualmente já se utiliza uma bomba elétrica para a circulação do fluído, aliviando-se assim o esforço realizado pelo motor.

Alinhamento de rodas é o posicionamento preciso das rodas dianteiras e traseiras em relação aos sistemas de direção e suspensão. Para que as rodas de um veículo se mantenham paralelas e os pneus perfeitamente apoiados no solo, é necessário que os parâmetros de alinhamento estejam com seus valores dentro das especificações do fabricante. Desta forma se obterá uma melhor estabilidade do veículo e uma maior vida útil dos pneus

Os valores especificados para tais parâmetros geralmente são reduzidos e seu controle deve ser realizado com aparelhagens especiais. O controle e as eventuais correções somente deverão ser efetuadas desde que não hajam folgas excessivas nos terminais de direção, nos rolamentos, nos embuchamentos e pivôs de suspensão ou aros defeituosos.

A geometria de direção é composta de uma combinação de ângulos os quais influem diretamente na dirigibilidade e estabilidade do veículo. Em um alinhamento é fundamental a medição desses ângulos e linhas, tais como: câmber, cáster, convergência, KPI, ângulo incluso, divergência em curvas, SET BACK (diferença coaxial entre eixos), raio de giro, ângulo direcional do eixo traseiro e paralelismo total. A seguir explicaremos alguns deles.

Termo em inglês que indica o ângulo de inclinação, ou seja, o ângulo compreendido entre a linha vertical e o plano mediano da roda, medido observando-se o veículo pela frente e com as rodas sem esterçar. Obviamente, as duas rodas de um mesmo eixo devem ter a mesma inclinação. Ela é positiva quando as rodas têm a parte superior inclinada para fora; e negativa quando a parte superior das rodas está inclinada para dentro.

Os construtores de veículos adotam ângulos diferentes para os diversos modelos que devem ser respeitados na manutenção do veículo, para não comprometer a performance, sobretudo em estradas, e causar um desgaste anormal dos pneus.

Exemplo de pneu com desgaste irregular devido ao câmber incorreto.

É o ângulo formado pela inclinação longitudinal do pino mestre ou da linha imaginária que passa pelos pivôs em relação a um plano vertical. Tal ângulo tem a finalidade de permitir o retorno das rodas dianteiras à sua posição central, após efetuada uma curva.

Se o ângulo cáster estiver irregular e seu valor de inclinação não for correto para as duas rodas dianteiras, o veículo tenderá a derivar para o lado cuja roda estiver mais atrasada, provocando o arrastamento da mesma e consequentemente reduzindo a vida útil do pneu. Outra irregularidade que pode ocorrer é a vibração (efeito “shimmy”) durante a marcha retilínea.

Em bicicletas encontramos o cáster positivo.

Convergência +A > BConvergência ou Divergência A < B

Convergência é o ângulo formado entre o eixo longitudinal do veículo e a linha mediana das rodas. A convergência é positiva (toe in) quando as linhas medianas das rodas convergem para a parte dianteira do veículo e negativa (toe out), quando as duas linhas medianas tendem a se encontrar atrás do veículo. Nesse caso, fala-se, também, de divergência. Em geral, a convergência positiva é adotada nos veículos com tração traseira e a negativa nos modelos com tração dianteira, nos quais as rodas, de certa forma, “puxam” o veículo.

Caso o veículo trabalhe com convergência ou divergência fora das especificações, os pneus sofrerão um desgaste prematuro e irregular.

Em geral, uma roda completa sempre possui certos desequilíbrios, que se traduzem em vibrações, afetando o desgaste do pneu e o conforto, além de reduzir a vida útil dos rolamentos, dos amortecedores e elementos da suspensão e direção do veículo. Esses desequilíbrios se classificam em estáticos, dinâmico simples e dinâmico combinado.

É causado por uma massa disposta simetricamente em relação ao plano mediano vertical da roda. Com este desequilíbrio ocorrem oscilações no sentido vertical produzindo sucessivos impactos no pneu, que afetam a suspensão e a direção do veículo causando desgaste localizado na banda de rodagem do pneu.

É causado por uma ou mais massas dispostas de maneira assimétrica em relação ao plano mediano vertical, e não uniformes ao longo da circunferência. Quando a roda está em rotação, as duas massas geram duas forças do tipo centrífuga que provocam oscilações transversais.

