Tudo sobre o alinhamento da direção
A direção de um automóvel e o alinhamento da mesma são dois conceitos que se encontram intimamente ligados entre si. A direção é o sistema responsável pela mudança de trajetória das rodas, enquanto o alinhamento permite a coordenação das rodas sob um determinado ângulo, o que facilita o controlo da direção
Embora com frequência se faça referência simplesmente a um “alinhamento” ou “alinhamento da direção”, são ângulos da suspensão muito complexos que estão a ser medidos e uma diversidade de componentes da suspensão que estão a ser ajustados. Isto torna um alinhamento numa importante ferramenta de afinação da suspensão que influencia profundamente o funcionamento das rodas dos veículos.
As condições de desalinhamento ocorrem quando a suspensão e os sistemas da direção não estão a funcionar nos respetivos ângulos pretendidos. As condições de desalinhamento são geralmente provocadas pelo enfraquecimento das molas ou pelo desgaste da suspensão (rótulas esféricas, casquilhos, etc.) num veículo mais antigo. Também podem ser o resultado de um impacto num buraco ou contra um passeio, ou de uma alteração da distância ao solo do veículo (reduzida ou aumentada) em qualquer veículo, independentemente da idade.
Por norma, configurações de alinhamento incorretas resultarão num desgaste mais rápido dos pneus. Assim sendo, o alinhamento deve ser verificado sempre que são instalados novos pneus ou componentes da suspensão, e em qualquer altura que surjam padrões anormais de desgaste dos pneus. O alinhamento também deve ser verificado após o veículo ter embatido num grande obstáculo rodoviário ou num passeio.
Alinhamento dianteiro, do ângulo de impulso e das quatro rodas
Os diferentes tipos de alinhamento disponibilizados atualmente são o dianteiro, do ângulo de impulso e das quatro rodas. Durante um alinhamento dianteiro, apenas os ângulos do eixo dianteiro são medidos e ajustados. Os alinhamentos dianteiros são bons para alguns veículos equipados com um eixo traseiro estável, mas confirmar que os pneus dianteiros estão posicionados diretamente à frente dos pneus traseiros também é importante.
Num veículo com um eixo traseiro estável, isto exige um alinhamento do ângulo de impulso que permite ao técnico confirmar que todas as quatro rodas estão “niveladas” umas com as outras. Os alinhamentos do ângulo de impulso também identificam os veículos que seguem estrada fora com a traseira desfasada da dianteira. Se o ângulo de impulso não for zero, no caso de muitos veículos de eixo traseiro estável é necessária uma ida a uma oficina de retificação de chassis para repor o eixo traseiro na respetiva posição original.
Em todos os veículos com suspensões independentes nas quatro rodas, ou em veículos de tração dianteira com suspensões traseiras ajustáveis, o alinhamento adequado é um alinhamento das quatro rodas. Este procedimento “alinha” o veículo como um alinhamento do ângulo de impulso, e também inclui a medição e ajuste dos ângulos do eixo traseiro, bem como do dianteiro.
Nem todos os veículos são facilmente ou totalmente ajustáveis. Alguns veículos requerem kits do mercado pós-venda para permitir um ajuste suficiente para compensar danos de acidentes ou a alteração no alinhamento devido à instalação de molas de rebaixamento.
Ao realizar-se o alinhamento num veículo é conveniente que o mesmo esteja carregado com a sua carga “habitual”. Isto é importante para os condutores que transportam continuamente cargas nos respetivos veículos, como por exemplo representantes comerciais que transportam amostras ou literatura na bagageira. Adicionalmente, quando um veículo é utilizado para provas de pista, alguns pilotos irão sentar-se no respetivo automóvel, ou permitir que a oficina de alinhamento aplique “lastro” ao veículo, de modo a incluir a influência do peso do condutor nos ângulos da suspensão.
Os principais ângulos de suspensão estática que precisam de ser medidos e ajustados são o ângulo de avanço, o ângulo de sopé, o ângulo de convergência/divergência e o ângulo de impulso. Eis uma definição de cada ângulo e a respetiva influência num veículo e nas suas rodas.
