Manuseio de automóveis - Automobile handling

O manuseio de automóveis e o manuseio de veículos são descrições de como um veículo com rodas responde e reage às informações de um motorista, bem como se move ao longo de uma pista ou estrada . É comumente julgado pelo desempenho de um veículo, particularmente durante curvas , aceleração e frenagem, bem como pela estabilidade direcional do veículo ao se mover em estado estacionário.

Na indústria automotiva , o manuseio e a frenagem são os principais componentes da segurança "ativa" de um veículo, bem como sua capacidade de desempenho em corridas de automóveis . A aceleração lateral máxima é algumas vezes discutida separadamente como "aderência à estrada". (Esta discussão é direcionada a veículos rodoviários com pelo menos três rodas, mas parte dela pode se aplicar a outros veículos terrestres). Os automóveis dirigidos em vias públicas cujos requisitos de engenharia enfatizam o manuseio sobre o conforto e o espaço do passageiro são chamados de carros esportivos .

Fatores que afetam o manuseio de um carro

Distribuição de peso

Altura do centro de massa

A altura do centro de massa , também conhecida como altura do centro de gravidade, ou CGZ, em relação à pista, determina a transferência de carga (relacionada, mas não exatamente a transferência de peso ) de um lado para o outro e causa a magreza do corpo. Quando os pneus de um veículo fornecem uma força centrípeta para puxá-lo em uma curva, o momento do veículo ativa a transferência de carga em uma direção que vai da posição atual do veículo para um ponto em um caminho tangente ao caminho do veículo. Essa transferência de carga se apresenta na forma de magreza corporal. Em circunstâncias extremas, o veículo pode capotar .

A altura do centro de massa em relação à distância entre eixos determina a transferência de carga entre a dianteira e a traseira. O impulso do carro atua no centro de massa para inclinar o carro para a frente ou para trás, respectivamente, durante a frenagem e a aceleração. Uma vez que é apenas a força para baixo que muda e não a localização do centro de massa, o efeito sobre o excesso / falta de direção é oposto ao de uma mudança real no centro de massa. Quando um carro está freando, a carga descendente nos pneus dianteiros aumenta e a carga traseira diminui, com a correspondente mudança em sua capacidade de suportar cargas laterais.

Um centro de massa mais baixo é a principal vantagem de desempenho dos carros esportivos , em comparação com os sedans e (especialmente) os SUVs . Alguns carros possuem painéis de carroceria feitos de materiais leves, em parte por esse motivo.

A inclinação do corpo também pode ser controlada pelas molas, barras estabilizadoras ou pelas alturas centrais do rolo .

Lista de alturas do centro de gravidade do carro

Modelo	Ano modelo	Altura CoG
Dodge Ram B-150	1987	85 centímetros (33 pol.)
Chevrolet Tahoe	1998	72 centímetros (28 pol.)
Lotus Elise	2000	47 centímetros (19 pol.)
Tesla Model S	2014	46 centímetros (18 pol.)
Chevrolet Corvette (C7) Z51	2014	44,5 centímetros (18 pol.)
Alfa Romeo 4C	2013	40 centímetros (16 pol.)
Carro de Fórmula 1	2017	25 centímetros (10 pol.)

Centro da massa

Em curvas de estado estacionário, carros pesados ​​dianteiros tendem a subvirar e carros pesados ​​traseiros a sobrevirar (Subviragem e sobreviragem explicada) , todas as outras coisas sendo iguais. O projeto do motor central busca atingir o centro de massa ideal, embora o projeto do motor dianteiro tenha a vantagem de permitir um layout mais prático do motor-passageiro-bagagem. Todos os outros parâmetros sendo iguais, nas mãos de um motorista experiente um carro com motor central com equilíbrio neutro pode fazer curvas mais rápido, mas um carro com layout FR (com motor dianteiro e tração traseira) é mais fácil de dirigir no limite.

O viés de peso para trás preferido por carros esportivos e de corrida resulta dos efeitos de manuseio durante a transição da linha reta para a curva. Durante a entrada em curva, os pneus dianteiros, além de gerar parte da força lateral necessária para acelerar o centro de massa do carro na curva, também geram um torque em torno do eixo vertical do carro que faz o carro girar na curva. No entanto, a força lateral gerada pelos pneus traseiros está agindo no sentido oposto da torção, tentando girar o carro para fora da curva. Por esta razão, um carro com distribuição de peso "50/50" subvirará na entrada inicial em curva. Para evitar esse problema, os carros esportivos e de corrida costumam ter uma distribuição de peso mais para trás. No caso de carros de corrida puros, é normalmente entre "40/60" e "35/65". Isso dá aos pneus dianteiros uma vantagem em superar o momento de inércia do carro (inércia angular de guinada), reduzindo assim a subviragem na entrada em curva.

O uso de rodas e pneus de tamanhos diferentes (proporcionais ao peso carregado por cada extremidade) é uma alavanca que os fabricantes de automóveis podem usar para ajustar as características de subviragem / sobreviragem resultantes.

