google.com, pub-3521758178363208, DIRECT, f08c47fec0942fa0 ÂNGULOS E SEUS EFEITOS - AUTOentusiastas Classic (2008-2014)

ÂNGULOS E SEUS EFEITOS

Foto: autoshow.uol.com.br


Semana passada e início desta o assunto cambagem positiva foi bastante discutido e suscitou enorme interesse dos leitores. Gostaria de compartilhar com vocês um pouco do que aprendi esses anos todos tanto por lhes ser útil quanto por ser um tema apaixonante.

O carro de foto é uma Variant II e está aí só para que se veja como a roda dianteira direita está positiva em cambagem. Quando as rodas forem colocadas retas em frente esse excesso de cambagem positiva desaparece. Por que? Porque ele produzido exclusivamente pelo cáster pronunciado.

A Variant II teve problema de estabilidade direcional no desenvolvimento e a solução foi dar mais cáster, eliminando  a instabilidade. Mas ficou o efeito colateral de mudar bastante a cambagem quando as rodas são esterçadas -- a interna à curva fica  bem positiva e a exterma, negativa.

Quem usa esse recurso de promover estabilidade direcional via cáster acentuado é a Daimler. Quando você tiver chance, observe como em qualquer automóvel Mercedes-Benz as rodas bem esterçadas  fazen a roda interna ficar positiva e  a externa, ao contrário.

Se você quiser visualizar bem o efeito, pegue uma dessas bolachas de chope  ou descanso de copo e prenda nela, com fita adesiva, um lápis, assim:


O lápis representa o pino-mestre do qual o Milton falou, o eixo em torno do qual a roda esterça. Agora brinque de esterçar. Primeiro, com  o lápis na vertical, como no caso de cáster zero. Depois incline o lápis e note como a cambagem muda ao esterçar a roda.

No primeiro desenho do artigo do Milton ele assinala em vermelho, como "A", a distância entre o prolongamento do eixo de direção imaginário quando chega ao solo e o centro do pneu. Essa distância se chama raio de rolagem. Como ele está para dentro do pneu, ele é positivo. Poderia estar para fora e nesse caso se chamaria raio de rolagem negativo. Qual a importância do raio de rolagem?

O raio positivo produz o efeito de a roda querer abrir, esterçar para fora, em razão do movimento do veículo para a frente. Com o raio negativo a tendência da roda é fechar. O raio negativo foi idealizado pela General Motors e aplicada ao Oldsmobile Toronado, de 1966, de tração dianteira, e possibilitou além da direção mais estável sob potência, os dois circuitos hidráulicos de freio dispostos em diagonal,  e não dianteiro-traseiro, para sempre se contar com freio numa das rodas dianteiras em caso de falha hidráulica num circuito.
A aplicação de freio "desequilibrado" não ocasiona puxada para o lado, pois o raio negativo de rolagem se encarrega de compensar a força assimétrica.

De lá para cá o mundo adotou o raio negativo de rolagem, começando no Brasil com o Passat, em 1974. Hoje todos os carros fabricados no Brasil, à exceção do Uno e da Kombi, têm raio de rolagem negativo. Veja essa explicação da VW, que um leitor, o Leonardo Siggia, de São Paulo, acabou de me mandar:

(Clique para ampliar)


A solução do raio de rolagem negativo trouxe um efeito colateral benéfico. Como é preciso inclinar bastante para dentro o eixo de direção, para que seu prolongamento imaginário caia fora do centro do pneu,  a direção fica bem estável, pois essa inclinação faz o carro levantar quando as rodas são esterçadas: a força da gravidade é que ajuda a dar a estabilidade direcional, inclusive promovendo o retorno da direção após uma curva.

A desvantagem dessa forte inclinação do eixo de direção é que ambas as rodas ficarem bem positivas à medida que aumenta o esterço. Não adiante quase nada, numa saída de frente, esterçar mais. É por isso que os pilotos experientes ajustam seus carros de corrida de tração dianteira de modo a fazer as curvas com a direção praticamente reta.

