95615095 curso alinhamento de direcao parte1

Treinamento Assistência Técnica

Geometria de Direção

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“Graças ao sistema de direção, o condutor podedirigir o veículo com eficácia sem grandes esforços,

transmitindo boa sensação no contato do veículo com o solo.”

A Roda

A idéia de utilizar ar comprimido nas rodas surgiu em 1845, porém, sua utilização se deu em 1900.

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NOTA:

Em 1888 foi inventado o pneu como o conhecemos. A partir de então a evolução foi muito rápida. Anos mais tarde se patenteou a câmara de ar. Consistente no formato de um tubo destinado a conter ar e podia ser montado e desmontado com indepedência. Os primeiros pneus desenvolvidos eram muito estreitos e de grande diâmetro e isso obrigava à que as suas pressões fossem muito altas, entre 5 a 7 bar (71 a 100 PSI).

O principio básico

As primeiras rodas desenvolvidas para os automóveis eram heranças de antigas carruagens a cavalos e eram feitas de madeira com uma moldura metálica. Mais adiante, a banda de rodagem passou a ser de borracha maciça, depois veio o pneu com câmara de ar e os raios do aro de roda passaram a ser metálicos e no ano de 1920 surgiu o pneu chamado de baixa pressão com cinta metálica.

Estes pneus já eram praticamente iguais aos que conhecemos hoje, as diferenças basicamente são os métodos de fabricação.Grande parte da performance dos veículos modernos deve-se ao alto rendimento das rodas e a eficácia dos pneus.Fatores tão importantes como a segurança ativa, a capacidade de frenagem, o conforto do veículo dependem em grande parte das rodas e seu perfeito estado.

Descrição do aro de roda

Evolução das rodas e pneus

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Funções Básicas:

- Convertem o movimento de giro do motor em movimento de marcha graças a sua resistência ao deslizamento.

- Oferecem uma forte resistência ao deslizamento (aderência) sobre o solo nos momentos de frenagem.

- Sustentam o peso do veículo facilitando o seu movimento com o mínimo esforço.

- Guiam o automóvel ao mudar de direção.- Absorvem ou amortecem choques e golpes devidos

a pequenas irregularidades do solo.As rodas devem ser mais leve possível para que as massas não suspensas do veículo sejam as mínimas melhorando a qualidade da suspensão.

Conjunto completo com

um pneu convencionalAro de roda

Pneu diagonal

convencionalCâmara de ar

Conjunto completo com

um pneu convencionalAro de roda

Pneu diagonal

convencionalCâmara de ar

“A introdução do pneu sem câmara supõe-seum grande avanço na segurança ativa dos automóveis.”

Tipos de pneus

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NOTA:

Pneus especiaisCom a finalidade de dispor de rodas para usos e finalidades distintas, existem modelos próprios para:

- Baixo consumo, denominado ultra leves. O peso é fator determinante na estrutura interna e banda de rodagem o que melhora a adrência e reduz a resistência ao movimento graças ao silício em sua composição.

- Com sulcos para drenagem da água e desenhos diferentes na banda de rodagem melhoram a aderência no pavimento.

- Agrícolas, com grande poder de tração e alta resistência a impactos, graças ao pneu com profundos sulcos radiais.

Radial

É uma estrutura interna que se colocam as lonas de modo que os fios ou cordas texteis vão de lado a lado. Esta disposição de lonas tem-se as seguintes vantagens:

- Maior flexibilidade.- Mais estabilidade.- Maior capacidade de rodagem.- Menor temperatura.

No entanto apresentam menor resistência nos flancos na parte lateral do pneu.Os pneus dete tipo são identificados pela letra”R” gravados também no flanco.

Diagonal

Os pneus diagonais caracterizam-se por revestimentos internos que vão de talão a talão. Estão cruzados entre 30 e 60°. Quanto maior for esse ângulo maior é a estabilidade direcional. Uma variante deste tipo é o pneu com uma carcaça diagonal reforçado, constituída de lonas de reforço e é identificado pela letra “B” no seu flanco. O uso destes pneus não é habitual. Com esta estrutura produz-se um rápido desgaste pelo atrito existente entre as malhas e a elevada temperatura de trabalho.

Identificação Construtiva do Pneu Radial

Identificação Construtiva do Pneu Convencional

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Banda de rodagem

Talão

Carcaça

Flanco

Banda de rodagem

Talão

Carcaça

Flanco

Pneu sem câmaraÉ o mais utilizado atualmente com revestimentos especiais no interior, os talões contém umas estrias para melhorar o contato com o aro de roda garantindo estanqueidade.Possui as seguintes vantagens:

- Maior segurança ativa.- Em caso de furo evita o

esvaziamento rápido.- Sem a utilização da câmara

facilita a montagem e desmontagem.

EstruturaBanda de rodagem:A superfície de apoio do pneu (banda de rodagem) é formada por uma grossa camada de borracha com sulcos que definem um desenho.Na banda de rodagem encontra-se os indicadores de desgaste (TWI) que indicam o limite de uso do pneu. São ressaltos que sobressaem a uma altura de 1,6mm dentro dos sulcos da banda de rodagem. Quando a superfície do pneu chega ao nível destes indicadores o pneu deve ser substituído.Flanco:É a parte lateral do pneu e está submetida a flexão constante durante a marcha, a altura do flanco é também conhecida como perfil, esta altura altera o comportamento do pneu. Um perfil mais alto proporciona maior conforto e um perfil mais baixo favorece a estabilidade.No flanco vão gravadas as medidas e as características do pneu. Carcaça:É o conjunto de malhas texteis ou de fio de aço que formam o esqueleto do pneu. A resistência, o conforto e a durabilidade do pneu dependem em grande parte da carcaça.Talão:É a parte que se assenta no aro de roda, é constituído de um aro de aço de fios trançados recoberto por borracha para que não se deforme.