Roll angular inércia

Isso aumenta o tempo que leva para se acalmar e seguir a direção. Depende do (quadrado do) altura e largura, e (para uma distribuição uniforme de massa) pode ser aproximadamente calculada pela equação: . ${\ displaystyle I = M (altura ^ {2} + largura ^ {2}) / 12}$

Largura maior, então, embora neutralize a altura do centro de gravidade, prejudica o manuseio por aumentar a inércia angular. Alguns carros de alto desempenho têm materiais leves em seus para-lamas e tetos, em parte por esse motivo

Inércia angular de guinada e inclinação (momento polar)

A menos que o veículo seja muito curto, em comparação com sua altura ou largura, eles são quase iguais. A inércia angular determina a inércia rotacional de um objeto para uma determinada taxa de rotação. A inércia angular da guinada tende a manter a direção para a qual o carro está apontando mudando a uma taxa constante. Isso torna mais lento para desviar ou entrar em uma curva fechada e também torna mais lento para virar em linha reta novamente. A inércia angular do passo diminui a capacidade da suspensão de manter as cargas dos pneus dianteiros e traseiros constantes em superfícies irregulares e, portanto, contribui para a direção de colisão. A inércia angular é uma integral sobre o quadrado da distância do centro de gravidade, portanto, favorece os carros pequenos, embora os braços de alavanca (distância entre eixos e esteira) também aumentem com a escala. (Uma vez que os carros têm formatos simétricos razoáveis, os termos fora da diagonal do tensor de inércia angular podem geralmente ser ignorados.) A massa perto das extremidades de um carro pode ser evitada, sem redesenhá-la para ser mais curta, com o uso de materiais leves para pára-choques e pára-lamas ou excluindo-os completamente. Se a maior parte do peso estiver no meio do carro, será mais fácil girar o veículo e, portanto, reagirá mais rapidamente a uma curva.

Suspensão

As suspensões de automóveis têm muitas características variáveis, que geralmente são diferentes na dianteira e na traseira e todas afetam o manuseio. Algumas delas são: taxa de mola , amortecimento, ângulo de curvatura direto , mudança de curvatura com curso da roda, altura do centro de rolagem e os modos de flexibilidade e vibração dos elementos de suspensão. A suspensão também afeta o peso não suspenso.

Muitos carros possuem suspensão que conecta as rodas dos dois lados, seja por uma barra estabilizadora e / ou por um eixo maciço. O Citroën 2CV possui interação entre a suspensão dianteira e traseira.

A flexão do quadro interage com a suspensão. (Veja abaixo.)

Taxa de Primavera

Os seguintes tipos de molas são comumente usados ​​para suspensão de automóveis, molas de taxa variável e molas de taxa linear. Quando uma carga é aplicada a uma mola de taxa linear, a mola comprime uma quantidade diretamente proporcional à carga aplicada. Esse tipo de mola é comumente usado em aplicações de corrida de rua, quando a qualidade do passeio não é uma preocupação. Uma mola linear se comportará da mesma forma o tempo todo. Isso fornece características de manuseio previsíveis durante curvas de alta velocidade, aceleração e frenagem. As molas variáveis ​​têm baixas taxas de molas iniciais. A taxa da mola aumenta gradualmente à medida que é comprimida. Em termos simples, a mola torna-se mais rígida à medida que é comprimida. As extremidades da mola são enroladas mais apertadas para produzir uma taxa de mola mais baixa. Ao dirigir, amortece pequenas imperfeições da estrada, melhorando a qualidade do percurso. No entanto, uma vez que a mola é comprimida até um certo ponto, ela não é enrolada com tanta força, proporcionando uma taxa de mola mais alta (mais rígida). Isso evita a compressão excessiva da suspensão e evita o tombamento perigoso da carroceria, o que pode causar capotamento. As molas de taxa variável são usadas em carros projetados para o conforto, bem como em veículos de corrida off-road. Em corridas off-road, eles permitem que o veículo absorva o choque violento de um salto com eficácia, bem como pequenos solavancos ao longo do terreno off-road com eficácia.

Viagem suspensa

O severo vício de manuseio do TR3B e carros relacionados foi causado pelo esgotamento do curso da suspensão. (Veja abaixo.) Outros veículos perderão o curso da suspensão com alguma combinação de solavancos e curvas, com efeito catastrófico semelhante. Carros excessivamente modificados também podem encontrar esse problema.

Pneus e rodas

Em geral, as configurações de borracha mais macia, borracha com maior histerese e cabos mais rígidos aumentam a aderência à estrada e melhoram o manuseio. Na maioria dos tipos de superfícies ruins, as rodas de grande diâmetro funcionam melhor do que as rodas mais largas. A profundidade do piso restante afeta muito a aquaplanagem (andar em águas profundas sem atingir a superfície da estrada). O aumento da pressão dos pneus reduz o ângulo de deslizamento , mas diminuir a área de contato é prejudicial em condições de superfície normais e deve ser usado com cuidado.

A proporção que um pneu atinge a estrada é uma equação entre o peso do carro e o tipo (e tamanho) de seu pneu. Um carro de 1000 kg pode deprimir um pneu 185/65/15 mais do que um pneu 215/45/15 longitudinalmente, assim, tendo melhor aderência linear e melhor distância de frenagem, para não mencionar melhor desempenho de aquaplanagem, enquanto os pneus mais largos têm melhor resistência em curvas (seco) .

A composição química contemporânea dos pneus depende da temperatura ambiente e da estrada. Idealmente, um pneu deve ser macio o suficiente para se adaptar à superfície da estrada (portanto, ter uma boa aderência), mas ser duro o suficiente para durar o suficiente (distância) para ser economicamente viável. Normalmente, é uma boa ideia ter conjuntos diferentes de pneus de verão e de inverno para climas com essas temperaturas.

Trilha e distância entre eixos

A faixa do eixo oferece resistência à transferência lateral de peso e à magreza do corpo. A distância entre eixos oferece resistência à transferência de peso longitudinal e à inércia angular de inclinação, e fornece o braço da alavanca de torque para girar o carro ao desviar. A distância entre eixos, no entanto, é menos importante do que a inércia angular (momento polar) para a capacidade do veículo de desviar rapidamente.