O raio negativo requer atenção quando dos diagnósticos de problemas. Por exemplo, se ao frear o carro de raio negativo a direção puxar para a direita, é o freio dessa roda que atuou menos que o da outra, e não mais, como no caso do raio de rolagem postivo.

Receio do negativo
Os engenheiros tinham certo receio da cambagem positiva. Achavam, por exemplo, que a cambagem positiva fazia a roda querer "entrar" no seu eixo, eliminando esforço adicional no rolamento de roda que pudesse levar a roda a se soltar. No caso Auto Union P-Wagen da antes da Segunda Guerra Mundial, de motor traseiro central e suspensão traseira por semi-eixos oscilantes, se impusessem cambagem negativa atrás, pouco que fosse, o comportamento do carro passaria de sofrível a bom ou mesmo excelente.

A cambagem é de fundamental importância para o comportamento do carro. Em circuitos com curvas para o mesmo lado sempre, costuma-se deixar a roda interna positiva e a externa, negativa. Na reta  o carro puxa bastante para o lado interno, é até preciso segurar o volante com alguma força. Corri uma vez a 500 Quilômetros de Interlagos, com Opala, só no anel externo, é bem curioso. Os carros da F-Indy são ajustados assim também.

Por falar em ângulos da rodas, a maioria dos carros atuais só ajustam convergência dianteira. Eventuais diiferenças de cáster e cambagem indicam deformação por impacto em buraco ou obstáculo lateral. Em geral as oficinas e centros automotivos conseguem restabelecer os ângiulos fora por meio de força hidráulica, mas não é aconselhável. O ideal é substuir as peças deformadas. 

A exceção é o eixo traseiro em que a ponta de eixo é aparafusada ao corpo, em que se pode perfeitamente interpor calços entre a ponta e o corpo  para acertar os ângulos. É, inclusive, técnica de competição.

Um cuidado a tomar ao medir e alinhar as rodas é lastrear o veículo conforme indicado pelo fabricante. Isso é fundamental e poucos profissionais se preocupam com isso. Só nos alinhadores de última geração é que o software considera a altura do veículo em relação solo e determina os ângulos correspondentes àquele altura.

Mas esses equipamentos ainda não estão totalmente difundidos. Por isso, insista na questão do lastro na próxima vez que mandar fazer alinhamento.

BS
(Atualizado às 20h30, inclusão de gráfico)

36 comentários :

  1. Muito interessante a explicação, e mais interessante ainda a utilização da Variant II para ilustrar a questão, talvez o mais incompreendido (e mais estável) VW com motor refrigerado a ar produzido no Brasil. Um dia ainda ponho uma dessas para correr na Classic Cup em Interlagos...

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  2. Bob,
    Voce poderia recomendar uma boa oficina de alinhamento em SP, com este equipamento de última geração?
    Quanto a essa questão de camber, porque os Escorts MK4 vinham com camber positivo?
    Como eu faço para calcular os novos parâmetros de alinhamento a serem empregados após rebaixar levemente o carro (com o uso de molas importadas e amortecedores com curso compatibilizado)?

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  3. Marcelo Augusto22/05/2010, 22:42

    Nos carros da GM é recomendado lastrear para alinhar ou conferir os valores, seja de cáster, cambagem ou convergência. Nos carros da Peugeot você tem que tracionar, baixar o veículo na medida indicada pelo fabricante.

    Moral da história, quem tem carros destas marcas (pode haver outras que também exijam) é torcer para evitar danos que levem a afetar as medidas, e, caso ocorra, é melhor deixar como está. Pois vão ajustar errado mesmo, inclusive nas concessinárias e nos que se dizem especialista, que até falam mal dos centros automotivos mais simples.

    Errado por errado fica como está. E tem gente (pra não dizer o Brasil todo) jogando dinheiro fora nestes (de)serviços periodicamente.

