Fausto David Pereira Instrutor de Manutenção Automotiva GEOMETRIA DA DIREÇÃO Sistema de Alinhamento Veicular Automotivo Escola SENAI Catalão - GO

Fausto David PereiraInstrutor de Manutenção

Automotiva

GEOMETRIA DA DIREÇÃO

Sistema de Alinhamento Veicular Automotivo

Escola SENAI Catalão - GO

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Geometria Veicular Automotiva

SUMÁRIO

Histórico

Pontos de orientação espacial

Conceituação da Geometria Veicular

Especificação de ângulos (Ângulo da Geometria)

Tipos de suspensão

Definições sobre alinhamento de direção

Condições básicas e ideais para alinhamento de direção

Ângulos que compõe a geometria da direção

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SUMÁRIO

Camber, KPI, Raio de Rolagem Direcional, Cáster, Convergência, Divergência

Ângulo de Impulso, Quadrilátero de Ackermann, Set Back

Centragem da Caixa de Direção

Centragem do Volante de Direção

Causa das falhas e panes mais comuns que tendenciam o veículo puxar a direção

Problemas e causas de Vibrações, Instabilidade Direcional e Desgaste dos Pneus

Lógica do procedimento de Alinhamento Dianteiro e Traseiro

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O Alinhamento da DIREÇÃO tem a função de aferir a geometria do automóvel,

através da medição dos ângulos padrões existentes, cuja finalidade são de

estabilizar, sustentar e manter a segurança e funcionalidade da direção

independente do regime de funcionamento da suspensão.

Quando a direção apresenta problemas mais graves e não se consegue o

alinhamento dentro dos padrões de tolerância de cada modelo de veículo, são

necessários ajustes mecânicos de desempeno ou troca de componentes, para

que os parâmetros sejam atingidos.

Este procedimento de conferência e ajuste preventivo, é

recomendado pela grande maioria dos fabricantes de

componentes e montadoras de veículos, que sejam realizados

a cada 5.000 km, independente da condição do veículo e de

apresentar algum sintoma.

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Orienta-se pela geometria clássica os pontos de orientação espacial,

sob o conceito de pontos, retas e planos

Tendo como conceito o conjunto dos diversos ângulos, formados pelas

rodas e outros componentes da suspensão, no sentido longitudinal,

transversal e vertical

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ESPECIFICAÇÃO DOS ÂNGULOS

Ao especificar esses ângulos, no projeto original do veículo, o fabricante busca o

correto contato dos pneus com o solo, a adequada distribuição de carga nas rodas e o

trabalho suave dos sistemas de direção e suspensão, visando:

• Segurança

• Estabilidade direcional

• Dirigibilidade com maior conforto

• Menor resistência possível ao rolamento

• Evitar os atritos desnecessários dos pneus com o solo, que causam:

- Desgastes irregulares nos pneus e demais componentes da suspensão

- Consumo excessivo de combustível


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ÂNGULO

Teve origem quando se pensava que o Sol girava em torno da Terra

numa órbita circular que levava trezentos e sessenta dias para dar

uma volta completa. Assim, a cada dia o Sol percorria parte da

circunferência, transcrevendo um arco que ocupava 1/360 dias.


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Às extremidades desse arco e seu vértice denominou-se ângulo.

E cada unidade de medida de ângulo passou a ser denominada de grau.

Assim a circunferência passou a ter 360° (trezentos e sessenta graus).


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ÂNGULO

• PODEM SER ESPECIFICADOS NA FORMA

• SEXAGESIMAL

• CENTESIMAL

• FRACIONÁRIO


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Equivalência de unidades de medidas entre ÂNGULO

Sendo medido em mm/m e minutos (`)

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Hora das dúvidas...


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TIPOS DE SUSPENSÃO

Existem variados e diversos tipos e modelos de suspensão, com diferenças específicas de tipos e de construção.

