A Geometria de Ackerman
Por: Mariana Villela • 7/7/2020 • Pesquisas Acadêmicas • 939 Palavras (4 Páginas) • 743 Visualizações
- Geometria de Ackerman
À medida que as rodas dianteiras de um veículo são esterçadas, o projeto do sistema de direção determinará se as rodas permanecerão paralelas ou se uma das rodas esterçará mais do que a outra. Para não existir arrastamento de nenhuma das rodas, quando o veículo se encontra em curva, todas devem de partilhar o mesmo centro de volta, conforme a Figura 1. A isto chama-se geometria de Ackerman.
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Figure 1 - Geometria de Ackerman.
A figura acima mostra o tipo de geometria Ackerman onde a roda externa à curva esterça menos que a roda interna de forma com que a reta perpendicular ao plano médio das rodas se interceptem no centro da curva. Este tipo de geometria possui pouca influência para veículos que desenvolvem altas velocidades, mas possui grande importância em manobras de baixa velocidade, quando normalmente os ângulos de esterçamento são maiores. Atualmente, é a geometria mais utilizada em veículos de passeio e veículos de baixa potência.
Para veículos que necessitam fazer muitas manobras ou que precisam de um pequeno raio de giro, o atendimento ou a maior proximidade possível da geometria de Ackerman é fundamental para tais aplicações. A geometria das barras de direção, para um melhor atendimento da geometria de Ackerman, não formam retângulo, mas sim um trapézio quando vistas de cima. Este fato ocorre pois, se as barras seguissem o padrão de um retângulo, a orientação da roda direita e esquerda seria a mesma, fazendo com que a geometria de Ackerman não fosse atendida. Desta forma, adota-se a forma de um trapézio, uma geometria simples que aproxima-se ao fator de Ackerman ideal. A diferença de ângulos formada entre a roda direita e esquerda é obtida através da assimetria que surge quando a roda começa o seu movimento de esterçamento e segue aumentando com ângulo. Tal fenômeno é ilustrado na Figura 2.
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Figure 2 - Diferença de ângulos formada pela geometria trapezoidal.
Como pode ser observado na Figura 3, as rodas dianteiras devem formar ângulos distintos (e ) em relação ao centro de giro (). O ângulo de Langensperger (λ), quando analisado para um veículo com quatro rodas, é representando pelo ângulo formado entre a linha que une o centro de giro do veículo ao centro da roda esquerda, com a linha que une o centro de giro do veículo ao centro da roda direita. [pic 3][pic 4][pic 5]
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Figure 3 - Posição ideal do centro de giro de um veículo e Ângulo de Langensperger.
Pode-se obter o fator da geometria de Ackerman (), que representa a razão entre a diferença dos ângulos das rodas com o ângulo de Langensperger. Assim, obtêm-se o valor do fator através da equação:[pic 7]
[pic 8]
Os valores do fator de Ackerman, resultam em 0 (zero) quando as rodas não apresentam esterçamento, 1 (um) quando a geometria está 100% atendida e outros valores quando a geometria não está sendo atendida.
Uma perfeita geometria de Ackerman é muito difícil de ser obtida em qualquer tipo de veículo, devido à complexidade do sistema necessário, espaço físico para alocação dos componentes e número de barras que seriam necessárias para que a geometria fosse totalmente atendida. Desta forma, o uso das barras em forma trapezoidal é uma ótima alternativa, pois apresentam um reduzido número de componentes, o que a torna possível de ser adaptada a veículos e, além disso, este arranjo é estreitamente aproximado à geometria necessária.
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