O comportamento de um carro depende em grande medida da configuração e da afinação da sua suspensão. Uma variação de um grau em certos parâmetros pode ter repercussões importantes na estabilidade ou na maneabilidade em pista. Aliás, é muitas vezes uma dor de cabeça para os pilotos de competição: testam-se diferentes parâmetros, experimenta-se na pista e vai-se afinando aos poucos em função das sensações do piloto e, sobretudo, do veredicto do cronómetro…
A suspensão
Existem diferentes tipos de suspensão que não vamos detalhar aqui, por estarem demasiado afastados do nosso tema principal: as sensações de pilotagem e o desempenho. Mas é importante compreender o funcionamento básico do sistema mais comum, composto por um amortecedor e uma mola. Fala-se de "suspensão" porque o papel principal do dispositivo é fazer a ligação entre as massas não suspensas (rodas, travões…) e as suspensas (chassis, habitáculo, motor…). Sendo a segunda categoria de longe a mais pesada das duas, é preciso um dispositivo eficaz e bem adaptado para limitar os movimentos da carroçaria e garantir que o carro se mantém em contacto com o solo. Sem suspensão, o carro levantaria voo à mínima lomba, o que tornaria o comportamento… bastante duvidoso!
É, portanto, preciso ter presente que todas as escolhas técnicas são uma questão de compromisso entre conforto e desempenho, e que dependem totalmente do veículo utilizado. Mas o único juiz que permite validar uma configuração em pista é o cronómetro!
Mola e amortecedor
As duas peças principais são a mola e o amortecedor, a que se juntam uma barra estabilizadora e um braço inferior no caso mais comum da produção automóvel moderna: a suspensão de tipo MacPherson. As molas têm como papel "suportar" o carro: sem elas, os amortecedores chegariam diretamente ao batente de compressão e os movimentos da carroçaria não seriam absorvidos. Quando o perfil da estrada muda, a mola comprime-se ou distende-se e devolve uma força para voltar à posição de origem, que depende da sua rigidez. Com certeza já brincou com molas em criança: quando se comprime uma, ela reage com bastante violência, projetando o objeto que se pôs em cima. Bastante divertido, não é? Sem dúvida, mas se pudéssemos evitar que o nosso carro desse saltos a cada irregularidade da pista, seria mais seguro!
É exatamente esse o papel do amortecedor, composto por uma haste que se desloca num fluido e que regula esses movimentos. Quanto mais duro é o amortecedor, menos liberdade deixa às oscilações da mola. Quanto mais macio, maiores são os movimentos da carroçaria. Para o perceber, nada mais simples: carregue na mala do seu carro para comprimir a suspensão. Cada pressão é seguida de uma resposta que devolve a carroçaria à sua posição de origem.
O compromisso certo
Ao explorar a fototeca do nosso parceiro Kevin Goudin, percebem-se bem as diferentes configurações que existem. De um protótipo LMP1 nas 24 Horas de Le Mans a um Mini inscrito numa corrida histórica, passando por um pesado carro americano rebaixado, há um mundo de diferença ao nível das afinações! Mas não se pode fazer qualquer coisa quando se procura otimizar a suspensão para a pista: não basta endurecer tudo ao máximo e baixar tudo para ter o carro mais eficaz. Na grande maioria dos casos, conduz-se um carro de série que, por muito desportivo que seja, provém de uma produção global que tem de cumprir certas exigências de conforto e de segurança. Ver carroçarias fissuradas em carros desportivos usados regularmente em pista é mais comum do que se pensa, sobretudo quando as modificações não foram bem estudadas.
Uma das primeiras coisas que se muda no carro para fazer pista é a suspensão. E ainda bem, porque os fabricantes estão à vontade neste mercado de peças de desempenho. Procura-se endurecer o conjunto mola/amortecedor para reduzir os movimentos das massas suspensas, mas não a qualquer preço. É preciso primeiro adaptar-se à utilização, porque não existe uma afinação ótima e universal. Se se anda em Le Castellet e no dia seguinte se vai à Nordschleife, será preciso rever a afinação para ser realmente eficaz: num caso a pista é quase lisa, no outro é muito irregular, com muito desnível. Uma afinação muito firme será possível num bom piso, mas menos adequada noutros casos. Sejamos claros, será sempre mais firme do que um veículo de série, mas andar com um pedaço de madeira não é necessariamente a melhor solução.
