Sistemas eletrônicos focados no uso off-road trazem mais capacidade para seu veículo 4×4. E facilidade de uso também. E tudo isso junto e misturado permite aventuras mais divertidas e seguras.
Nos artigos anteriores falamos sobre características de um veículo apto a se aventurar por trilhas e sobre os mais comuns sistemas de tração para veículos 4×4.
Nos veículos mais modernos — e em praticamente todos os modelos novos atualmente em linha no nosso mercado — além dos sistemas puramente mecânicos temos o incremento dos recursos eletrônicos que auxiliam o sistema de tração 4×4, trazendo ainda mais capacidade de tração, auxílio ao condutor, monitoramento e recursos adicionais. E são recursos bastante interessantes e que merecem ser conhecidos mais de perto.
Antes de falarmos deles propriamente, sempre é interessante abordar a questão — sempre tão polêmica e sem que haja uma única verdade — sobre as vantagens e desvantagens da eletrônica embarcada, especialmente nos veículos que são desenvolvidos para utilização em situações críticas, regiões inóspitas etc.
Começo a abordagem com uma verdade inquestionável: os sistemas eletrônicos — e mecânicos também — verdadeiramente não “gostam” de água, lama, poeira etc. Por isso mesmo, esses sistemas sempre são protegidos contra essas agressões — tanto elétricos/eletrônicos quanto sistemas mecânicos. Então, sempre é importante entender em que grau a presença da eletrônica e/ou sistemas mecânicos complexos podem — ou não — comprometer sua aventura. E qual a capacidade de sobreviver à essas condições severas de uso.
A abordagem desse texto é descrever os sistemas eletrônicos, sua interação com os componentes mecânicos do veículo e suas vantagens para, principalmente, aumentar a capacidade de transposição de obstáculos e terrenos difíceis. Tenha em mente que, em situações extremamente severas, muitas vezes esses sistemas podem não desempenhar tão bem ou, até mesmo, sofrer panes. Nesses casos, o importante é entender se a falta desses sistemas pode ou não comprometer sua aventura etc. Lembre-se que a maioria dos recursos que vamos abordar no texto existem, basicamente, para incrementar a capacidade do veículo para além do que os recursos puramente mecânicos são capazes de fornecer. Assim, a falta deles faria, a grosso modo, que o veículo voltasse, digamos, a ter a capacidade “básica”, sem o tal incremento. Ou seja, se você “perder” determinados incrementos apenas deixa de ter suas vantagens. Mas, mesmo assim, ainda seria possível prosseguir sua aventura e “chegar do outro lado”.
Outro fator interessante para entendermos, antes de abordarmos os recursos, é que os modernos sistemas atuam, na verdade, em conjunto com diversos outros sistemas dinâmicos do veículo (por exemplo, controle de estabilidade). Hoje em dia os veículos possuem sensores (acelerômetros) que conseguem “informar” para os sistemas eletrônicos se o veículo está andando, parado, com aceleração lateral, qual a intensidade (força G), subindo, descendo etc., ou seja, o movimento “real” do veículo.
Além disso, os mais modernos sistemas de atuação ABS (anti-blocking brake system, sistema de freio anti-travamento) também tem capacidade de exercer pressão de frenagem, ou seja, a grosso modo eles “sabem” frear o veículo “sozinhos”. Sistemas como o EBD (electronic brake force distribution, distribuição eletrônica das forças de frenagem) ou EBA (emergency braking assistance, assistência em frenagem de emergência) atuam com maior ou menor pressão de frenagem conforme se faça necessário, frente à alguma determinada situação detectada pelos “módulos” e que “comandam” os freios.
ETC – electronic traction control, controle eletrônico de tração
A primeira coisa a entender aqui é a diferença de atuação entre um controle eletrônico de tração para uso on-road e para uso off-road.
Tudo começa da mesma forma: o veículo percebe que alguma das rodas está patinando (sem aderência) em relação à outra roda no mesmo eixo.
Quando essa situação é detectada no uso on-road, o veículo “corta” o torque do motor e aplica “freio” na roda que está patinando. Dessa forma, o torque já “reduzido” será enviado, via diferencial, para a roda que tem mais aderência. E, assim, a tração retorna ao veículo.
