Apostila de Suspensão e direção, Notas de estudo de Engenharia Mecânica
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Apostila de Suspensão e direção, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Apostila das aula do Prof. Carlos Rodrigues de Suspensão e Direção da FEI , 11º ciclo
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Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Apresentação do Curso de Suspensão e Direção

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Critério - Provas

- Média:

M = (P1 + P2) / 2

P1 : Nota de Prova.

P2 : Nota de Trabalho.

P3 : Nota de Prova – Substitui a melhor opção.

Datas:

P1: 17.05.08

P2: 07.06.08

P3: 21.06.08

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Temas Abordados

- 1.0 – Apresentação do curso.

- 2.0 – Conceitos básicos de dinâmica veicular.

- 3.0 – Influência dos pneus na dinâmiva veicular.

- 4.0 – Tipos de pneus e suas características.

- 5.0 – Dinâmica lateral - REV

- 6.0 – Comportamento de esterçamento e seu gradiente.

- 7.0 – Velocidade crítica e velocidade característica.

- 8.0 – Dinâmica vertical - REV

- 9.0 – Influência da suspensão na dinâmica lateral.

- 10.0 – Transferência lateral de carga.

- 11.0 – Influência da cambagem no gradiente de esterçamento.

- 12.0 – Frequência natural e fator de amortecimento.

- 13.0 – “Bounce” e “Pitch”.

- 14.0 – Dinâmica longitudinal – REV

- 15.0 – Tipos de suspensão.

-16.0 – Laboratório.

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Rev. 2 – Aula 1

AULA DATA PRINCIPAIS EVENTO

1 16.FEV

2 23 FEV

3 01 MAR

4 08 MAR

5 15.MAR

6 29.MAR

7 05 ABR

8 12 ABR

9 19 ABR

10 26 ABR

11 03 MAI

12 10 MAI

13 17.MAI P1

14 31.MAI REVISÃO

15 07 JUN ENTREGA TRABALHO

16 21 JUN P3

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Revisão Bibliográfica

GILLESPIE, Thomas D.- Fundamentals of vehicles dynamics – SAE Publications.

MILIKEN, Douglas L., MILIKEN,F.- Race car vehicle dynamics – SAE Publications.

►RILL, Georg. – Vehicle Dynamics – Univesity of Apllied Sciences.

►MECHANICS OF PNEUMATIC TIRES.

NOTAS DE AULA – DISPONÍVEL EM PDF.

ARTIGOS ESPECÍFICOS.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Conceitos Básicos

-Dinâmica veicular é a parte primária da engenharia baseada na mecânica clássica focada em veículos suportados por rodas e pneus.

-Tem interação com:

- Motorista ou condutor;

- Veículo;

- Forças que regem o movimento.

- Detalhando:

- Ação de segurança e conforto.

- Redução do impacto com a superfície de contato.

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Rev. 2 – Aula 1

- OBJETIVOS: Aplicação dos conceitos básicos de dinâmica:

- Vertical - Lateral - Longitudinal

Equacionamento de métodos análiticos para determinação de conforto e desempenho.

Terminologia utilizada em dinâmica veicular.

Influência da suspensão na dinâmica vertical e na dinâmica lateral.

Geometria dos sistemas envolvidos na suspensão.

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Rev. 2 – Aula 1

A DINÂMICA VEICULAR PODE SER DIVIDIDA EM TRÊS ÁREAS

LATERAL –

EIXO (y) – Movimento / EIXO (z) – Rotação / EIXO (x) – Rotação

VERTICAL –

EIXO (z) – Movimento / EIXO (x) – Rotação / EIXO (y) – Rotação

LONGITUDINAL –

EIXO (x) – Movimento / EIXO (y) - Rotação

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

LATERAL –

- MOVIMENTO LATERAL / TRANVERSAL (y) - ROTAÇÕES: Z (“YAW”) – Guinada

X (“ROLL”) - Rolagem

- ESTABILIDADE EM CURVAS - COMPORTAMENTO NEUTRO, SOBRE OU SUBESTERÇANTE - SEGURANÇA, CONTATO PNEU-SOLO

VERTICAL –

- MOVIMENTO VERTICAL (Z) - ROTAÇÕES: X (“ROLL”) - Rolagem

Y (“PITCH”) - Afarjamento

- CONFORTO E SEGURANÇA, CONTATO PNEU – SOLO

LONGITUDINAL –

- MOVIMENTO LONGITUDINAL (X) - ROTAÇÕES: Y (“PITCH”) - Afarjamento

- DESEMPENHO EM ACELERAÇÕES - DESEMPENHO EM FRENAGEM - CAPACIDADE DE VENCER RAMPAS

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Rev. 2 – Aula 1

DINÂMICA VEICULAR

DINÂMICA

MOVIMENTO

ESFORÇOS

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

DESENVOLVIMENTO DOS MODELOS

MOVIMENTO ROTAÇÃO

MOVIMENTO RELATIVO

TRANSLAÇÃO

POSIÇÃO

VELOCIDADE

ACELERAÇÃO

ORIENTAÇÃO

VELOCIDADE ANGULAR

ACELERAÇÃO ANGULAR

DESLOCAMENTO DA SUSPENSÃO

MOVIMENTO DO SISTEMA DA DIREÇÃO

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Rev. 2 – Aula 1

ESFORÇOS

FORÇAS EXTERNAS

GRAVITACIONAL

FORÇAS INTERNAS

AERODINÂMICAS

CONTATO PNEU - SOLO

SISTEMA DE FREIOS

MOTOR / TRANSMISSÃO

SUSPENSÃO

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Rev. 2 – Aula 1

Sistema de coordenadas:

- Modelos matemáticos baseados nas leis de NEWTON

- O objetivo é descrever as relações de esforços que atuam em um sistema em relação a um referencial inercial, para tanto se faz necessário a adoção de um sistema de coordenadas.