A distância entre eixos contribui para o raio de viragem do veículo , que também é uma característica de manuseio.

Peso não suspenso

Ignorando a flexão de outros componentes, um carro pode ser modelado como o peso suspenso, carregado pelas molas, carregado pelo peso não suspenso , carregado pelos pneus, carregado pela estrada. O peso não suspenso é mais apropriadamente considerado uma massa que tem sua própria inércia inerente separada do resto do veículo. Quando uma roda é empurrada para cima por uma lombada na estrada, a inércia da roda fará com que ela seja carregada para cima, acima da altura da lombada. Se a força do impulso for suficientemente grande, a inércia da roda fará com que o pneu se levante completamente da superfície da estrada, resultando em uma perda de tração e controle. Da mesma forma, ao cruzar para uma súbita depressão do solo, a inércia da roda diminui a velocidade com que ela desce. Se a inércia da roda for grande o suficiente, a roda pode ser temporariamente separada da superfície da estrada antes de voltar a entrar em contato com a superfície da estrada.

Este peso não suspenso é amortecido por superfícies irregulares da estrada apenas pela resiliência compressiva do pneu (e rodas de arame, se instaladas), o que ajuda a roda a permanecer em contato com a superfície da estrada quando a inércia da roda impede o acompanhamento próximo da superfície do solo. No entanto, a resiliência à compressão do pneu resulta em resistência ao rolamento que requer energia cinética adicional para ser superada, e a resistência ao rolamento é gasta no pneu como calor devido à flexão das bandas de borracha e aço nas paredes laterais dos pneus. Para reduzir a resistência ao rolamento para maior economia de combustível e evitar superaquecimento e falha dos pneus em alta velocidade, os pneus são projetados para ter um amortecimento interno limitado.

Assim, o "salto da roda" devido à inércia da roda, ou movimento ressonante do peso não suspenso movendo-se para cima e para baixo na elasticidade do pneu, é apenas mal amortecido, principalmente pelos amortecedores ou amortecedores da suspensão. Por essas razões, o alto peso não suspenso reduz a aderência à estrada e aumenta as mudanças imprevisíveis de direção em superfícies ásperas (além de degradar o conforto de condução e aumentar as cargas mecânicas).

Esse peso não suspenso inclui as rodas e pneus, geralmente os freios , mais alguma porcentagem da suspensão, dependendo de quanto a suspensão se move com a carroceria e quanto com as rodas; por exemplo, uma suspensão de eixo sólida é completamente sem molas. Os principais fatores que melhoram o peso não suspenso são um diferencial suspenso (em oposição ao eixo dinâmico ) e freios internos . (A suspensão de tubo De Dion opera de forma semelhante a um eixo dinâmico, mas representa uma melhoria porque o diferencial é montado na carroceria, reduzindo assim o peso não suspenso.) Os materiais e tamanhos das rodas também terão um efeito. As rodas de liga de alumínio são comuns devido às suas características de peso, que ajudam a reduzir a massa não suspensa. As rodas de liga de magnésio são ainda mais leves, mas corroem facilmente.

Uma vez que apenas os freios nas rodas motrizes podem ser facilmente internos, o Citroën 2CV tinha amortecedores inerciais nos cubos das rodas traseiras para amortecer apenas o salto das rodas.

Aerodinâmica

As forças aerodinâmicas são geralmente proporcionais ao quadrado da velocidade do ar, portanto, a aerodinâmica do carro torna-se rapidamente mais importante à medida que a velocidade aumenta. Como dardos, aviões, etc., os carros podem ser estabilizados por nadadeiras e outros dispositivos aerodinâmicos traseiros. No entanto, além disso, os carros também usam downforce ou "elevação negativa" para melhorar a aderência à estrada. Isso é proeminente em muitos tipos de carros de corrida, mas também é usado na maioria dos carros de passageiros até certo ponto, nem que seja para neutralizar a tendência do carro de produzir elevação positiva.

Além de fornecer maior adesão, a aerodinâmica do carro é frequentemente projetada para compensar o aumento inerente na sobreviragem conforme aumenta a velocidade nas curvas. Quando um carro faz uma curva, ele deve girar em torno de seu eixo vertical, bem como converter seu centro de massa em um arco. No entanto, em uma curva de raio estreito (velocidade mais baixa) a velocidade angular do carro é alta, enquanto em uma curva de raio mais longo (velocidade mais alta) a velocidade angular é muito menor. Portanto, os pneus dianteiros têm mais dificuldade em superar o momento de inércia do carro durante a entrada em curva em baixa velocidade, e muito menos dificuldade à medida que a velocidade nas curvas aumenta. Portanto, a tendência natural de qualquer carro é subvirar ao entrar em curvas de baixa velocidade e sobrevirar ao entrar em curvas de alta velocidade. Para compensar esse efeito inevitável, os projetistas de automóveis costumam inclinar o manuseio do carro em direção a menos subviragem nas entradas de curvas (como abaixando o centro de rotação dianteira ) e adicionam polarização para trás à força descendente aerodinâmica para compensar em curvas de alta velocidade. A inclinação aerodinâmica para trás pode ser alcançada por um aerofólio ou "spoiler" montado próximo à traseira do carro, mas um efeito útil também pode ser obtido pela modelagem cuidadosa da carroceria como um todo, particularmente nas áreas de ré.