Se a situação acontece em ambiente off-road (o veículo “sabe” que está “fora-de-estrada”, por exemplo, se a tração 4×4 ou a reduzida está acionada) você precisa retomar a tração, mas, sem perder “embalo e torque”. Então, o sistema atua “apenas” segurando a roda que está patinando, mas, sem “cortar” o motor. Muitos veículos também alteram a “sensibilidade” do ETC entre os modos on-road e off-road. Ou, ainda, em função de outros parâmetros (veja mais abaixo, por exemplo, sobre Seletor de Terrenos).
Portanto, na situação off-road, quando qualquer roda “perde” aderência, o veículo consegue “compensar” essa diferença aplicando freio na roda que está sem aderência. Os sistemas mais modernos conseguem “dosar” muito bem a pressão de frenagem aplicada, assim, conseguem segurar a roda, mas sem travá-la. Isso permite mais desenvoltura e capacidade de passar por essas situações. Eles “quase” emulam um bloqueio mecânico de diferencial, quando ambas as rodas de um eixo de tração recebem o mesmo torque.
E, sempre é bom ressaltar, num veículo 4×4 o ETC atua nas quatro rodas. Num veículo 4×2 a atuação se dará apenas no eixo de tração.
HDC – hill descent control, controle de descidas íngremes
As descidas íngremes sempre são situações críticas. Sempre! Para um veículo “descer” — e segurar toda sua massa — sempre é mais complicado do que o movimento contrário, ou seja, subir. E essa situação fica ainda “muito” mais complicada se estivermos falando de uma descida íngreme “lisa”, com pouco ou nenhum grip, aderência.
Sem auxílio eletrônico, a técnica de descida é utilizar a reduzida, usar uma 1ª marcha e utilizar o freio-motor para “segurar” o veículo, não utilizando freio (ou utilizando muito pouco, apenas para moderar a velocidade). Se você segurar o veículo no freio a pressão sobre o terreno aumenta, o controle é mais difícil, pois o ideal é não “travar” o movimento das rodas.
Se o veículo é equipado com o HDC, você ainda deve utilizar a técnica da 1ª reduzida. Mas o sistema eletrônico vem auxiliar na moderação da velocidade. Ele vai (tentar) manter a velocidade do veículo constante durante a descida, aplicando freio em todas as rodas de forma “alternada”, ou seja, freando e liberando as rodas individualmente conforme a necessidade. Quando você pisa no freio a pressão de frenagem é enviada para todas as rodas, ou seja, não é possível direcionar a frenagem para cada roda individualmente e, claro, de dentro do carro seria muito difícil — para não dizer impossível — saber qual roda estaria ou não precisando de mais ou menos freio.
Essa frenagem alternada permite que o veículo, além de manter a velocidade de descida, mantenha a trajetória. Lembre-se que há “sensores” que informam ao carro o seu movimento real. Eles sabem a inclinação em que o carro está, a velocidade desejada na descida, a posição do volante e, portanto, a trajetória desejada, e a trajetória real, para onde o carro está indo. Com essas informações, o módulo de controle faz cálculos em tempo real e decide que roda frear, por quanto tempo e com qual pressão.
Nos sistemas mais modernos, a velocidade de reação do HDC é surpreendente. Nos mais antigos percebe-se uma certa demora de resposta. Na maioria dos veículos pode-se selecionar a velocidade desejada para a descida, aumentando-a ou diminuindo-a. A forma de “variar” é diferente de veículo para veículo; portanto, é imortante ler o manual e entender como isso funciona no seu veículo.
Normalmente, o HDC é acionado por um botão. Mas, ele só atua de fato se o veículo estiver inclinado (a partir de “x” %, que varia de carro para outro) e se não se estiver pressionando nem acelerador, nem freio. Se você estiver utilizando freio ou acelerador o veículo entende que você “quer” o controle e, portanto, não atua. Se você libera freio e acelerador você “entrega” o controle para o HDC, que passa a atuar. Alguns veículos alteram a cor da luz que avisa se o HDC está ligado ou atuando, outros mostram graficamente. Os fabricantes têm diferentes métodos para informar o condutor.
