Direção de raio de pivotamento nulo

A direção de raio de pivotamento nulo descreve uma geometria do trem dianteiro em que o eixo de direção, quando prolongado para baixo, interseta o pavimento exatamente no centro da superfície de contacto do pneu. A distância horizontal entre esse ponto de interseção e o centro da superfície de contacto designa-se por raio de pivotamento, e numa configuração de pivotamento nulo essa distância é zero. A solução existe para impedir que as forças geradas no pneu se transmitam à direção sob a forma de momentos perturbadores, o que é particularmente valioso nos automóveis de tração dianteira, em que as mesmas rodas tracionam e dirigem.

A geometria é definida pela inclinação e pela posição do eixo de direção relativamente à roda. Numa suspensão McPherson o eixo corre do apoio superior da perna até à rótula inferior, e numa configuração de duplo triângulo passa pelas rótulas superior e inferior. Combinando uma inclinação adequada do pino mestre (a inclinação do eixo para dentro) com o offset da jante e a largura desta, os projetistas conseguem que o eixo fure o solo no centro da superfície de contacto. Como as forças longitudinais da travagem ou da tração atuam precisamente nesse ponto, não produzem qualquer momento de rotação em torno do eixo de direção e, por isso, não podem puxar o volante.

Para o condutor, a recompensa prática é uma direção calma e previsível. Num automóvel potente de tração dianteira, a tração desigual nas duas rodas da frente provocaria, de outro modo, o efeito de binário na direção, em que a roda puxa sob forte aceleração; com um raio de pivotamento próximo de zero, esse puxão é largamente anulado. O mesmo se aplica na travagem: se uma roda dianteira agarra mais do que a outra, talvez por estar num lado com gelo ou com um pneu pouco cheio, o desequilíbrio não desvia o automóvel da trajetória, o que melhora de forma significativa a estabilidade em linha reta numa travagem de emergência.

Os projetistas podem optar por raio de pivotamento positivo, negativo ou nulo, e cada um tem as suas aplicações. O raio positivo dá mais informação e mais autocentragem, mas transmite mais perturbações; o raio negativo é por vezes adotado deliberadamente para que um desequilíbrio de travagem chegue a dirigir o automóvel de volta à linha reta, uma propriedade de segurança útil explorada nos sistemas de travagem de circuito dividido. O verdadeiro pivotamento nulo situa-se entre estes como um compromisso neutro que minimiza as perturbações sem contradirigir ativamente.

Na prática, o valor exato é um compromisso, e um zero genuinamente perfeito raramente se mantém em todo o curso da suspensão e em toda a amplitude de direção, já que a geometria se altera à medida que a roda sobe, desce e vira. Montar jantes com o offset errado, pneus mais largos ou espaçadores de mercado de acessórios afasta a superfície de contacto para fora e reintroduz raio de pivotamento, razão pela qual essas alterações podem trazer de volta o efeito de binário e o puxão na travagem que o fabricante tinha eliminado por projeto.

O conceito sustenta o comportamento da moderna direção de cremalheira e está intimamente ligado à forma como a direção assistida elétrica é calibrada, pois o software de assistência tem de ter em conta os pequenos momentos residuais que a geometria deixa. É uma parte fundamental da geometria de suspensão nos trens dianteiros com pernas McPherson e funciona em conjunto com o avanço (cáster) e a câmber para determinar como um automóvel segue, centra e responde ao volante.