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  4. Parabéns Bob, vc sim manja do negócio.

    McQueen

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  5. Bob, se voce me permite: outra vantagem associada ao binomio raio de rolagem negativo / circuito cruzado de freios, além da maior estabilidade: em veículos com distribuição tipo 65% / 35% (típico de tração dianteira com um ocupante) em caso de falha do circuito dianteiro a potencia frenante remanescente seria muito pequena (grosseiramente pode-se estimar em torno de 35% da normalmente disponível), além de ser uma frenagem instável. Já no circuito cruzado em caso de falha de um circuito além da maior estabilidade ainda teríamos algo em torno de 50% da potencia frenante original.
    Nos veículos de tração traseira, em geral com uma distribuição mais equilbrada de massas (60%/40%, 58%/42%,..), esse problema de potencia frenante remanescente em caso de falha é um pouco menos sentido.

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  6. Achille,
    Claro, é exatamente isso, foi o que eu quis dizer com sempre ter freio numa roda dianteira. Só não falei nas porcentagens. Mas sabe qual é o melhor duplo-circuito de todos? O dos Ladas Laika e Niva. Um circuito é dianteiro e traseiro, outro é só dianteiro. Se não me engano, os Land Rovers também têm essa disposição. A pior condição nesse caso é ficar sem freio atrás. Um alerta que tenho dado para as pessoas que têm carros antigos é não passar a duplo-circuito e dispor as linhas diagonalmente, pois seria imperativo haver raio negativo de rolagem. Se não, em caso de falha em um circuito o caro ficaria muito difícil de controlar.

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  7. Mais uma explicação fantástica do Bob Sharp, que além de saber tudo tem essa paciência toda de nos trazer um texto didático de profissional que é.

    A Variant II, tínhamos duas na cidade, ambas de pais de amigos meus.Uma delas foi destruída num acidente dentro da cidade, o motorista perdeu o controle e numa curva que todo mundo fazia flat por aqui.

    Com a explicação do Bob sobre ela ter muito cáster, pode ser que o motorista,inexperiente, tenha dado muito comando no volante ao entrar na curva , ela soltou a trazeira e entrou no pendulo-que terminou por jogá-la DE TETO num poste.

    Bussoranga, o Escort 1.8 16v tem CONVERGÊNCIA ,é levemente positivo.Toda vez que vai alinhar,tem que pedir para o operador esquecer o que diz o computador, e deixarem 1 a 2 mm negativos.Tudo melhora.

    Bussoranga, o Ford Verona praticamente não tinha valor de cambagem. Nem o 1.6 CHT nem o 1.8 AP. Ambos eram ótimos,desde que não tivesse curva pela frente...

    Bob, carros esportivos de série como o antigo Honda Civic VTI e a última geração do Gol GTI 16v vem calibrados de um modo que a gente curva com o volante quase reto,praticamente se faz a curva controlando onde coloca-se o peso do carro. O limite deles é bem acima de um carro normal

    Com leves ajustes na geometria, é possível fazer isso no Punto T-Jet.

    Bob, essa tecnologia russa da Lada trouxe de volta o Kubica e o FG à vida :D

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  8. Alexei,
    Mais coisas do Lada Laika: tambores traseiros de alumínio e aletados, tanto para melhor arrefecimento do freio quanto para reduzir a massa não suspensa do eixo rígido; e a barra Panhard enorme, muito maior que a do Opala, por exemplo, para menor interência com o posicionamento do eixo em relação ao monobloco possível. Aliás, ao dirigir um Laika têm-se a sensação de que a Gina Lollobrigida e o Vittorio de Sica são passageiros...Essa de trazer à vida o FG e o Kubica foi d+...

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  9. Anonimo,
    Obrigado, mas ninguém é tão sábio que não possa aprender...Viver é aprender.