Tradução:
1 – Com 10% de inclinação do terreno, o HDC intervém, mantendo a velocidade do veículo
2 – Com o aumento do declive a velocidade é mantida constante, permitindo foco do motorista na direção, para melhorar a segurança
3 – O HDC mantém velocidade constante em declives acentuados
4 – Mesmo com a redução da descida para 8% por uma distância curta, o HDC continua ativo prevenindo aceleração repentina
5 – Depois do fim desse pequeno percurso o veículo continua a descida na mesma velocidade de antes
Terrain selector, seletor de terreno
Aqui cada fabricante usa uma determinada terminologia para denominar seu sistema. O que os sistemas têm em comum é a idéia de você ter um seletor onde você vai “dizer” para o veículo em que tipo de terreno você está trafegando. Sabendo qual é o tipo de terreno, o sistema vai otimizar o mapeamento de acelerador, torque, troca de marchas, sensibilidade do controle de estabilidade e controle de tração para a melhor configuração possível para as necessidades daquele terreno, de forma a manter as melhores condições de tração e aderência.
Muitos sistemas alteram um pouco os parâmetros entre a situação de a marcha reduzida estar sendo utilizada ou não. O sistema pode entender que se a marcha reduzida está acionada então é porque a situação é pior e mais crítica e, assim, pequenas alterações podem ajudar ainda mais.
Os tipos de terreno mais comumente encontrados são:
Auto/automático/padrão
Modo automático, onde o veículo “entende” o que acontece e atua nos sistemas de forma automática, tentando tomar as melhores decisões baseado nas reações.
Sand/areia
Terrenos arenosos, com baixa consistência (o carro afunda fácil) e com grande resistência – nessas condições é importante na arrancada entregar o torque às rodas de forma progressiva (as rodas girarem rapidamente pode fazer o veículo afundar na areia), as trocas de marcha devem ser feitas em giros mais elevados, o ETC deve mudar sua sensibilidade para não “segurar” demais o embalo do carro, assim como o controle de estabilidade deve evitar “cortar” o motor. Na areia fofa embalo é fundamental e o sistema vai lhe ajudar a conseguir o melhor desempenho.
Mud/lama
Terrenos lamacentos, com alta resistência ao rolamento e requerem embalo para permitir ao veículo passar pela dificuldade — em terrenos assim é importante que o veículo ganhe e mantenha o embalo para superar as dificuldades que as condições impõem e isso requer trabalhar com rotações mais elevadas no motor, trocas de marchas também com rotações mais elevadas (para não perder torque) e modificar a sensibilidade do controle eletrônico de tração e controle de estabilidade.
Rock/pedras/erosões/terrenos acidentados
Terrenos muito irregulares com pedras grandes ou grandes erosões — esse é o tipo de situação onde o veículo é exigido ao máximo. As suspensões trabalham no limite, buscando o melhor contato com o solo, o torque é fundamental, pois, em regra, se anda em muito baixa velocidade buscando a melhor aderência e melhor tração. Por isso mesmo, na maioria dos veículos, esse modo só pode ser habilitado com a utilização da marcha reduzida, pois apenas assim se consegue o máximo de torque possível e andar em baixa velocidade. O sistema de controle eletrônico de tração é colocado em sensibilidade máxima para evitar qualquer escorregamento das rodas.
Snow/neve/grama molhada/terrenos com baixa aderência
Terrenos com muito baixa aderência, onde as rodas possuem uma enorme facilidade em patinar pela falta de atrito — nessas condições a entrega de torque às rodas deve ser feito de forma extremamente progressiva. Para isso as trocas de marcha são feitas em baixa rotação e se privilegiam as marchas mais altas (por exemplo, é muito comum que o veículo arranque em 2ª marcha, em vez de sair em 1ª), o mapeamento do motor e acelerador é programado para não permitir elevação de rotações repentina etc. O controle de tração é programado para agir rapidamente, embora de forma progressiva.
Veja vídeo que demonstra o sistema Terrain Response de um Land Rover Discovery 3, com legendas em português.
Off-Road cruise control, controle de velocidade de cruzeiro no off-road
Pense num sistema como HDC, mas que vai além e consegue manter a velocidade do veículo durante subidas e descidas (e, claro, no plano também), em trechos de erosões e outros obstáculos off-road. Esse é um sistema inovador, que é chamado de off-road cruise control e que permite que o motorista se concentre apenas em “direcionar” o veículo, a progressão e cuidado com o acelerador é assumido pelo sistema de auxílio.