O pneu sofre rápido desgaste e tanto o conforto como a dirigibilidade são prejudicados, bem como os elementos mecânicos da suspensão e direção do veículo.

DESEQUILÍBRIO DINÂMICO COMBINADO 



Esse desequilíbrio é representado pela soma dos desequilíbrios estático e dinâmico simples.

Qualquer que seja o tipo de pneu utilizado a pressão correta é o fator mais importante. Na realidade a pressão incorreta é a principal causa do desgaste prematuro dos pneus. Pouca pressão tende a fazer com que as bordas do pneus se desgastem mais rapidamente: excesso de pressão provoca desgaste mais rápido no centro da banda rodagem. Infle os pneus à pressão recomendada e faça verificação sempre com pneus frios. A pressão recomendada é diferenciada de acordo com a carga (peso) que o veículo carrega.

Para se obter um desgaste por igual de todos os pneus, é necessário efetuar o rodízio periódico. Faça rodízio a cada 10.0 km, de preferência com os cinco pneus, conforme figuras abaixo.

Diagonais Radiais

Importância dos Pneus Para pneus radiais recomenda-se não inverter o sentido de rodagem.

Devem ser usados sempre pneus da mesma marca e tipo. Se você desejar um tamanho maior siga as recomendações do fabricante. Lembre-se que não é possível misturar pneus diagonais com pneus radiais.

A diferença básica entre pneus diagonais (ou convencionais) e os radiais está principalmente na estrutura de suas carcaças.

O pneu diagonal tem uma estrutura de lonas têxteis cruzadas, umas em relação às outras, cujos cordonéis formam um determinado ângulo.

No pneu radial, a estrutura é constituída de uma ou mais lonas cujos cordonéis são colocados paralelamente e no sentido radial. Esta estrutura é reforçada com cinturas que envolvem toda a periferia do pneu, sob a banda de rodagem e mantêm inalterada a circunferência externa do pneu, permitindo que seja mantida constante a área de contato com o solo, mesmo nas curvas.

Os pneus são itens de segurança, sua banda de rodagem é dotada de sulcos e blocos que tem a função de oferecer máxima aderência em pisos molhados e estradas escorregadias. Essa aderência tende a diminuir à medida que o pneu se desgasta. Por isso o CONTRAN (Conselho Nacional do Trânsito) proíbe a circulação de veículos com pneus cujo desgaste tenha atingido os indicadores existentes na banda de rodagem (T.W.I.) ou cuja profundidade remanescente seja inferior a 1,6mm.

Pneu Diagonal

Freios em bom estado são vitais para uma condução segura do veículo. Seu funcionamento eficiente depende não apenas de suas próprias condições, como também das condições dos pneus, das estradas, ruas e do tempo de reflexo do motorista. Com todos esses fatores envolvidos, é extremamente importante manter os freios sempre em condições ideais de funcionamento.

Os sistemas de freio basicamente são compostos de pedal de freio, servo-freio, cilindro mestre, cilindros de rodas, pinças de freios, tambores, discos, lonas, pastilhas, alavanca ou pedal do freio de estacionamento, tubulações, válvulas e fluído de freio. Quando o motorista aciona o pedal move os pistões internos do cilindro mestre que por sua vez empurra o fluído pelas tubulações até atingirem os cilindros de rodas ou pinças de freio. Desta forma as pastilhas ou lonas são empurradas contra os discos ou tambores respectivamente gerando atrito.

O princípio fundamental da frenagem é o atrito. Várias soluções foram empregadas para parar ou reduzir os veículos, contudo, todas empregando a fricção como elemento de parada ou de redução da velocidade do veículo. Quando dois corpos são postos em contato e um deles se move e o outro não, ou ainda, quando ambos se movem em direções contrárias, ocorre entre eles um atrito dinâmico que recebe o nome de fricção. A fricção promove a dissipação de energia sob a forma de calor.

Nos automóveis, o sistema mais simples que é empregado, é o sistema a tambor. O mais comum, em termos de maior segurança, é o sistema de freios a disco e os sistemas servoassistidos.

