Como funciona um chassi de kart profissional?

Chassi

Quase todos os que se interessam pelo esporte já pilotaram um kart de aluguel (o famoso indoor) alguma vez na vida. Agora, quem teve a felicidade de pilotar um kart de competição de verdade – seja de dois ou de quatro tempos – sabe que estes são animais monstruosamente diferentes. Não é só pela diferença de potência do motor: o kartismo profissional é uma arte incrivelmente complexa, tanto pelo nível de desempenho (como exemplo, os karts shifter geram até 3 G de aceleração lateral), quanto pela quantidade de ajustes finos que são possíveis e necessários.

Neste post, vamos jogar alguma luz para vocês compreenderem como funciona o quadro (terminologia do kartismo) de um kart – pois ele funciona de forma muito diferente da estrutura tubular de um automóvel de competição. Como “quadro” é também o nome do componente onde as peças de suspensão são montadas em um carro, vou dar preferência a chamar a estrutura tubular de chassi.

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Aí em cima temos o chassi MX da Mega, que vamos usar como base para a reportagem. Com todos os componentes, exceto o motor, ele pesa aproximadamente 70 kg. Nós vamos nos focar no quadro, nos componentes que estão indicados e na forma como tudo isso conversa junto. Vamos começar?

Suspensão não, torção e flexão sim

As duas grandes diferenças do kart para um automóvel de corridas convencional são justamente as que determinam a lógica de funcionamento do seu chassi – ou quadro. O eixo motriz de um kart não possui diferencial – é um tubo inteiriço que conecta diretamente as duas rodas. Mas, como vocês sabem, em uma curva necessariamente as rodas de dentro fazem um percurso mais curto que as de fora – e por isso, precisariam girar menos que as externas (imagem abaixo, à esquerda).

Com as duas girando na mesma velocidade, cria-se uma resistência ao esterçamento – a tendência é do veículo seguir reto. É por isso que carros de arrancada, com diferencial soldado ou equipados com spool, possuem dificuldades até para fazer uma simples alça de retorno.

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Como o chassi de kart resolve isso? A foto acima responde: tirando do circuito a roda motriz que “empurraria” o kart para fora da curva. Na maior parte das vezes a roda traseira interna perde o contato com o chão, ou fica com uma carga vertical quase desprezível, fazendo-a girar em falso – o que cancela o “efeito-vetor” de fazer o kart seguir reto.

Para isso acontecer de forma produtiva e também para permitir que o kart tenha alguma compliance (fidelidade ao piso) em zebras, falhas no asfalto e afins, é que entra a segunda grande diferença do kart para o automóvel de corrida. Sua estrutura torce intencionalmente, de forma não só calculada como também regulável. Literalmente, todo o seu chassi trabalha como se fosse uma grande suspensão interconectada. Abaixo, fizemos uma divisão aproximada para vocês compreenderem melhor as divisões de trabalho do quadro.

Em roxo, está a parte dianteira, em azul a espinha dorsal conhecida como “garrafão” (apelido dado devido à sua silhueta), e em marrom, a traseira. Considerando que a maior parte da massa do kart fica atrás, não é surpresa que é ali que estão as variáveis mais complexas. Os tubos cromados são barras reguláveis, que permitem aumentar ou reduzir a torção estrutural – alguns modelos possuem apenas uma, outros simplesmente não oferecem este recurso. Mas não são só por elas que o trabalho é feito: como vocês verão, as barras dos para-choques e dos bancos também podem ter seu aperto intensificado ou aliviado para se fazer ajustes finos, sem comprometimento à segurança.

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Vale lembrar que esta divisão de cores é apenas uma aproximação para entendermos o conceito por trás da estrutura do quadro. Como estamos falando de algo todo interligado, é óbvio que estas divisões não são binárias. Qualquer alteração na dianteira terá algum reflexo na traseira e vice-versa. É justamente isso que deixa o trabalho de regulagem de conjunto dinâmico do kartismo uma arte incrivelmente complexa – e tem muito mais elementos do que estes que vimos até agora.
Dê uma boa olhada na imagem acima, porque agora mostraremos o quadro em detalhes bem fechados – pode levar um tempinho até você se localizar.

Dianteira

Nesta foto temos a maior parte dos componentes frontais. O tanque de combustível fica instalado no limite de espaço para a dianteira antes do eixo, para distribuir melhor o peso – já que o piloto e o motor concentram suas massas sobre o traseiro. Ao lado do tanque está o cilindro mestre, que transmite a pressão hidráulica para a pinça de freio traseira por linhas independentes. À frente do tanque estão as barras estruturais ajustáveis, que podem ser entendidas como uma espécie de barra estabilizadora – mas em vez de rolagem, controla-se a torção da estrutura.