Os mais comumente aplicados são:

Suspensão DEPENDENTE (com ou sem Feixe de Molas e |Mola Helicoidal)

Suspensão INDEPENDENTE

Suspensão SEMI-INDEPENDENTE (Barra ou Feixe de Torção)

Suspensão PNEUMÁTICA

Suspensão HIDROPNEUMÁTICA

Suspensão EIXO ARTICULADO ou McPherson

Suspensão com BRAÇO LONGITUDINAL (simples, Duplo ou Poli-Braços)

Suspensão de BRAÇO LONGITUDINAL COM DUPLO BRAÇO TRANSVERSAL

Suspensão com BRAÇO OSCILANTE (um ou mais)

Suspensão com BRAÇO OSCILANTE OBLÍQUO

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SUSPENSÃO DEPENDENTE

Tem como característica principal um eixo rígido que liga uma roda à outra,

compartilhando as deformidades e vibrações do solo.

Sua construção permite a divisão do peso, portanto, largamente aplicada em veículo

utilitários e de carga na traseira e eventualmente em conjunto na dianteira.

De fácil e econômica manutenção, se torna desconfortavelmente barulhenta e de

grande peso em veículos leves de passeio e esportivos.

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SUSPENSÃO DEPENDENTE

Eixo Rígido

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SUSPENSÃO INDEPENDENTE

Tem como característica principal possuir um conjunto individual e

independente por roda, sendo articulado com a função de absorver as deformidades e

vibrações do solo sem transferência de vibração ao necessidade de qualquer ligação

da outra roda.

Sua construção permite a centralização do peso na coluna

da suspensão, portanto, largamente aplicada.

De fácil e econômica manutenção, se torna

confortavelmente bem usada em veículos leves de

passeio e esportivos e utilitários leves, sendo

muito comum seu uso na dianteira e em projetos

esporádicos na traseira.

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TIPOS DE SUSPENSÃO

Sistema de suspensão McPhersonindependente, com molas e amortecedores conjugados

Sistema independent

e com Braços Superiores e

Inferiores oscilantes, com molas helicoidais

Sistema de suspensão semidependente com Feixe de molas de torção, transversal

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DEFINIÇÃO

O alinhamento de direção, é a atividade que

envolve leitura e o respectivo ajuste

mecânico, caso necessário, dos diversos

ângulos da geometria, seguindo as

especificações dos

fabricantes dos

veículos,

utilizando-se

equipamentos específicos.

ALINHAMENTO DE DIREÇÃO

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CONDIÇÕES BÁSICAS PARA O ALINHAMENTO

- Verificar e eliminar folgas nos vários componentes da suspensão envolvidos

- Verificar e eliminar folgas no sistema de freio caso existam

- Verificar estado de conservação das rodas e pneus, tais como desgastes,

empenos, trincas, ovalização, excentricidades e demais anomalias físicas

- Calibrar os pneus com a pressão ideal e especificada pelo fabricante

conforme peso e carga de acordo com o veículo (passeio ou utilitário)

- Verificar o nivelamento dos eixos em relação ao solo, à carcaça e entre sí

- Verificar o nivelamento do piso, no sentido longitudinal, transversal e

horizontal (plano)

- Utilizar equipamentos de alinhamento adequados, devidamente

aferidos e com especificações adequadas ao tipo de

veículo proposto

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ÂNGULOS DA GEOMETRIA VEICULAR

RODAS DO EIXO DIANTEIRO

• Camber

• KPI

• Cáster

• Convergência

• Set-back

• Divergência em curvas

• Ângulo máximo de

esterçamento

RODAS DE EIXOS TRASEIROS

• Camber

• Ângulo de Impulso

• Convergência

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POSIÇÃO RETA-FRENTE

Com os projetores de medição fixados nas

rodas dianteiras, o raio laser longitudinal

dos projetores deverão apontar dois

números iguais nas escalas referenciais

fixadas nas rodas traseiras.

Esta operação deve ser executada antes de

fazer a leitura de qualquer ângulo do

veículo.

No exemplo ao lado, os dois raios laser

estão incidindo sobre os números 90 de

cada escala.

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LINHA CENTRAL DE

REFERÊNCIA – LCR

Nos alinhadores a laser, onde um eixo é

alinhado tomando outro como referência,

esta linha é definida pelo centro dos dois

eixos em alinhamento, conforme mostra

figura abaixo:

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CAMBER

É o ângulo da roda, em relação à uma linha perpendicular

ao plano de apoio do veículo (ponto zero).