Não se deve esquecer um conceito básico da física, já referido em números anteriores: nada se perde, nada se cria, tudo se transforma. Quando se muda a afinação da suspensão, os esforços transmitidos pela pista não mudam! Alguma coisa vai ter de absorver essas forças, e muitas vezes é a carroçaria que paga a fatura… Endurecer, sim, mas sem nunca esquecer de tratar do chassis na sua totalidade. Verificar bem os pontos de fixação dos diversos elementos e reforçar a carroçaria são coisas fundamentais quando se quer modificar um carro de série para fazer pista.
Compressão e extensão
Quando a roda sofre um impacto ou uma mudança de apoio, isso traduz-se, no amortecedor, num movimento da haste, com uma distância e uma velocidade maiores ou menores. Quando a haste entra, fala-se de compressão; quando sai, de extensão. Estes parâmetros não são ajustáveis nos veículos de série (salvo casos particulares). Para lhes aceder, é preciso investir em kits de suspensão completos que, nas versões de topo de gama, permitem ajustar cada valor independentemente do outro. Procura-se assim controlar as velocidades de compressão e de extensão da haste regulando a circulação do fluido no interior do amortecedor. É aqui que tudo se complica…
Tomemos o caso da afinação da compressão. Em pista, procura-se uma compressão dita "lenta", que favorece o controlo dos movimentos da carroçaria como o rolamento ou o mergulho. Por outras palavras, perante uma solicitação, o amortecedor resiste para que a roda não suba demasiado depressa. É eficaz se o piso for perfeitamente liso, mas o comportamento torna-se difícil perante um impacto a alta velocidade, como um lancil ou uma lomba. Como a resistência à subida da roda é forte, o carro tende a saltitar em vez de absorver as irregularidades.
Vejamos agora uma fase de travagem em circuito. No momento de atacar os travões, dá-se uma forte transferência de carga para a frente que alivia as rodas traseiras. Se a extensão do amortecedor for demasiado lenta, as rodas demoram a voltar a descer para se manterem bem em contacto com o solo. Isso pode favorecer os bloqueios das rodas traseiras, particularmente desagradáveis a alta velocidade.
Como se percebe, não é por acaso que o talento de afinação de um piloto de alto nível é pelo menos tão importante como a sua mão no volante. Como cada pista e cada carro são diferentes, são precisas horas de prática para encontrar a afinação perfeita, tantas são as possibilidades. Mas no caso de um carro de série modificado, como acontece com muitos dos nossos leitores, há que reter uma coisa importante: tudo é uma questão de compromisso. Se se vai por estrada aos dias de clube, convém ter cuidado para não tornar o carro perigoso com uma afinação demasiado orientada para a pista. Consoante o circuito em que se anda, e se o material o permitir, adaptem-se as afinações às particularidades da pista para baixar o cronómetro!
As afinações do eixo
Passemos agora aos diferentes ângulos de funcionamento dos eixos: o cáster, a cambagem e o paralelismo, a que se chama mais comummente "geometria". A afinação destes parâmetros tem uma enorme influência no comportamento do carro em circuito, e as más escolhas podem reduzir fortemente o desempenho. A principal dificuldade é que estão todos estreitamente ligados: modificar de forma importante um parâmetro descurando os outros não traz necessariamente um ganho de desempenho, e pode até produzir o efeito inverso em certos casos extremos.
É bastante fácil perceber que as afinações dos eixos de um Clio que anda em slalom estão muito longe das de um protótipo LMP1 que disputa as 24 Horas de Le Mans. Para o primeiro, as velocidades atingidas são baixas, com curvas muito apertadas; para o segundo, o carro tem de aguentar 24 horas, combinando longas retas rápidas com sequências muito técnicas. É preciso, pois, como nas afinações dos amortecedores, encontrar um compromisso em função do que se procura e do veículo que se utiliza: maneabilidade nas zonas apertadas, estabilidade a alta velocidade, velocidade de ponta… Além disso, quando se anda em clube, é raro mudar as afinações dos eixos de cada vez que se vai a um circuito diferente. Nesse caso, há que procurar configurar um carro o mais homogéneo possível.