- COORDENADAS GLOBAIS: Expressa as grandezas do movimento no referencial inercial (FIXO).

- COORDENADAS LOCAIS: Expressa as grandezas de movimento em um referencial local (PRESO AO VEÍCULO).

Embora as grandezas possam ser expressas em referenciais locais, elas são definidas em relação ao referencial inercial ou absoluto.

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Rev. 2 – Aula 1

A Dinâmica Veicular está diretamente relacionada as forças existentes e as

propriedades dos pneus.

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Rev. 2 – Aula 1

PNEU – COMPONENTE EM CONTATO COM O SOLO.

- Detalhes:

- Pneu + confortável – Perfil + alto - Perfil + alto – Dobra + curva

- Perfil + baixo - Dobra - curva - Pneu – confortável – Perfil + baixo

- Poder + tração – Profundidade – baixo - Composto + macio – Poder + tração

- Desgaste + acentuado – Composto + macio - Piso + escorregadio – Profundidade + alto

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Rev. 2 – Aula 1

PNEU – COMPONENTE EM CONTATO COM O SOLO.

- Segurança:

- Profundidade da banda de rodagem. - Desgaste anormais.

- Pressão.

- Característica:

- Nível de desempenho em seco e molhado. - Borracha de composto mais mole ou mais duro.

- Melhor conforto ou melhor desempenho.

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Rev. 2 – Aula 1

FUNÇÕES BÁSICAS DO PNEU.

- Suportar o peso do veículo

- Desenvolver forças longitudinais durante acelerações e frenagens

- Desenvolver força lateral durante esterçamentos

PROPRIEDADES VISCO - ESLÁSTICAS.

- Sistema complexo com propriedades não lineares

- Difícil modelagem matemática

- Propriedades obtidas de forma empírica

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

TIPO DE CONSTRUÇÃO.

- Carcaça diagonal: EUA - Carcaça radial: EUROPA

- O modelo radial foi gradualmente substituído pelo modelo diagonal em veículos pequenos e leves

PROPRIEDADES VISCO-ESLÁSTICAS.

- Sistema complexo com propriedades não lineares

- Difícil modelagem matemática

- Propriedades obtidas de forma empírica.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Tipos e características de pneus

- ALAPA

a. Diagonal

a. Radial

Carcaça formada diagonalmente

Cintas de aço

Cintas radiais

Ângulo entre as cordas

Ângulo entre as cordas

Cordas

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Geometria do pneu diâmetro

raio

Coeficiente de rigidez Cx, Cy, Cz

My

Fy

Mx

Fx

Mz

Fz

Fy

FxFz

Contato

Pneu - Solo

movimento

Influência dos pneus

Coeficientes de

amortecimento dx , dy, dz

Forças Fx, Fy, Fz

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Defromação do Pneu - Ângulo de Deriva

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Deformação do pneu

Rigidez Lateral: - 1A – Sem ação de força trnsversal.

- 1B – Com ação de força transversal.

1A

1B

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Parâmetro de Contorno

Fy

Variação de esterçamento

Variação de carga vertical [Fn]

Variação de solo

Variação força de tração

Raio de curvatura e velocidade constante.

Sentido

Fn

Fyp

Fx

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Parâmetro de Contorno

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Para :

Fn – Força Vertical

S – Solo

Ftr – Força de tração

Ft – Força Transversal

αe – Ângulo de Esterçamento

αe – [º]

Ft – [N]

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Deformação do Pneu

Rigidez Vertical: -Variáveis:

- Pressão de contato.

-Carga vertical.

-Velocidade de avanço.

-Pneumatic trail – Suspensão.

Pneu ComercialPneu Agrícola

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Pneu – Fora de estrada vs Estrada

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Sumário - Teste F

o

r

ç

a

d

e

t

r

a

ç

ã

o

[

k

N

]

Deslizamento [%]

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Dinâmica Lateral Representação do Vetor Velocidade

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Aceleração Lateral

-Adição da aceleração da GRAVIDADE

Em cada segundo o corpo adquire uma velocidade de 9,8 m/s

Resistência do ar ~ 0

Aceleração então:

- V2 / gR, onde V – Velocidade [m/s]

R – Raio instantâneo [m] g – Aceleração gravidade [m/s2]

-Aceleração é dada pela relação: V2 / R, onde

V – Velocidade [m/s] R – Raio instantâneo [m]

Aceleração Longitudinal: ∆V/ ∆t

∆V é a variação de velocidade em um pequeno ∆t

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Ângulo de Escorregamento Lateral

Aceleração lateral pequena, as rodas traseiras percorrem um caminho interno da trajetória das rodas

internas

Quando a aceleração lateral aumenta, a trajetória das rodas traseiras percorrem um caminho externo da trajetória das rodas dianteiras, desenvolvendo o

ângulo de escorregamento necessário.

O ângulo de escorregamento lateral é definido como o ângulo entre o eixo longitudinal do veículo e a direção

do movimento do mesmo.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Baixa Velocidade

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Alta Velocidade

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Abordagem

Dirigibilidade, controle e estabilidade lateral

DIRIGIBILIDADE: Capacidade e habilidade do veículo / piloto sair de uma condição de movimento em regime

permanente para uma outra condição desejada.

