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Técnica

Pilotagem na chuva: por que os carros de tração dianteira e integral levam vantagem?

Provavelmente você já viu essa cena nas categorias de elite dos campeonatos regionais. Aquele monstro equilibrado de motor dianteiro e tração traseira que humilhava os oponentes com pista seca repentinamente se vê ameaçado por hatches compactos bem menos potentes. Não fica à vontade na pista e o piloto briga com destracionadas e contra-esterços nas saídas de curva a todo instante. As deslizadas resultam em belas derrapagens controladas – mas fica evidente que o carro tem dificuldades para desenvolver velocidade, especialmente nas saídas de curva.

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Muitos acham que é diferença de braço. Afinal, a pista molhou pra todo mundo – e com condições mais difíceis, o talento ganha peso em relação ao equipamento, não é? Mas o que nem todos sabem é: o asfalto molhado muda as regras do jogo, cria uma condição absolutamente favorável para os carros de tração dianteira e integral e compromete seriamente a performance dos de tração traseira.

Como isso acontece? Bem, para isso vamos precisar falar sobre pneus e transferência dinâmica de peso no seco.

 

Área de contato dos pneus e transferência de peso

Independentemente do tipo de veículo, tração ou complexidade do projeto de suspensão, todas as suas interações com o asfalto ocorrem por apenas quatro pequenos spots dos pneus – a área de contato, ou contact patch. Tecnicamente, ela é definida por uma razão entre a carga vertical exercida sobre o pneu e sua pressão interna: ou seja, em teoria um pneu mais largo altera a sua proporção (área de contato mais larga que comprida), mas não a sua área.

Curioso, não? As vantagens dinâmicas de se usar um pneu mais largo estão em outros fatores, como a forma que esta área é usada nas curvas, a relação entre capacidade de aceleração lateral e ângulo de deriva, a melhor dissipação de calor e a maior capacidade de fricção, pela tendência de se empregar compostos mais macios e blocos da área de rodagem mais rasos, resultando em menos torção.

É por isso que um pneu com o dobro de largura não te fornece o dobro de capacidade de aderência: a diferença é bem menor do que o impacto visual (agora você entende como as canelinhas deste Astra fazem tanto estrago?).

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O mais importante é entender que a área de contato não é constante: pelo contrário, está sempre variando de acordo com a carga vertical exercida sobre os pneus. Acelerações causam transferência de peso para trás, frenagens, para a frente, o contorno de curvas transfere o peso do veículo para as rodas de apoio (lado de fora) e, claro, a combinação destas ações resultam em combinações diagonais múltiplas. A aerodinâmica também é fator fundamental: caso haja mais sustentação positiva que downforce, a área de contato dos pneus irá diminuir.

Também não se esqueça da topografia: um mergulho como a Eau Rouge (Spa-Francorchamps) força os pneus contra o solo, uma quebra de relevo como a Cork Screw (Laguna Seca) deixa o veículo quase suspenso no ar.

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Mais do que estas ações e circunstâncias, as próprias dimensões básicas do carro são elementos-chave para definir como as áreas de contato dos pneus irão variar: comprimento do entre-eixos e largura das bitolas (eixos, medida pelas linhas de centro dos pneus), respectivamente, irão definir a transferência de peso longitudinal e transversal (em conjunto com outros fatores, como a massa do veículo e a capacidade de aceleração lateral/longitudinal) e, em consequência, influenciarão diretamente as transformações nas áreas de contato.

Falando de forma simples: um carro estreito joga mais peso para o lado de fora da curva, resultando em maior diferença nas áreas de contato entre os lados esquerdo e direito numa curva. E um com entre-eixos mais curto transfere mais peso para frente (frenagens) e para trás (acelerações), alterando as áreas de contato dos pneus com maior dramaticidade. É por isso que este tipo de veículo tende a ser mais arisco.

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Então as áreas de contato estão sempre variando. Imagine que o terceiro caso da imagem acima representa um momento congelado no meio da curva. Perto da saída dela, conforme o piloto esmaga o pedal do acelerador, o peso será transferido para trás, reduzindo a área de contato dos pneus dianteiros e aumentando a dos traseiros – e, claro, os pneus do lado esquerdo continuarão com área de contato proporcionalmente maior do que os do lado direito.

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Com isso, acabamos de entender a vantagem dos carros de tração traseira nas saídas de curva. É uma questão de física. O torque aplicado pelo motor transfere o peso para trás (suas costas são esmagadas contra o banco) e isso engorda a área de contato dos pneus que estão tracionando – os traseiros.

