geometria de ackerman

Páginas: 9 (2006 palavras) Publicado: 21 de outubro de 2013

Geometria de Ackermann
Resende, ACO
Faculdade de Ciências Aplicadas, Universidade Estadual de Campinas
(FCA, UNICAMP)

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Resumo
Durante uma curva todo veiculo tem de se comportar de maneira diferente do que quando esta em linha reta.
Para realizar uma curva de maneira correta as rodas devem se alinhar precisamente com o centro da curva. No entanto asrodas têm diferentes distâncias entre si e consequentemente diferentes distâncias até o centro da curva, e uma geometria de direção paralela não conseguiria atender estes requisitos, pois as rodas dianteiras se moveriam com a mesma angulação.
No entanto a geometria de Ackermann consegue resolver este fator, alinhando as rodas com os ângulos corretos perfeitamente, e de maneira simples, duranteuma curva.
Não são somente fatores geométricos que influenciam um veiculo durante uma curva, fatores físicos devem ser levados em consideração, como a velocidade das rodas durante a curva e as forças que elas recebem.
Existem nove variações básicas da geometria de Ackermann que procuram resolver este problema, variando o alinhamento dos pneus e dos braços do eixo de direção, e devem ser aplicadasao veiculo de forma especifica de acordo com seu objetivo e configuração.
INTRODUção
Geometria de Ackermann é o nome dado para o arranjo geométrico de ligações nos braços da direção de um veiculo, com o intuito de resolver o problema dos ângulos das rodas durante uma curva.
Apesar de atribuído a muitos autores de varias partes do mundo, foi patenteado em 1817 pelo Rudolph Ackermann, em Londres(1). Durante uma curva o veiculo necessita virar em torno de um único ponto central, traçando com o eixo de direção um arco em torno deste único ponto. No entanto caso suas rodas se mantivessem paralelas durante a curva, somente a roda dianteira da parte de dentro da curva se alinharia perfeitamente com o centro da curva, sendo que a roda dianteira da parte de fora da curva estaria realizando umacurva menor do que o necessário (fig. 1).Isso se deve ao fato de haver uma distância entre as rodas dianteiras. Sendo assim para realizar a curva perfeitamente cada roda deve realizar a curva com um raio diferente (2).
TÓPICOS ABORDADOS
Para modificar o ângulo da roda durante a curva, devemos alterar o ângulo dos braços da direção.
Os ângulos dos braços podem ser paralelos ou angulados.Braços de direção paralelos são assim chamados quando os braços de direção estão ligados ao eixo das rodas de modo a formar um ângulo de 90 graus, gerando uma situação onde o movimento realizado por uma roda é exatamente igual a outra, ou seja, seus movimentos são sempre paralelos tanto nas retas quanto nas curvas (fig. 2).
Este tipo de geometria de direção é usado principalmente em carros de controleremoto, onde uma, ou nenhuma das rodas tem o ângulo correto de direção, gerando uma direção imprevisível.
Braços de direção angulados são aqueles que os braços são conectados de forma a fazer um ângulo obtuso quando ligado ao eixo da roda em relação à barra de direção (fig. 3). Devido a essa geometria trapezoidal o movimento de uma roda irá se diferenciar da outra, tendo ângulos diferentes ao sefazer uma curva.
Quando a curva for feita para a direita a roda direita ira realizar um movimento maior que a roda da esquerda (fig 4).
Um ponto importante a se discutir é que esta diferença de movimentos é exponencial, ou seja, quanto maior for o movimento de curva, maior será a diferença entre os ângulos das rodas. Caso contrário as rodas nunca apontariam para frente quando o carro estivesseem linha reta.Este principio é a base para a geometria de Ackermann. Para calcular o ajuste exato necessário para obter a geometria de Ackermann pura, deve se alinhar o braço do eixo da direção com o centro do eixo traseiro, alinhando com o eixo central do veiculo (fig. 5).
O calculo dos ângulos, interno e externo, atendendo a geometria de Ackerman podem ser aproximados através das equações 1...
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