o sistema de direçao esta intimamente ligado ao sistema de suspensao  sofrendo influencia das mesmas forças  eles devem ser projetados ou alterados em conjunto para que nao haja interferencia negativa entre eles  neste papo nos vamos falar sobre os tipos de caixa de direçao  rever alguns pontos de geometria  discutir outros especificos do sistema e ao final conversarmos sobre alinhamento de rodas     volante e arvore de direçao   eu acredito que essa seja a peça mais iconica em qualquer veiculo  quando voce abre a porta ele esta ali  lhe convidando a entrar  mas aqui no papo a funçao vem antes da forma  entao mais do que uma peça estetica o volante e um comando duplex  entrada e saida  para o motorista que dita o angulo e velocidade de esterçamento de acordo com a suas necessidades e a reaçao dos pneus retorna atraves do volante com o torque de reaçao   se o motorista nao tentar se impor ao volante todos os sinais podem ser percebidos  ha algum tempo os volantes passaram tambem a suportar sistemas de segurança como os air bags  o diametro do volante influi diretamente na força necessaria para esterçar as rodas  bem como na sensibilidade ao feedback do sistema  nos veiculos mais antigos eram comuns volantes de grande diametro para compensar o peso sobre o eixo dianteiro bem como a geometria da suspensao     a arvore  ou coluna  de direçao transmite o movimento angular do volante para a caixa de direçao  em carros compactos podem haver uma ou duas juntas universais que tornam a coluna articulada afim de desviar de obstaculos ou compensar a posiçao da caixa de direçao e permitir o ajuste de altura do volante  porem em algumas situaçoes estes ajustes podem gerar esforços no eixo de entrada da caixa de direçao e consequentemente o seu desgaste prematuro   um exemplo disso sao os ford ka de primeira geraçao que apresentam folga da caixa de direçao por conta dos esforços sofridos pelo pinhao e cremalheira  as arvores devem colapsar em caso de impacto para evitar perfuraçoes no motorista  para que isso ocorra a arvore e dividida em duas seçoes ligadas por um elemento de menor resistencia mecanica  normalmente travas plasticas  que cedem no momento do impacto     caixas de direçao https //www youtube com/watch v=wfomnl0sx6g  ha basicamente dois tipos de caixas de direçao  as do tipo braço de alavanca e cremalheira pinhao  os sistemas de braço de alavanca foram os primeiros a serem desenvolvidos e ainda sao aplicados em veiculos utilitarios e de carga pela sua grande vantagem mecanica na transmissao do movimento  com isso eles exigem menos esforço do motorista para esterçar as rodas  porem na porçao central da faixa de atuaçao elas se tornam imprecisas  sendo necessario um angulo maior de giro do volante para que as rodas estercem um pouco   o sistema de braço de alavanca consiste de uma rosca sem fim ligada a um setor de engrenagem que varia sua posiçao de acordo com a rotaçao da rosca  existem diversas variaçoes desta filosofia  esferas recirculantes  setor deslizante  rolamento sem fim  entre outros  cada um buscando reduzir as desvantagens do sistema     as caixas do tipo cremalheira e pinhao  como o proprio nome da a entender  sao constituidas por uma engrenagem do tipo pinhao  que e ligada ao volante atraves da coluna de direçao  e um eixo do tipo cremalheira que se realoca axialmente sobre mancais de deslizamento  entao o movimento angular do volante e convertido diretamente em linear  com folgas minimas  isso traz grande precisao ao sistema  sendo por isso praticamente o unico sistema adotado em veiculos de passeio na atualidade   outra vantagem do sistema de pinhao e cremalheira e a possibilidade de uso do de uma cremalheira com diferentes passos ao longo do seu comprimento  normalmente e utilizado um passo menor na porçao central da cremalheira e com isso melhorar a estabilidade direcional  enquanto nas extremidades o passo aumenta para respostas mais diretas aos comandos do volante     e ja que começamos a conversar sobre relaçao de direçao  voce sabe o que isso significa   veja o video abaixo em que senna pilota o mclaren mp4/5 em suzuka  aos 2 04 senna vem de 5ª marcha e reduz para a 1ª para contornar a curva 11 ele gira o volante a pouco mais de noventa graus  engole grampo e segue despejando marchas   https //www youtube com/watch v=av1ey924fum  agora compare com o video abaixo onde ele pilota um nsx  veja que ao 1 27 minuto ele inicia o contorno do mesmo grampo e gira o volante a quase 270°   https //www youtube com/watch v=zbvv01mwfke  essa diferença acontece pela relaçao de direçao que cada um deles possui  esta relaçao determina quantos graus e necessario girar o volante para que as rodas girem um grau  por exemplo  se voce precisa girar o volante 20° para que as rodas estercem 1°  entao a relaçao da sua caixa de direçao e de 20 1  quanto maior o angulo do volante  angulo de entrada  maior o valor da relaçao e menos direta e a direçao   os fabricantes utilizam relaçoes menos diretas para reduzir o esforço ao girar o volante e para aumentar a estabilidade direcional  ambos com o intuito de um maior conforto ao dirigir  os veiculos modernos possuem relaçoes entre 11 1 e 25 1 enquanto os modelos voltados para o motorsport tem relaçoes que variam 5 1 a 12 1     para descobrir qual a relaçao de um carro precisamos de algumas informaçoes     diametro de giro  m ;   entre eixos  m ;   largura da tala dianteira  m ;   numero de voltas do volante de batente a batente  incluindo a fraçao   