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NEGATIVOPOSITIVO

CAMBER



Convencionalmente, há 3 possibilidades:

NULO

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NEGATIVOPOSITIVO

CAMBER




NULO

27



NEGATIVOPOSITIVO

CAMBER




NULO

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SOB CARGA CARGA EXCESSIVA

As especificações do Camber levam em conta a flexibilidade do eixo.

CAMBER

SEM CARGA

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CAMBER

SEM CARGA

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CAMBER

SEM CARGA

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Geometria Veicular AutomotivaCAMBER

INFLUÊNCIA DA CAMBAGEM NA TRAJETÓRIA DO VEÍCULO

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Geometria Veicular AutomotivaCAMBER

Exemplo de desgaste tipo “cônico” ocasionado por Camber fora dos limites especificados.

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Geometria Veicular AutomotivaCorreção do CAMBER no eixo direcional

Quando existir Camber fora das especificações em rodas do eixo dianteiro, em veículos

com suspensão independente, aconselha-se a substituição da peça defeituosa.

Em alguns casos, onde a

suspensão permite

regulagens, o ajuste deve

ser feito afrouxando os

parafusos da suspensão e

reposicionando-a,

utilizando calços se

necessário, até conseguir

o ângulo desejado.

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Geometria Veicular AutomotivaCorreção do CAMBER no eixo direcional

Quando existir Camber fora das especificações em rodas do eixo traseiro,

em veículos com suspensão independente ou semidependente,

aconselha-se a substituição da peça defeituosa.

Em alguns casos, onde a suspensão permite

regulagens, o ajuste deve ser feito semelhante ao

eixo dianteiro, afrouxando os parafusos da

suspensão e reposicionando-a, utilizando calços

se necessário, até conseguir o ângulo desejado.


Geometria Veicular AutomotivaCorreção do CAMBER no eixo direcional (PICK-UP, VAN e

UTILITÁRIOS)O ajuste de Camber do eixo, em veículos com suspensão dependente, deve ser feito utilizando o

gabarito específico do eixo ou do conjunto, com desempeno a frio até alcançar o ângulo padrão

desejado.

ANTES APARELHO CORREÇÃO DEPOIS





desejado.






desejado.






desejado.






desejado.






desejado.






desejado.






desejado.


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KPIÉ o ângulo transversal, do Pino Mestre,

em relação ao plano de apoio do veículo



ÂNGULO INCLUÍDO KPIÉ a soma do ângulo do Camber mais o ângulo do KPI

ÂNGULO INCLUÍDO (AIN) = KPI + CAMBER



RAIO DE ROLAGEM DIRECIONALQuanto mais negativo for o raio de rolagem, maior é a estabilidade direcional

nas frenagens, para os casos onde uma das rodas dianteiras frear com mais

intensidade em relação a outra

NEGATIVO

POSITIVO

NULO



Quanto mais negativo for o raio de rolagem, maior é a estabilidade direcional



NEGATIVO

POSITIVO

NULO

RAIO DE ROLAGEM DIRECIONAL



Quanto mais negativo for o raio de rolagem, maior é a estabilidade direcional



NEGATIVO

POSITIVO

NULO

RAIO DE ROLAGEM DIRECIONAL

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CÁSTERA função do Cáster é proporcionar estabilidade direcional ao veículo, pois,

através do seu mecanismo, cria um esforço para a manutenção das rodas

dianteiras em linha reta bem como o retorno das rodas à posição reta a

frente, após a realização de curvas

POSITIVO NULO NEGATIVO



CÁSTERÉ o ângulo longitudinal do Pino Mestre em relação ao plano de apoio do

veículo, está diretamente relacionado à centralização do eixo da roda em

relação ao pino mestre. O ângulo do Cáster em relação à medida, pode ser:




CÁSTERUm bom exemplo de Cáster POSITIVO são os eixos da bicicleta.

O centro de apoio está bem deslocado para frente do mancal do garfo,

INTERFERINDO POSITIVAMENTE NO CENTRO DE GRAVIDADE.

