A cambagem
é o ângulo formado entre o plano da roda e a perpendicular ao solo. É negativa quando a parte de cima da roda se inclina para o interior do veículo, e positiva no caso inverso.
A afinação da cambagem permite ajustar a forma como o pneu está em contacto com o solo, modificando a inclinação da roda. Em circuito, usa-se na maioria das vezes uma cambagem negativa para que, em curva, sob o efeito do rolamento, o pneu tenha o máximo de superfície de contacto com a pista.
No entanto, abusar da cambagem negativa não resolve todos os problemas e nem sempre é a melhor solução. A aderência em curva é certamente melhorada, mas quando se volta à reta a superfície de contacto do pneu é reduzida porque não roda "plano". Isso pode causar vários problemas:
- menos estabilidade a alta velocidade em linha reta, devido à menor superfície de contacto do pneu;
- menos eficácia na travagem: como o pneu não assenta totalmente na pista, as capacidades de travagem ficam reduzidas;
- temperaturas de funcionamento não homogéneas: em curva, o pneu está perfeitamente em contacto com o solo, mas nas retas longas a parte que não toca na pista arrefece enquanto o resto do pneu continua a aquecer.
Para afinar bem a cambagem, é preciso analisar vários dados para encontrar o melhor compromisso. Em competição, os engenheiros de pneus medem as temperaturas de funcionamento em vários pontos para otimizar ao máximo a utilização do pneu, mas num dia de clube interessa sobretudo a estabilidade do carro sentida ao volante. Por exemplo, com um carro bastante pesado num circuito rápido, um ângulo negativo demasiado grande pode dar a sensação de um carro que "procura o caminho" nas retas. Pelo contrário, num carro leve que anda num circuito mais apertado, pode abusar-se da cambagem negativa para ter o máximo de aderência nas curvas.
O cáster
A melhor forma de imaginar o cáster é olhar para o que se passa numa bicicleta. O eixo do garfo representa o eixo em torno do qual pivota todo o mecanismo de direção: é o eixo do pivô. Ao prolongar este eixo em direção ao solo, vê-se que forma um ângulo com a vertical tomada no ponto de contacto do pneu com a estrada. É o ângulo de cáster. Todas as bicicletas têm um cáster positivo (salvo casos particulares), o que permite, nomeadamente, andar em linha reta sem segurar no guiador. Mas consoante a utilização da bicicleta, a conceção é diferente:
- numa bicicleta de montanha comum, as velocidades atingidas são bastante baixas (passeio na floresta, caminhos, etc.). Precisa-se de maneabilidade e facilidade de utilização: o cáster é menor;
- numa bicicleta de estrada, as velocidades são mais elevadas e o piso é de melhor qualidade. Precisa-se de estabilidade para estar em segurança nas curvas: o cáster é maior do que numa bicicleta de montanha;
- numa bicicleta de pista, o piso é perfeitamente liso e as curvas são relevadas. Quase não se vira o guiador e as velocidades atingidas são elevadas: o ângulo de cáster é ainda maior.
Quando se fala em aumentar ou diminuir o ângulo de cáster, as variações são mínimas. Tal como num carro, não se trata de diferenças de 10 ou 20 graus, mas de uma variação de um só grau, que pode ter uma grande influência no comportamento global.
Num carro, o cáster é o ângulo entre a perpendicular ao solo e o eixo do pivô de direção, ou seja, o eixo sobre o qual a roda dianteira pivota quando se vira.
O cáster tem uma influência direta na direção. Quanto maior é, maior é o esforço de retorno da direção: as rodas diretrizes tendem a alinhar-se por si próprias com o eixo de deslocação do veículo. Se se largar o volante a meio da curva, o carro desvira naturalmente.
Em pista e na grande maioria dos carros modernos, procura-se um cáster positivo para garantir a máxima estabilidade direcional. Diz-se que as rodas dianteiras são "arrastadas" porque o ponto de apoio do pneu no solo está atrás do eixo do pivô de direção. Obtém-se um carro que dá confiança, que mantém bem o rumo a alta velocidade e em linha reta. Atenção, porém, a não o aumentar demasiado, porque nesse caso surgem dois fenómenos:
- devido a este desfasamento do eixo do pivô de direção, a carroçaria inclina-se no sentido oposto à curva assim que se vira o volante, ou seja, no mesmo sentido da força centrífuga. Isso tende, portanto, a aumentar o rolamento;
- se o valor for demasiado elevado, a direção fica demasiado rígida e perde-se precisão no momento de virar as rodas.