A posição do piloto é também determinante. Um piloto que prefere tracionar melhor nas saídas de curva prioriza a concentração de massa na traseira (mas se for pesado demais, haver torque insuficiente ou aderência em excesso, o kart “amarra” e perde desempenho), outro que priorize entradas de curvas mais velozes tende a instalar o banco mais para a frente.

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Abaixo dá para entender melhor o conceito das barras estruturais. Note no diagrama lá de cima que uma influi mais na dianteira e a outra, mais na traseira. Além do ajuste de torque dos parafusos em si, as braçadeiras podem ser montadas mais para fora, o que adiciona rigidez ao conjunto. No outro extremo, elas podem ser inclusive removidas. A tendência é do ajuste de rigidez à torção da estrutura trabalhar em oposição ao nível de aderência da pista e dos pneus: se há muita aderência, geralmente enrijece-se o quadro, se a pista está verde (com pouco emborrachamento), o chassi é ajustado para trabalhar mais.
Contudo, lembre-se do fator intangível: “Recentemente tivemos uma prova num circuito com uma curva de alta muito importante pro tempo de volta. Apesar de ter bastante grip na pista, no fim das contas conseguimos tempos melhores sem a barra da frente” conta Marcos Vinicius. “Esse tipo de coisa acontece a todo instante no kartismo. Muitas vezes a prática contradiz a teoria, justamente porque são inúmeros fatores: só na pista temos o traçado, relevo, condições climáticas, condições da superfície, emborrachamento e outras coisas. Daí você adiciona a tocada do piloto, seu peso, sua resistência física, a forma como ele faz o jogo de corpo (a transferência do peso do piloto é vital no kartismo). E todas as possibilidades do kart, pneus, motor, chassi. É muita coisa, e pode acontecer de um único trecho compensar todo o resto da pista no cronômetro, e aí você sacrifica o resto pra fechar o melhor tempo”, complementa Gabriel.

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Se você achou que as barras ajustáveis aí em cima já eram algo bacana, saiba que até mesmo os parafusos da travessa de sustentação do para-choque fazem parte do ajuste de chassi.  Note como o tubo amarra de fora a fora o quadro – aumentar o reduzir o seu torque de aperto também enrijece ou deixa o chassi mais flexível. Este é um ajuste mais fino – e que mostra o quão é extremo o nível de sofisticação no setup e de integração da estrutura como um todo.

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Abaixo temos o parafuso de regulagem de cambagem e de cáster. Este “phone dial” usa uma arruela excêntrica, de forma que trabalha a cambagem e o cáster ao mesmo tempo (existe outro sistema que permite a regulagem independente). Normalmente, os ajustes de cambagem estão entre +2 e -2 e o de cáster entre +15 e +22.
Se você estranhou o valor positivo de cambagem (topo dos pneus afastado), lembre-se da flexão estrutural: quando o piloto se senta no kart, a estrutura flete e aí sim a cambagem zera ou fica suavemente negativa. Isso significa que um piloto pesado ou agressivo no volante deve usar menos cambagem negativa (ou até um pouco positiva), pois ao transferir mais peso nas curvas, a cambagem pode ficar negativa demais, deixando de usar o máximo da banda de rodagem do pneu.
Pilotos mais suaves costumam trabalhar com mais cambagem negativa estática pois a geometria sofre menos variações. Mas lembre-se que a própria torção do quadro é ajustável – e esta variável pode jogar este parágrafo no lixo, dependendo das circunstâncias. É amigo, não é nada simples…

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Gabriel Ferreira tem uma tocada com preferência para um kart quase telepático de dianteira: “uso os freios com bastante suavidade e carrego mais velocidade para dentro da curva. Nesse processo, preciso de uma geometria de faça o kart apontar com o mínimo de esterçamento, sem brigar com o volante”. Para este estilo, a demanda é por mais cáster (o pino mestre fica mais deitado, deslocando o eixo dianteiro alguns milímetros mais para a frente). Com mais cáster, o kart aponta mais nas entradas de curva, fica mais estável em alta velocidade, e o volante retorna ao centro mais rapidamente – e fica bem mais pesado, o que exige muito condicionamento físico.
Ao mesmo tempo, como ele carrega mais velocidade na primeira etapa da curva, isso também significa que a força de aceleração lateral naquele momento é maior. Para este estilo de pilotagem, além de cambagem mais negativa, recomenda-se o uso da manga de eixo mais espessa (apelidada de “mangão”), que flete menos e deixa a cambagem mais estável, mas tende a deixar a dinâmica mais arisca e exige mais cáster. Com este setup, um piloto agressivo brigaria muito com a traseira do kart no ponto de tangência.

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Compare na foto abaixo as espessuras do “mangão” com a “manguinha”. A flexão de quase todos os componentes como fator de ajuste e de desempenho é o que separa o kartismo escandalosamente do automobilismo em carros de turismo e faz dele uma verdadeira aula de magia negra.