ESTABILIDADE: Tendência descrescente das amplitudes do movimento pertubado de um veículo

após algum tempo do término da pertubação

CORNERING – HANDLING.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Ângulos de Ackermann GEOMETRIA TRAPEIZODAL

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

- Direção traseira

-Direção - fase

- Direção – Crab

- Direção dianteira

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Gradiente de Esterçamento

- Rigidez do pneu

- Rigidez de cambagem

- Rigidez do esterçamento na rolagem

- Rigidez do esterçamento com a força lateral

- Rigidez do torque auto- alinhamento

- Rigidez da transferência de carga lateral

- Rigidez do sistema de direção

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Velocidade Crítica - Característica

SUB SOBRE NEUTRO

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Ganho de velocidade de guinada

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Dinâmica Vertical - Melhoria do conforto dos passageiros.

- Aumentar a segurança na operação proporcionando melhor condição de aderência no contato pneu – via.

• A dinâmica vertical pode ser dividida em 3 partes principais:

1 - Modelagem e caracterização das fontes de excitação. 2 – Respostas do veículo às excitações.

3 – Previsão da resposta dos passageiros às vibrações.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Dinâmica Vertical

Fonte de Excitação Resposta dinâmica do veículo

Percepção do movimento

Vibrações

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Modelo – Chassis + Suspensão

- São utilizados diferentes modelos dependendo do tipo de estudo que se deseja

efetuar.

CONFORTO – Minimizar as acelerações e deslocamentos verticais da massa suspensa

do veículo [ sprug mass ].

SEGURANÇA – Minimizar a variação da força normal nos pneus [unsprung masses].

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Modelo ¼ do veículo

- Ms – Massa Suspensa

- Mu – Massa ñ Suspensa

- Ks – Rigidez da Mola

- Bs – Coeficiente de Amortecimento

- Kt – Rigidez Vertical do Pneu

- Z – Deslocamento Vertical

- F – Força Vertical

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Rev. 2 – Aula 1

Molas

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Amortecedor

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Deflexão – cj mola amortecedor

150 – 200 mm

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Rolagem

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Momento de Rolagem

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Influência da Cambagem

Off - set

Inclinação

Pino Rei ou King Pin

Ponto virtual de rotação da roda

Fy = Fα + Fγ

Cambagem

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Dinâmica Longitudinal

ROLL AXIS

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Bounce e Pitch

Movimento desacoplado: Modo natural de vibração sem excitar outro modo qualquer

Modo de vibração desacoplado do movimento de um veículo

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Bounce e Pitch

Movimento acoplado: Modo natural de vibração com excitação de outro modo qualquer

Modo de vibração acoplado do movimento de um veículo

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Principais Abordagens para Modelagem:

- Um veículo é composto por vários sistemas, entretanto, para a maioria das análises preliminares estes componentes movimentam-se em conjunto.

- Caso de situações de frenagem em que o veículo desacelera como um todo, deste modo o veículo pode ser representado como uma única massa concentrada no Centro de Gravidade com suas propriedades inerciais adequadas.

- Para dinâmica longitudinal e lateral a mesma hipótese é suficiente

- Para dinâmica vertical a hipótese não se faz suficiente sendo necessária uma análise representada por dois corpos, uma massa suspensa e outra massa não suspensa.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

Aplicações

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 1

CG

CG

500 500

248

752

2000

Frenagem

Mergulho

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Rev. 2 – Aula 1

Dinâmica Longitudinal

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Curso de Suspensão e Direção

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Representação do Vetor Velocidade

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Aceleração Lateral

-Aceleração é dada pela relação: V2 / R, onde

V – Velocidade [m/s] R – Raio instantâneo [m]

Aceleração Longitudinal: ∆V/ ∆t

∆V é a variação de velocidade em um pequeno ∆t

-Adição da aceleração da GRAVIDADE

Em cada segundo o corpo adquire uma velocidade de 9,8 m/s

Resistência do ar ~ 0

Aceleração então:

- V2 / gR, onde V – Velocidade [m/s]

R – Raio instantâneo [m] g – Aceleração gravidade [m/s2]

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Dinâmica Lateral

-Abordagem:

Dirigibilidade, controle e estabilidade lateral

DIRIGIBILIDADE: Capacidade e habilidade do veículo / piloto sair de uma condição de movimento em regime

permanente para uma outra condição desejada.

ESTABILIDADE: Tendência descrescente das amplitudes do movimento pertubado de um veículo após algum tempo

do término da pertubação

CORNERING – HANDLING.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Esterçamento

Frontal Traseiro Em fase

Fora de fase

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Esterçamento – Baixa Velocidade

-Os pneus não desenvolvem forças de

restrição lateral, por consequência não surge

desvio de trajetória.

LOGO:

δe = L / (R + t/2).

E

δi = L / (R - t/2).

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Rev. 2 – Aula 2

Possibilidades

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Esterçamento – Alta Velocidade

- Nesta situação, o pneu rola e escorrega ao mesmo tempo, este escorregamento lateral do pneu gera a força

lateral e faz o veículo mudar de direção.

- Qdo existe o escorreamento lateral, a direção da velocidade instantânea e sua linha de centro não são coincidentes, o ângulo projetado no plano do solo é o

ÂNGULO DE DERIVA ou “SLIP ANGLE”.