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  10. Bussoranga,
    Não conheço mas vou falar com amigo que é diretor da Panambra, que importa esses alinhadores de última geração (vi um em demonstração na estande deles na Fenatran do ano passado) e informo a você e aos outros nesse espaço. Ele há de saber onde existe um desses equipamentos em uso.
    O processo de definição dos ângulos das rodas é longo e sobretudo experimental, embora hoje o comptudador ajude muito e permita definir o comportamento do carro antes que ele exista. No caso do Escort que você pergunta a determinação de cambagem positiva certamente obedeceu a pressupostos que os engenheiros desejassem que o carro tivesse. Só para dar um exemplo, ao rolar numa curva, a roda externa dianteira tender a ficar negativa. Tudo é questão de dosagem.
    No seu caso, não tenho como lhe dar o caminho das pedras para rebaixar, mas uma coisa é certa: rebaixar só na mola aténde a finalidades estéticas apenas. Em geral piora. Por exemplo, se as barras de direção saírem da horizontal, o esterçamento por rolagem (roll steer) logo aparece. Em carros corrida abaixa-se a caixa de direção para que as barras continuem horizontais com a altura de rodagem menor.
    Um conselho no seu rebaixamento "de rua": não ultrapasse os 10 mm de altura a menos.

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  11. É importante contar com circuito em diagonal. Agora, é muito provável não fazer uso desta vantagem por toda uma vida de motorista.

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  12. a variant II era a maior tranqueira, não sei que estabilidade é essa que algumas pessoas mencionam, além de ser difícil encontrar uma oficina capaz de acertar a geometria dessa viatura

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  13. Anonimo,
    E mesmo difícil isso ocorrer, mas tive uma perda de linha hidráulica num Ka de teste em 1996.

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  14. bom seria se essa Variant II tivesse sido feita a perua do passat.

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  15. Falando sobre correção de cambagem e convergência/divergência, há um tempo atrás eu percebi que o Astra do pai estava com os pneus dianteiros gastos na parte interna, como se estivesse com cambagem negativa e/ou divergência excessiva. Ele mandou o carro num auto center Dpaschoal e foi feita revisão de alinhamento/geometria. Esse processo é correto, ou eu deveria procurar avariar no sistema de direção/suspensão provenientes de algum impacto em buraco?

    Graças a Deus esse blog existe.

    E viva a Lada, que há 30 anos atrás já fazia as coisas da maneira certa.

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  16. Tio Bob,os Bimmer tb são partidários do cáster positivo agressivo, alemão não gosta de ver carro escorregando de frente em alta,aqui no Brasil o Chevette e o Gordini tb tinham cáster acima de 5 graus,tive uma Variant II, faltava motor mas o que fazia de curva era uma grandeza,sempre levantando a roda dianteira interna no limite,e ao contrário do que o amigo falou,nunca tive problemas de alinhamento ,ainda mais que basicamente era a suspensão dianteira do passat e a suspensão traseira da Clipper,rodas traseiras sempre um pouco negativas, e a maciez da direção?parecia assistida....Qdo a ford lançou o escot ztec em 97 uma das mudanças foi adiantar as balanças inferiores,com isso aumentou o cáster e melhorou muito a estabilidade dianteira do Escort,mas qdo tem tração dianteira não dá para fazer milagres....

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  17. Lada!?!?!?!?!?!
    sem comentários...

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  18. e as orelhas do Juvenal, tem cambagem negativa ou positiva, afinal?

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  19. Maluhy, na época e no lugar que morei, o alinhamento nunca ficava bom e talvez isso tenha afetado minha percepção de estabilidade desse veículo.