Ângulo de sopé
O ângulo de sopé identifica o quanto a roda se inclina em relação à vertical quando vista diretamente a partir da frente ou de trás do veículo. O ângulo de sopé é expresso em graus, e diz-se ser negativo quando a parte superior da roda está inclinada para o centro do veículo e positivo quando a parte superior se inclina para fora em relação ao centro do veículo.
Uma vez que as suspensões de estrada não conseguem compensar completamente a inclinação da parte externa do pneu para o exterior quando o veículo se inclina numa curva, não existe uma configuração mágica do ângulo de sopé que permita às rodas permanecerem na vertical ao circular a direito na estrada (para um desgaste mais uniforme) e permanecerem perpendiculares à estrada nas curvas apertadas (para uma melhor aderência).
Diferentes estilos de condução também conseguem influenciar de igual modo o ângulo de sopé pretendido. Um condutor mais vigoroso que curve mais rápido do que um condutor mais calmo conseguirá mais aderência em curva e uma vida útil mais longa dos pneus ao ter as rodas alinhadas com um ângulo de sopé mais negativo. No entanto, com o ângulo de sopé negativo mais pronunciado, as velocidades em curva mais reduzidas de um condutor mais calmo farão com que os rebordos interiores dos pneus se desgastem mais rápido do que os rebordos exteriores.
Qual é a desvantagem do ângulo de sopé negativo?
O ângulo de sopé negativo inclina ambas as rodas do eixo para o centro do veículo. Cada roda desenvolve uma força de compensação idêntica de “impulso de inclinação” (o mesmo princípio que faz com que um motociclo vire quando se inclina), mesmo quando o veículo é conduzido a direito. Caso o veículo encontre um ressalto que faz com que apenas uma roda perca alguma aderência, o ângulo de sopé negativo das outras rodas irá empurrar o veículo na direção da roda que perdeu aderência. O veículo pode sentir-se mais “nervoso” e tornar-se mais suscetível a “seguir o carril”. O ângulo de sopé excessivo também reduzirá a aderência disponível em reta necessária para acelerações rápidas e paragens bruscas.
Configurações adequadas do ângulo de sopé que tenham em conta o veículo e a agressividade do condutor irão ajudar a equilibrar o desgaste do piso dos pneus com o desempenho em curva. Para veículos de estrada, isto significa que o desgaste dos pneus e os requisitos de condução têm de ser equilibrados de acordo com as necessidades do condutor. O objetivo é utilizar suficiente ângulo de sopé negativo para proporcionar bom desempenho em curva, não exigindo em simultâneo ao pneu que coloque muita da sua carga sobre o rebordo interior ao circular em linha reta. Menos ângulo de sopé negativo (até a roda estar perpendicular à estrada com um ângulo de sopé nulo), por norma, reduzirá a capacidade de curvar, mas resulta num desgaste mais uniforme.
Embora tenham algumas das suspensões mais sofisticadas do mundo, a próxima vez que vir uma foto frontal de um automóvel de Fórmula 1 preparado para uma corrida, repare no ângulo de sopé negativo que as rodas da frente apresentam. Embora este seja certamente um exemplo em que o desgaste não é tão importante como a aderência, o ângulo de sopé negativo ajuda ainda assim estes sofisticados automóveis de competição a curvar melhor.
Ângulo de avanço
O ângulo de avanço identifica a inclinação para a frente ou para trás de uma linha desenhada através dos pontos de rotação superior e inferior da direção quando vista diretamente a partir da lateral do veículo. O ângulo de avanço é expresso em graus e é medido comparando uma linha que atravessa os pontos de rotação superior e inferior do sistema de direção (por norma as rótulas esféricas superior e inferior de um modelo de suspensão tipo braço em A ou “wishbone”, ou a rótula esférica inferior e a fixação da torre do amortecedor de um modelo de amortecedor McPherson) a uma linha desenhada perpendicular ao solo. Diz-se que o ângulo de avanço é positivo caso a linha se incline para a traseira do veículo na parte superior e negativo caso a linha se incline para a dianteira.
Um exemplo muito visual do ângulo de avanço positivo é a forquilha dianteira da direção de um motociclo. A forquilha aponta para a frente em baixo e inclina-se para trás no cimo. Esta inclinação para trás faz com que o pneu da frente se mantenha estável ao circular a direito e se incline para o interior da curva quando se curva.