Praticamente suplantados nas rodas dianteiras pelos freios a disco, os freios a tambores ainda equipam as rodas traseiras de muitos modelos. O freio a tambor é constituído de um componente (o tambor) que gira junto com a roda e tem uma banda anular interna contra a qual, em uma frenagem, são pressionadas duas sapatas recobertas por material de atrito. O alargamento das sapatas é obtido por meio de pequenos cilindros hidráulicos, fixados ao porta sapatas ( que também tem a função de suportar as sapatas e fechar o tambor do lado oposto da roda) e ligados ao circuito de comando de freio por meio de tubulações. Para retornar à posição de repouso, as sapatas têm molas especiais.

Os freios a disco substituíram há muito tempo os freios a tambor nas rodas dianteiras e, em diversos modelos nas traseiras. Um freio a disco é formado por uma pinça, no interior da qual estão localizadas duas pastilhas recobertas por um material de atrito. Quando se pisa no pedal, as pastilhas comprimem com força um disco ligado à roda. As pinças podem ser fixas ou de duplo efeito e, nesse caso, possuem dois ou quatro pequenos pistões opostos dois a dois. As pinças flutuantes ou de efeito simples têm um pistão só (às vezes dois paralelos colocados do mesmo lado).

O disco de freio normalmente é feito de ferro, mas em alguns carros de corrida pode ser de carbono, assim como as pastilhas. Para garantir um resfriamento adequado ao sistema, o disco possui uma série de passagens de ar radiais ou é auto-ventilante.

O servo freio não proporciona uma frenagem mais rápida, mas apenas facilita a ação quando o pedal de freio é acionado. Fica entre o cilindro mestre e o pedal de freio, aliviando grande parte do esforço físico que seria necessário para realizar a frenagem.

O vácuo necessário para o funcionamento do servo-freio é gerado pelo motor em funcionamento.

ABS é a sigla de Anti-lock Breaking System. Trata-se de um sistema de segurança que evita o bloqueio de uma ou mais rodas durante uma frenagem brusca em piso de pouca aderência, como água, neve, cascalho, etc. Também atua quando existem condições de aderência diferentes entre as rodas do veículo. Embora existam várias versões do ABS, seu princípio de funcionamento é sempre o mesmo.

Sensores informam uma central eletrônica sobre a velocidade de cada uma das rodas. Ela as compara entre si, calcula a desaceleração de cada uma e controla uma possível tendência ao travamento.

Neste caso, intervém imediatamente e, por meio de um grupo de válvulas, reduz a pressão no circuito do freio conectado à roda em questão. Assim, a central evita qualquer risco de travamento; restabelece a pressão assim que o problema for eliminado. O ciclo “redução – manutenção – restabelecimento da pressão “ repete-se várias vezes por segundo, permitindo que todas as rodas sejam mantidas no campo de deslizamento durante frenagens de emergências. Isso garante uma frenagem segura, já que o travamento pode levar à perda de controle do veículo.

As lonas e as pastilhas do freio sofrem um desgaste natural. Se esse desgaste for muito acentuado o tambor, o disco, ou ambos poderão ser danificados pela sapata ou pelo suporte das pastilhas. Neste caso, o tambor ou disco devem ser recondicionados (em geral, são retificados, para a remoção de rebarbas e ranhuras) ou substituídos quando o limite de segurança for atingido. Sua pronta substituição evitará despesas adicionais maiores.

Quando as pastilhas ou lonas forem substituídas, verifiquem também o cilindro mestre e os cilindros das rodas. Troque todo o fluído, sangrando o sistema, que deve estar isento de ar. O fluído de freio deve ser trocado de acordo com as especificações do fabricante.

Depois que os freios forem totalmente inspecionados, ao se aplicar um pouco de pressão no pedal, o veículo deve parar suavemente. O pedal deve estar firme, sem estar excessivamente duro ou excessivamente elástico.

Quando a alavanca do freio de estacionamento é puxada, os cabos de aço são estirados, forçando as sapatas contra o tambor, imobilizando o veículo. Se ele não permanecer imobilizado numa rampa, pode ser necessária uma regulagem dos cabos.

Suponha que você esteja andando de bicicleta por uma rua plana e asfaltada, sem dificuldade alguma para desenvolver uma boa velocidade. Ao chegar a uma ladeira, o esforço para subir faz com que você pedale mais devagar. A velocidade será cada vez menor e, se a subida for longa e íngreme, talvez você não consiga mais pedalar.

Para vencer as dificuldades que os percursos apresentam, as bicicletas atuais possuem marchas, que nada mais são do que um conjunto de engrenagens na roda traseira, a fim de auxiliar o pedalar, independentemente do tipo de percurso.

