19 de jul. de 2013

Como funciona o controle de estabilidade?


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Cada vez mais, a automatização está tomando conta dos automóveis. Se antes para fazer uma largada perfeita era preciso muito treino e algum conhecimento técnico, hoje, o controle de largada acabou com a poesia. Frenagem, então, nem se fala: a freada no limite de aderência combinada ao punta-tacco era para poucos. Agora, é só pisar com toda a força no pedal e apertar as borboletas de redução de marcha. A eletrônica cuida de tudo.

De todas estas muletas, contudo, uma é bastante útil – e não feriu a arte da pilotagem. Mais do que isso, tem salvo muitas vidas, particularmente em condições de baixa aderência, como chuva e neve: o controle de estabilidade – o famoso ESP.


Um carro equipado com o ESP ou DSC (Electronic/Dynamic Stability Control) necessariamente possui outros recursos de assistência, como o controle de tração, freios ABS e uma enxurrada de acelerômetros e sensores espalhados em todo o veículo – porque é por eles que a mágica funciona.
Centenas de leituras por segundo são feitas pela central eletrônica: ela recebe informações da posição do volante, do acionamento dos pedais, da rotação e ângulo de cada uma das rodas e da inclinação e rotação relativa da carroceria. Quando ela detecta que os pneus estão escorregando e o carro está na iminência de sair da mão do motorista, o controle de estabilidade vai usar os recursos de assistência de forma combinada e independente para não só manter o carro na trajetória como também para permitir que o motorista faça desvios emergenciais sem perda de controle.
Veja como que isso funciona na prática:


Como vocês viram no vídeo acima, o truque principal que o sistema faz para salvar a dinâmica do carro é a aplicação sutil e intermitente dos freios de maneira independente em cada roda. Agora, vamos entender a razão disso em detalhes.
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A imagem acima (da Ford) mostra duas situações: uma escapada de frente (1) e de traseira (2). Em vermelho estão as mesmas situações sem o ESP. A primeira é caracterizada pela perda de aderência no eixo dianteiro. Como é nele que estão as rodas que esterçam, quando falta grip, o carro tende a seguir reto. Para curar a escapada de frente e manter o veículo na trajetória; o controle de estabilidade ativará somente a pinça traseira esquerda – ou dependendo da gravidade, freará todas as rodas, mas com maior força na traseira esquerda. Qual a razão?
Essa diferença gera um torque de rotação que tende a girar o automóvel para dentro da curva (você já passeou de bote? Seria como se a roda amarela estivesse remando para trás); e o resultado é a neutralização do sub-esterço. Como frear consome aderência (que você necessita para manter o bicho na trajetória), este acionamento automático dos freios é intermitente. Assim, o carro consegue reduzir a velocidade e fazer a curva ao mesmo tempo, sem desequilíbrios.
A situação 2 é o oposto: quando os sensores detectam que o carro irá perder a traseira, eles acionam o freio dianteiro direito com mais força que os demais. Isso cria um torque em direção oposta à da curva, e o resultado final é a neutralização da anomalia dinâmica.
O controle de estabilidade também atua no motor: em um carro com tração dianteira, se você acelerar demais, a frente tende a escorregar; resultando na situação 1. Nos automóveis de tração traseira, a tendência é da situação 2. Em ambos os casos, dependendo da gravidade da derrapagem, o sistema diminui instantaneamente a força do motor, seja pelo corte de ignição ou pelo fechamento temporário do corpo de borboleta.
Ah, mais uma função: de dois anos para cá, o ESP combinado ao controle de tração e ao ABS têm sido usado por muitas marcas para emular um diferencial autoblocante. Na foto abaixo, por exemplo, os freios das rodas internas à curva são acionados de leve sempre que for detectado o risco de destracionamento por excesso de torque vindo do motor. Com isso, automaticamente a força é transmitida para as rodas do lado de fora – como se fosse um sistema autoblocante.
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Com tudo isso, fica muito difícil perder o controle de um carro equipado com o controle de estabilidade de última geração. Na real, eu acho impossível – já fiz de tudo em um skidpad molhado, simplesmente não dá pra perder a traseira ou a frente de maneira irrecuperável. Isso pode levar vocês a pensar que o controle de estabilidade faz você ir mais rápido nas curvas. Afinal, ele neutraliza as saídas de frente e traseira – então a dinâmica fica perfeita, não é mesmo? Não é bem assim.