Além do que o HDC é capaz de fazer, nesse caso ele vai gerenciar o torque, a melhor marcha, quanto de acelerador aplicar etc. Dessa forma, ele monitora constantemente todas as funções do carro, integra-se ao controle de tração e outros recursos para gerenciar as condições de aderência e tração. E, além disso, pode estar integrado ao Seletor de Terrenos para tomar as melhores decisões entre aceleração e frenagem.
Para os puristas e antigos do off-road (como eu) ainda é mais divertido ter todo o controle da situação. Alguns nem mesmo curtem muito os controles de tração e estabilidade (esse já não é o meu caso). Mas, para os iniciantes é bastante interessante esse tipo de recurso para ajudar a superar terrenos mais complicados, principalmente, erosões em subidas e descidas íngremes, pois você se concentra apenas em posicionar o veículo da melhor forma possível.
Veículo de referência: Jeep Cherokee Trailhawk – veja o vídeo de quando testei esse recurso!
Suspensão pneumática
Esse, na verdade, é um recurso mais mecânico do que eletrônico. Mas que depende totalmente da eletrônica para um bom funcionamento. Para o uso off-road, a principal vantagem da suspensão pneumática é poder variar a altura do veículo em relação ao solo.
Quase todos os itens num veículo que o melhoram no off-road acabam, no sentido oposto, o tornando pior para situações on-road. E essa é uma grande verdade para a altura do veículo em relação ao solo. Como regra, quanto mais vão livre (distância da parte de baixo do carro em relação ao solo) ele tem, melhor vai passar por obstáculos e terrenos ruins. No entanto, como sabemos, quanto mais alto mais instável ele fica, pois, o centro de gravidade fica muito elevado.
Então, uma ótima medida é uma suspensão que pode variar a altura do veículo conforme o seu tipo de uso. Está em situação on-road, uma altura “normal” para um veículo. Vai para o off-road é hora de levantar a suspensão, ganhar alguns bons (e muito importantes) centímetros de vão livre e se aventurar.
E esse é um trabalho que as suspensões pneumáticas fazem. Tudo começa com a substituição das molas puramente metálicas, feitas de aço, por molas pneumáticas. A grosso modo são como “bolsas” de ar que mudam de “tamanho” conforme a pressão de ar que seja enviada para seu interior. Mais pressão, o veículo sobre. Menos pressão, o veículo desce. Claro, não é tão simplista assim, pois, também tem a questão de enrijecer a suspensão etc.
A parte eletrônica entra para controlar a “altura” do veículo, saber em que posição cada roda está, controlar a pressão do sistema. É um recurso muito, muito interessante. Você consegue manter o veículo com bom desempenho em situações conflitantes (on e off-road).
Veja no vídeo abaixo descrição do sistema Quadra-Lift de um Jeep Grand Cherokee.
Bloqueio de diferenciais (central, dianteiro e traseiro)
Outro exemplo de integração de um recurso mecânico com controle/acionamento eletrônico. Alguns veículos em suas versões topo de gama possuem a opção de bloqueio de diferenciais com acionamento eletrônico.
O mais comum é o bloqueio do diferencial central (quando o veículo tem tração integral). Muitas vezes, o acionamento do bloqueio do diferencial central é decidido de forma automática pelo módulo de controle, sem que haja intervenção do motorista. O bloqueio do diferencial faz com que o torque seja distribuído igualmente para cada lado do diferencial evitando que se perca tração quando uma das rodas ou eixo estiver patinando.
E alguns poucos veículos ainda possuem bloqueio do diferencial traseiro (mais comum) e do diferencial dianteiro (mais raro). Na maioria das vezes, esses bloqueios são selecionáveis pelo motorista, ou seja, ele decide se aciona ou não. No entanto, o sistema costuma decidir, através de alguns parâmetros, o momento de desligar esses bloqueios, para evitar que o motorista, esquecendo de fazê-lo, coloque os sistemas mecânicos em condições severas de uso com por exemplo, querer fazer curvas com os bloqueios acionados, que causaria danos aos diferenciais.
Quando é permitido o acionamento dos bloqueios pelo condutor, normalmente temos botões de acionamento e indicação no painel.