Os valores do ângulo de cáster são em geral bastante baixos num veículo, e é preciso ter cuidado para não fazer modificações de suspensão que o penalizem demasiado. Muitas vezes, quando se começa a mexer nas afinações ou se montam amortecedores novos, concentra-se a atenção nos valores de cambagem, esquecendo um pouco o cáster (copos ajustáveis, cambagem negativa exagerada…). Isso pode levar a uma perda de eficácia na pista e a um comportamento que dá menos confiança.
O paralelismo
mede o ângulo entre o eixo das rodas e o eixo longitudinal do carro. Quando os eixos das rodas se cruzam à frente do eixo em estudo, fala-se de "convergência"; se se cruzam atrás do eixo, de "divergência".
Na maioria dos casos, é a única afinação acessível num carro de série. Estes valores são facilmente modificáveis, mas é totalmente impossível fazê-lo sozinho na garagem, porque requer um aparelho de medição preciso. A influência da convergência ou da divergência no comportamento do carro é importante. Contribui muito para a estabilidade dos eixos e acentua, nomeadamente, os fenómenos de subviragem e de sobreviragem. Seria muito complicado detalhar cada configuração possível, mas aqui ficam dois exemplos que permitem compreender os efeitos da convergência e da divergência:
- se se puser demasiada convergência no eixo dianteiro, torna-se demasiado incisivo. Quando se vira para a esquerda, por exemplo, carrega-se a roda dianteira direita. Como está em convergência, orientada para o interior, tende a fazer virar rapidamente o carro no sentido da curva;
- se se puser demasiada divergência no eixo traseiro, torna-se vivo. As rodas, orientadas para o exterior, tendem, da mesma maneira, a empurrar o eixo traseiro para fora.
É preciso, portanto, procurar um bom compromisso entre maneabilidade, estabilidade e precisão. Há uma infinidade de possibilidades para afinar o paralelismo, e encontrar a afinação ideal passa muitas vezes por várias tentativas infrutíferas. Depende em particular do carro utilizado (tração dianteira, propulsão, carro pesado ou leve), mas também da sua utilização. Se, por exemplo, se vai por estrada aos dias de pista, é importante manter uma certa homogeneidade no comportamento para não o tornar perigoso na condução "normal". Mas se se vem de reboque, podem aperfeiçoar-se as afinações para as adaptar aos circuitos em que se costuma andar. Em competição, adaptam-se as afinações a cada circuito, mas para a maioria dos leitores é preciso encontrar o melhor compromisso.
As armadilhas a evitar
Tração dianteira ou propulsão. As afinações e os seus efeitos no comportamento em pista são completamente diferentes consoante a arquitetura do carro. Cuidado em não reproduzir as afinações de um amigo a pretexto de que funcionam bem no veículo dele, se o seu carro for completamente diferente do dele. A principal diferença é a seguinte:
- num tração dianteira, o eixo dianteiro puxa o carro. O binário aplicado às rodas tende a fechar naturalmente as rodas (convergência). Tende-se, por isso, a ter uma afinação bastante neutra no eixo dianteiro, ou mesmo um pouco de divergência para contrariar essa convergência natural;
- num propulsão, a traseira empurra o carro. Ao contrário de um tração dianteira, o eixo dianteiro tende a abrir-se em acelerações fortes. Por isso, põe-se geralmente convergência à frente, sobretudo para evitar subvirar demasiado.
A subviragem. Num carro de série, sem qualquer pretensão desportiva, os fabricantes fazem com que o carro seja naturalmente subvirador dando divergência ao eixo dianteiro. Mas em pista, demasiada divergência à frente prejudica a agilidade do carro: não é incisivo o suficiente na entrada em curva.
A sobreviragem. Da mesma forma, demasiada divergência no eixo traseiro não é uma boa solução para andar em circuito. Torna-se a traseira demasiado viva e, a alta velocidade, é perigoso. Exceto para o drift, mas isso é outra disciplina.
Este artigo é proveniente do número 5 da Racer's, a revista de Marc Peraldi. Obrigado, Marc!