- SLIP ANGLE – responsável pela geração da força lateral no pneu.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Roda Derivada

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Os pontos nunca tocam o piso na mesma

trajetória

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

ÂNGULO DE DERIVA – “SLIP ANGLE”

O vetor velocidade não tem como resultante o ângulo de esterçamento dado pelo sistema de direção mas sim, uma

direção de esterçamento mais o ângulo gerado pela deformação lateral do pneu.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Força Lateral x Esterçamento

α

α - Ângulo de deriva [°]

F

o

r

ç

a

L

a

t

e

r

a

l

[

k

g

f

]

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Rev. 2 – Aula 2

Cα – Cornering Stiffness

- CORNERING STIFFNESS – Depende do tipo de pneu, mas principalmente da carga vertical e da pressão do pneu

- A força lateral Fy, a uma determinada carga vertical é dada pela relação:

Fy = Cα . α

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Rev. 2 – Aula 2

Força Lateral x Carga Vertical

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Defromação do Pneu - Ângulo de Deriva

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Parâmetro de Contorno

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

- Equações de Esterçamento - “ REGIME PERMANENTE “

- As equações são derivadas da aplicação da Segunda Lei de Newton utilizando um modelo simplificado

denominado “BICYCLE MODEL ou SINGLE TRACK”

- Em altas velocidades o raio de curvatura é muito maior que o entre eixos do veículo, tornando mínima a diferença entre os ângulos de esterçamento das rodas dianteiras.

- Podemos utilizar um modelo plano aproximado, que representa um veículo como uma bicicleta com uma roda representando o eixo dianteiro e outra como o traseiro.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Modelo da Bicicleta

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Velocidade Crítica - Característica

SUB SOBRE NEUTRO

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Ganho de velocidade de guinada

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Princípio de Funcionamento e da Construção do Pneu

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Funções básicas:

-Sustentar o peso do veículo;

-Na aceleração e frenagem produzir força longitudinal;

-No esterçamento produz força transversal para guiar o veículo.

Na segurança:

-Profundidade da banda de rodagem;

-Desgaste;

-Pressão.

Projeto: -Nível de desempenho no seco e no molhado;

-Composto mais mole ou mais duro;

-Melhor conforto ou melhor desempenho.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Tipos e características de pneus

- ALAPA

a. Diagonal

a. Radial

Carcaça formada diagonalmente

Cintas de aço

Cintas radiais

Ângulo entre as cordas

Ângulo entre as cordas

Cordas

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Estrutura

CARCAÇA:

DIAGONAL:

-Constituído de uma carcaça formada por um trama têxtil cruzada uma em relação á outra.

RADIAL:

- Possui carcaça formada por uma ou mais lonas dispostas no sentido radial estabilizadas pela cintura sob a banda de rodagem.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

CARCAÇA:

-Parte resistente do pneu, constituída de lona, nylon ou aço. Devidamente vedado retendo o ar sob pressão para sustentar o peso do veículo.

TALÕES:

-São internos e concebidos de arames de aço de grande resistência e tem o objetivo de manter o aro acoplado ao pneu.

BANDA DE RODAGEM:

-Parte do pneu em contato direto com o solo, composto por borrcha especial e oferece grande resistência ao desgaste.

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Rev. 2 – Aula 2

FLANCO:

-Protégé a carcaça de lonas e tem a característica de alta flexibilidade.

SULCOS:

-Cortes previamente estudados para possibilitar grande vazão de água, são responsáveis por alto ruído.

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Rev. 2 – Aula 2

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 2

Laboratório

-Medição:

-Efetuar a medição das principais dimensões do veículo.

-Distância entre eixos.

-Bitola, de centro a centro do pneu.

-Altura máxima.

-Altura do assoalho.

-Posição das caixas de rodas.

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Rev. 2 – Aula 2

Laboratório

- Medir as principais dimensões da suspensão dianteira do veículo.

-Verificar se existe ganho de cambagem.

- Identificar os principais ângulos da geometria da suspensão dianteira.

- Identificar os principais ângulos da geometria da suspensão traseira.

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Rev. 2 – Aula 3

Suspensão e Direção

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Principais características e componentes de uma suspensão

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

PARÂMETROS -

- Roll Center – determina o ponto geométrico do centro de giro da suspensão.

- Roll Axis – união do roll center da suspensão dianteira com o roll center da suspensão traseira. (vista lateral)

- Cambagem – ângulo de inclinação no plano da roda. (lateral)

- Caster – ângulo do pino mestre em relação o ponto de contato do pneu com o solo.

- Convergência \ Divergência – ângulo formado entre o plano da roda e o chassi do veículo.

- Pino Mestre – Fixação do sistema de esterço do veículo qu possibilita maior ou menor esforço de esterçamento bem como “penumatic trail”

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

ROLL CENTER

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Roll Center – Geometria Positiva

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Roll Center – Geometria Negativa

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Roll Center – Geometria Horizontal

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Roll Center – Geometria Paralela - Inclinado

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Roll Center – MacPherson

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Roll Center – Semi independente

Simplificação

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Roll Center – Semi independente

RC

Planta

Elevação

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Roll Center – Feixe de mola

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

ROLL AXIS

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

O

PINO MESTRE

Função Aumentar ou dimimuir o

torque de auto alinhamento do sistema de direção. A cota o determina o “OFF SET” do

pino mestre

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Mudança do ângulo de CAMBER

Camber + Camber -

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

CAMBER:

- Inclinação da roda com relação ao corpo do veículo.

- Este ângulo produz força lateral.

- Camber deve ser positivo com pequena inclinação 1° a 3 °

- Camber negativo geralmente é sinal de folga.