NOTA:VulcanizaçãoÉ um processo que modifica as propriedades físicas da borracha tornando-a útil para inúmeras aplicações na indútria entre eles a fabricação de pneus. Mediante a vulcanização, a borracha se torna muito elástica resistente a ruptura e pouco sensível a variações de temperatura.

Leitura de pneus

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Capacidade de Carga

Características:

Segundo o tipo de veículo, a sua performance e o uso, o pneu deve ter características diferentes. Para determinar o pneu adequado devemos seguir as seguintes caracterícticas:

Indice de carga:Indica o peso máximo que pode suportar o pneu, está identificado no flanco do pneu por uma dezena e deve ser consultada a tabela ao lado. Exemplo: 185/60R14 87V.Neste caso o número 87 corresponde ao índice de carga e indica um peso máximo por pneu de 545kg.

Designação de velocidade

Correlação de perfil

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Diâ

me t

r o d

o a r

oR

14

Largura da banda185

Diâ

met

r o d

o a r

oR

14

Largura da banda185

Medidas

Largura da seção:É a distância entre o ponto mais saliente dos flancos do pneu e é expresso em milimetro. Exemplo: 185/60R14.

Diâmetro interno do pneu:Corresponde ao diâmetro interno entre os talões e são expressos em polegada. Exemplo: 185/60R14.

Série de um pneu:Se define a série de um pneu como a relação existente entre a altura (H) e a largura (S). A série é especificada por um número aplicado após a designação da largura. Exemplo: 185/60R14. Atualmente é utilizado séries menores do que 60.

Esta designação indica a velocidade máxima que o pneu pode alcançar no veículo. Está indicado por uma letra no flanco do pneu após a descrição de sua medida. Exemplo: 185/60R14 87V.A letra V sigifica velocidade máxima de 240km/h. Nunca coloque um pneu com com o código de velocidade inferior a velocidade máxima do veículo. Quando o pneu supera a velocidade máxima a sua designação, pode romper-se.

Aderência de pneus

Pneus para veículos blindados – Sistema PAX

“A manutenção dos pneus não é importanteunicamente para a durabilidade e sim também

para se obter a máxima aderência e segurança.”

Tipos de desgaste de pneu

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Aro de roda

Anel interno Pneu

Aro de roda

Anel interno Pneu

Consiste em uma roda de novo desenho que aloja uma cinta de material sintético no interior do pneu.

FuncionamentoEm caso de perfuração do pneu e perda total do ar, a banda de rodagem se apoia sobre a cinta interna permitindo a circulação do veículo até 80km/h a uma distância de 80km. Com esta construção o talão do pneu se mantém fixo ao aro de roda garantindo a segurança.

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Pressão AltaPressão Alta

Pressão CorretaPressão Correta

Pressão BaixaPressão Baixa

O pneu é um dos elementos que está submetido a maior fadiga no automóvel, a segurança do veículo e de seus ocupantes dependem do seu estado, por este motivo, a manutenção correta garantirá maior segurança, maior aderência e uma vida mais longa dos pneus. A pressão dos pneus, o desgaste da banda de rodagem e os danos causados por impactos, cortes, devem ser revisados periodicamente.

Pressão dos pneusÉ um dos pontos chaves para o seu bom funcionamento. Se não tem a pressão adequada se desgastará rapidamente tanto por baixa pressão como por alta pressão.

Também durante a sua vida útil não estará fazendo o seu trabalho corretamente, sua performance e aderência estarão abaixo de suas características de construção, e isso aumentará o consumo de combustível. Segundo o tipo de condução, a pressão do pneu deve variar entre alta velocidade ou para circular com o veículo a plena carga. A pressão do pneu deve ser feita sempre com o pneu frio. Quando o pneu se aquece a pressão aumenta, se modificarmos a pressão do pneu nestas condições os valores ficarão incorretos.

Desgaste por baixa pressão

Desgaste por excesso de pressão

Desgaste no ombro interno Desgaste no ombro externoDesgaste por baixa pressão

Desgaste por excesso de pressão

Desgaste no ombro interno Desgaste no ombro externo

Desgaste por desbalanceamento

O desgaste dos pneus não é sempre uniforme, isto pode se dar por má distribuição das massas. Quando estas estão em relação ao eixo de rotação em um mesmo plano é produzido o denominado desequilíbrio estático. Este se comporta com movimentos verticais como o giro de uma roda excêntrica. Se estas variações são assimétricas ao eixo, como nos flancos, é gerado um desequilíbrio dinâmico cujo o comportamento é o movimento a esquerda e a direita.Ambos desequilíbrios podem compersar-se fixando contra pesos no aro de roda de forma que tenha distribuição de massa homogênia.

Desgaste por alinhamento

As rodas devem manter os valores de alinhamento da direção prescritos pelo fabricante para uma boa performance do veículo e dos pneus. O alinhamento deve ser checado regularmente já que se estão fora das especificações desgastam os penus prematuramente.

Inspeção visual

É muito importante inspecionar o nível de desgaste da banda de rodagem, os indicadores de desgaste e deformações irregulares, além de cortes ou “bolhas”.

