TOE-IN E TOE-OUT

from: http://ee.ufcg.edu.br/~lcarlos/deda/1toe/toe-in_toe-out.htm

TOE-IN E TOE-OUT

Por questões de física e de mecânica, se as rodas fossem exatamente paralelas tornariam a direção pesada e imprecisa. Assim, as rodas de um carro devem ser ajustadas (ou alinhadas) em ângulos ligeiramente abertos ou fechados, que tornam possível andar reto ou entrar em curvas com segurança, e sem desgastar os pneus.
Servem para compensar esforços no sistema de direção, causados pela inclinação das rodas e pelas inflexões do eixo em relação ao plano horizontal.

Denomina-se toe-in (convergência) quando a distância entre a parte anterior das rodas é menor que a posterior. Se as rodas formam que um V abre para a traseira do carro.
Denomina-se toe-out (toe-in negativo ou divergência) quando a distância entre a parte anterior das rodas é maior que a posterior. Se as rodas formam que um V abre para a dianteira.

Os principais parâmetros de alinhamento em um carro são toe, camber e caster.A maioria dos entusiastas tem um entendimento bom do que são estes ajustes e o que eles envolvem, mas muitos podem não saber por que uma ajuste particular é necessário, ou como afeta o desempenho. Daremos uma olhada neste aspecto básico de afinação de suspensão.

A quantidade de toe que a suspensão é ajustada varia pelo layout de seu veículo, preferência motriz, e características de controle do carro. 

Ajustes no toe afetam três áreas principais de desempenho: desgaste, aquecimento de pneu, estabilidade em linha reta e comportamento em entrada de curva.

No desenho abaixo temos um exemplo de toe-in e toe-out. 

Como eles afetam a manejo do carro? 

Veículos com tração traseira:
Rodas dianteiras:Os ajustes de toe têm um principal impacto em estabilidade direcional. 

/---\ Toe-in, ou positivo toe-in (convergência), cria uma força estabilizadora; quando trafegando as rodas dianteiras são apontados muito ligeiramente uma para a outra, criando uma pequena tendência de understeering naquele eixo, tendendo a manter o carro em uma linha reta.
Os dois lados ruins disto são:
(1) com o aumento de toe-in, aumenta a resistência rolante do pneu, reduzindo a velocidade o carro e
(2) isto altera a habilidade do carro para iniciar uma curva, criando um pequeno understeer de entrada de curva.

|---| Zero toe pode fazer o carro vagar ligeiramente em vez de trafegar em linha reta, mas haverá mínima resistência rolante.

\---/ Toe-out, ou negativo toe-in (divergência ) também cria uma força estabilizadora e resistência rolante, mas acentua a habilidade do carro para iniciar uma curva, criando um pequeno oversteer de entrada de curva.

Em um carro de tração traseira em aceleração, a força da aceleração no pneu tende a empurrar os pneus dianteiros ligeiramente para trás, as rodas dianteiras (não tracionadas) tendem a toe-out (divergir), dessa forma deve-se acrescentar um pequeno toe-in. Estático toe-in resultará em uma situação de zero-toe em velocidade, tornando o carro mais estável, o carro um pouco mais estável durante frenagens, porém com menos resposta ao comando do volante.
Normalmente veículos de tração traseira são toe-in (convergentes) nas rodas dianteiras. 

Excesso de Toe-in resultará em understeer adicional para o carro, pois em uma curva o pneu dianteiro interno virará um ângulo menor que o pneu externo. Adicionalmente, excessivo toe-in resultará em desgaste de pneu prematuro por esfregamento, aumenta consumo de combustível, aquecimento na parte externa do pneu e instabilidade do veículo. 

Com suspensão independente de quatro rodas:
Rodas Traseiras:Com suspensão independente de quatro rodas, o toe deve ser ajustado também na traseira do carro. Ajustes de toe na traseira têm o mesmo efeito essencialmente no desgaste, estabilidade direcional e entrada em curvas como na dianteira. 

Ajustes de toe têm principal impacto em estabilidade direcional.