As configurações do ângulo de avanço permitem ao fabricante do veículo equilibrar o esforço da direção, a estabilidade a alta velocidade e a eficácia da frente em curva.
Aumentar o valor do ângulo de avanço positivo irá aumentar o esforço da direção e o controlo em linha reta, assim como melhorar a estabilidade a alta velocidade e a eficácia em curva. O ângulo de avanço positivo também aumenta a inclinação dos pneus ao curvar (quase como ter mais ângulo de sopé negativo) à medida que o ângulo da direção é aumentado.
Qual é a desvantagem do ângulo de avanço positivo?
Caso o veículo não possua direção assistida, será sentido um aumento notável no esforço da direção à medida que o ângulo de avanço positivo for aumentado. Para além disso, os efeitos do ângulo de avanço positivo são bastante “positivos”, especialmente ao aumentar a inclinação dos pneus quando o veículo está a curvar, repondo-os simultaneamente numa posição mais vertical quando se conduz a direito.
Ângulo de sopé cruzado e ângulo de avanço cruzado
A maioria dos alinhamentos de automóveis de estrada requerem que as configurações do ângulo de sopé e do ângulo de avanço dianteiros sejam ajustados com especificações ligeiramente diferentes no lado direito do veículo comparativamente ao lado esquerdo. Estas ligeiras diferenças entre os lados são denominadas ângulo de sopé cruzado e ângulo de avanço cruzado.
Para veículos configurados para circular no lado “direito” da estrada, o lado direito é alinhado com um ângulo de sopé um pouco mais negativo (cerca de 1/4 de grau) e com um ângulo de avanço um pouco mais positivo (de novo, cerca de 1/4 de grau) para ajudar o veículo a resistir à influência das estradas com declive lateral, que fariam com que os mesmos derivassem “pela descida” para a berma direita. Uma vez que a maioria das estradas têm declive lateral, o ângulo de sopé cruzado e o ângulo de avanço cruzado são úteis na maioria das vezes. No entanto, farão com que um veículo derive para a esquerda numa estrada perfeitamente plana ou numa estrada com declive para a esquerda. A utilização do ângulo de sopé cruzado e do ângulo de avanço cruzado não é necessária para automóveis de utilização exclusiva em pista.
Ângulo de convergência/divergência
O ângulo de convergência/divergência identifica a direção exata para onde os pneus apontam comparativamente à linha central do veículo quando visto diretamente de cima. O ângulo de convergência/divergência é expresso em graus ou frações de uma polegada e diz-se que um eixo tem convergência positiva quando as linhas imaginárias que passam pela linha central dos pneus se intersetam à frente do veículo e tem divergência negativa quando as mesmas divergem. A configuração do ângulo de convergência/divergência é habitualmente utilizada para ajudar a compensar a conformidade dos casquilhos da suspensão, de modo a melhorar o desgaste dos pneus. O ângulo de convergência/divergência também pode ser utilizado para ajustar a condução do veículo.
Um veículo de tração traseira “empurra” os pneus do eixo dianteiro enquanto rolam ao longo da estrada. A resistência dos pneus ao rolamento provoca um ligeiro arrastamento que resulta num movimento para trás dos braços de suspensão contra os respetivos casquilhos. Por este motivo, a maioria dos veículos de tração traseira usam algum ângulo de convergência positivo para compensar o movimento, permitindo que os pneus funcionem paralelamente uns aos outros em velocidade.
Inversamente, um veículo de tração dianteira “puxa” toda a sua estrutura através do eixo dianteiro, resultando num movimento para a frente dos braços de suspensão contra os respetivos casquilhos. Portanto, a maioria dos veículos de tração dianteira usam algum ângulo de divergência negativo para compensar o movimento, permitindo, uma vez mais, que os pneus funcionem paralelamente uns aos outros em velocidade.
O ângulo de convergência/divergência também pode ser utilizado para alterar as características de condução de um veículo. Um maior ângulo de convergência resultará habitualmente numa sobreviragem reduzida, ajudará a estabilizar o automóvel e aumentará a estabilidade a alta velocidade. Um maior ângulo de divergência resultará habitualmente numa subviragem reduzida, ajudando a soltar o automóvel, especialmente durante as viragens iniciais ao entrar numa curva.