Desbalanceamento Estático Desbalanceamento Dinâmico

parada paradagirando girando

Desbalanceamento Estático Desbalanceamento Dinâmico

parada paradagirando girando

Fatores da física

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Força centrífuga

Centro de gravidade

Força centrífuga

Centro de gravidade

Comportamentos do veículoNeutro:Considera-se um veículo neutro aquele que segue em todo momento a trajetória definida pelas rodas diretrizes.Sobresterçante:Ocorre quando uma força externa tende a traçar uma curva de forma mais fechada do que marcam as rodas diretrizes. Um veículo sobresterçante é mais sensível as forças laterais do vento.Subesterçante:É quando um veículo tende a fazer a curva menor do que marcam as rodas diretrizes. Nestes veículos o limite de derrapamento ocorre primeiro nas rodas dianteiras. Do ponto de vista de segurança é preferível um veículo de comportamento neutro a moderadamente a subesterçante.

Fatores GeométricosHá outros aspectos que não são próprios da direção, porém determinam e influem na estabilidade do veículo. Um exemplo é o comportamento de um veículo com bitola e distância entre eixos muito grandes. Outro mais complexo é o centro de gravidade. Consiste em um ponto imaginário sobre o qual se concentra o nível de cálculo de todas as acelerações e forças que incidem no veículo.Se o centro de gravidade for alto, aumenta-se o risco do veículo sofrer instabilidade na carroceria quando em curvas. Se o centro de gravidade for muito adiantado o veículo tende a subesterçar, enquanto se for muito atrasado se comportará como um sobreesterçante. E isso significa que o centro de gravidade de um veículo influi no comportamento da direção, freios, etc e sua posição varia segundo a distribuição do peso.

“Durante a circulação do veículo a trajetória é submetida a inúmeras variações, ocasionadas tanto

pelo veículo como por forças alheias a eles.”

Fatores que influenciam na direção

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O comportamento da direção é muito sensível as condições de marcha e a influência de outros sistemas, entre os que se destacam são:

Design da carroceriaDefine o desenho, o habitáculo, o espaço para carga, etc, com ele, o comportamento dos ventos frontais que dificultam o avanço, e os laterais que desestabilizam a marcha.

Distribuição para cargaAfeta a estabilidade quanto maior for a carga maior será a força centrífuga nas curvas e maior será a tendência a sair das mesmas. Isto equivale a dizer que, a variação tanto de carga como de seu posicionamento, determina o comportamento do veículo, o qual pode ser: neutro, subesterçante ou sobresterçante.

Vento frontal

Vento lateral

Vento frontal

Vento lateral

Além disto, no design se determina a carga que recae sobre o eixo dianteiro, para calcular o mecanismo desmultiplicador da direção assistida (direção hidráulica).

A suspensãoSem considerar a a absorção das vibrações e oscilações laterais da carroceria, a suspensão permite que as rodas mantenham posição idonea sobre o solo para conservar a máxima dirigibilidade em qualquer situação.

A atuação dos freiosAo frear surgem forças nas rodas que provocam “forças perturbadoras” muito elevadas, os quais tendem a tirar o veículo de sua trajetória. Se os ângulos da suspensão não estivessem presentes, alterariam a posição das rodas, provocariam a instabilidade do veículo e consequentemente insegurança. O ABS e o ESP influem positivamente.

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Tipo de tração

Geralmente, é mais estável um veículo cujo as rodas dietrizes são também motrizes; isto se deve a força de tração que conduz nas curvas com a mesma orientação que as rodas diretrizes.Isto evita tendência a sobreviragem, características nos veículos com tração traseira.

As rodas

O desgaste desigual dos pneus, com perda de massa por desequilíbrio ou desalinhamento podem provocar seu desequilíbrio estático ou dinâmico, ocasionando instabilidade direcional.Além disso, o emprego de aro de roda e pneu de dimensões diferentes às homologadas pelo fabricante podem alterar o comportamento da direção.

Manga de eixoEsforço compensador

Força contrária

Manga de eixoEsforço compensador

Força contrária

O eixo de pivô da roda

Sobre a roda sempre atua uma força perturbadora, consequência do deslizamento da roda com a irregularidade do solo.Esta força gera uma força contrária que tende a modificar a posição das rodas ao circular. Esta força é proporcional ao comprimento do braço da suspensão.Portanto, a geômetria da direção e o mecanismo de direção, devem suportar uma força de compensação no eixo de pivô da roda, para compensar a força contrária e obter assim, uma direção segura, suave, precisa e irrevresível.

Fatores externosOutros fatores como o vento lateral ou transportar um reboque, alteram a trajetória do veículo, requerendo contínuas correções por parte do condutor.

Para manter a roda reta, o mecanismo de direção deve suportar na manga de eixo, um esforço igual ao que se opõe ao avanço e um esforço maior para orientar as rodas em qualquer direção.

“O comportamento e a s qualidades de uma direção são definidos pelos componentes que a

formam e pela configuração no veículo.”

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Peso

Força lateral

Deformação do pneu

Direção tomada

Desvio de trajetória

Trajetória teórica

Peso

Força lateral

Deformação do pneu

Direção tomada

Desvio de trajetória

Trajetória teórica

Alinhamento das rodas

Todas as rodas de um veículo são dotadas de ângulos característicos (Camber, KPI, Caster e Convergência) para compensar as forças e os torques gerados (motriz, peso, centrífuga, etc.) que tendem a modificar o alinhamento das rodas quando o veículo se movimenta.Assim se consegue o correto posicionamento do pneu e o solo para a sua máxima aderência e para que mantenha o paralelismo entre as rodas ao circular em linha reta e sua concentricidade quando em curvas.