Nos últimos anos, a aerodinâmica tornou-se uma área de foco crescente por equipes de corrida, bem como fabricantes de automóveis. Ferramentas avançadas, como túneis de vento e dinâmica de fluidos computacional (CFD), permitiram que os engenheiros otimizassem as características de manuseio dos veículos. Túneis de vento avançados, como Wind Shear's Full Scale, Rolling Road, Automotive Wind Tunnel recentemente construído em Concord, Carolina do Norte, levaram a simulação de condições na estrada ao nível máximo de precisão e repetibilidade sob condições muito controladas. O CFD também tem sido usado como uma ferramenta para simular condições aerodinâmicas, mas por meio do uso de computadores e softwares extremamente avançados para duplicar o design do carro digitalmente e "testar" esse design no computador.

Entrega de potência às rodas e freios

O coeficiente de atrito da borracha na estrada limita a magnitude da soma vetorial da força transversal e longitudinal. Assim, as rodas motrizes ou as que mais freiam tendem a escorregar para os lados. Este fenômeno é frequentemente explicado pelo uso do modelo do círculo de forças .

Uma razão pela qual os carros esportivos geralmente têm tração traseira é que a sobreviragem induzida por força é útil, para um motorista habilidoso, para curvas fechadas. A transferência de peso em aceleração tem o efeito oposto e qualquer um pode predominar, dependendo das condições. É possível induzir sobreviragem aplicando potência em um carro com tração dianteira, através do uso adequado de " freio com o pé esquerdo ". Em qualquer caso, esta não é uma questão de segurança importante, porque a energia não é normalmente usada em situações de emergência. O uso de marchas baixas em encostas íngremes pode causar alguma sobreviragem.

O efeito da frenagem no manuseio é complicado pela transferência de carga , que é proporcional à aceleração (negativa) vezes a relação entre a altura do centro de gravidade e a distância entre eixos. A dificuldade é que a aceleração no limite de aderência depende da superfície da estrada, portanto, com a mesma proporção da força de frenagem dianteira e traseira, um carro vai subvirar na frenagem em superfícies escorregadias e sobrevirar na frenagem brusca em superfícies sólidas. A maioria dos carros modernos combate isso variando a distribuição da frenagem de alguma forma. Isso é importante com um centro de gravidade alto, mas também é feito em carros com centro de gravidade baixo, dos quais se espera um nível de desempenho mais alto.

Direção

Dependendo do motorista, a força de direção e a transmissão das forças da estrada de volta ao volante e a relação de direção entre as voltas do volante e as voltas das rodas afetam o controle e a consciência. Brincar - rotação livre do volante antes que as rodas girem - é um problema comum, especialmente em modelos mais antigos e carros usados. Outro é o atrito. A direção por cremalheira e pinhão é geralmente considerada o melhor tipo de mecanismo para eficácia de controle. A ligação também contribui para jogo e atrito. Caster - deslocamento do eixo de direção da área de contato - fornece parte da tendência de autocentralização.

A precisão da direção é particularmente importante em gelo ou neve compactada, onde o ângulo de deslizamento no limite de aderência é menor do que em estradas secas.

O esforço da direção depende da força descendente nos pneus da direção e do raio da área de contato. Portanto, para a pressão constante dos pneus, é como a potência de 1,5 do peso do veículo. A capacidade do motorista de exercer torque nas escalas da roda de forma semelhante ao seu tamanho. As rodas devem ser giradas mais longe em um carro mais longo para virar com um determinado raio. A direção hidráulica reduz a força necessária em detrimento da sensação. É útil, principalmente no estacionamento, quando o peso de um veículo pesado dianteiro ultrapassa cerca de dez ou quinze vezes o peso do motorista, para motoristas com deficiência física e quando há muito atrito no mecanismo de direção.

A direção nas quatro rodas começou a ser usada em carros de rua (alguns veículos de reconhecimento da Segunda Guerra Mundial a possuíam). Ele alivia o efeito da inércia angular ao iniciar o movimento do carro inteiro antes de girar na direção desejada. Também pode ser usado, na outra direção, para reduzir o raio de giro. Alguns carros farão um ou outro, dependendo da velocidade.

As alterações na geometria da direção devido a lombadas na estrada podem fazer com que as rodas dianteiras girem em direções diferentes juntas ou independentes umas das outras. A articulação da direção deve ser projetada para minimizar esse efeito.

Controle de estabilidade eletrônico

O controle eletrônico de estabilidade (ESC) é uma tecnologia computadorizada que melhora a segurança da estabilidade de um veículo ao tentar detectar e prevenir derrapagens. Quando o ESC detecta a perda do controle de direção, o sistema aplica freios individuais para ajudar a "dirigir" o veículo para onde o motorista deseja. A frenagem é aplicada automaticamente às rodas individuais, como a roda dianteira externa para conter a sobreviragem ou a roda traseira interna para conter a subviragem.

O controle de estabilidade de alguns carros pode não ser compatível com algumas técnicas de direção, como direção induzida por força. É, portanto, pelo menos do ponto de vista desportivo, preferível que possa ser desativado.

Alinhamento estático das rodas

Claro que as coisas devem ser iguais, esquerda e direita, para carros de rua. A curvatura afeta a direção porque um pneu gera uma força para o lado para o qual o topo está inclinado. Isso é chamado de empuxo de curvatura. A curvatura negativa frontal adicional é usada para melhorar a capacidade de curva de carros com ganho de curvatura insuficiente.

