Body Roll - Suas Causas e Como Resolver

[billj]

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Body roll é nada mais, nada menos que a tendência de que a carroceria e o chassis de um veículo inclinam lateralmente sobre os eixos. É aquela sensação quando se fazer uma curva em alta velocidade no asfalto. Nesse caso, por força centrífica (sp??) atuando sobre a massa suspensa, o peso do carro se transfere para as rodas do lado de fora da curva, resultando com que a conjunto carroceria / chassis se inclina para fora. No caso de um jipe inclinando lateralmente, a força atuando na viatura é a de gravidade, mas o resultado é igual.

Agora, antes que partirmos para soluções, é bom entender alguns conceitos básicos de suspensão..........

1) Existem inúmeras configurações geométricas por aí, mas quase todas poderiam ser classificadas em um de dois grupos, as de molas de feixe e as de molas helicoidais. Há vantagens e desvantagens em ambos dos casos, mas aqui vamos se limitar apenas no que se refere o body roll.

É fácil perceber que são as molas que suportam o peso da viatura. Ou seja, elas estão resistindo a força de gravidade empurrando a massa suspensa para o chão. Nessa situação, o comportamento é o mesmo, independente de ser molas de feixe ou heliciodais. Porém, o que pode não ser tão óbvio é que acontece quando se levanta a viatura pelo conjunto carroceria / chassis, assim tirando o peso das molas. No caso de um sistema feixe, o peso atuando nas molas vai se reduzindo na medida que a massa suspensa está sendo levantada, até que elas passem pelo seu "ponto zero", o estado natural. E se continuar subindo com a massa suspensa, os feixes começarão suportar o peso do eixo, assim sujeitos forças no sentido oposto. Porém, o que acontece com molas helicoidais é diferente, pois elas chegam no seu "ponto zero" só quando estiver totalmente esticadas. Resumindo a história: As molas de feixe podem resistir forças em dois sentidos, molas helicoidais em apenas um............

2) Line Center of Gravity - Há bastante confusão quando se fala dsse bom e velho conceito. Mas é fácil entender se pensar numa picanha sendo espetada e assada numa churrasqueira. Se você for bom, conseguiu enfiar o espeto exatamente numa linha que a carne fica parada em qualquer posição. Ou seja, você pode assar um lada dela, virá-la 90 graus, 180 graus, 45 graus, não importa, ela fica lá. Você acertou na mosca a linha centro de gravidade. Agora, suponha que você errou feio na espetada. A carne então só quer ficar numa só posição, queimando tudo... Resumindo: A linha centro de gravidade é uma linha imaginária sobre que as forças atuando num corpo se equalizam.

3) Roll Centerline - Esse vai ser difícil explicar mas vamos lá......... Roll center é o caminho "geométrico" que passa a suspensão em movimento, controlado e limitado pelos componentes da suspensão. O mais fácil para visualizar isso é olhando de lado para uma roda de um Engesa, pois a suspensão "radius arm" dele é bem simples.

Quando a suspensão do Engesa se mexe, independente de quanto, a posição da roda referente o chassis e determinada quase 100% pelo raio do braço longitudinal. Ou seja, a roda simplesmente segue um arco com o roll center no pivo do braço. Deu para entender?? Pois bem, então tente visualizar esse mesmo efeito, embora num sistema bem mais complexo, atuando no sentido longitudinal do jipe e envolvendo os dois eixos. Como cada eixo tem seu próprio roll center, pode facilmente criar uma roll centerline conectando esses dois roll centers com uma linha imaginária..........

Agora, com esses conceitos em mente, vamos tentar entender o que acontece numa inclinação lateral. O que aconteceria com o body roll se o mundo fosse perfeito e o line center of gravity e o roll centerline fosse exatamente os mesmos?? A resposta é nada, não teria body roll nenhum. Como as forças de gravidade seriam as mesmas em cima e em baixo do roll center, a massa suspensa ficaria parada. Agora, a viatura pode ainda tombar se o centro de gravidade sai fora da área de apoio dos pneus. Mas essa é uma outra história..........

