Embora seja determinada no projeto do veículo, o ângulo de inclinação do pino mestre(KPI – King Pin Inclination ou SAI – Steering Axle Inclination.) possui valor fixo, ou seja, não é um dos parâmetros ajustáveis do alinhamento, mas merece ser explicado pela sua importância para a segurança do veículo.

King pin inclination

O princípio do KPI existe desde a ancestral dos carros, as carroças. Para que um carroça pudesse mudar de direção no eixo existia um pino, esse pino além de conceder movimentos ao eixo dianteiro, que nada mais era do que uma barra rígida na qual as rodas eram colocadas; também era o suporte de toda a carroça. Mas essa configuração não podia ser aplicada aos automóveis, pois o eixo dianteiro da carroça precisava suportar todo o chassi, carroceria, rodas e ainda permitir o movimento delas. Apenas um pino no meio do eixo não daria conta do trabalho no caso de um carro. Logo veio o princípio de ackerman, o eixo não mais giraria, passando então a ser fixo.

Então, o eixo ackerman recebeu mangas de eixo articuladas com quatro pontos de apoio. Assim o chassi poderia ficar mais próximo ao solo e as rodas teriam maior raio de esterção. O pino agora posicionava-se na vertical(0° de inclinação.), o que tornou-se um inconveniente pois a instabilidade direcional era muito grande. Finalmente com a chegada dos freio hidráulicos, a posição vertical do pino não era mais permitida, o pino passou a ser inclinado em relação a vertical.

Medido em graus, a inclinação do pino mestre é o ângulo entre a linha de centro do pino mestre e a linha de centro da roda em uma visão frontal (A linha de centro do KPI é a mesma do Caster, mas no Caster a visão é lateral.). A linha de centro do pino mestre deve aproximar-se o máximo possível da linha de centro da roda definindo o ponto de contato do pneu com o solo. Isto proporciona o mínimo de arraste do pneu em manobras de baixa velocidade, logo o esforço do motorista e do sistema de direção. A estabilidade direcional é obtida por que a inclinação do pino mestre força o retorno das rodas para a posição reta, também evita que qualquer força venha a desvia-las para a posição reta para frente. O KPI e o Caster são os fatores que influenciam na estabilidade direcional do veículo, sendo o KPI o mais importante.

Referências

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• GILLESPIE, Thomas D, Fundamentals of Vehicle Dynamics, Warrendale, Society of Automotive Engineers, 1992. 470p;
• A. CROLA, David, Automotive Engineering Powertrain, Chassis System and Vehicle Body, Oxford, Elsevier, 2009. 835p;
• GENTA, Giancarlo, MORELLO, Lorenzo, The Automotive Chassis Volume 1 Components Design, Torino, Editora Springer, 2009. 633p;
• HEISSING, Bernd, ERSOY, Metin. Chassis Handbook – Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, Germany, Vieweg+Teubner, 2011. 591p;
• SENAI, Série Metódica Ocupacional;
• Guiggiani, Massimo. The Science of Vehicle Dynamics. Handling, Braking, and Ride of Road and Race Cars. New York, Springer, 2014;
• Livro do Automóvel, Seleções do Readers Digest, 1978.