Direção Mecânica

Relação de desmultiplicaçãoTem a função de reduzir o esforço necessário para orientar as rodas, sem com isto, perder a precisão. A relação de desmultiplicação é o coeficiente entre o ângulo de giro do volante e o obtido na orientação da roda.Se em uma volta completa do volante (360°) se obtém uma orientação de 20° nas rodas, diz-se que a desmultiplicação é de 360/20, que é igual a 18:1.As desmultiplicações variam segundo as características do veículo oscilando entre valores de 12:1 e 24:1.A maior relação de desmultiplicação corresponde ao menor esforço no volante, porém, mais voltas no volante, menor precisão e maior lentidão no giro.

Composição Básica da Direção

Atualmente um sistema de direção pode ser bastante complexo, com componentes hidráulicos e eletrônicos, porém, sempre consta de:Um volante, onde o condutor aplica a força para movimentar as rodas. Coluna de direção, onde ela transmite os esforços do condutor a caixa de direção. A caixa de direção tem a função de desmultiplicar os esforços realizados pelo condutor, além disto, transforma o movimento rotacional do volante em linear para a barra de direção. A barra de direção compõe um conjunto de barras e terminais de articulação, mediante os quais se unem às mangas de eixo.E finalmente, a manga de eixo é o eixo sobre o qual gira a roda. A manga de eixo por sua vez gira sobre o próprio eixo.

Direção Hidráulica

Está constituída a partir da base do sistema de direção mecânica onde se acopla o sistema hidráulico, pneumático ou elétrico, o qual suplementa a força necessária para mudar a direção das rodas.Graças as forças hidráulicas as desmultiplicações na direção são menores, assim se simplifica a barra de direção, melhora a precisão da direção e minimiza os riscos de desajustes.

Coluna de direção

Caixa de direção

Manda de eixoBomba hidráulica

Reservatório

Terminal de articulação

Coluna de direção

Caixa de direção

Manda de eixoBomba hidráulica

Reservatório


Volante

Coluna de direção

Barra de direção

Caixa de direção

Roda

Manda de eixo

Volante

Coluna de direção

Barra de direção

Caixa de direção

Roda

Manda de eixo

“Simplicidade, confiabilidade e eficácia da direção de cremalheira tem convertido os mecanismos desmultiplicadores

empregados nas direções dos modernos veículos de passeio.”

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Cremalheira

Coifa / Guarda pó


Barra de direção

Engrenagem da cremalheira Pinhão helicoidal

Cremalheira

Coifa / Guarda pó


Barra de direção

Engrenagem da cremalheira Pinhão helicoidal

O sistema de direção por cremalheira é um mecanismo desmultiplicador mais utilizado nos veículos de passeio e utilitários.

Princípio Básico

É formada por um par de engrenagens que assumem duas funções: Transformar o movimento circular procedente do volante em movimento linear, e multiplicar o esforço aplicado pelo condutor ao volante.

Vantagens

A direção por cremalheira caracteriza-se por:

- Simplicidade mecânica.- Facilidade de montagem.- Simplicidade de

acoplamento em qualquer tipo de assistência hidráulica.

- Elevada precisão no deslocamento angular das rodas ocasionando maior suavidade e rapidez na recuperação após as curvas.

Componentes

Os componentes básicos de uma direção por cremalheira são: Pinhão helicoidal, barra por cremalheira e duas barras de acoplamento.

Funcionamento

A coluna de direção está unida ao pinhão helicoidal, ao qual está acoplado a barra por cremalheira.Quando o pinhão gira a barra por cremalheira se desloca axialmente. A cada extremo da barra por cremalheira é acoplado uma barra de direção. Assim se transmitem os movimentos a manga de eixo. O giro das rodas será maior ou menor para o mesmo giro do volante segundo a relação de desmultiplicação das engrenagens pinhão/cremalheira.Esta relação varia em cada veículo, dependendo da aderência do pneu ao solo, do peso que recai sobre cada roda, se eleva ou não a assistência.A finalidade é conseguir uma fácil manobrabilidade.

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Pinhão helicoidal Cremalheira

Parafuso de regulagem

Pinhão helicoidal Cremalheira

Parafuso de regulagem Ajuste

Ajusta-se a folga dos dentes entre o pinhão e a cramalheira mediante um parafuso de tensão.

Ao apertar o parafuso de ajuste, ele pressiona a engrenagem da cremalheira contra o pinhão helicoidal, eliminando assim a folga entre dentes.

Amortecedor

Caixa de direção

Amortecedor

Caixa de direção

Amortecedor de direção

Absorve vibrações e impactos gerados na cremalheira. Normalmente utilizados em veículos com elevada potência ou em sistemas sensíveis.

Direção Hidráulica por Pinhão e Cremalheira

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Cremalheira Câmaras

Pistão

Cremalheira Câmaras

Pistão

Cilindro de Trabalho

Trata-se de um cilindro de dupla ação já que comprimi o fluído em ambos os sentidos pelo pistão. O corpo é formado pela própria caracaça da caixa de direção enquanto que o pistão é originado da própria barra da cremalheira.

Válvula de Retenção

Está situada no tubo de pressão e impede o retorno do fluído provocado pelas forças externas na direção. Exemplo: Irregularidades do solo, como depressão ou obstáculos, etc. No momento em que há uma diferença de pressão de trabalho, o pistão se desloca arrastando com sigo a barra da cremalheira.