No automóvel, a caixa de mudanças tem a função de adaptar e controlar a potência do motor, de modo que o veículo possa ter uma arrancada suave, aceleração rápida, capacidade de subir ladeiras íngremes e transportar cargas pesadas.

Se o veículo é equipado com caixa de mudanças manual, necessariamente também possui o conjunto da embreagem. Este conjunto está localizado entre o motor e a caixa de mudanças. É acionado pelo pedal mais a esquerda do assoalho. Quando este pedal não está acionado, o motor e a caixa de mudanças estão ligados e a potência do motor chega a caixa de mudanças, e depois ao diferencial e as rodas.

Quando o pedal é pressionado, o movimento do motor fica separado da caixa de mudanças e a potência do motor não chega até ela, possibilitando que, neste instante, as marchas sejam trocadas suavemente.

Basicamente ela é formada pelo volante e platô, que são fixos ao virabrequim do motor e o disco da embreagem, que é ligado ao eixo primário da caixa de mudanças.

O pedal, cabo da embreagem, garfo e rolamento são os demais componentes do sistema.

O disco da embreagem se localiza entre o volante e o platô, sendo comprimido contra o volante pelo platô.

Quando o pedal de embreagem não está sendo pressionado, os três componentes (volante, platô e disco) giram com a árvore de manivelas.

No momento em que o pedal é pressionado, o cabo da embreagem aciona o garfo e este desloca o rolamento, que por sua vez, faz com que o platô deixe de comprimir o disco contra o volante e, desta forma, o motor é desligado da caixa de mudanças. Neste instante, a alavanca de mudanças pode ser movimentada para efetuar a troca de marcha.

Ao tirar o pé do pedal da embreagem, o motor e a caixa de mudanças voltam a se ligar novamente.

Engrenagens, eixos, rolamentos, garfos e conjuntos sincronizados são os principais componentes de uma caixa de mudanças manual. Eles ficam dentro de uma carcaça, mergulhados em óleo, próprio para caixa de mudanças manual.

As engrenagens trabalham acopladas em pares. Para cada marcha existe um par de engrenagens.

A rotação do motor entra na caixa de mudanças através do eixo primário. Em seguida, movimenta a árvore intermediária, chamado trem de engrenagens (conhecido como carretel), que tem uma engrenagem para cada marcha.

Paralelamente ao trem de engrenagens, existe um outro eixo, chamada árvore secundária, no qual existem outras engrenagens, as quais formam pares com aquelas do trem de engrenagens. Na árvore secundária, situam-se também os conjuntos sincronizados, que são comandados por garfos.

Quando você pressiona o pedal de embreagem e movimenta a alavanca de mudanças, esta aciona o garfo, que faz funcionar o conjunto sincronizador. Neste momento, este conjunto faz o acoplamento do par de engrenagens correspondente à marcha que está sendo engatada.

Quando a marcha a ré é engatada, engrenagens atuam, com a diferença que entre elas, existe uma engrenagem intermediária, que promove a inversão no sentido de rotação do eixo principal.

]

Em sua configuração clássica é formada por alguns grupos epicicloidais dispostos em série e alojados dentro de uma caixa de liga de alumínio. A entrada e a saída do movimento ocorrem portanto, ao longo do mesmo eixo.

Entre o motor e o câmbio automático é colocado um conversor de torque, que substitui a embreagem tradicional, e como o próprio nome já diz, multiplica o torque reduzindo as rotações vindas do motor quando assim for necessário.

O engate de marchas é obtido por meio de fricções de multidisco comandadas hidraulicamente e que, de acordo com a necessidade, agem sobre os vários elementos de cada grupo epicicloidal. Estes podem ser tanto bloqueados como receber ou transmitir movimento. O funcionamento ocorre segundo as necessidades de rodagem.

Nas construções mais modernas, os câmbios automáticos são comandados por uma central eletrônica de controle.

P Estacionamento •É destinada a travar o movimento do veículo

•Deve ser aplicada só depois do veículo estar parado e ter sido acionado o freio de estacionamento. •Permite dar partida ao motor.

R Marcha à Ré •Deve ser aplicada somente com o veículo parado, alguns veículos que possuem sistema de controle eletrônico, você pode mudar a alavanca para esta posição, mesmo com o carro em movimento que a marcha só entrará depois que o veículo parar. •Não permite dar partida ao motor.