Rigidez do quadro

O quadro pode flexionar com a carga, especialmente se torcendo em solavancos. A rigidez é considerada uma ajuda no manuseio. Pelo menos simplifica o trabalho dos engenheiros de suspensão. Alguns carros, como o Mercedes-Benz 300SL, têm portas altas para permitir uma estrutura mais rígida.

Motorista cuidando do carro

O manuseio é uma propriedade do carro, mas características diferentes funcionarão bem com motoristas diferentes.

Familiaridade

Quanto mais experiência uma pessoa tiver com um carro ou tipo de carro, maior será a probabilidade de ela aproveitar ao máximo suas características de manuseio em condições adversas.

Posição e suporte para o motorista

Ter que resistir às "forças g" em seus braços interfere na direção precisa do motorista. Da mesma forma, a falta de apoio para a posição sentada do motorista pode fazer com que ele se mova quando o carro sofre uma aceleração rápida (por meio de curvas, decolagem ou frenagem). Isso interfere nas entradas de controle precisas, tornando o carro mais difícil de controlar.

Ser capaz de alcançar os controles facilmente também é uma consideração importante, especialmente se o carro estiver sendo conduzido com muita força.

Em algumas circunstâncias, um bom suporte pode permitir que o motorista mantenha algum controle, mesmo após um pequeno acidente ou após o primeiro estágio de um acidente.

Condições externas que afetam o manuseio

Clima

O clima afeta o manuseio, alterando a quantidade de tração disponível em uma superfície. Pneus diferentes funcionam melhor em climas diferentes. Águas profundas são uma exceção à regra de que pneus mais largos melhoram a aderência à estrada. (Veja aquaplanagem sob os pneus, abaixo.)

Condição da estrada

Carros com suspensão relativamente macia e baixo peso não suspenso são menos afetados por superfícies irregulares, enquanto em superfícies lisas e lisas quanto mais rígidos, melhor. Água, gelo, óleo inesperados, etc. são perigos.

Problemas comuns de manuseio

Quando alguma roda deixa o contato com a estrada, há uma mudança no manuseio, então a suspensão deve manter todas as quatro (ou três) rodas na estrada, apesar de curvas fechadas, desvios e solavancos na estrada. É muito importante para o manuseio, assim como por outros motivos, não esgotar o curso da suspensão e "inferior" ou "superior".

Normalmente é mais desejável ter o carro ajustado para uma pequena quantidade de subviragem , de modo que ele responda previsivelmente a uma virada do volante e as rodas traseiras tenham um ângulo de derrapagem menor do que as rodas dianteiras. No entanto, isso pode não ser possível para todas as condições de carga, estrada e clima, faixas de velocidade ou ao virar em aceleração ou frenagem. Idealmente, um carro deve transportar passageiros e bagagem perto de seu centro de gravidade e ter carga de pneus, ângulo de curvatura e rigidez de rolamento semelhantes na frente e atrás para minimizar a variação nas características de manuseio. Um motorista pode aprender a lidar com sobreviragem excessiva ou subviragem, mas não se ela variar muito em um curto período de tempo.

As falhas de manuseio comuns mais importantes são;

• Subviragem - as rodas dianteiras tendem a rastejar ligeiramente ou até mesmo escorregar e desviar para fora da curva. O motorista pode compensar fazendo curvas um pouco mais apertadas, mas a aderência à estrada é reduzida, o comportamento do carro é menos previsível e os pneus tendem a se desgastar mais rapidamente.
• Oversteer - as rodas traseiras tendem a rastejar ou deslizar para fora da curva mais do que as rodas dianteiras. O motorista deve corrigir virando para longe da curva, caso contrário, o carro pode patinar, se for levado ao seu limite. A sobreviragem às vezes é útil para auxiliar na direção, especialmente se ocorrer apenas quando o motorista escolher aplicando potência.
• Bump steer - o efeito da irregularidade da superfície da estrada no ângulo ou no movimento de um carro. Pode ser o resultado do movimento cinemático da suspensão subindo ou descendo, causando convergência ou divergência na roda carregada, afetando em última análise o ângulo de guinada (direção) do carro. Também pode ser causado por componentes da suspensão defeituosos ou gastos. Isso sempre acontecerá sob algumas condições, mas depende da suspensão, articulação da direção, peso não suspenso, inércia angular, tipo de diferencial, rigidez do chassi, pneus e pressão dos pneus. Se o curso da suspensão se esgotar, a roda afunda ou perde o contato com a estrada. Tal como acontece com curvas difíceis em estradas planas, é melhor se a roda pegar na mola atingindo sua forma neutra, em vez de entrar em contato repentinamente com uma estrutura limitadora da suspensão.
• Rolagem da carroceria - o carro se inclina para fora da curva. Isso interfere no controle do motorista, porque ele deve esperar que o carro pare de inclinar-se antes de poder julgar totalmente o efeito da mudança de direção. Isso também aumenta o atraso antes que o carro se mova na direção desejada. Também altera ligeiramente o peso suportado pelos pneus, conforme descrito na transferência de peso .
• Transferência de carga excessiva - Em qualquer veículo em curva, as rodas externas são mais carregadas do que as internas devido ao CG estar acima do solo. A transferência total de peso (soma da frente e de trás), em curvas regulares, é determinada pela relação entre a altura do centro de gravidade de um carro e a pista do eixo . Quando a transferência de peso for igual a metade do peso carregado do veículo, ele começará a capotar . Isso pode ser evitado reduzindo manual ou automaticamente a taxa de conversão, mas isso causa ainda mais redução na aderência à estrada.
• Resposta lenta - a aceleração lateral não começa imediatamente quando a direção é virada e pode não parar imediatamente quando é retornada ao centro. Isso é parcialmente causado pelo rolamento do corpo. Outras causas incluem pneus com alto ângulo de deslizamento e inércia angular de guinada e rotação. A inércia angular do roll agrava o roll do corpo atrasando-o. Os pneus macios agravam a inércia angular da guinada ao esperar que o carro alcance o ângulo de derrapagem antes de virar o carro.