Antes de ajustar o ângulo de convergência/divergência de forma diferente das configurações recomendadas pelo fabricante do veículo para controlar a condução, tenha em conta que configurações do ângulo de convergência/divergência irão influenciar a condução com tempo húmido e também o desgaste dos pneus.
Configurações excessivas do ângulo de convergência/divergência provocam frequentemente problemas de condução, especialmente em condições de chuva intensa. Isto acontece porque a passagem diária de semirreboques em muitas estradas deixa sulcos que se enchem de água. Uma vez que um ângulo de convergência/divergência excessivo significa que cada pneu aponta numa direção que não é exatamente para a frente, quando o veículo passa por uma poça que faz com que apenas um pneu perca alguma aderência, o conjunto de ângulos de convergência/divergência dos outros pneus irá empurrar (ângulo de convergência excessivo) ou puxar (ângulo de divergência excessivo) o veículo para o lado. Isto poderá fazer com que se sinta o veículo instável e muito “nervoso”.
Além disso, o ângulo de convergência/divergência do veículo é uma das configurações de alinhamento mais críticas em relação ao desgaste dos pneus. Uma configuração do ângulo de convergência/divergência que seja apenas um pouco diferente da respetiva configuração adequada pode fazer uma enorme diferença no desgaste dos pneus. Considere que, se a configuração do ângulo de convergência/divergência for de apenas 1/16 de polegada diferente da configuração adequada, cada pneu nesse eixo irá friccionar cerca de dois metros de lado a cada quilómetro e meio, aproximadamente! Expanda isto e irá descobrir que em vez de funcionarem paralelamente um ao outro, os pneus dianteiros irão friccionar mais de 400 m de lado a cada 160 quilómetros de condução, aproximadamente! Um ângulo de convergência/divergência incorreto irá retirar vida útil aos seus pneus.
Ângulo de impulso
O ângulo de impulso é uma linha imaginária desenhada perpendicularmente à linha central do eixo traseiro. Compara a direção para onde o eixo traseiro está orientado com a linha central do veículo. Também confirma se o eixo traseiro está paralelo ao respetivo eixo dianteiro e se a distância entre eixos de ambos os lados do veículo é a mesma. Caso o ângulo de impulso não esteja correto num veículo com um eixo traseiro estável, isso exige frequentemente uma ida à oficina de retificação de chassis para reposicionar corretamente o eixo traseiro.
Um veículo com eixos traseiros independentes pode ter um ângulo de convergência ou divergência incorreto em ambos os lados do eixo, ou pode ter um ângulo de convergência num lado e um ângulo de divergência no outro. A suspensão de cada lado do veículo tem de ser ajustada individualmente até ter atingido a configuração adequada do ângulo de convergência/divergência para o respetivo lado do veículo.
Um ângulo de impulso incorreto é frequentemente provocado por um eixo fora da posição ou configurações incorretas do ângulo de convergência/divergência. Assim, para além das peculiaridades da condução, que são o resultado de configurações incorretas do ângulo de convergência/divergência, os ângulos de impulso também podem fazer com que o veículo se comporte de forma diferente ao virar numa direção em oposição à outra.
Intervalos de alinhamento
As especificações de alinhamento dos fabricantes de veículos identificam habitualmente um valor “preferencial” para os ângulos de sopé, de avanço e de convergência/divergência (sendo sempre o ângulo de impulso preferencial igual a zero). Os fabricantes também disponibilizam os ângulos aceitáveis “mínimo” e “máximo” para cada especificação. As especificações do ângulo de sopé e de avanço mínimo e máximo resultam num intervalo que se encontra entre mais ou menos 1 grau em relação ao ângulo preferencial.
Caso, por qualquer motivo, não seja possível ao seu veículo encontrar-se dentro do intervalo aceitável, será necessário substituir peças arqueadas ou um kit de alinhamento do mercado pós-venda. Felizmente existe um kit para quase todos os veículos populares, devido à necessidade de as oficinas de carroçaria e chassis fazerem reparações de automóveis acidentados e de os entusiastas do volante adaptarem as suspensões dos respetivos automóveis.
