Inspeção de direção e suspensão: mantendo os ângulos alinhados com Ackermann

Sep 17, 2023

A maioria das pessoas considera a haste de pneu comum de baixa tecnologia. Mas, quando você considera como as suspensões dianteiras evoluíram de eixos retos para designs independentes, a barra de direção teve que se adaptar a novos ângulos e geometria.

Mantê-lo na estrada era simples com o eixo reto. Um eixo de viga com dois eixos fixados com pinos mestre em um ângulo chamado "inclinação do pino mestre". O ângulo mantém o raio de viragem e passa pelo centro da área de contato do pneu. Um elo de arrasto e um tirante conectam os fusos ao mecanismo de direção. As rodas são giradas em dois ângulos diferentes com a roda interna virada mais do que a externa para evitar que o pneu interno esfregue e cause desgaste.

Um sujeito chamado Ackermann em 1881 patenteou a geometria que permitia que as rodas internas e externas girassem em ângulos diferentes.

Existem muitos SUVs com tração nas quatro rodas, caminhões leves e médios que ainda usam um eixo dianteiro reto. Tudo é igual, exceto que o eixo tem um diferencial e juntas universais ou homocinéticas para permitir que as rodas girem.

Em 1934, a GM fez sua primeira tentativa de suspensão independente com suspensão "Knee Action" no Chevrolet. Cinco anos depois, a GM tentou novamente com a suspensão dianteira independente double wishbone. Isso trouxe uma nova série de desafios para o projeto de articulação de direção.

Os triângulos independentes da suspensão, que agora são chamados de braços de controle, movem-se em um arco desde sua fixação ao chassi. Os braços de controle superior e inferior têm comprimentos diferentes para fazer com que a área de contato da roda e do pneu mantenha a mesma posição conforme a suspensão se move.

O termo inclinação do pino mestre é agora chamado de "inclinação do eixo de direção" (SAI). Uma suspensão de suporte faz o mesmo alinhando-se ao SAI para compensar o braço de controle inferior. A direção do eixo reto foi modificada para a suspensão independente, movendo o setor da caixa de direção para uma posição vertical e conectando o braço pitman e a ligação de arrasto a um braço intermediário. O tirante foi substituído por dois tirantes e presos ao elo de arrasto. Essa modificação tornou-se o que é chamado de caixa de direção convencional.

Bump Steer: Que empecilho Os tirantes do mecanismo de direção convencional se movem em um arco exatamente como os braços de direção. Quando uma roda atinge uma saliência, o movimento do tirante fará com que a roda seja rebocada. Isso é conhecido como colisão de direção. O mesmo ocorre quando o chassi rola em uma curva. Isso pode ser referido como sob direção. O comprimento e a localização dos tirantes e o arco em que eles se movem são projetados para minimizar o impacto e a rotação da direção.

Operação da caixa de direção convencionalA caixa de direção pode ser uma rosca sem-fim e setor ou uma porca esférica recirculante e setor.

O setor é uma seção de uma engrenagem que gira um eixo. Anexado ao eixo do setor está um braço pitman. O braço pitman está conectado a uma junta fixa localizada no link de arrasto. O elo de arrasto é conectado ao braço intermediário, que possui duas juntas fixas. Uma junta fixa tem um assento cônico ou reto que faz o braço intermediário e o braço pitman se moverem no mesmo plano. O elo de arrasto se move em um plano paralelo ao braço pitman e ao braço intermediário. As extremidades dos tirantes são juntas esféricas conectadas à articulação da direção. O tirante é preso ao elo de arrasto por uma junta fixa chamada de elo central. Os elos centrais mantêm a posição do tirante no elo de arrasto.

Existem variações na configuração convencional. As mais notáveis ​​são as mini vans Chevrolet Astro e GMC Safari, onde há dois braços intermediários que suportam o elo de arrasto. O braço pitman da caixa de direção é montado na posição vertical e montado em um segundo elo de arrasto.

Inspeção da Caixa de Direção ConvencionalA melhor maneira de inspecionar o sistema de direção é com o veículo no solo ou nas placas giratórias de um rack de alinhamento.

Inspecionar da maneira certa A inspeção deve começar com o pitman e os braços intermediários. Eles devem permanecer no mesmo plano em que as rodas giram de trava em trava. No caso da mini van, o mesmo se aplica ao segundo elo de arrasto. Alguns braços intermediários têm uma folga axial específica que é medida com um medidor de tensão de mola.