Unidade hidráulica

Válvula de retenção

Unidade hidráulica

Válvula de retenção

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Direção por “setor e sem fim”

É um mecanismo praticamente em desuso tendo como aplicação na maioria dos casos em veículos de alta capacidade de carga, além de ser mais complexo e implicar em maior tendência à folgas.Seu funcionamento se baseia no princípio de um parafuso com rosca sem fim unido a coluna de direção. A rosca deste parafuso se introduz no setor, baseado no princípio de uma porca roscada, sendo assim que se obtém a relação de desmultiplicação.Ao girar o parafuso sem fim, provoca no setor o deslocamento rotatório sobre a rosca. Este movimento gera o deslocamento do eixo por meio de braços de comando e auxiliares até as rodas.

Rosca sem fim

Eixo de Saída

Setor

Braço de comando “Ptiman”

Rosca sem fim

Eixo de Saída

Setor

Braço de comando “Ptiman”

Terminal de articulaçãoTerminal de articulação


Trata-se de um terminal de articulação de pino esférico com movimentos que permitem a articulação em quase todas as direções absorvendo as incidências das irregularidades do piso sem alterar significativamente a geometria da direção. A convergência das rodas diateiras são ajustadas graças a esses terminais unidas a barra de direção.

Plano Longitudinal do Veículo

Ângulo de Convergência

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Plano longitudinal Plano longitudinal Os ângulos da geometria da direção são formados com base no plano longitudinal do veículo e é definido como a linha perpendicular aos eixos dianteiro e traseiro. Tendo como finalidade determinar o paralelismo das rodas com respeito ao eixo longitudinal do veículo. Quando as quatro rodas estão alinhadas, estarão então, alinhadas com respeito ao eixo geometrico longitudinal e assim se produz ótima estabilidade de marcha.

É formado entre a linha de centro do plano longitudinal do veículo e a linha de centro da banda de rodagem. Durante a marcha do veículo surgem uma série de forças (frenagem, motricidade, suspensão, etc) que combinadas com os ângulos de KPI e Camber modificam o paralelismo das rodas. Graças a convergência estes efeitos são compensados.A convergência consiste em determinar se as rodas do mesmo eixo estão paralelas. Para isto é necessário medir a distância nos pontos dianteiro e traseiro das rodas. Para manter a exatidão da leitura da convrergência deve-se medir sempre sobre as rodas e não sobre os pneus. A unidade empregada para medir a convergência é milimetro ou grau, sendo que quando medida em milímetros deve-se levar em conta o diâmetro do aro de roda.

Distância traseira

Distância dianteira

Ângulo de convergência

Distância traseira



Distância traseira



A convergência pode ser: - Positiva (convergente). O ponto de

intersecção se dá a frente do veículo.- Negativa (divergente). O ponto de

intersecção se dá atrás do veículo.- Nula ou paralela. As rodas estão

completamente paralelas.

Influência da convergência sobre o veículo

Manter as rodas paralelas ao eixo longitudinal do veículo, evita a instabilidade da trajetória nas retas e desgaste prematuro dos pneus. Isto implica que quando o veículo está parado, as rodas convergem ou divergem ligeiramente com o objetivo de compensar as forças criadas ao vencer a inércia por influência da tração ou dos freios.

Efeitos da convergência positiva

A convergência nas rodas dianteiras compensa a tendência das rodas a divergirem em veículos com tração traseira, como também em frenagens de veículos com tração dianteira.

Efeitos da convergência negativa

A divergência compensa a tendência das rodas dianteiras fecharem durante a marcha nos veículos com tração dianteira.

Ângulo Nulo

Ângulo Divergente (-)

Ângulo Convergente (+)

Ângulo Nulo

Ângulo Divergente (-)

Ângulo Convergente (+)

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Compensação de convergência

O braço de suspensão e os coxins de união a carroceria participam de forma ativa na variação da convergência “Toe-In”. O coxim traseiro tem um desenho assimétrico, permitindo um certo grau de estabilidade. Quando atua a força de tração, o braço de suspensão gira em torno do coxim dianteiro graças a elasticidade do coxim posterior criando-se uma convergência positiva.

Convergência positiva Convergência negativa

Quando intervem a força de frenagem, o braço de suspensão se desloca ligeiramente para trás, tendendo então a convergência ser negativa.

Convergência do eixo traseiro

A convergência do eixo traseiro é definida com referência ao plano longitudinal do veículo e define a trajetória do veículo. Nos veículos atuais a convergência do eixo traseiro é positiva na maioria dos casos mas está condicionada a inércia que o veículo sofre, ao peso que deve suportar e os esforços de frenagem.

Ângulo de Camber

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Braço de alavanca

Ângulo nulo

Braço de alavanca

Ângulo nulo

No começo do desenvolvimento do automóvel as suspensões não tinham ângulo de inclinação nas rodas, isto provocava grande desconforto ao dirigir e muita instabilidade direcional pois, o centro de contato da banda de rodagem se situava distante do centro de articulação do pino mestre formando um braço de alavanca que absorvia todas as irregularidades do solo sobrecarregando os rolamentos na manga de eixo. Para resolver este problema a engenharia automobilística desenvolveu o ângulo de Camber inclinando assim a parte superior da roda para fora de forma que a linha de centro da banda de rodagem ficasse mais próxima da linha de centro da articulação do pino mestre distribuindo melhor a carga aplicada ao eixo.

Definição de ângulo de Camber

É o ângulo formado pela linha vertical da roda e a linha perpendicular ao solo visto de frente para o veículo. Com isso obtém-se a inclinação da manga de ixo em sentido horizontal. O ângulo deve ser medido em graus e será positivo quando a parte superior da roda estiver para fora e será negativo quando a parte superior da roda estiver para dentro.