Compromissos

A qualidade do passeio e o manuseio sempre foram um compromisso - com o tempo, a tecnologia permitiu que as montadoras combinassem mais dos dois recursos no mesmo veículo. Altos níveis de conforto são difíceis de conciliar com um baixo centro de gravidade, resistência ao rolamento da carroceria, baixa inércia angular, suporte para o motorista, sensação de direção e outras características que tornam o carro um bom manuseio.

Para carros de produção comuns, os fabricantes preferem subvirar deliberadamente, pois isso é mais seguro para motoristas inexperientes ou desatentos do que sobrevirar. Outros compromissos envolvem conforto e utilidade, como preferência por um passeio mais macio e suave ou mais capacidade para sentar .

Os freios internos melhoram o manuseio e o conforto, mas ocupam espaço e são mais difíceis de resfriar. Os motores grandes tendem a tornar os carros pesados ​​dianteiros ou traseiros. Economia de combustível, refrigeração em altas velocidades, conforto de direção e uso prolongado tendem a entrar em conflito com a aderência à estrada, enquanto a aderência em piso molhado, seco, em águas profundas e neve não são exatamente compatíveis. A suspensão dianteira tipo A ou braço tende a dar melhor manuseio, porque dá aos engenheiros mais liberdade para escolher a geometria e mais aderência à estrada, porque a curvatura é mais adequada para pneus radiais do que o suporte MacPherson , mas ocupa mais espaço.

A mais antiga tecnologia de suspensão traseira com eixo Live , familiar com o Ford Modelo T , ainda é amplamente usada na maioria dos veículos utilitários esportivos e caminhões, muitas vezes para fins de durabilidade (e custo). A suspensão de eixo ao vivo ainda é usada em alguns carros esportivos, como o Ford Mustang (modelo anos antes de 2015), e é melhor para corridas de arrancada, mas geralmente tem problemas de aderência em curvas acidentadas, curvas rápidas e estabilidade em altas velocidades em retas acidentadas .

Modificações e ajustes pós-venda

Abaixar o centro de gravidade sempre ajudará no manuseio (além de reduzir a chance de capotamento). Isso pode ser feito até certo ponto usando janelas de plástico (ou nenhuma) e materiais de teto leve, capô (capô) e tampa do porta-malas (mala), reduzindo a distância ao solo, etc. Aumentar a pista com rodas "invertidas" terá um efeito semelhante, mas quanto mais largo o carro, menos espaço livre ele tem na estrada e mais longe ele pode ter que desviar para perder um obstáculo. Molas e / ou amortecedores mais rígidos, tanto dianteiros quanto traseiros, geralmente melhoram o manuseio em superfícies quase perfeitas, enquanto pioram o manuseio em condições de estrada menos que perfeitas, "pulando" o carro (e destruindo a aderência), tornando assim o manuseio do veículo difícil. Kits de suspensão de desempenho de reposição geralmente estão disponíveis.

Rodas mais leves (principalmente de alumínio ou liga de magnésio) melhoram o manuseio e também o conforto de direção, reduzindo o peso não suspenso.

O momento de inércia pode ser reduzido com o uso de pára-choques e asas (para-lamas) mais leves ou mesmo nenhum.

A correção das condições de subviragem ou sobreviragem é obtida por meio de um aumento ou diminuição da aderência nos eixos dianteiro ou traseiro. Se o eixo dianteiro tiver mais aderência do que um veículo semelhante com características de direção neutra, o veículo sofrerá uma sobreviragem. O veículo de sobreviragem pode ser "ajustado" aumentando a aderência do eixo traseiro ou, alternativamente, reduzindo a aderência do eixo dianteiro. O oposto é verdadeiro para um veículo de subviragem (o eixo traseiro tem aderência excessiva, corrigida aumentando a aderência dianteira ou reduzindo a aderência traseira). As ações a seguir têm a tendência de "aumentar a aderência" de um eixo. Aumentando a distância do braço de momento para cg, reduzindo a transferência de carga lateral (suavizando choques, suavizando as barras de oscilação, aumentando a largura da pista), aumentando o tamanho do remendo de contato do pneu, aumentando a transferência de carga longitudinal para aquele eixo e diminuindo a pressão do pneu.

Componente	Reduzir sub-direção	Reduzir Over-Steer
Distribuição de peso	centro de gravidade para trás	centro de gravidade em direção à frente
Amortecedor dianteiro	mais macio	mais rígido
Amortecedor traseiro	mais rígido	mais macio
Barra estabilizadora frontal	mais macio	mais rígido
Barra estabilizadora traseira	mais rígido	mais macio
Seleção 1 do pneu dianteiro	área de contato maior ²	área de contato menor
Seleção de pneus traseiros	área de contato menor	área de contato maior²
Largura do aro da roda dianteira	maior²	menor
Largura do aro da roda traseira	menor	maior²
Pressão do pneu dianteiro	pressão mais baixa	pressão mais alta
Pressão do pneu traseiro	pressão mais alta	pressão mais baixa
Curvatura da roda dianteira	aumentar a curvatura negativa	reduzir curvatura negativa
Curvatura da roda traseira	reduzir curvatura negativa	aumentar a curvatura negativa
Spoiler traseiro	menor	maior
Altura frontal (porque geralmente afetam a curvatura e a resistência ao rolamento)	extremidade frontal inferior	aumentar a frente
Altura traseira	levantar a extremidade traseira	extremidade traseira inferior
Dedo da frente para dentro	diminuir	aumentar
Toe traseiro para dentro	diminuir	aumentar
1) A área de contato do pneu pode ser aumentada usando pneus com menos ranhuras no padrão do piso. É claro que menos ranhuras tem o efeito oposto em clima úmido ou outras condições de estrada ruins. 2) Considerando a mesma largura do pneu, e até certo ponto para a largura do pneu.