CÁSTERJá um carrinho de supermercado é um bom exemplo de Cáster NEGATIVO,

INTERFERINDO DESFAVORÁVELMENTE NO CENTRO DE GRAVIDADE, CRIANDO

INSTABILIDADE, POR CONSEQÜÊNCIA.

















Correção do Cáster (linha leve)Quando existir Cáster fora das especificações em rodas do eixo

dianteiro, em veículos com suspensão independente, aconselha-se a

substituição do conjunto defeituoso

Em alguns casos, onde a

suspensão permite regulagens, o

ajuste deve ser feito afrouxando

os parafusos da suspensão e

reposicionando-a, utilizando

calços se necessário, até

conseguir o ângulo desejado.



EXEMPLO DE DESGASTES CAUSADO POR CASTER FORA DAS ESPECIFICAÇÕES

Desgastes irregulares causados por apoio irregular no solo



Estes desgastes, além do Cáster fora de especificação, também

podem ter como origem a flutuação das rodas devido a:

- Folgas nos componentes de suspenção e/ou direção;

- Excentricidade lateral dos conjuntos rodantes;

- Montagem incorreta;

- Casamento incorreto de geminados;

- Anomalias no funcionamento do sistema de frenagem;

- Balanço importante devido ao tipo de carga e altura do centro de gravidade;

- Pressão muito baixas ou desequilíbrio de pressão entre os pneus

geminados;

- Amortecedores e/ou molas em fadiga;

- Rolamentos de cubo desregulados ou desgastados, etc.

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ConvergênciaÉ a abertura ou fechamento das rodas em sua parte dianteira.

Por convenção, denomina-se

convergência negativa (ângulo divergente) e

convergência positiva (ângulo convergente),

no sentido de marcha a frente do veículo, ou posição do condutor



Convergência NEGATIVA = A>B

Veículos com tração DIANTEIRA, normalmente utilizam

a convergência NEGATIVA na dianteira



Convergência NEGATIVA = A<B

Veículos com tração TRASEIRA, normalmente utilizam

a convergência POSITIVA na dianteira


Geometria Veicular AutomotivaCONVERGÊNCIA TOTAL DE RODAS DIANTEIRAS

A convergência total dianteira é especificada pelo fabricante levando-se em

consideração a flexibilidade das peças envolvidas, as quais reagem ao

esforço do rolamento ou ao esforço de tração.

Convergência negativa sob a influência da força de tração dianteira.

VEÍCULO PARADO VEÍCULO EM MOVIMENTO









Convergência positiva sob a influência do

esforço de rolamento em tração traseira.




Encontramos veículos no mercado com especificação da convergência em

mm/m, mm/ff e em graus (na forma sexagesimal, fracionário ou

centesimal).

Quando a convergência é especificada em mm, esse valor é absoluto e

refere-se à diferença entre a distância (B – A), medida de flange a flange.

A

B

CT = 1641,2 – 1638,8 =

2,4 mm ÷ 0,6 m = 4 mm/m

0,6 m = Distância entre flanges

(Distância flange/flange)

Da mesma forma, esse

ângulo ou valor de

convergência, tomado em

uma distância de 1000 mm

(1m), nos dará um valor

representativo igual a 4

mm/m, como nos mostra a

figura abaixo:

4 mm ÷ 1 m = 4 mm/m

4 x 3,43’ = 13,7’

ângulo A = 13,7’


Geometria Veicular AutomotivaESPECIFICAÇÃO DA CONVERGÊNCIA


Geometria Veicular AutomotivaIDENTIFICAÇÃO DO TIPO DE DESALINHAMENTO ATRAVÉS DO

TATOExemplo de desgaste tipo “dente de serra

transversal” ocasionado por

convergência fora dos limites

especificados.


Geometria Veicular AutomotivaCORREÇÃO DA CONVERGÊNCIA DO EIXO DIRECIONAL

O ajuste da Convergência Total do eixo direcional, tanto em suspensões

independente como em dependentes, em grande maioria dos casos, será

ajustada diretamente na regulagem da barra de direção, até que o ângulo se

encontre na faixa de valores especificado pelo fabricante do veículo.