Veículos de referência: Jeep Cherokee Trailhawk, Land Rover Discovery, Mercedes-Benz Classe G, Ford Ranger
Barra estabilizadora desconectável
Mecanicamente, as barras estabilizadoras que comumente existem nas suspensões de quase todos os veículos, estão lá para melhorar a estabilidade do veículo, fazendo com que o veículo não incline excessivamente em curvas. E isso é ótimo.
Mas, mais uma vez, o que é bom no on-road não é bom no off-road. As barras estabilizadoras acabam por travar o curso das suspensões, ou seja, o movimento que as rodas são capazes de fazer entre a posição mais baixa e mais alta é menor. Dessa forma, o veículo tem menor capacidade de manter as rodas no chão.
Uma boa solução é, então, desconectar a barra estabilizadora no uso off-road. Isso pode ser feito através de um sistema mecânico até mesmo simples. Mas dá trabalho e é pouco confortável — imagine o veículo todo sujo de lama e você decide que é hora de desconectar a barra estabilizadora: desestimulante, certo? No sistema com atuação eletrônica você apenas aperta um botão e, bingo, não tem mais barra estabilizadora. E a suspensão trabalha livre e com maior articulação. Além disso, o sistema eletrônico não vai esquecer de conectar a barra estabilizadora quando a situação off-road terminar e você voltar a alcançar velocidades maiores, onde as barras estabilizadora passa a ser desejável e é um incremento de segurança.
Veículo de referência: Jeep Wrangler versão Rubicon (não comercializado no Brasil). Veja o vídeo com o sistema de tração, controles eletrônicos e barra estabilizadora desconectável (em inglês).
Monitoramento e informações
Todos esses sistemas eletrônicos interligados permitem que o veículo tenha total controle sobre o que acontece. Então, por que não apresentar essas informações ao condutor?
Assim, alguns veículos possuem uma verdadeira central de informações, onde é possível saber os recursos que estão acionados (HDC, Controle de Estabilidade Off etc.), o tipo de terreno em que se está trafegando (no caso de haver Seletor de Terrenos), posição das rodas em relação à altura do solo (quando há suspensão pneumática), entrega do torque entre os eixos (se o bloqueio do diferencial central está ou não acionado) etc.
Com essas informações, o motorista pode tomar melhores decisões, entender melhor a situação pela qual o veículo passa e outros dados. Ou seja, essas informações podem — e devem — ser utilizadas para melhorar o desempenho de condução, levando o veículo a superar obstáculos ainda mais difíceis e, principalmente, com mais segurança e integridade. Além de ser algo divertido e interessante!
Veículo de referência: Land Rover Discovery 3/4
Conclusão
A inclusão cada vez maior de eletrônica embarcada nos veículos pode, também, trazer bons e interessantes benefícios para a utilização off-road. Os recursos que apresentamos aqui, que são os mais comuns existentes hoje em dia, servem para auxiliar o motorista a se aventurar, mesmo não sendo experiente ou não tendo os devidos conhecimentos. Lembre-se sempre que a condução de um veículo em situação fora-de-estrada requer outras técnicas e conhecimentos, diferentes daqueles necessários para condução urbana e rodoviária. Eles estão lá, também, para permitir que o veículo tenha ainda mais capacidade de transposição de obstáculos, otimizando a tração e a aderência.
Muitos puristas contestam sobre maneira a inclusão de eletrônica em veículos off-road. Um argumento comum é que são sistemas mais suscetíveis a falha em função de água, lama etc. Como sabemos, componentes eletrônicos (e mecânicos também) não “gostam” dessas situações e sofrem nessas condições. No entanto, os sistemas são projetados para sobreviver à essas situações em intensidades e amplitudes normais. Claro, um veículo carregado de eletrônica que tenha que trafegar por muitos quilômetros num alagado com um metro de profundidade pode não suportar. Mas essa não é a utilização normal desses veículos. O público consumidor-padrão está longe desse tipo de uso.
E mesmo veículos puramente mecânicos requerem muita preparação para suportar condições tão severas. Então, é sempre importante entender a proposta dos sistemas dentro do contexto de sua utilização. Além disso, certos recursos são sim muito bem-vindos por acrescentar novas capacidades aos veículos e aumentam a segurança em situações difíceis.
Nos vemos na próxima.
Abraços 4×4
LFC
Nota: os recursos citados, as nomenclaturas, as siglas e os veículos mencionados são aqueles mais comuns e de maior conhecimento do auto