- Dados para veículos de passeio convencional.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Off set do pino mestre.

Ângulo de cambagem.

Inclinação do pino mestre.

Centro de giro teórico da cambagem

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Ângulo de Caster

- Caster:

- Ângulo no qual o pino mestre se encontra.

- O ângulo é diretamente ligada a dirigibilidade do veículo.

- Quanto maior o ângulo maior o tempo de resposta da direção.

- Ângulos variam 8 a 12 graus.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Ângulo de Caster

POSITIVONEGATIVO

MOVIMENTO DO VEÍCULO

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Contato com o solo

MOVIMENTO DO VEÍCULO

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

OBSERVAÇÕES:

POSITIVO: O prolongamento do pino mestre intercepta o solo à frente da área central de contato do pneu com o solo.

NEGATIVO: O prolongamento do pino mestre intercepta o solo atrás da área de contato do pneu com o solo.

O CASTER POSITIVO TENDE A ENDIREITAR A RODA QUANDO O VEÍCULO ESTÁ INDO PARA FRENTE. O EFEITO É VISÍVEL COM AS RODAS DO CARRINHO DE SUPERMERCADO.

ZERO: Não surge a força alguma.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Exemplo

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

TOE

CONVERGÊNCIA DIVERGÊNCIA

TOE – IN : Levemente direcionada para o centro

TOE – OUT : Levemente direcionada para fora

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Principais componentes

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Barra Estabilizadora

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Barra Estabilizadora

Função Aumentar a rigidez da

suspensão sem que haja interferência alguma no

movimento vertical das rodas. Através da capacidade

torcional da barra obtém-se maior ou menor rigidez.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Amortecedor – Mola - Bandeja

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

c1

Tipos de Suspensão

- Suspensão Dependente

- Suspensão Independente

- Suspensão Semi-Independente

Slide 29

c1 Vetor Velocidade muda , por definição, a aceleração é a mudança deste vetor em função do tempo. cc; 19/2/2007

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Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Dependente

Conectadas por um único eixo

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Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Independente

Rodas com movimento independente

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Semi-independente

Conectadas por um único eixo, mas as rodas possuem movimento independente

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Semi independente

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Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Dependente

Feixe de Molas

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Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Independente

Mcpherson

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Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Independente

Braços Oscilantes

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Independente

Montagem

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Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Independente

Braços Oscilantes

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

Suspensão Independente

Braços Oscilantes

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Rev. 2 – Aula 3

MULTI – LINK – EIXO TRASEIRO

1 – Braço

2 – Bucha e centro de giro do sistema

3 – Braço de controle transversal / Apoio da mola

4 – Braço de controle transversal

5 – Apoio dos esforços laterais

6 – Apoio de bucha

7 – Apoio de bucha

8 – Barra anti rolagem

9 – Absorvedor de choque

10 – Elastômero diferencial

11 - Mola

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Rev. 2 – Aula 3

FOUR BAR TWIST BEAM

1 – Braço principal

4 – Barra frontal

7 – Apoio de bucha

8 – Barra traseira

9 – Absorvedor de choque

10 – Barra transversal

11 – Torção

12 – União

RENAULT

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Rev. 2 – Aula 3

COMERCIAL

DOUBLE WISBONE

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Rev. 2 – Aula 3

McPherson

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Rev. 2 – Aula 3

SEMI TRAILING ARM

1 – Quadro

2 – Bucha

3 – Bucha

4 – Apoio permite rotação

5 – Apoio permite rotação

6 – Barra estabilizadora

7 – Trasmissão

8 – Apoio do quadro

9 – Mola

10 – Amortecedor

11 – Barra

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Rev. 2 – Aula 3

FLAT- AIR SUSPENDED

SEMI-TRAILING- ARM

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Rev. 2 – Aula 3

MULTI – LINK – EIXO TRASEIRO

1 – Quadro da suspensão

2 – Apoio do quadro com bucha

3 – Apoio do sistema diferencial

4 – Diferencial

5 – Bandeja inferior

6 – Barra estabilizadora

7 – Barra transversal

8 – Braço guia

9 – Bucha

10 – Controle elástico longitudinal

11 – Manga do eixo traseiro.

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Rev. 2 – Aula 3

McPherson TRASEIRA

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Rev. 2 – Aula 3

APLICAÇÃO

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Rev. 2 – Aula 3

APLICAÇÃO

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

APLICAÇÃO

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Rev. 2 – Aula 3

APLICAÇÃO

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

APLICAÇÃO

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 3

APLICAÇÃO

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Rev. 2 – Aula 3

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Rev. 2 – Aula 3

Laboratório

- Soltar i parte inferior do si

nicialmente os parafusos B da stema de suspensão

- Soltar os do sistema

-Retirar todo veículo, avaliar

- Montar o conjunto

parafusos C da parte superior de suspensão

o conjunto para fora do quanto a avarias.

partindo da pré fixação da

- Montar o conj

parte supeior C

unto inferior B, dar aperto desejado.

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Rev. 2 – Aula 3

Temas futuros:

- Rigidez do pneu

- Rigidez de cambagem

- Rigidez do esterçamento na rolagem

- Rigidez do esterçamento com a força lateral

- Rigidez do torque auto- alinhamento

- Rigidez da transferência de carga lateral

- Rigidez do sistema de direção

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Rev. 2 – Aula 4

Suspensão e Direção

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 4

Rolagem

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 4

Suspensão x Dinâmica Lateral

Os sistemas de suspensão e direção são fontes principais destas influências.