Geometria Veicular AutomotivaCORREÇÃO DA CONVERGÊNCIA DO EIXO TRASEIRO

Quando a Convergência Total do eixo traseiro estiver fora do especificado, em veículos

com suspensão independente ou semidependente, substitui-se a peça danificada.

Em alguns casos, onde a suspensão permite regulagens, o ajuste deve ser feito

afrouxando os parafusos da suspensão e reposicionando-a, utilizando calços se

necessário, até conseguir o ângulo desejado.

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Geometria Veicular AutomotivaDIVERGÊNCIA EM CURVAS

A Divergência em Curvas é obtida pela posição

angular dos braços de direção em relação ao

eixo longitudinal do veículo, e lida através das

escalas graduadas das plataformas orbitais.

Esse mecanismo confere um ângulo maior na

roda do lado interno da curva em relação à

roda do lado externo, na proporção em que

são esterçadas.

No exemplo, a Divergência em Curvas (DC)

é a seguinte:

DC = 20° - 18° = 2°


Geometria Veicular AutomotivaDIVERGÊNCIA EM CURVAS – QUADRILÁTERO DE ACKERMANN

Ao manobrar, as rodas do veículo seguem

um caminho que é parte de uma

circunferência, cujo centro estará algures na

linha que se estende a partir do eixo fixo.

Este centro denomina-se centro próprio

de viragem (ângulo de escorregamento) e

depende de quão viradas estão as rodas.

As rodas viradas têm que estar com um

ângulo tal que façam ambas um ângulo de

90º com uma linha que una o centro

próprio de viragem com o centro da roda.



Como a roda exterior à curva vai percorrer uma circunferência maior que a roda interior à curva,

as rodas têm que estar dispostas em ângulos diferentes uma em relação à outra.

A geometria de Ackermann faz esta disposição

automaticamente inclinando os pivôs de direção para

dentro de modo a que se prolongássemos linhas a

partir deles, estas se cruzassem no eixo traseiro

quando a direção está neutra.

Os pivôs de direção são unidos por uma barra rígida

(tie rod em inglês) que faz também parte do

mecanismo de direção.



Este engenho

garante que

qualquer que seja

o ângulo da

direção, todas as

rodas vão traçar

circunferências

concêntricas.



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Geometria Veicular AutomotivaÂNGULO DE IMPULSO

É a média aritmética

da diferença entre

as duas

convergências

individuais,

considerando os

seus respectivos

sinais, conforme

mostra na ilustração

ao lado.


Geometria Veicular AutomotivaÂNGULO DE IMPLUSO

Quando o Ângulo de Impulso estiver fora das especificações, em veículos

com suspensão independente, aconselha-se a substituição da peça

defeituosa.

Em alguns casos, onde a suspensão permite regulagens, o ajuste deve ser

feito afrouxando os parafusos da suspensão e reposicionando-a, utilizando

calços se necessário, até conseguir o ângulo desejado.


Geometria Veicular AutomotivaCORREÇÃO DO ÂNGULO DE IMPULSO - PESADOS

Correção de atravessamento por expansão do eixo traseiro com expansor hidráulico

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Geometria Veicular AutomotivaSET BACK

É o ângulo formado entre a perpendicular da linha que une os centros das duas

extremidades do eixo, com a Linha Central de Referência. Será negativa quando o

ângulo estiver à esquerda da LCR (a roda dianteira direita à frente da esquerda), e

positiva quando o ângulo estiver à direita da LCR (a roda direita atrás da roda

esquerda).


Geometria Veicular AutomotivaCORREÇÃO DO SET BACK

Quando o Set Back estiver fora das especificações, em veículos com suspensão

independente, aconselha-se a substituição da peça defeituosa.

Em alguns casos, onde a suspensão permite regulagens, o ajuste deve ser feito

afrouxando os parafusos da suspensão e reposicionando-a, utilizando calços se

necessário, até conseguir o ângulo desejado.


Geometria Veicular AutomotivaCORREÇÃO DO SET BACK - UTILITARIOS

O ajuste do Set Back, em veículos com suspensão dependente, deve ser feito soltando

os parafusos dos grampos das molas e, com o auxilio de um esticador hidráulico,

recolocar o eixo na posição correta.