Ângulo Positivo

Eixo da roda

Ponto de contato

Manga de eixo

Ponto de intersecção

Braço de alavanca

Perpendicular ao solo

Ângulo Positivo

Eixo da roda

Ponto de contato

Manga de eixo


Braço de alavanca

Ângulo Positivo

Eixo da roda

Ponto de contato

Manga de eixo


Braço de alavanca

Perpendicular ao solo

Ângulo negativo

Braço de alavanca

Ângulo negativo

Braço de alavanca

Influência do ângulo de Camber sobre o veículo

A magnitude do ângulo de Camber tem grande influência para orientar as rodas diretrizes.

Ângulo positivoReduz a carga nos suportes da manga de eixo facilitando o giro. Nos veículos atuais os valores positivos estão muito próximos de zero. Permanece neutro quando a suspensão se comprime, conseguindo melhor aderência das rodas nas curvas e se obtém um desgaste uniforme dos pneus.

Ângulo negativoProporciona melhor aderência nas curvas, porém o manejo da direção requer maior esforço, e aumenta o desgaste irregular dos pneus em função da distância do braço de alavanca.

Quando a roda está inclinada as laterais do pneu se deformam em diferentes condições devido ao peso. Se uma roda inclinada avança, as laterais da mesma giram, porém, com raios de rotação distintos (raio interno e raio externo). Por esta razão não avançará em linha reta. Desta forma é gerado um cone em torno da manga de eixo, cujo a base é a face interior da roda, e o vértice, o ponto de intersecção com o solo e a projeção da manga de eixo.

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Inluência do ângulo de Camber

As suspensões com braços de articulação superior e inferior quando comprimidas alteram o ângulo de Camber para positivo quando descomprimidas passam a ter o ângulo de camber negativo. Nas suspensões McPherson quando comprimidas mantém ângulo de camber negativo e quando descomprimidas mantém ângulo de camber positivo. O ângulo de camber foi desenvolvido proporcional a carga a que é submetida a suspensão. A sobrecarga na suspensão do tipo dependente causa a inversão do ângulo aplicado provocando instabilidade direcional e desconforto.

Raio de rolagem

Quando esterçamos a direção, as rodas dianteiras descrevem um circulo ao redor do ponto A. Este é o ponto em que a linha de prolongamento do eixo de giro toca o solo.O ponto B é o centro da superfície do pneu em contato com o solo. O raio (A – B), deste circulo, é o que se chama de raio de rolagem direcional.

vista de cima

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O raio de rolagem direcional depende do posicionamento do eixo de giro. O raio de rolagem é positivo quando seu prolongamento ao tocar o solo (A) encontra-se dentro da bitola das rodas e é negativo quando (A) se encontra fora da bitola das rodas.Com o raio de rolagem negativo obtém-se maior estabilidade direcional principalmente em frenagens, quando a força sobre as rodas dianteiras for desigual.

Exemplo:Quando o raio de rolagem for positivo e a roda dianteira direita, por qualquer anormalidade, é freada com maior intensidade até o seu travamento, o carro tende a girar em torno desta roda.

Ponto de IntersecçãoPonto de Intersecção

Raio de rolagem positivo

Raio de rolagem negativo










Quando o raio de rolagem for negativo e a roda dianteira direita, por qualquer anormalidade, é freada com maior intensidade até o seu travamento, as forças que atuam na desaceleração do veículo fazem com que a roda gire em sentido oposto a derrapagem do veículo, através da alavanca formada pelo raio negativo de rolagem.

Ângulo de inclinação do pino mestre – KPI – SAI

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PositivoNulo PositivoNulo

Definição:É um ângulo visto de frente para o veículo, tomando como base a linha no centro da banda de rodagem e a linha que passa no centro do pino mestre. O ângulo deve ser medido em graus. Este ângulo será sempre positivo. O ângulo de KPI é traduzido por Inclinação do Pino Mestre (King Pin Inclination) ou SAI, Inclinação do Eixo de Direção (Steering Axle Inclination).Este ângulo foi desenvolvido a partir da implantação do circuito hidráulico de freios, pois ao acionar os freios a força hidráulica atuante nas rodas provocava forte derivação das rodas em função do grande raio de rolagem ainda existente entre o pino mestre e o centro da banda de rodagem.

Influência do ângulo de KPI sobre o veículo

O ângulo de KPI proporciona suavidade a direção e facilita o retorno automático das rodas após a curva. Sobre o ângulo de KPI é gerado uma força a qual depende tanto a força aplicada na roda como a do comprimento do braço de alavanca. Este ângulo dificulta o giro acidental diante de forças perturbadoras como pedras, irregularidades, buracos, etc.

Ângulo de KPI

Pino Mestre


Braço de alavanca

Ponto de contato

Ângulo de KPI

Pino Mestre


Braço de alavanca

Ponto de contato

O ângulo de KPI facilita o retorno das rodas retas para frente.Exemplo: Quando a roda esquerda é esterçada para esquerda, a manga de eixo tende a descrever um círculo forçando a roda contra o solo, como não é possível, a suspensão então é comprimida elevando a carroveria no mesmo lado. Ao concluir a curva e soltar as mãos do volante a força da gravidade pressiona a carroceria para o ponto mais baixo voltando a roda a sua posição reta para a frente.