Mas voltando ao assunto, é quase impossível desenhar um jipe para que essas duas linhas se coincidem. O centro de gravidade sempre fica bem mais alto que o roll center. Portanto, quando o jipe inclina lateralmente, há mais força atuando em cima do roll centerline do que em baixo, resultando em body roll. Em sistemas de feixe, o efeito e menor por causa do fato que essas molas resistem forças em dois sentidos, com já expliquei. Com heliciodais é bem mais brusca a transferência de peso, pois não tem o peso do eixo para segurar a inclinação. É por isso que os jipes com suspensões JR estão tombado por aí............

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Já está ficando quilométrica essa explicação, então vamos logo para o que pode fazer para diminuir os efeitos de body roll.....

Em princípio, o que tem que fazer é bolar uma maneira de ou aproximar os centros acima exaustivamente elaborados ou achar uma maneira de introduzir no sistema outras forças para combater essas criadas. Como aproximar os centros é quase impossível sem redesenhar do zero a suspensão, resta apenas compensação. E para isso, existem duas alternativas, sistemas ativos ou passivos. Ativos, tais como air bags e cilindros hidráulicos, tem a vantagem de ser controlável e desligável, eles são complexos e difíceis de projetar e instalar. Sistemas passivos, embora bem mais simples e baratos, se foram mal dimensionados, podem prejudicar a performance da suspensão poe limitar ou restrinjir o curso e/ou a velocidade da suspensão.

Vamos ignorar, portanto, sistemas ativos. Restando apenas sistemas passivos, poderíamos optar para barras estabilizadoras ou cintas elásticas. Ao contrário que muitos pensam, esses dispositivos podem ser utilizados sem trazer efeitos colaterais negativos à suspensão. O pulo do gato é na sua dimensionamento. Tem que chegar numa condição em que o dispositivo chega no seu fim de curso no mesmo momento que chega a suspensão, com o dispositivo apenas regulando a velocidade de movimento. Agora, antes que acha amortecedores podem ser usados, o dispositivo tem que segurar sua posição para um tempo indeterminado, algo que amortecedores não fazem.

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Na prática, sistemas de feixe de mola não deveriam ser tão instáveis que precisam do auxílio de dispositivos. É uma questão de mexer com os spring rates das molas e minimizar a altura do jipe, até cortando a lata se for necessária. Para ter uma idéia, não tem ninguém no BBS Pirate 4x4 que compete nos campeonatos americanos de rockcrawling com suspensões feixe de molas usando barras estabilizadoras. E em termos de curso de suspensão, eles tem muita mais necessidade do que nós aqui andando na lama. Porém, isso não quer dizer que não seja possível dimensional uma barra que funcione bem..........

Quanto suspensões helicoidais, o bicho é mais complicado e é frequente a necessidade de instalar algo para limitar a transferência de peso. Eu tenho um certo problema com isso no Spider e pretendo bolar uma barra estabilizadora para o eixo traseiro. Mas como não é nada assustador, não estou tratando isso como prioridade. Mas vindo de alguém que tomba o jipe com uma certa frequência, isso pode não ser de grande conforto para ou outros.......

Bom, era isso.... Só toquei no superfície do assunto, escolhi este fórum exatamente por suspeitar que alguém vai querer elaborar a conversa.........

E desculpem o uso dos termos em inglês. Não sei dos nomes desses trecos em portu.............

Abraços,

Bill

[gvogetta]

Caro Bill,


Achei interessante o assunto do body roll . Gostaria de saber se você já viu ou sabe de algum esquema para dispositivos que limitem a transferência de peso nas suspensões baseadas em molas helicoidais, como adaptação de barra estabilizadora e/ou cinta elástica???

Seria interessante, se possível, detalhar como agem as cintas elásticas e as barras estabilizadoras...

O Spider que você cita na mensagem, de que veículo se trata???

Saudações,

Getulio
JPX Montez 94 AFF-4526
Curitiba - PR

[billj]

Getulio,

Para bolar algum dispositivo para diminuir a transferência de peso, cada caso é um caso. Suspensões são todas diferentes, amorteceodres especiais, molas maiores, calçoes, etc. E também tem a infuência da distribuição de peso dentro da viatura. Alguns tem o estepe pendurado na tampa traseira, alguns não. Alguns tem gaiola, outros não.