vamos tomar como exemplo um vw polo  ele possui diametro de giro de 11 6 metros  entre eixos de 2 56 metros  largura da tala de 1 463 metro e sao necessarios 2 8 giros para sair de um batente ao outro  se um giro completo tem 360 graus  entao 2 8 giros me dao 1008 graus de angulo total de giro do volante  vamos primeiro encontrar os angulos de esterçamento das rodas  que e diferente devido ao angulo de ackerman  vamos falar sobre ele mais abaixo      encontrado o angulo medio  precisamos apenas dividir o angulo de giro do volante pelo angulo de esterçamento  mas aqui ha uma casca de banana  o valor que temos e do giro do volante de batente a batente  entao para esterçar para a esquerda ou para a direita precisamos de apenas metade deste valor  ou seja  504 graus  entao     assim encontramos que a relaçao de direçao do volkwagen polo e de 18 9 1  com o uso de sistemas auxiliares como a direçao hidraulica e eletrica as relaçoes podem ser menores  como no vw golf  que possui relaçao 12 8 1 e casos mais extremos como a caterhan seven que possui uma relaçao de 8 1  para voce ter ideia  esta relaçao e mais baixa que utilizada em alguns veiculos de rally como o subaru impreza wrc  10 6 1    essa relaçao tao direta e possivel devido a sua massa reduzida e boa distribuiçao de peso  mas nem tudo sao flores  relaçoes muito diretas tornam a direçao arisca e extremamente reativa nos feedbacks do piso irregular  e o caso dos formula 1 dos anos 80 a baixa relaçao aliada a pneus grudentos e carga aerodinamica reduzida criava uma eterna disputa entre o piloto e o volante     angulo de ackerman   quando o carro contorna uma curva  os pneus traçam semicirculos de raios diferentes  mas se o angulo de esterçamento e o mesmo  significa que um dos pneus esta sendo arrastado  como o pneu interno e quem recebe a menor a menor carga durante o contorno  e ele quem sofre esse arrasto   a soluçao consiste em prolongar os pivos de direçao para dentro de modo que as rodas percorram circunferencias diferentes quando esterçadas  para encontrar o ponto ideal de prolongamento  uma linha deve ser traçada a partir do pino mestre de cada roda tendo como ponto de interseçao o centro do eixo traseiro     porem a geometria de ackerman pura  ou 100% ackerman  nao e mais aplicada  pois ela e funcional apenas em baixas velocidades  com as aceleraçoes angulares desenvolvidas pelos carros hoje em dia o angulo de deriva do pneu ultrapassa os limites de aderencia quando esta geometria e utilizada  com isso o arrasto e subesterço ficariam alem do esperado  entao o ponto de interseçao das linhas de ackerman e estendido para alem do eixo traseiro reduzindo a inclinaçao dos pivos   para os dias de hoje e norma a utilizaçao de valores de 20% a 30% de ackerman  essa configuraçao auxilia muito a tomada de curva  quando a transferencia de peso diagonal esta começando  o pneu interno assume o angulo ideal ainda com carga suficiente para  puxar  o veiculo para dentro da curva  o pneu sera um pouco castigado na seçao central da curva  o que ira reduzir a velocidade final de contorno     ha ainda a geometria anti ackerman que e utilizada bolidos de pista como os formula 1 e lmp1  categorias onde a velocidade de contorno e tao alta e os pneus tem um angulo de deriva tao estreito  normalmente entre 2 e 3 graus  que mesmo uma geometria paralela levaria os pneus internos a ultrapassar os limites de aderencia   neste caso o ponto de interseçao das linhas imaginarias esta a frente do veiculo  por isso no nome anti ackerman  a imagem acima mostra como a geometria do mclaren mp 4/4 apontava para a dianteira do formula  esta configuraçao auxilia o veiculo na seçao central da curva  quando a transferencia de peso diagonal ja terminou e a carga sobre o pneu dianteiro interno e a menor entre os quatro  com isso o piloto pode carregar mais velocidade durante o contorno     braços de direçao e esterçamento involuntario https //www youtube com/watch v=gdx8gar_roe  quando a suspensao e comprimida e distendida ela nao se move em uma reta vertical  na verdade ela descreve um arco que gera variaçoes no angulo de camber  como os braços de direçao nao percorrem o mesmo arco realizado pela suspensao isto causa uma diferença entre os comprimentos horizontais imaginarios da suspensao e da direçao      assim a direçao pode convergir ou divergir  ou mesmo os dois  durante o curso da suspensao  dessa forma o esterçamento pode ocorrer durante o movimento da suspensao devido as irregularidades do piso  bump steer  ou durante a rolagem da carroceria  roll steer      para corrigir este esterçamento os pontos de fixaçao da direçao e suspensao dever estar alinhados  ou seja  traçando um segmento de reta entre as articulaçoes externas da suspensao nos encontramos os pontos onde podemos ligar os terminais de direçao  o mesmo deve ser feito para as articulaçoes internas  para assim alcançarmos a neutralidade do esterçamento   como esta e uma condiçao um pouco trabalhosa para se alcançar devido a questoes de custos  dimensoes fisicas e outros  o mundo do aftermarket desenvolveu terminais ajustaveis para o sistema de direçao  assim podemos ajustar com precisao o comprimento dos braços e anular o esterçamento involuntario     terminamos por aqui nosso papo de hoje galera  na proxima vez que nos encontrarmos nessa garagem  vamos conversar sobre bancos esportivos e toda a ergonomia que deve ser levada em conta para melhorar o seu modo de dirigir e mesmo o conforto no dia a dia  ate mais