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Ocorre quando o ponto de intersecção do pino mestre intercepta o solo do lado interno da roda. Isto produz pouca resistência e obriga as rodas a seguirem retas. Melhora a estabilidade ao absorver as irregularidades do solo e evita que a direção tenha movimentos voluntários.

Raio de rolagem nulo

Ocorre quando o ponto de intersecção do pino mestre toca o solo no mesmo ponto de intersecção da banda de rodagem da roda. Praticamente não existe resistência deixando a direção leve, porém, podem ocorrer movimentos voluntários da direção com as irregularidades do solo.


Ocorre quando o ponto de intersecção do pino mestre toca o solo do lado exterior da roda. Esta sistuação pode mover a direção voluntariamente criando alguma resistência ao controlar os movimentos, já que as forças externas tendem a mover as rodas.

Ângulo de Caster

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Tem como função principal favorecer o retorno automático das rodas após a curva e a manutenção das rodas para frente. O ângulo de Caster é visto lateralmente e pode ser positivo, nulo ou negativo. É definido pela linha perpendicular ao solo que passa no centro da roda e pela linha que passa no centro do pino mestre. Será positivo quando a linha do pino mestre tocar o solo a frente da linha perpendicular e negativo quando a linha do pino mestre tocar o solo atrás da linha perpendicular. Este ângulo deve ser medido em graus.

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Influência sobre o veículo

O ângulo de Caster gera uma força de impulso no sentido de marcha e é proporcional ao peso que racai sobre a manga de eixo. Esta força se aplica no ponto de intersecção do eixo do pino mestre e o solo.Quando a roda é esterçada o ponto de intersecção se separa do eixo longitudinal formando um braço de alavanca. Esta força depende tanto do comprimento do braço de alavanca como da magnitude do sentido da força. Esta força pode produzir dois efeitos: Esteçar as rodas e retorná-las retas para frenteO comprimento do braço de alavanca transvesal é consequência direta de uma maior ou menor abertura do ângulo de Caster.

Ângulo de Positivo

Ponto de contato

Braço de alavanca

Ponto de força


Duplo ponto de força

Ângulo de Positivo

Ponto de contato

Braço de alavanca

Ponto de força


Duplo ponto de força

Efeitos do ângulo Caster positivo

A força gerada pelo ângulo tende a orientar as rodas retas para frente e evitar que mudem de direção involuntariamente. Quanto maior o ângulo de Caster maior a força que mantém as rodas retas para frente sendo necessário maior esforço ao girar o volante.

Efeitos do ângulo de Caster nulo

As rodas ficam expostas as irregularidades do solo, já que não há forças que as orientem retas para frente.

Efeitos do ângulo de Caster negativo

Ao esterçar as rodas é criado uma força que tende a aumentar o esterçamento impedindo o seu retorno, a não ser que se atue energicamente para retorná-las retas para frente. A diferença de omportamento entre ângulo de Caster positivo ou negativo pode ser verificado conduzindo o automóvel em marcha à frente ou marcha à ré.

Duplo ponto de força Duplo ponto de força negativoDuplo ponto de força Duplo ponto de força negativo

Ângulo Incluído

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É denominado Ângulo Incluído a soma dos ângulos de Camber e KPI. A combinação de ambos melhora a dirigibilidade do veículo principalmente em acelerações e em frenagens.As unidades empregadas para a medição dos ângulos são graus ou milimetros. Combina as funções dos ângulos de KPI (suavidade na orientação das rodas) e de camber (redução de esforços nas mangas de eixo) e do ângulo de avanço (manutenção da trajetória das rodas).O ângulo incluído junto com o ângulo de Caster faz com que o ponto de intersecção fique fora do eixo longitudinal da roda. De tal forma que ao se unirem, o ponto de intersecção e o ponto de contato definem a linha de convergência. A tendência da roda convergir aumenta quanto maior for os valores positivos do ângulo incluído e do ângulo de Caster, no entanto, a tendência a divergir aumenta quanto maiores forem os valores negativos.

Ponto de contatoPonto de intersecção

Braço de alavanca


Ângulo incluídoÂngulo positivo

Ângulo de camber Ângulo de KPI

Ponto de contatoPonto de intersecção

Braço de alavanca


Ângulo incluídoÂngulo positivo

Ângulo de camber Ângulo de KPI

O comportamento do ângulo de Caster ao esterçarO ângulo de Caster gera um segundo efeito quando se esterçam as rodas, a compressão e a expansão da suspensão a qual intervem na estabilidade de marcha. Quando a roda esquerda é esterçada à esquerda, o ângulo de Caster provoca a compressão da suspensão adotando uma inclinação negativa e será maior quanto maior for o ângulo de esterçamento.

No entanto, a mesma roda ao esterçar a direita faz com que a suspensão se expanda assumindo uma inclinação positiva. Por tanto, quando o automóvel faz uma curva, a carroceria bascula e o ângulo de caster intervem de forma ativa na estabilidade de marcha ao opor-se ao nível do veículo.

Divergência em curva

Trapézio de Ackerman

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Uma direção é eficaz se as rodas são concêntricas nas curvas, paralelas nas retas e os efeitos das deformações dos pneus são neutralizados.A estabilidade na direção se consegue projetando cada veículo com a sua própria geômetria.

Geometria de direção

A geometria de direção consiste em que as rodas cumpram os seus objetivos: Obter um único centro de rotação nos esterçamentos e manter seu alinhamento durante a marcha.Este ângulo deve ser medido em graus e convencionalmente a 20° da roda interna da curva e a divergência comparada na roda oposta.

