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14 de abril de 2009

BARRA DE TORÇÃO, A GRANDE TECNOLOGIA

Embalado pela vitória da Aston Martin na Le Mans Series, com o Aston Martin-Lola LMP1, um interessante aspecto da construção dos carros de corrida atuais que merece ser comentado.

Antigamente, utilizavam o amortecedor e mola helicoidal concêntricos, fixados no braço de suspensão e no chassi, como está montado na foto abaixo.



Também utilizou-se por muito tempo, e até hoje em alguns carros de corrida, a suspensão conhecida como rocker arm (braço balancim) onde o próprio braço de suspensão faz o papel de articulação e acionamento do amortecedor, este fixo na carcaça da transmissão, ou mesmo no chassi, bem ilustrado nas fotos abaixo.




Com a evolução dos projetos, das análises estruturais de chassi, a nova solução para os carros de competição de alta performance foi a utilização dos amortecedores in-board, a bordo (com mola concêntrica), com sistema de alavanca angular chamada de bell-crank e barras de acionamento chamados push-rods ou pull-rods, dependendo a forma de aplicação da força, ou seja, compressão ou tração, respectivamente. A vantagem desse sistema é a redução de massa não-suspensa, melhor package (dimensões mais reduzidas) do conjunto e um método mais eficiente de entrada das forças da suspensão no chassi. Com um bom projeto do bell-crank, pode-se ajustar a faixa de frequência, velocidade e curso desejados no amortecedor. Abaixo, a foto do Lola B08 Judd.



Mais recentemente, e curiosamente, as molas helicoidais estão sendo substituídas por barras de torção. É até um pouco estranho se pensar nisso, pois as barras de torção não são utilizadas em automóveis em larga escala há anos, e raramente aplicadas em carros de corrida, pois mola e amortecedor concêntricos formam um conjunto compacto e de fácil ajuste. Isso até que os projetistas, cada vez mais envolvidos na melhora aerodinâmica e aprimoramento do package do carro, passaram a utilizar as barras de torção novamente.

Na verdade, é uma evolução no sistema push-rod, onde a mola de torção está montada dentro da articulação do bell-crank. Com isso, o espaço ocupado pela mola helicoidal é eliminado, os amortecedores podem ser menores e realocados até novos lugares, como ao lado ou até mesmo dentro da caixa de transmissão. A substituição das molas helicoidais pelas barras de torção pode parecer não muito vantajosa em termos de ajustes, pois é muito simples trocar uma mola helicoidal, mas uma vez selecionada a flexibilidade da mola, não será necessário mudá-la rapidamente, pois não é um ajuste feito durante a corrida. Os amortecedores podem ser posicionados em locais de acesso mais restrito, pois os pontos de regulagem podem ser posicionados de forma a ficarem bem expostos e permitirem rápido ajuste. A foto abaixo mostra a parte traseira do Acura ARX 02a, onde vemos claramente a barra de torção logo acima da saída da semi-árvore da transmissão (barra "cromada" paralela à tampa cromada da caixa).


Vemos que há um amortecedor ligando o lado direito ao lado esquerdo da suspensão, e os amortecedores principais estão alojadas verticalmente dentro da carcaça da transmissão. Este terceiro amortecedor é assunto para outro post. Vemos na foto abaixo a suspensão traseira do Porsche RS Spyder LMP2, onde as molas helicoidais também foram substituídas pelas barras de torção, visíveis como dois cilindros saindo do suporte de alumínio que está conectado nos push-rods, logo acima da saída do diferencial.


A Bentley, em 2001, foi uma das primeiras equipes a ter sucesso notável no projeto de suspensão com barras de torção, pois o conceito do seu monocoque favorecia a aerodinâmica em função do reduzido volume da estrutura frontal de fibra de carbono. No carro de 2001, apenas no eixo dianteiro utilizou-se barras de torção, e em 2003 foram utlizadas em ambos os eixos. O Bentley Speed 8 deste ano venceu a 24 Horas de Le Mans com tal configuração de suspensão.

11 comentários:

  1. Paulo Keller14/04/09 19:58

    MB,

    Excelente sua explicação. Não tinha notado essa tendência até então.

    PK

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  2. É interessante como em engenharia mecânica as idéias vêm e vão, com a vantagem de ocorrerem importantes aprimoramentos a cada volta. Porém, o conceito inicial mantém-se o mesmo.

    Curioso também que muitas vezes cria-se um conceito bastante complexo inicialmente, mas que ao longo do tempo vai sendo simplificado ao ponto de parecer absurdo alguém ter complicado tanto de início...

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  3. MB,

    Me admiro voce, rapaz esperto, esquecer que até Dodge dart teve barra de torção, se ele teve é porque é o melhor sistema do mundo, evidentemente. Lembre-se, Mopar rules, man!

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  4. Alexandre Garcia,

    Até S10 e Blazer têm barra de torção na suspensão dianteira, longitudinal como no Dodge Dart.

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  5. AG

    Não esqueci não, só não foi parar no texto. Claro que Mopar rules!!!

    abs

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  6. Sei que estou mudando de assunto mas...
    ...Porque raios TODOS os comerciais leves de tração dianteira tem eixo rígido na traseira? Além de elevar a altura do habitáculo, pula que nem cabrito doido que comeu café quando vazio e quando cheio não balanceia tão bem quanto uma independente.
    Dizer que necessitam de uma suspensão confiável e resistente é balela. Afinal os motores evoluíram horrores, carburadores caíram no esquecimento, as válvulas multiplicaram-se, os comandos ficaram variáveis e podem se extinguir em breve, o motor de arranque é outro que subiu no telhado e a taxa de compressão pode ser variável, ignição mecânica e eletrônica também entrou na era dos fósseis e o maldito eixo rígido continua. E os motores continuam durando apesar de todas as modernidades. Merece um post, afinal, tem uns doidos que adoram pick-ups.

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  7. 1K2

    Simples: Redução de custos.

    abs

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  8. MB,
    muito bom texto, bem ilustrado também. O tipo de conhecimento que faz falta e o tipo de post que me agrada muito ver aqui. Congrats man !

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  9. 1K2,

    Já parou para pensar se algum dono de picape quer IRS? Para te ajudar, tenho 2 picapes, e se do nada caisse do ceu instalados nelas a custo zero conjuntos de suspensão traseira independentes, eu poria os eixos rigidos de volta. Especialmente o Dana 60 da Ram.

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  10. Mais vale uma suspensão de merda com um acerto excelente do que uma suspensão excelente com um acerto de merda!!!

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