- Movimento de rolagem:

Para os pneus, a força lateral gerada no esterçamento não é linear com relação à carga vertical aplicada.

O peso transferido lateralmente no esterçamento tem magnitude em função da altura do CG.

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Rev. 2 – Aula 4

Transferência de Peso - Vertical

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Rev. 2 – Aula 4

Rolagem

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 4

Momento de Rolagem

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Rev. 2 – Aula 4

Torção – f (h1)

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Rev. 2 – Aula 4

(h1) – Roll Axis

h1> h1<

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Rev. 2 – Aula 4

Empacotamento - Frontal

MOLA

BARRA ESTABILIZADORA

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Rev. 2 – Aula 4

Resumo:

- Rigidez do pneu

- Rigidez de cambagem

- Rigidez do esterçamento na rolagem

- Rigidez do esterçamento com a força lateral

- Rigidez do torque auto- alinhamento

- Rigidez da transferência de carga lateral

- Rigidez do sistema de direção

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Rev. 2 – Aula 4

Laboratório

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Rev. 2 – Aula 5

Suspensão e Direção

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 5

Cambagem \ Roll steer \ Auto alinhamento \ Esterçamento

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Rev. 2 – Aula 5

Mudança do ângulo de CAMBER

Camber + Camber -

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Rev. 2 – Aula 5

Efeito da Cambagem

FyeFyi

Ø = ângulo de rolamento.

γg = Camber total – Relação com o solo – g=ground

γb = Camber parcial – Relação com o chassi – b=bory.

Podemos relacionar pela figura que o ângulo de cambr está relacionado ao

rolamento do veículo.

Fzi Fze

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Rev. 2 – Aula 5

Ângulo de CAMBER x Força lateral F

o

r

F

o

r

ç

ç

a

a

l

a

t

e

r

a

l

[

l

b

]

l

a

t

e

r

a

l

[

l

b

]

Ângulo de Camber [grau]

Fz

Fz = 1000 [lb]

Ângulo de Deriva = ZERO

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Rev. 2 – Aula 5

A cambagem influencia na força lateral:

Portanto:

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Rev. 2 – Aula 5

-Equação de esterçamento:

Portanto temos:

geometria da suspensão

Rigidez pneu Rigidez cambagem

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Rev. 2 – Aula 5

Resumo:

- Rigidez do pneu

- Rigidez de cambagem

- Rigidez do esterçamento na rolagem

- Rigidez do esterçamento com a força lateral

- Rigidez do torque auto- alinhamento

- Rigidez da transferência de carga lateral

- Rigidez do sistema de direção

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Rev. 2 – Aula 5

Roll Steer

- Movimento de esterçamento das rodas dianteiras ou traseiras devido ao movimento de rolamento da massa suspensa.

- Normalmente utilizado no eixo traseiro para aumentar ou diminuir o comportamento sub ou sobre.

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Rev. 2 – Aula 5

Definido por:

-ε = Coeficiente de rolagem da direção em um eixo .

-ε = grau de esterçamento / grau de rolamento.

-ε > 0 as rodas esterçam para a direita em um rolamento positivo.

Rolamento positivo – veículo com curva a direita.

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Rev. 2 – Aula 5

Resumo:

- Rigidez do pneu

- Rigidez de cambagem

- Rigidez do esterçamento na rolagem

- Rigidez do esterçamento com a força lateral

- Rigidez do torque auto- alinhamento

- Rigidez da transferência de carga lateral

- Rigidez do sistema de direção

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Rev. 2 – Aula 5

Efeito da força lateral na deformação da suspensão:

Onde: δ = angulo de esterçamento gerado pela dianteira ou traseira

e Fy é a força lateral dianteira ou traseira.

Fyf = (m*c/L)*(V2/R)

Fyr = (m*b/L)*(V2/R)

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Rev. 2 – Aula 5

Rigidez do torque de auto-alinhamento.

Rigidez entre a roda e o sistema de suspensão

- Será estudado juntamente com sistema de direção

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Rev. 2 – Aula 5

Resumo:

- Rigidez do pneu

- Rigidez de cambagem

- Rigidez do esterçamento na rolagem

- Rigidez do esterçamento com a força lateral

- Rigidez do torque auto- alinhamento

- Rigidez da transferência de carga lateral

- Rigidez do sistema de direção

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Rev. 2 – Aula 5

Laboratório:

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 5

Laboratório:

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 5

Deflexão – Conjunto Amortecedor – Mola

150 – 200 mm

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Rev. 2 – Aula 6

Suspensão e Direção

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 6

Projeto

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 6

Condições de Contorno: 1: Velocidade de 100 km/h e Raio de curvatura de 250 m. 2.: Velocidade de 60 km/h e Raio de curvatura de 80 m.

- Gradiente de esterçamento devido aos pneus (K tire) carregado descarregado

- Rigidez de rolamento da suspensão dianteira e traseira (K Ø ) carregado descarregado

- Razão de rolagem ( ) carregado descarregado

- Ângulo de rolamento (Ø) carregado descarregado V1 – R1 V2 – R2

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 6

-Gradiente de esterçamento devido a cambagem (K camber) carregado descarregado

- Gradiente Roll Steer (K rollsteer) carregado descarregado

- Força Lateral ( Fy) carregado descarregado V1 – R1 V2 – R2

- Gradiente Lateral Force Compliance Steer (K lfcs) carregado descarregado V1 – R1 V2 – R2

- Torque de auto alinhamento (K at ) carregado descarregado

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Rev. 2 – Aula 6

-Transferência de carga lateral (∆ Fz) carregado descarregado V1 – R1 V2 – R2

- Coeficiente de transferência de carga lateral (K llt ) carregado descarregado V1 – R1 V2 – R2

- Velocidade características / Velocidades críticas.