Carros com problemas de manuseio incomuns

Certos veículos podem estar envolvidos em uma parcela desproporcional de acidentes com um único veículo ; suas características de manuseio podem desempenhar um papel:

• Os primeiros Porsche 911 - sofriam de uma decolagem traiçoeira na sobreviragem (onde a traseira do carro perde aderência quando o motorista tira o pé do acelerador); também a roda dianteira interna sai da estrada durante curvas fechadas em pavimento seco, causando subviragem crescente. A rigidez da barra de segurança na frente é ajustada para compensar o peso traseiro e oferece manuseio neutro na direção normal. Esta compensação começa a ceder quando a roda levanta. Um motorista habilidoso pode usar os outros recursos do 911 a seu favor, tornando o 911 um carro esportivo extremamente capaz em mãos experientes. Os 911 posteriores tiveram suspensões traseiras cada vez mais sofisticadas e pneus traseiros maiores, eliminando esses problemas.
• Triumph TR2 e TR3 - começaram a oversteer mais repentinamente quando a roda traseira interna levantou.
• Volkswagen Beetle - (original Beetle) sensibilidade a ventos laterais, devido à leveza da frente do carro com motor traseiro ; e baixa estabilidade de rolamento devido à suspensão do eixo oscilante . As pessoas que os dirigiam pesadamente montavam rodas reversas e pneus traseiros maiores e aros para melhorar.
• Chevrolet Corvair - fraca estabilidade de rolamento devido à suspensão traseira do eixo oscilante semelhante à usada no Fusca da Volkswagen, e citada por manuseio perigoso no livro de Ralph Nader , Unsafe at Any Speed . Esses problemas foram corrigidos com o redesenho do Corvair para 1965, mas as vendas não se recuperaram da publicidade negativa e ele foi interrompido.
• O grande Tatra 87 com motor traseiro (conhecido como a ' arma secreta tcheca ') matou tantos oficiais nazistas durante a Segunda Guerra Mundial que o Exército Alemão acabou proibindo seus oficiais de dirigir o Tatra.
• Alguns carros americanos "full size" dos anos 1950 responderam muito lentamente às mudanças de direção por causa de sua inércia angular muito grande, suspensão suavemente ajustada que tornou a qualidade de direção uma prioridade sobre as curvas e pneus cross bias orientados para o conforto. A Auto Motor und Sport relatou em um deles que lhes faltou coragem para testá-lo para velocidade máxima, provavelmente devido à sua familiaridade com carros europeus menores e sua falta de familiaridade com os grandes carros americanos.
• Dodge Omni e Plymouth Horizon - essas primeiras respostas americanas ao Volkswagen Rabbit foram consideradas "inaceitáveis" em seus testes iniciais pela Consumer Reports , devido a uma tendência observada de exibir uma guinada oscilante incontrolável de um lado para o outro sob certos comandos de direção. Enquanto as negações da Chrysler sobre esse comportamento foram contrariadas por um fluxo persistente de relatórios independentes sobre esse comportamento, a produção dos carros foi alterada para equipá-los com um volante mais leve e um amortecedor de direção, e nenhum outro relato desse problema foi ouviu.
• O Suzuki Samurai - foi relatado de forma semelhante pela Consumer Reports para exibir uma propensão a tombar sobre duas rodas, a ponto de a Consumer Reports alegar que estava com medo de continuar testando o veículo sem o acessório das rodas estabilizadoras para impedi-lo de capotar completamente. Em seu primeiro conjunto de testes, o Samurai teve um bom desempenho. R. David Little, diretor técnico do Consumers Union, dirigiu o SUV leve em várias curvas curtas e difíceis, projetadas para simular uma emergência, como tentar evitar uma criança correndo na frente do carro. Um artigo publicado vários anos depois em uma edição de aniversário da Consumer Reports levou a Suzuki a abrir um processo. O processo foi baseado na percepção de que a Consumer Reports fraudou os resultados: "Este caso é sobre mentir e trapacear pela Consumers Union por seus próprios motivos financeiros", disse George F. Ball, conselheiro administrativo da Suzuki, na segunda-feira. "Eles estavam endividados [em 1988] e precisavam de uma história de sucesso para levantar e solicitar fundos." A revista Entrepreneur relatou que "o caso da Suzuki centrou-se em uma mudança feita pela CU durante o teste do veículo. Depois que o Samurai e outros SUVs completaram o percurso padrão sem ameaçar capotar, a CU alterou o curso para tornar as curvas mais abruptas. Os outros veículos não t mostrar um problema, mas o Samurai tombou e teria rolado se não fossem os estabilizadores montados para evitar esse resultado "Depois de oito anos no tribunal, as partes consentiram em um acordo que não incluía danos monetários nem uma retratação. Comentando sobre o acordo, a União dos Consumidores disse: "A União dos Consumidores também diz no acordo que" nunca teve a intenção de sugerir que o Samurai rola facilmente em condições rotineiras de direção. "O vice-presidente de Política Técnica da CU afirmou ainda:" Não há desculpas . "Apoiamos totalmente nossos testes e avaliações do Samurai." Em uma declaração conjunta à imprensa, a Suzuki reconheceu "o compromisso declarado da CU para testes e relatórios objetivos e imparciais".
• Mercedes-Benz A-Class - um carro alto com um centro de gravidade alto; os primeiros modelos mostraram giro excessivo da carroceria durante manobras de desvios bruscos e capotamento, mais particularmente durante o teste do alce sueco . Isso foi corrigido posteriormente com o Controle Eletrônico de Estabilidade e adaptado com grande custo aos carros anteriores.
• Ford Explorer - uma tendência perigosa de estourar o pneu traseiro e capotar. Ford construiu um veículo com alto centro de gravidade; entre 68 e 74 cm acima do solo (dependendo do modelo). A tendência de capotar em mudanças bruscas de direção está embutida no veículo. A Ford tentou neutralizar as forças da natureza especificando pressões mais baixas do que as ideais nos pneus, a fim de induzi-los a perder tração e deslizar sob as forças laterais em vez de agarrar e forçar o veículo a capotar. Por motivos que nunca ficaram totalmente claros, os pneus de uma fábrica tendiam a estourar quando estavam com pressão insuficiente, esses veículos capotaram, o que levou a uma série de acidentes com um único veículo bem divulgados .