Centro de rotação de esterçamento

É obter a concentricidade de todas as rodas e nas curvas evitar que as rodas se arrastem. A solução técnica é o trapézio de direção, o quadrilátero de Ackerman, mediante o qual se consegue que cada roda do mesmo eixo gire em um ângulo distinto da outra em um raio diferente. Desta forma, o trapézio da direção tem uma inclinação tal que, quando o veículo circula em linha reta, o eixo dianteiro coincide com o centro do eixo traseiro. Ao entrar em curva o ponto de encontro do eixo traseiro e das rodas dianteiras deve-se se situar em um ponto comum.

Para isto deve-se levar em conta o comportamento do eixo traseiro, o qual pode ser de três tipos:

Neutro: Não modofica a sua posição ao trafegar.Autodirecional: Utiliza a força centrifuga do veículo nas curvas e a inclinação da carroceria para obter uma orientação posterior às rodas e neutralizar as forças laterais que se opõem as mudanças de direção.Direcionais: Dispõe de um mecanismo específico para orientar as rodas em curva.O trapézio de direção ou quadrilátero de ackerman é a condição geométrica que garante que as rodas girem em torno do mesmo centro durante as curvas.

Ângulo de giro

Raio de giro

Centro de rotação

20°18°

Ângulo de giro

Raio de giro

Centro de rotação

20°18°

Plano Longitudinal do Veículo

Eixo Geométrico do Veículo

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Plano Longitudinal

O conhecimento de outros ângulos da direção ajuda no diagnóstico de possíveis anomalias tanto na direção, como na carroceria, quanto nos eixos dianteiro e traseiro.

Os modernos equipamentos de verificação da geômetria permitem medir outros ângulos característicos da direção. Com estes dados, pode-se localizar avarias tanto na direção como nos eixos dianteiro e traseiro e deformações da carroceria.

O plano longitudinal do veículo é definido por uma linha que passa longitudinalmente entre os eixos dianteiro e traseiro formando ângulos de 90°, sendo a linha de referência para medir qualquer desvio de ângulo, sendo também a referência para se calcular a convergência e a distância entre eixos.

Sendo assim, o plano longitudinal do veículo determina o paralelismo das quatro rodas, pois, quando as rodas estão paralelas estrão paralelas com o plano longitudinal.

É a linha de referência da convergência do eixo traseiro como também, a referência para o cálculo da convergência das rodas dianteira. Tem como a principal característica ser a reta na qual o veículo trafega.

Deslocamento da Roda Traseira

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Ângulo Entre o Eixo Geométrico e o Plano Longitudinal do Veículo

O ângulo entre o eixo geométrico e o plano longitudinal, também conhecido como desvio de eixo traseiro ocorre quando há um desvio do eixo geométrico sobre o plano longitudinal do veículo causando tendência direcional e desgastes irregulares nos pneus. Este ângulo deve ser medido em graus e será positivo quando o desvio estiver a esquerda do plano longitudinal e negativo quando estiver a direita.Este ângulo também é resposnsável pela alteração da posição central do volante quando as rodas estiverem retas para frente.

Este ângulo mede a diferença entre a linha do centro das rodas traseiras e o eixo geométrico sem levar em conta o desvio do próprio eixo, mas sim, o deslocamento individual destas rodas. Este ângulo será positivo quando a roda direita estiver a frente da roda esquerda e será negativo quando a roda direita estiver atrás da roda esquerda. Este ângulo deve ser medido em graus ou milímetros caso seja conhecida a bitola e a distância entre eixos.

Diferença de Distância entre Eixos

Deslocamento Lateral à Esquerda

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É o ângulo definido pela linha do plano longitudinal do veículo e a linha que passa no centro da banda de rodagem dos eixos dianteiro e traseiro. Este ângulo é positivo quando a distância entre eixos a direita for maior que a esquerda. Este ângulo deve ser medido em graus ou em milímetros caso a distância entre eixos seja conhecida.

Este ângulo é medido em graus e é definido pela linha do plano longitudinal e pela linha que passa no centro das rodas dianteiras e traseiras esquerda em relação ao eixo geométrico. Será positivo quando a roda traseira esquerda estiver mais deslocada à esquerda.

Deslocamento Lateral à DireitaEste ângulo é medido em graus e é definido pela linha do plano longitudinal e pela linha que passa no centro das rodas dianteiras e traseiras direita em relação ao eixo geométrico. Será positivo quando a roda traseira direita estiver mais deslocada à direita.

Deslocamento de Eixo

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Diferença de Bitola

A bitola dianteira e traseira podem ser diferentes, no entanto, devem estar paralelas entre si formando ângulos de 90° com o plano longitudinal do veículo.Este ângulo é medido entre a linha que passa no centro das rodas dianteiras e traseiras e será positivo quando a largura das rodas traseiras for maior que a das dianteiras.

É definido pela linha mediana que divide a largura da bitola do eixo geométrico. É positivo quando o eixo traseiro estiver deslocado à direita.Este ângulo deve ser medido em graus.

Desvio de Eixo (Set Back)

Plano central longitudinalPlano central longitudinal

É o ângulo entre a linha do plano longitudinal e a linha que intercepta o solo no centro da banda de rodagem das rodas dianteiras. É positivo quando a roda dianteira direita estiver à frente da roda esquerda.

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Posição das Rodas Retas para Frente

É obtido através da referência da linha mediana entre o plano longitudinal do veículo e a linha que passa do centro das rodas dianteiras esquerda e direita de forma tal que o valor da convergência seja igual para âmbos os lados.

95615095 curso alinhamento de direcao parte1

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