Σ K’s Raio Velocidade Carga Velocidade

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Rev. 2 – Aula 6

Efeito das forças trativas no comportamento em curvas

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Rev. 2 – Aula 6

Força trativa x Força lateral

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Rev. 2 – Aula 6

Aplicando a Segunda Lei de Newton

Onde: Wf = Carga no eixo dianteiro

Wr = Carga no eixo traseiro

R = Raio de Curvatura

Fyf = Força lateral no eixo dianteiro

Fyr = Força lateral no eixo traseiro

Fxf = Força trativa no eixo dianteiro

Fxr = Força trativa no eixo traseiro

αf = Escorregamento dianteiro

αr = Escorregamento traseiro

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Rev. 2 – Aula 6

Expressão final:

- TERMO 1 : Ackerman alterado pela força de tração no eixo dianteiro.

- Se Fxf > 0 Redução do ângulo de esterçamento em baixas velocidades.

- Se Fxf < 0 Aumento do ângulo de esterçamento em baixas velocidades.

- Quando as rodas dianteiras giram em falso Fxf >0 Cαf ~ 0 - sugerindo esterçamento ~ 0.

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Rev. 2 – Aula 6

Expressão final:

- TERMO 2 : Este termo representa o gradiente de esterçamento, que não se altera.

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 6

Expressão final:

- TERMO 3 : Representa o efeito das forças trativas no comportamento do veículo quanto ao esterçamento.

- Se Fxf > 0 Produz uma condição sobreesterçante.

- Se Fxf < 0 Produz uma condição subesterçante.

- Em veículos c/ tração integral - tração traseira > tração dianteira – manter condição subesterçante.

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Rev. 2 – Aula 6

Composição

K tire

RELACIONA W -Cα

RIGIDEZ DE ROLAMENTO

RELACIONA Ks – t

RAZÃO DE ROLAMENTO

RELACIONA KØ – W – h1

ÂNGULO DE ROLAGEM

RELACIONA KØ – W – h1 – V - R

3 ≤ RØ ≤ 7 °/g

BARRA ESTABILIZADORA

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

V1 – R1 V2 – R2

K camber

RELACIONA Camber – RØ - KØ

DESCARREGADO CARREGADO

K roll steer

RELACIONA RØ - ε

DESCARREGADO CARREGADO

ROLL AXIS

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Rev. 2 – Aula 6

Composição

FORÇA LATERAL

RELACIONA M – c – b - L

K lfcs

RELACIONA Fy - W

K at

RELACIONA Cα – p - W

TRANS. CARGA LATERAL

RELACIONA KØ – W – h1 – V - R

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

V1 – R1 V2 – R2

K llt

RELACIONA Fz – b – Cα - W

DESCARREGADO CARREGADO

ΣK’s

V1 – R1 V2 – R2

ROLL AXIS

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Rev. 2 – Aula 6

Composição

MASSA SUSP E NÃO SUSP

RELACIONA PESOS

AMORTECEDOR

RELACIONA Ks - Bs

FREQUÊNCIA NATURAL

RELACIONA Ks – Kt - RR

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

FR.NAT. AMORTECIDA

RELACIONA Wn - ζs

DESCARREGADO CARREGADO

MASSA Ñ SUSPENSA MOLA

RELACIONA RØ - KØ

DESCARREGADO CARREGADO

BARRA ESTABILIZADORA

0,3 ≤ ζs ≤ 0,4 1 ≤ wn ≤1,52 ≤ wn ≤2,5 1 ≤ wd ≤1,5 2 ≤ wd ≤2,5

RELACIONA Fz – b – Cα - W

DESCARREGADO CARREGADO

10 ≤ wn ≤12 12 ≤ wn ≤15

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Rev. 2 – Aula 6

Composição

PITCH / BOUNCE

RELACIONA Wnr / Wnf

GEOMETRIA

RELACIONA Curso - Deflexão

FORMA CONST DA MOLA

RELACIONA D – d - N

DESCARREGADO CARREGADO

DESCARREGADO CARREGADO

CURSO SUSPENSÃO

RELACIONA Fn - RR

DESCARREGADO CARREGADO

Verificação dos comprimentos

N = 60,9 ≤Wnr/Wnf ≤ 0,4

DESCARREGADO CARREGADO

CALIBRAR O SISTEMA

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Rev. 2 – Aula 6

Laboratório

-Verificar toda a geometria da suspensão do BAJA

- TOE

- Ganho de Cambagem dianteira e traseira

- Sistema de direção

- Razão de instalação

- Pró diver \ Anti diver

- Sistema de transmissão acoplado ao sistema de suspensão

- Variação de Ride Rate

- Sistema de frenagem

- Variação de bitola

- Outros pontos que se julgue importante

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Rev. 2 – Aula 7

Suspensão e Direção

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Rev. 2 – Aula 7

Dinâmica Vertical

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Rev. 2 – Aula 7

Objetivos da suspensão:

- Melhoria do conforto dos passageiros.

- Aumentar a segurança na operação proporcionando melhor condição de aderência no contato pneu – via.

• A dinâmica vertical pode ser dividida em 3 partes principais:

1 - Modelagem e caracterização das fontes de excitação. 2 – Respostas do veículo às excitações.

3 – Previsão da resposta dos passageiros às vibrações.