O leve descontrole da velocidade

Todos os superesportivos, quando configurados no modo dinâmico “race”, de fato desligam – ou reduzem ao mínimo – todas as assistências eletrônicas, exceto o ABS. O controle de estabilidade é um dispositivo de segurança, que obviamente não faz mágica: não cria aderência do nada. Quando ele atua nos freios ou no motor para trazer o carro mais para dentro da curva ou segurá-lo na linha, ele também está limitando o seu desempenho. Por quê?
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Drifting é o tipo de brincadeira que você não consegue fazer com o controle de estabilidade ligado

Bem, começa que o sistema sempre interpretará uma pilotagem limítrofe como uma situação de risco. Ele não sabe onde estão os limites físicos da pista, apenas sabe que o carro está no limiar da aderência. E quando chega nesta situação, o controle de estabilidade atua para segurá-lo na linha (ou até trazê-lo para o lado interno), sem deixá-lo espalhar.
Só que uma curva feita no limite necessariamente envolve pequena dose de deslizamento no asfalto: uma vez no traçado ideal em um carro de comportamento neutro, você acelera cada vez mais na saída da curva – a velocidade aumenta, a aderência lateral é consumida, e o veículo vai escorregando sutilmente pra fora da curva. É antes deste último momento que o controle de estabilidade acaba atuando, pois ele interpreta escorregadas como um risco. Ao manipular os freios e o motor para preveni-las, mata a sua velocidade de saída.
Mas nem sempre o ESP é mau negócio no autódromo. Quanto piores as condições de aderência, mais benefícios os pilotos recebem desta assistência, que vale lembrar, é um controle de tração avançado. Meia palavra basta: quanto mais potência sob o capô, mais necessário o sistema se mostra. Não tente dar uma de Senna: com chão molhado, o esportivo assistido sempre levará vantagem sobre aquele que está com tudo desligado. Todas as vezes.

1) No modo normal, a eletrônica segura o EVO X nos freios e no motor, a ponto de o piloto fazer a curva de forma constante, mesmo de pé embaixo. 2) Com o controle de estabilidade desligado no modo parcial, o EVO sai de traseira: não há interferência no acelerador, e o piloto é ajudado pelos diferenciais com bloqueio variável dinâmico. 3) Com o controle de estabilidade totalmente desligado, o desempenho é semelhante à situação acima, mas com mais desperdícios Agora, isso também pode significar que é apenas uma questão de tempo para os controles de estabilidade se tornarem complexos o suficiente para entender as circunstâncias de competição e se adaptarem totalmente ao estilo de cada piloto – o que é outro problema: os ESPs são um intermediário entre o piloto e o carro. O primeiro acaba tendo de negociar mais com o ESP para este não se intrometer, que com o carro em si. Quando este dia chegar, se já não tiver chegado, bem… a eletrônica terá vencido.
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O que ainda falta à indústria automotiva é aprender mais com as motos, já que estas possuem várias regulagens do controle de tração, enquanto nós temos de nos contentar com o “on/sport/off” em 99% do que está no mercado. Ao menos, algumas marcas – como a Subaru e a Mitsubishi – têm oferecido o controle de estabilidade com vários níveis de atuação.

Frente teimosa, frente adestrada

De forma geral, as suspensões de todos os carros de série – incluindo esportivos e superesportivos – são ajustadas para um sutil subesterço (saída de frente). Primeiro, porque sua correção é mais intuitiva: basta aliviar o acelerador que a frente volta a agarrar. Depois, porque pilotos amadores conseguem ir mais rápido em um carro levemente subesterçante – para quem não está acostumado, um carro neutro, escorregando nas quatro rodas, é algo bastante desagradável às vísceras.
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De uns vinte anos para cá, uma solução intermediária adotada pelos fabricantes têm sido projetar os carros para obterem dois comportamentos sutilmente distintos, entre a velocidade moderada e a limítrofe nas curvas: o chamado soft e hard handling. Isso é obtido tanto por parâmetros de geometria dos braços de suspensão, quanto pela variação de carga dos amortecedores (de forma mecânica ou eletromagnética) ou molas com duplo estágio. Neste tipo de solução, sob hard handling, ou seja, andando forte nas curvas, o comportamento se neutraliza mais, reduzindo a saída de frente induzida em velocidades mais baixas.
Isso, de fato, não mudou. Mas os engenheiros ganharam mais uma carta sob as mangas com o controle de estabilidade: controlando a dinâmica dos freios e motor de maneira independente, é possível “travar” um carro neutro e induzi-lo a um suave subesterço – mesmo em condições de emergência. Ou o contrário. E se o motorista quiser um comportamento mais temperado, basta desligar a assistência. Se você estiver em um lugar seguro, como em um autódromo ou uma pista de aeroporto (lugares super fáceis de se acessar no Brasil), e tiver em suas mãos um esportivo de gente grande, faça este teste. Só não vá bater o carro e botar a culpa em mim, hein!

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