Já um veículo de tração dianteira perde apoio no eixo motriz nas saídas de curva – e os pneus ainda ficam sobrecarregados com a necessidade de esterçar o veículo. É por isso que os carros de tração dianteira tendem a escapar de frente (sub-esterço) nas saídas de curva, exigindo uma série de ajustes na suspensão (carga e geometria – assunto para outro post) para compensar esta tendência natural. Importante: isso que não quer dizer que carros de tração traseira sejam naturalmente sobre-esterçantes.

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Só que a chuva é um elemento que acaba com a vantagem dos carros de tração traseira. Como isso acontece?

 

Chuva: quando a tração traseira vira diversão sem eficácia

A vantagem dos carros de tração traseira no piso seco se transforma em desvantagem na chuva por uma simples razão. A falta de aderência do piso limita a transferência de peso para os lados, para a frente e, o que mais nos interessa, para trás. Bingo!

Com esta limitação no molhado, a área de contato dos pneus do eixo traseiro não cresce como seria no seco durante as acelerações: sem carga vertical e com apoio reduzido, os carros de motor dianteiro e tração traseira destracionam muito mais. Esta configuração de veículo depende da transferência dinâmica de peso para trás para funcionar com eficácia, afinal, o peso do motor fica lá na frente.

Como você pode supor, carros com motor traseiro ou central-traseiro irão tracionar melhor nestas condições, mas terão mais dificuldades para apontar os pneus dianteiros pela falta de apoio. O uso inteligente do pedal de freio com suavidade nas entradas de curva (trail braking) faz toda a diferença.

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Para quem tem curiosidade, vale checar a fórmula de dinâmica automotiva que descreve a transferência lateral de peso (fonte: Debussy Bezerra de Almeida e Luis Carlos Dantas Matias):

A transferência de peso lateral é igual à força centrípeta* multiplicada pela altura do CG do carro (centro de gravidade), dividido pela largura das bitolas (eixos)

*Força centrípeta = aceleração lateral** do carro (força G) multiplicado pelo peso total do carro.
**Aceleração lateral = velocidade do carro ao quadrado dividido pelo raio da curva
Nota: para transferência longitudinal, substitui-se a largura das bitolas pelo entre-eixos e a força de aceleração lateral pela longitudinal

Com esse cálculo, duas coisas ficam claras. Primeiro, se o entre-eixos ou as bitolas fossem infinitos, a transferência de peso no seu respectivo eixo seria zero. E o que mais nos interessa: se a capacidade de gerar força G for reduzida, a transferência de peso é comprometida diretamente.

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Saindo da teoria para a prática, você já percebeu como que, na chuva, os carros quase não inclinam nas curvas, não empinam nas retomadas e mergulham muito pouco nas frenagens? É justamente porque a transferência de peso foi reduzida pela menor aderência.

Por isso, o ajuste para pista molhada altera uma série de parâmetros: freios com pressão na dianteira reduzida (a área de contato dos pneus dianteiros cresce menos nas freadas), suspensão mais macia (para deixar as transições mais suaves e complacentes, e menos ariscas), menos bloqueio no diferencial (afinal, menos peso é transferido para fora = mais apoio nas rodas de dentro da curva) e menos cambagem, já que a carroceria rola menos.

Então é assim que os carros de tração dianteira ficam com uma vantagem monstruosa no molhado: como o peso não é transferido para trás com a mesma intensidade que no seco, o eixo dianteiro continua com boa carga vertical nas saídas de curva.

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Os carros de tração integral (especialmente aqueles com grande amplitude de distribuição de torque entre os eixos dianteiro e traseiro) levam isso um passo adiante, pois há bom apoio na dianteira (motor) e na traseira (diferencial), resultando num tracionamento adaptável ainda mais eficaz em todas as etapas da curva. Já os de tração traseira ficam esperando uma transferência de peso que nunca vai ocorrer com baixa aderência.


Peugeot 306 Kit Car, tração dianteira. Note a capacidade de tracionamento nas saídas de curva, contrastante com…


…este BMW M3 E36, tração traseira. Embora este piloto esteja provocando algumas das derrapagens (e se divertindo horrores com isso!), preste atenção nos momentos em que a traseira escapa incidentalmente e requer reação instantânea e suave

É por tudo isso que a chuva é prato cheio para os underdogs: carros de tração dianteira mais originais vão se aproximar (ou até superar) carros de tração traseira mais potentes e de suspensão preparada para piso seco. Não há muito o que fazer: os primeiros se sentirão descendentes de Senna, os últimos terão dificuldades e procurarão justificativas. Faz parte do jogo…

 

[ Créditos das fotos: abertura Jan Hilversum, BMW M3 por antarc, Porsches na chuva por Motorsport Media, Pontiac Firebird por Full Size Pontiacs, Astra por Jonas Shaffer, Subaru WRX por Reinis Babrovskis ]

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