Ford e Firestone , os fabricantes dos pneus, apontaram os dedos um para o outro, com a culpa final atribuída às práticas de controle de qualidade em uma fábrica da Firestone que estava em greve . Pneus de uma fábrica diferente da Firestone não foram associados a esse problema. Um documento interno datado de 1989 afirma

A engenharia recomendou o uso de pressões dos pneus abaixo dos níveis de inflação máximos permitidos para todos os pneus UN46. Conforme descrito anteriormente, as pressões dos pneus reduzidas aumentam a subviragem e reduzem a capacidade máxima nas curvas (ambas influências de 'estabilização'). Esta prática tem sido usada rotineiramente em aplicações de caminhões pick-up e caminhonetes para garantir uma subviragem adequada em todas as condições de carga. Nissan (Pathfinder), Toyota, Chevrolet e Dodge também reduzem a pressão dos pneus para aplicações selecionadas. Embora não possamos ter certeza de suas razões, as semelhanças no carregamento do veículo sugerem que manter um nível mínimo de subviragem sob condições de carregamento traseiro pode ser o fator atraente.

Isso contribuiu para o aumento do calor e a deterioração do pneu sob o uso sustentado em alta velocidade e eventual falha do pneu mais estressado. Claro, a possibilidade de que a construção do pneu ligeiramente abaixo do padrão e um pouco mais alto do que a tensão média do pneu, nenhuma das quais seria problemática em si, resultaria em combinação em falha do pneu é bastante provável. A controvérsia continua sem conclusões inequívocas, mas também chamou a atenção do público para uma incidência geralmente alta de acidentes de capotamento envolvendo SUVs, que os fabricantes continuam a abordar de várias maneiras. Uma investigação subsequente da NHTSA de dados de acidentes do mundo real mostrou que os SUVs em questão não eram mais propensos a capotar do que qualquer outro SUV, após uma separação do piso.

• O Jensen GT (cupê hatchback) - foi introduzido na tentativa de ampliar a base de vendas do Jensen Healey , que até então era um roadster ou conversível. Seu relatório de teste de estrada na Motor Magazine e um muito semelhante, logo depois, na Road & Track concluíram que não era mais divertido dirigir para valer tanto dinheiro. Eles culparam mudanças menores na suspensão. Muito mais provavelmente, a mudança na distribuição de peso foi a culpada. O Jensen Healey era um carro esporte bastante baixo e largo, bastante caro, mas as especificações de sua suspensão não eram particularmente impressionantes, tendo um eixo traseiro sólido. Ao contrário do AC Ace, com sua suspensão traseira de lâmina transversal dupla e corpo de alumínio, o Jensen Healey não aguentou o peso daquele metal e vidro altos e ainda ganhar um preço premium por seu manuseio. As mudanças também incluíram um coletor de escapamento de ferro fundido substituindo o de alumínio, provavelmente para equilibrar parcialmente o peso alto e distante da parte traseira. O prédio da fábrica foi usado para construir estruturas de caminhões com várias cubas.
• O Renault Dauphine com motor traseiro ganhou na Espanha o apelido de "carro da viúva" , devido ao seu mau manuseio.
• Os carros / veículos de três rodas têm problemas de manuseio exclusivos, especialmente considerando se a roda única está na frente ou atrás. (Motocicletas com carros laterais; outro assunto.) O carro Dymaxion de Buckminster Fuller causou sensação, mas a ignorância dos problemas de direção nas rodas traseiras levou a um acidente fatal que destruiu sua reputação.

Veja também

• Corridas de automóveis
• Projeto de suspensão automotiva
• Segurança do carro
• Downforce
• Dirigindo
• Punho (corrida automática)
• Engenharia Mecânica
• Carro esporte

Referências

links externos

• Os modeladores costumam ver melhor a imagem completa.
• Noções básicas de manuseio de carros de corrida
• Os efeitos da transferência de peso no manuseio
• Carro esporte compacto - manuseio e curvas