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Abaixo, detalhe do cilindro mestre. Os ajustes podem ser feitos tanto aqui quanto no pedal, para deixá-lo mais curto e duro ou mais longo e macio, de acordo com a preferência do piloto. Há quem prefira trabalhar muito com a traseira na frenagem limítrofe, com as rodas quase bloqueadas, há outros que preferem modular com mais suavidade. Os primeiros geralmente preferem discos oscilantes do tipo margarida, mais leves, os últimos tendem a gostar mais dos discos tradicionais, mais massudos, cuja inércia maior facilita a modulagem.
Vale lembrar que o nível de agressividade nos freios também vai determinar o grau de flexão de todos os componentes nas entradas de curva, e por isso todo o setup – do quadro aos cubos de roda – são dimensionados ao estilo do piloto para aquela determinada pista, condição climática e nível de grip dos pneus e do asfalto…

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Traseira

Para um car lover, mas novato no kartismo como eu, esta é a parte mais impressionante. Está vendo que os suportes do banco estão do lado direito e esquerdo, mas não há comunicação direta entre eles? É o que você está pensando: a fibra de vidro do banco também é um componente estrutural e por isso, o aperto dos parafusos também vai determinar o ajuste da torção estrutural na traseira – especialmente porque o corpo do piloto equivale (ou ultrapassa) à massa do próprio chassi. Os suportes podem ser regulados para repassar de forma mais direta ou retardada esta transferência de peso, torcendo menos ou mais o quadro. A própria posição dos suportes também é determinante no jogo de torques aplicados ao quadro com as forças de aceleração lateral.

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Como na dianteira, o suporte dos para-choques conecta o chassis de fora a fora, e por isso, o seu aperto também faz parte do ajuste fino da torção do quadro.

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Todo este exercício de torção e flexão não poderia deixar de ser reproduzido no conjunto do eixo motriz. Há inúmeras especificações de rigidez do aço do próprio eixo – a Mega Kart oferece de 50 (mais macio) a 115 (mais rígido). A flexão deste componente vai determinar a variação de cambagem com as forças de aceleração lateral, a estabilidade do conjunto em pisos mais judiados e a reação ao torque do motor.

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Mas ele não está sozinho. Os mancais de rolamento também fazem parte do ajuste fino – pode-se não apenas escolher entre magnésio (mais leve e flexível) e alumínio (mais rígido), como também a posição dos parafusos na caixa irão aumentar (mais espaçados) ou reduzir (mais juntos) a resistência à torção dos mancais. Há também a opção de mancais excêntricos – basta inverter a peça para se ganhar alguns milímetros de entre-eixos, o que tende a deixar o kart mais estável nas frenagens, mas menos ágil em trechos sinuosos.

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…mas não acabou. Na extremidade do eixo temos os cubos de roda, cujos materiais também possuem grande influência na dinâmica do kart: usa-se cubos de magnésio geralmente quando há bastante grip – seja pneus novos ou pista emborrachada -, pois eles trabalham com maior fidelidade aos torques ampliados da aceleração lateral maior. Por serem bem mais leves, também causam menos efeito alavanca no eixo. O cubo da foto abaixo é de um kart shifter – ele é mais longo e veste mais o eixo, deixando todo o conjunto mais rígido. Num kart de menor potência, este cubo amarraria o kart nas saídas de curva: “o grande desafio do ajuste do kart é fazer ele escorregar na medida exata. Se ele escorregar demais, você está perdendo tempo e vai brigar em demasia com o volante. Se escorregar pouco, o kart “amarra” nas saídas de curva – as rodas traseiras precisam deslizar um mínimo”, afirma Gabriel.
Tanto na dianteira quanto na traseira, há a opção de se usar anéis espaçadores para se ampliar as bitolas. “Uma bitola dianteira mais estreita faz o kart apontar mais rápido, mas deixa ele mais arisco nas entradas, da mesma forma que na traseira – só que uma bitola traseira mais estreita também permite que o kart tracione mais”, complementa Marcos Vinicius. Quanto mais estreita a bitola do eixo motriz, menor é a diferença de circunferência percorrida na trajetória das rodas durante as curvas, levando a uma necessidade de deslizamento axial menor.

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Abaixo, temos os tubos de cromomolibdênio que compõem o quadro do Mega Kart MX: 2 mm de parede e espessuras de 30 (empregado na maior parte do quadro) e de 32 mm (geralmente na transversal), soldados por processo MIG.

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Este é o gabarito usado para a fabricação dos quadros. Bem, acho que já falamos bastante sobre chassis… mas e aí, quanto que se gasta num kart destes?

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Créditos: Juliano Barata (Flatout)

Disponível em: https://www.flatout.com.br/como-funciona-um-chassi-de-kart-profissional/

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