A maneira mais fácil e até mais barato é tentativa e erro, tanto para barras estabilizadoras quanto cintas elásticas. E quando falo de cintas elásticas, não bem isso. Na realidade sçao duas cintas em cada conjunto, uma elástica e uma outra sem elasticidade. A primeira controla a velocidade da transferência de peso até um determinado comprimento, e daí a segunda entra em ação para limitar o curso.

http://members.cox.net/blue97tj/limitstraps.html

Essas não são elásticas, mas mostram a idéia.......


Quanto barras estabilizadoras, o que eu pretendo fazer é de ir num ferro-velho e pegar (sim, sai até de graça esses trecos) umas barras de diâmetros e comprimentos diferentes. Daí, vou fabricar alguns suporte temporários para testar, assim achando o que funcina melhor. Depois de acertar assim, farei as peças definitivas, talves até comprando uma barra como essas.........

http://www.rockcrawler.com/techrepor...rock/index.asp

O Spider é um Samurai 1998, aquele modelo que veio da fábrica com molas heliciodais. Se fosse um Samurai de feixe, pode ter certeza que ele ainda teria os feixes, embora em configuração SPOA. Sou 100% contra essa mania de modificar o conceito básico de uma suspensão. Acho uma burrice sem tamanho.......

[Sandro Tannuri]

Bill,
Falando em barras estabilizadoras elas podem ser regulaveis, se quiser tem uma empresa que fabrica isso aqui no Brasil e posso tentar ver se consigo comprar para voce. Funciona pelo sistema de links sob a forma de facas que quando rodadas mudam a carga da barra. Uso isso inclusive com regulagem de dentro do carro.

[billj]

Bill,
Falando em barras estabilizadoras elas podem ser regulaveis, se quiser tem uma empresa que fabrica isso aqui no Brasil e posso tentar ver se consigo comprar para voce. Funciona pelo sistema de links sob a forma de facas que quando rodadas mudam a carga da barra. Uso isso inclusive com regulagem de dentro do carro.

Sandro,

Eles tem um site ou existe um site estrangiero que mostra como funciona isso??

Abraços interessados,

[Sandro Tannuri]

Essas barras sao produzidas para o Stock Car Brasileiro, nem sei se funcionariam bem em suspensão de curso longo mas a ideia e simples e pode ser usada em barras para nossos 4x4.
Tenho fotos em casa eu posso te mandar a noite.
Para voce imaginar pegue uma regua destas tipo escolar e tente dobra-la deitada e depois em pe. Deitada ela esta no maximo de macia e em pe ela esta no maximo de dura, no meio disto existem varias opções de carga. No Stock Car V8 existem alavancas no cockpit com 5 posições para se escolher, da ate para fazer as curvas de alta de um jeito e as de baixa de outro.

[billj]

Essas barras sao produzidas para o Stock Car Brasileiro, nem sei se funcionariam bem em suspensão de curso longo mas a ideia e simples e pode ser usada em barras para nossos 4x4.
Tenho fotos em casa eu posso te mandar a noite.
Para voce imaginar pegue uma regua destas tipo escolar e tente dobra-la deitada e depois em pe. Deitada ela esta no maximo de macia e em pe ela esta no maximo de dura, no meio disto existem varias opções de carga. No Stock Car V8 existem alavancas no cockpit com 5 posições para se escolher, da ate para fazer as curvas de alta de um jeito e as de baixa de outro.

Legal essa idéia!!!!!!! Vou pesqusar.......

Sim, quero aquelas fotos!! Que tal enviam para cá mesmo para tudo mundo ver??

Valeu!!!!