Com o volante centrado, toe-in as rodas percorrem cursos que se cruzam um ao outro. Nesta condição, as rodas estão em conflito entre si, e não resulta em curva. Se o carro é ajustado com toe-in, as rodas dianteiras estão alinhadas de forma que os movimentos no volante fazem as rodas assumir cursos rolantes que não descrevem uma curva.  A roda movimentada guiará só uma pequena quantidade, talvez de forma que está rolando ligeiramente para frente em vez de toed-in.Esta ação também tira a outra roda na mesma direção de direção enquanto a outra estará nesse momento reta.  Mas note que com este leve comando de direção, o curso rolante das rodas ainda não descrevem uma curva. As rodas obedeceram o movimento do volante sem mudar significativamente a direção do veículo.Deste modo, toe-in aumenta estabilidade de linha reta. Se o carro é ajustado com toe-out, as rodas dianteiras estão alinhadas de forma que pequenos movimentos faz o par de roda assumir direções rolantes que descrevem uma curva. Qualquer ângulo de direção além da posição perfeitamente centrada fará a roda interna guiar em um raio de curva mais apertado que a roda externa.Assim, o carro está sempre tentando entrar em uma curva, em lugar de manter um curso em linha reta. Com toe-in  um comando no volante não faz as rodas iniciarem uma curva Com toe-out um comando no volante faz as rodas iniciarem uma curva. Assim está claro que toe-out facilita a iniciação de uma curva, enquanto toe-in desencoraja isto.

O ajuste de toe em um carro particular se torna um compromisso entre a estabilidade de linha reta promovida por toe-in e a resposta de direção rápida promovida por toe-out. Os os pilotos de corridas estão dispostos a sacrificar um pouco de estabilidade em troca de uma entrada em curva mais afiada. Assim, carros de corrida são freqüentemente ajustados com toe-out na dianteira.

Em carros de competição com tração traseira, na dianteira, o ajuste normalmente é um leve de toe-out, resultará em oversteer adicional para o carro, ajudando no esterçamento inicial para uma curva.
Isto acontece quando em curva os pneu dianteiros internos esterçam um ângulo maior que o pneu externo. Assim, em um curva, o pneu interno está tentando virar mais que o pneu externo mais fortemente carregado.
Toe-out dianteira fará o carro mais responsivo ao comando do volante. Tendo leve toe-out nas rodas dianteiras melhora a resposta em entrada de curvas, faz o carro esterçar nas curvas um pouco melhor, também ajuda o eixo dianteiro a reduzir a tendência a vagar nas retas. 

     

Veículos de tração dianteira

Em um carro de tração dianteira em aceleração, as rodas dianteiras (tracionadas) tendem a toe-in (convergir). Estático Toe-out resultará em uma condição de zero toe em velocidade. Normalmente veículos de tração dianteira são toe-out (divergentes) nas rodas dianteiras.

Em carros de tração dianteira, as rodas motrizes podem apresentar convergência nula ou mesmo uma ligeira divergência. Adota-se essa solução porque as rodas dianteiras tendem a convergir, devido ao torque a elas aplicado. 

Em um carro de tração dianteira, as rodas traseiras (não tracionadas) tendem a toe-out (divergir), as rodas traseiras podem eventualmente ser convergentes, para melhorar a estabilidade no sentido lateral. Estático toe-in resultará em uma condição de zero-toe em velocidade.

Carros de corrida com tração dianteira são freqüentemente ajustados com um pouco de toe-out, isto induz um pouco de oversteer para contrariar a maior tendência de carros de tração dianteira a understeer.

Excessivo toe-out (divergência) causa desgaste prematuro de pneu devido a esfregamento, aquecimento na parte interna do pneu, instabilidade do veículo e aumento do consumo de combustível, reduz velocidade máxima do carro com o aumento de arrasto de rolagem. 

Excessivo toe-in (convergência) causa desgaste prematuro do pneu devido a esfregamento, aquecimento nas extremidades externas do pneu, reduz velocidade máxima do carro com o aumento de arrasto de rolagem.

NAS QUATRO RODAS Toe-in geralmente aumenta grip lateral - mas também aumenta temperatura de pneu e resistência rolante; estabiliza carro sob frenagem.