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  20. Bob,
    Implementei raio negativo de rolagem num carro antigo meu (Corcel luxo 74). O resultado foi excelente! O método foi inicialmente simples: mandei fazer rodas maiores. As originais são 13"x5", e as novas são 15"x7". Como eu mandei fazê-las sob medida, eu pude escolher qual offset eu queria. Como aumentei bastante os pneus (de 185 para 205) mas mantendo o perímetro, eu esperava que a direção fosse ficar pesadíssima. Porém, como reduzi bastante o offset durante a confecção das rodas, consegui o raio de rolagem negativo.
    A parte não tão simples é que eu tive que fazer diversas outras alterações na suspensão, como colocar o máximo possível de caster (tudo é ajustável nesse carro) e mudar o camber de +0.5 para -0.5.
    Voce mencionou também que os braços de direção devem ficar na horizontal. Bem, no carro original não ficava! Mas agora fica, e o resultado foi excelente. O rebaixamento empregado foi em torno de 40mm na dianteira, e cerca de 20mm na traseira. Em ambos os casos, molas com constante elástica 60% , pois as originais são extremamente moles. Amortecedores com 30% a mais de carga.

    Agora tenho outro problema: quero rebaixar um pouco um carro moderno (Vectra B) e não quero fazer isso por motivos estéticos. O meu motivo é simples: restaurar os parâmetros originais de suspensão do Vectra alemão original. Acontece que eu já passei por vários Vectras, todos 100% originais, e um deles era os 10cm que voce disse mais baixo que os demais. Mas um dos que eu tenho agora é exatamente 10cm mais alto do que os demais. Então 20cm eu sei que posso abaixar, pois este que era 10cm mais baixo tinha uma estabilidade absurdamente melhor que os demais. Era ridiculamente fácil fazer ultrapassagens em curvas!
    Sei que o Vectra alemão é mais baixo que estes 20cm que eu busco, e o Vectra OPC é mais baixo ainda. Como eu faço para descobrir o que mais devo alterar?

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  21. Larga de frecura

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  22. esse bussoranga paga de intelectual mas é o maior BDV (boy de vila)
    fica colocando aro 15 e tala larga num corcel 74, deixa o corcel do vovô em paz, óme!

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  23. Uns 4 anos atras eu vi um Chrysler 300 estacionado com a direção esterçada e me impressionou como a cambagem da roda de dentro estava positiva.
    Agora que vc mencionou o Mercedes é que eu entendi, o 300 é derivado de plataforma Mercedes nos tempos da união das empresas, nesses detalhes é que a gente vê essa mistura das empresas.

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  24. André Resende24/05/2010, 14:12

    Não me meto mais a besta com vocês. Estou mais por fora que bunda de anjo!Dexa eu voltar pra minhas panelas...

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  25. André Resende24/05/2010, 14:12

    Não me meto mais a besta com vocês. Estou mais por fora que bunda de anjo!Dexa eu voltar pra minhas panelas...

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  26. molas cansadas, AuAu!

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  27. Bob,

    Excelente post! Muito elucidativo!

    Então surgiu a dúvida (rs*)... acho que eu já fui um "BDV"... deixe-me contar minha "aventura"...
    Tive um Gol 97 turbinado (5 anos atrás), que eu tive que "rebaixar", foi a única maneira que encontrei para conseguir que o carro tracionasse e arrancasse reto.

    original 88cv/13,2mkgf
    turbo 208cv/30,5mkgf

    Imagine só! Logo após montar o kit, ainda com a suspensão original, o carro parecia que era apaixonado por postes... praticamente sem controle, só não arrancava reto... rs*
    Após cortar (tenho até vergonha de contar isso) 2,5 elos das molas dianteiras e 2 das molas traseiras, colocar amortecedores com mais carga e hastes mais curtas, buchas de suspensão de poliuretano, adicionar uma "barra estabilizadora" (dois vergalhões soldados que amarravam o "quadro" do golzinho) e rodas de ferro, aro 15" do Astra (uma boa redução de offset), o carro ficou com um comportamento muito bom! As alterações foram feitas aos poucos, mas ao final eu tinha um carro bem acertado. Sem muitas vantagens em relação ao original em relação ao limite de fazer curvas, mas eu tinha um carro com tração para a nova potência/torque.