[gvogetta]

Caro Bill,


Estive analisando o esquema da suspensão do JPX: ela funciona com molas helicoidais/amortecedores e também possui o que se chama de triângulos oscilantes, que pelo que percebi funcionam como uma espécie de barra estabilizadora. Em minha viatura existem também, um par de cintas de cada lado que limitam o curso na suspensão (não são elásticas) e cuja função creio eu é apenas limitar o curso negativo da suspensão (como num buraco por exemplo) a fim de não distender excessivamente as molas com o peso do conjunto eixo/rodas. Fiz alguns testes (nunca tinha me preocupado com isso) para observar o efeito body roll e o veículo, pelo menos no meu caso, faz as curvas com uma perfeição e segurança incríveis... Cheguei a fazer uma curva mais ou menos fechada a mais de 70 Km/h e a estabilidade foi muito boa, se levar em conta que a viatura pesa mais de 1500 Kg...

Tendo isto em vista, gostaria de saber se você já experimentou efeitos negativos quanto ao body roll em sua viatura. Creio que os efeitos no seu caso sejam menores devido ao menor peso, visto que este tem uma grande influência também no efeito body roll (ou não?!...).

Será que um ajuste da suspensão, com uma possível substituição de molas/amortecedores (por outras molas pouco mais duras) não traria os mesmos benefícios sem a necessidade das adaptações?

Saudações curiosas com o benefício da coisa...

[Sandro Tannuri]

Bill,

de uma olhada nas fotos da barra que coloquei no forum off topic.
Este nao aceita anexos.

[Luis Assis]

Bill,

de uma olhada nas fotos da barra que coloquei no forum off topic.
Este nao aceita anexos.

Agora aceitam

E as fotos estão aqui, para não ficarem separadas do Tópico, muito interessante diga-se de passagem!!!

Gustavo

[Luis Assis]

Sandro,
Pelo que pude perceber este é seu Vectra de Stock?

Voce ja tentou adaptar isso num Off-Road?

[]'s Interessadissimos!!

Gustavo

[billj]

Caro Bill,


Estive analisando o esquema da suspensão do JPX: ela funciona com molas helicoidais/amortecedores e também possui o que se chama de triângulos oscilantes, que pelo que percebi funcionam como uma espécie de barra estabilizadora. Em minha viatura existem também, um par de cintas de cada lado que limitam o curso na suspensão (não são elásticas) e cuja função creio eu é apenas limitar o curso negativo da suspensão (como num buraco por exemplo) a fim de não distender excessivamente as molas com o peso do conjunto eixo/rodas. Fiz alguns testes (nunca tinha me preocupado com isso) para observar o efeito body roll e o veículo, pelo menos no meu caso, faz as curvas com uma perfeição e segurança incríveis... Cheguei a fazer uma curva mais ou menos fechada a mais de 70 Km/h e a estabilidade foi muito boa, se levar em conta que a viatura pesa mais de 1500 Kg...

Tendo isto em vista, gostaria de saber se você já experimentou efeitos negativos quanto ao body roll em sua viatura. Creio que os efeitos no seu caso sejam menores devido ao menor peso, visto que este tem uma grande influência também no efeito body roll (ou não?!...).

Será que um ajuste da suspensão, com uma possível substituição de molas/amortecedores (por outras molas pouco mais duras) não traria os mesmos benefícios sem a necessidade das adaptações?

Saudações curiosas com o benefício da coisa...

Bom vamu la..........

No JPX, aqueles triângulos não tem nada haver com barras estabilizadoras. São essas estruturas que posicionam o eixo lateralmente debaixo do jipe. Fazem o mesmo serviço de uma barra panhard, tendo a vantagem de não provocar deslocamento lateral do eixo, mas a desvantagem de ocupar muito espaço em cima do eixo.

Agora, o Jota tem uma barra estabilizadora na frente que ajuda em muito manter o carro estável. As cintas fazem o papel que você descreveu, de limitar o curso para não chegar no fim dos amortecedores e das molas.

No meu caso o body roll é acentuado simplesmente por não ter nenhum dispositivo para contê-lo. Retirei a barra estabilizadora original faz muito tempo, visando melhorar o curso de suspensão e a diferença foi brutal. Porém, a estabilidade sofre.

Molas mais duras podem diminuir body roll sim, mas aos custos de curso. Amortecedores mais duros não adiantam em nada, pois os amortecedores não tem influência em quanto a suspensão mexe, apenas na velocidade de movimento.


Abraços,