N Neutro •Pode ser aplicada juntamente com os freios nas paradas prolongadas, com o motor funcionando. Jamais use essa posição com o veículo em movimento.

•Deve ser usada normalmente com o veículo parado, estando o motor em funcionamento ou não. •Permite dar a partida ao motor.

D Marchas à Frente •É destinada à condições normais de movimento; todas as marchas são engrenadas automaticamente. •Não permite dar partida ao motor.

3 •Nesta posição só serão engrenadas as 1ª, 2ª e 3ª marchas. É usada quando não se deseja o engate da 4ª marcha, normalmente em trânsito pesado. •Não permite dar partida ao motor.

2 •Nesta posição só serão engrenadas a 1ª e 2ª marchas. É usada quando estiver subindo ladeiras muito íngremes e não é desejado o engate das 3ª e 4ª marchas. •Não permite dar partida ao motor.

1 •Nesta posição só será engrenada a 1ª marcha. É usada para descer ladeiras muito íngremes, pois nesta posição é que o veículo vai poder contar com freio motor. •Não permite dar partida ao motor.

CUIDADOS PARA EVITAR DANOS A CAIXA DE MUDANÇAS AUTOMÁTICA 


•Não mude a alavanca das posições N ou P com o motor em alta rotação.

•Nunca mova a alavanca para a posição P, com o veículo em movimento.

•Não use caixa de mudanças por mais de 10 segundos com o motor em alta rotação e se as rodas do veículo estiverem travadas, atoladas por exemplo. •Não use o acelerador para manter o veículo parado em subidas.

•No caso de reboque, procure sempre suspender o veículo no lado das rodas de tração, se isso não for possível, remova o eixo cardan.

Neste sistema, o fluxo de força será: motor, embreagem, caixa de mudanças (câmbio), eixo cardan, eixo traseiro (diferencial), e rodas.

Este sistema apresenta como vantagens, melhor capacidade de tração em derrapagens.

A vantagem deste sistema é a compactação dos conjuntos mecânicos, o que resulta em maior espaço interno do veículo para uma mesma dimensão externa. Além disso, o fato das rodas motrizes serem dirigíveis, dão ao veículo uma tendência direcional muito apreciada por alguns motoristas.

O diferencial executa um trabalho difícil; deve aumentar o torque (ou a força) transmitido pelo motor; deve mudar a direção desta rotação para fazer girar os eixos das rodas e por fim; deve permitir que cada eixo gire com velocidades diferentes em curvas, já que nelas a roda externa percorre um caminho maior que a interna. A primeira tarefa é executada por duas engrenagens que trabalham acopladas, mais conhecidas como o par coroa e pinhão.

A segunda tarefa é executada pelo diferencial que é formado por quatro engrenagens, duas chamadas de satélites e duas chamadas de planetárias, que criam o efeito de diferentes rotações entre as rodas durante as curvas. Daí, o nome Diferencial.

A árvore de transmissão transfere a energia da caixa de mudanças para o diferencial. Ela pode ser ou não separada em duas partes (entre as quais existe um suporte de apoio com um rolamento).

Em cada extremidade da árvore de transmissão existe junta universal, ou cruzeta, que permite que a árvore de transmissão se movimente convenientemente quando o veículo é dirigido sobre terrenos irregulares.

Cada árvore de transmissão é balanceada com aparelhos sofisticados durante sua fabricação, para evitar vibrações quando o veículo roda. Danos por instalação incorreta e empenamento indevido da árvore de transmissão, provocam vibrações no veículo.

Cardans

Cruzeta

No sistema de tração dianteira, os semi-eixos das rodas possuem em suas extremidades uma peça chamada junta homocinéticas, cuja função é mudar o ângulo dos semi eixos de acordo com a modificação da altura da suspensão e do esterçamento das rodas.

Homocinética

O motor de combustão interna é uma máquina termodinâmica, na qual uma mistura de ar e combustível é inflamada e queimada. O calor liberado pela queima aumenta a pressão dos gases previamente comprimidos. Esta pressão gerada pela queima é transformada em trabalho mecânico através do movimento retilíneo dos êmbolos, transformado em movimento rotativo pela árvore de manivelas. Após cada tempo de trabalho os gases queimados são expelidos e é admitida nova carga da mistura ar/combustível.

======================================