    Na época, eu confiei no mecânico do centro automotivo, lugar onde muitos "BDVs" solicitavam este tipo de alteração e confiei ainda mais na minha percepção e o resultado final ficou bem confiável. Mesmo com todo aquele incremento de potência, o carro nunca me pregou nenhum susto.

    Bob, por favor faça sua crítica em relação a esta alteração, mesmo pobre em detalhes, dá pra ter idéia da alteração na geometria?

    Abraços

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  28. Detalhe Bob, nesta bizarra, mas muito comum modificação, o mecânico acertou a cambagem "daquele jeito" (força hidráulica)... medo! "podexá que eu ponho no gabarito"...rs*

    O foco da alteração foi enrijecer a suspensão, eu sei que isso não se faz, na época eu li o BCWS procurando por uma solução melhor, mas não havia um mísero kit de molas esportivas disponível para este carro e cortando a mola diminui sua elasticidade, correto? Era o que eu queria, aliás a mola foi cortada duas vezes para chegar na rigidez necessária para manter o carro no chão.

    Relendo o texto, tentei analisar o que foi alterado na geometria da suspensão. Só consegui visualizar que o raio de rolagem ficou mais negativo, logicamente além da altura.

    Inclusive, lembro que este carro tinha um comportamento esquisito antes da alteração, ao esterçar o volante, o mesmo não "voltava" como deveria. Talvez por alguma deformação que deixava o raio de rolagem mais positivo, ou melhor, menos negativo...

    Bob, apesar de ter feito uma modificação não aconselhável naquele carro, o meu raciocínio sobre a geometria está correto?

    Abs

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  29. Alguém aí nos (eu e Aun) ajude a sair do vácuo... ficamos presos... Houston, we've had a problem!

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  30. awesome blog, do you have twitter or facebook? i will bookmark this page thanks. lina holzbauer

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  31. Bob, você sabe o motivo de o ângulo de caster das motos custom ser tão menor do que os das motos esportivas? E por que com o raio negativo de rolagem causando a tendência das rodas esterçarem para dentro o carro fica mais estável e controlável numa situação crítica? Li e reli, mas algumas coisas não dá pra assimilar de cara. É como disse: "Gostaria de compartilhar com vocês um pouco do que aprendi esses anos todos tanto por lhes ser útil quanto por ser um tema apaixonante." São anos.

    Renan Veronezzi

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  32. Renan
    O motivo, na parte do cáster, é certamente atender o compromisso estabilidade direcional x maneabildade da motocicleta. A questão do raio negativo de rolagem é para atender às situações de atrito diferente sob as rodas dianteiras ou ao se atingir algum obstáculo com a roda. Com raio de rolagem positivo a roda com mais atrito ou que golpeie um obstáculo tende a abrir, pondo o carro numa situação instável Com raio negativo a tendência da roda é fechar, anulando o efeito das forças assimétricas, caso também de um esvaziamento súbito (estouro) de um pneu. Foi graças também ao raio negativo de rolagem que os dois circuitos hidráulicos dos freios puderam ser dispostos em diagonal, assegurando estabilidade direcional em caso de falha hidráulica em um dos circuitos.

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    Respostas
    1. É um assunto muito legal e gostoso de se pesquisar Bob. Ficaria mais claro se houvesse um post sobre Forças assimétricas relacionando Raio negativo de rolagem. Só uma humilde sugestão. Obrigado pela atenção.

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  33. por que a roda do meu passar alemão 1998 esterça demais?

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  34. Vc poderia me passar as medidas corretas para o fluence GT. Coloquei molas espotivas eibach q quando subiu no aparelho todas as medidas estavam fora do padrao. Fiquei desconfiado. Att

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  35. VC rebaixou o carro... Ė lógico que vai ficar tudo fora, o mecânico fez o que? corrigiu na cambagem?

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