Geometria Veicular AutomotivaCORREÇÃO DO SET BACK - UTILITARIOS

Correção de atravessamento por expansão do eixo dianteiro com expansor hidráulico

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CENTRAGEM DA CAIXA DE DIREÇÃO

Localizar o centro da caixa de direção,

visualizando as marcas ou contando o

número de voltas.

Na posição central da caixa, o veículo

deverá estar com as rodas dianteiras na

posição RETA-FRRENTE.

Conseguimos esta condição regulando o

comprimento da barra intermediária.

EXEMPLO NA LINHA LEVE EXEMPLO NA LNHA PESADA



CENTRAGEM DO VOLANTE

SOLUÇÃO:

Sacar o volante, manter na posição RETA-

FRENTE e encaixar na posição CENTRO

(centrado). Ou, remover o parafuso da junta

universal e desligar a árvore de transmissão

da caixa de direção.

Na posição RETA-FRENTE, o volante

deverá estar centrado.

Manter as rodas na posição RETA-FRENTE e corrigir a posição do

volante, encaixando a junta universal e recolocando

o parafuso da junta na caixa de direção.

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CAUSAS MAIS COMUNS DOS PRINCIPAIS DESGASTES DA

GEOMETRIAQUANDO O VEÍCULO PUXA PARA UM LADO

- Pneus com diferentes resistências ao rolamento e/ou inflados com pressões

diferentes

- Potência de frenagem diferentes nas extremidades do eixo, devido a

diferentes aderências dos pneus ou desajustes dos freios

- Direção hidráulica com centro mecânico não correspondente a posição

RETA-FRENTE

- Conicidade do pneu

- Rodas com Cáster, Camber e Set Back diferentes

- Influência do Ângulo de Impulso dos outros eixos do

conjunto



VIBRAÇÕES

- Excentricidade radial e/ou batimento lateral excessivo do conjunto roda,

pneu e cubo

- Pneus com desgastes irregulares

- Desbalanceamento estático e/ou dinâmico do conjunto


GEOMETRIA



INSTABILIDADE DIRECIONAL

- Pressão inadequada dos pneus

- Terminais de direção com folgas

- Caixa de direção com ajustes incorretos

- Valores do ângulo de Cáster muito baixo

- Convergência total das rodas excessivamente positiva ou negativa

- Amortecedores com pouca ação

- Buchas dos braços tensores desgastadas


GEOMETRIA



DESGASTE IRREGULAR NOS PNEUS

- Pressões dos pneus inadequadas relativamente ao peso incidente sobre eles

- Geometria (alinhamento) fora dos limites recomendados pelos fabricantes

dos veículos

- Rodas desbalanceadas

- Folgas nos componentes de suspensão


GEOMETRIA

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EM EIXOS DIRECIONAIS

(DIANTEIROS)

1 – Correção do Camber e KPI

*Somente pequenos valores são aconselhados pelos fabricantes.

2 – Correção do Cáster

3 – Correção do Set Back

4 – Correção do centro mecânico da caixa em relação ao posicionamento

Reta-Frente das rodas dianteiras

5 – Correção da Convergência Total das rodas

6 – Correção da centralização do volante

SEQUÊNCIA LÓGICA PARA EFETUAR CORREÇÕES EM EIXOS DE

VEÍCULOS



EM EIXOS DE EXTREMIDADES FIXAS NÃO DIRECIONAIS

(TRASEIROS)

1 – Correção do Camber e/ou Convergência Total dos eixos

2 – Correção do Ângulo de Impulso em relação à trajetória de referência

SEQUÊNCIA LÓGICA PARA EFETUAR CORREÇÕES EM EIXOS DE

VEÍCULOS

100



101

Pensamento...

No que diz respeito ao empenho, ao compromisso, ao esforço, à dedicação, não

existe meio termo.

Ou você faz uma coisa bem feita ou não faz!

Airton Senna 21/03/60 – 01/05/94)


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FIMFausto David

Instrutor de AutomobilísticaUnidade Integrada SESI SENAI Catalão

Out/2014

E-Mail: [email protected] Contatos: 64 3445-1700 - Geral

62 9955-9917 – WhatsApp 62 9961-1174 - Vivo


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