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Rev. 2 – Aula 7

Fonte de Excitação Resposta dinâmica do veículo

Percepção do movimento

Vibrações

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Rev. 2 – Aula 7

Modelo - Chassis + Suspensão

- São utilizados diferentes modelos dependendo do tipo de estudo que se deseja

efetuar.

CONFORTO – Minimizar as acelerações e deslocamentos verticais da massa suspensa

do veículo [ sprug mass ].

SEGURANÇA – Minimizar a variação da força normal nos pneus [unsprung masses].

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Rev. 2 – Aula 7

Modelo ¼ de Veículo

- Ms – Massa Suspensa

- Mu – Massa ñ Suspensa

- Ks – Rigidez da Mola

- Bs – Coeficiente de Amortecimento

- Kt – Rigidez Vertical do Pneu

- Z – Deslocamento Vertical

- F – Força Vertical

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Rev. 2 – Aula 7

- Ride Rate [RR]

- Frequência Natural Vertical [Wn]

- Frequência Natural Amortecida [Wd]

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Rev. 2 – Aula 7

Amortecedor

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Rev. 2 – Aula 7

Laboratório

-Verificar o sistema de direção e suas características construtivas,

-1. Montagem, desmontagem e possíveis regulagens.

- 2. Relação de esterçamento com o giro do volante.

- 3. Sitema hidráulico tipo orbitrol.

- 4.Utilização de atuadores.

- 5. Ângulos das bielas de esterçamento.

- 6. Ângulos das rodas externas e internas.

- 7. Posição do ponto de cruzamento das bielas - antes do eixo traseiro

- depois do eixo traseiro

- no eixo traseiro

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Rev. 2 – Aula 8

Suspensão e Direção

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Rev. 2 – Aula 8

Bounce e Pitch

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Rev. 2 – Aula 8

Movimento principais:

Vibração vertical;

Rotação da carroceria em torno do eixo horizontal;

Vibração vertical da roda.

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Rev. 2 – Aula 8

Bounce e Pitch

Movimento desacoplado: Modo natural de vibração sem excitar outro modo qualquer

Modo de vibração desacoplado do movimento de um veículo

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Rev. 2 – Aula 8

Bounce e Pitch

Movimento acoplado: Modo natural de vibração com excitação de outro modo qualquer

Modo de vibração acoplado do movimento de um veículo

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Rev. 2 – Aula 8

Resposta humana à vibração veicular

BAIXAS FREQUÊNCIAS Wn < 0,5 Hz – Provoca enjôos.

MÉDIAS FREQUÊNCIAS 4 < Wn < 8 Hz – Estômago. 20 < Wn < 25 Hz – Cabeça e ombros.

30 < Wn < 80 Hz – Globo ocular

ALTAS FREQUÊNCIAS – Modelo discreto.

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Rev. 2 – Aula 8

Modelo

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Rev. 2 – Aula 8

Aceleração (g) x Frequêncua (Hz)

Tolerância Humana à vibrações verticais (eixo z). Os resultados são apresentados nas normas SAE J6a, ISO 2631......

SAE J6a Parsons ISO – 1 hour Fothergill ISO – 1 minute Lee

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Rev. 2 – Aula 8

Aceleração (g) x Frequêncua (Hz)

ISO – 1 minute Lee Parsons ISO – 1 hour

Tolerância Humana à vibrações horizontais (eixo x e y). Os resultados são apresentados nas normas ISO 2631

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 8

Rações subjetivas à vibrações verticais (eixo z) de acordo norma BS6831.

Extremamente desconfortável

Muito desconfortável Desconfortável Pouco desconfortável Nada desconfortável

Aceleração (m/s^2) x Frequêncua (Hz)

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Rev. 2 – Aula 8

Rações subjetivas à vibrações horizontais (eixo x e y) de acordo com norma BS 6841

Extremamente desconfortável

Muito desconfortável Desconfortável Pouco desconfortável Nada desconfortável

Aceleração (m/s^2) x Frequêncua (Hz)

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Rev. 2 – Aula 8

500 500

CG

- carga + cargaPeso = 1000 kgf

275 1725

1 Hz

Condição de rolamento de um veículo, sensibilidade maior do ser humano 1 Hz. Condição que pode ser atingida facilmente com o veículo em rolagem

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Rev. 2 – Aula 8

CG

CG

500 500

248

752

2000

Condição de um veículo em rotação de mergulho. NORMAS BS 6841 e BS 6842

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Rev. 2 – Aula 8

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 8

Erros de geometria: - O esterçamento é dado pela ação de translação das barras

nos terminais e não ser modificada seja qual for o movimento da suspensão.

- Alguns fatores dificultam: • Espaço físico para acomodação dos sistemas mecânicos

• Não linearidade dos movimentos • Mudança de geometria com as rodas esterçadas

- Para que não haja mudança no sistema de direção com o movimento da suspensão é necessário que a barra de

direção esteja posicionada de acordo com os braços da suspensão.

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Rev. 2 – Aula 8

- Este ponto define o movimento do cubo da roda bem como o movimento da barra de direção.

Controle do braço superior

Barra de direção

Controle do braço inferior

Ponto de esterçamento

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Rev. 2 – Aula 09

Suspensão e Direção

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Rev. 2 – Aula 09

Direção

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Rev. 2 – Aula 09

TOE -AFETA:

- Desgaste dos pneus

- Estabilidade em linha reta

- Entrada em curvas.

- ESTABILIDADE DIRECIONAL:

- TOE – OUT: O veículo fica mais arisco, porém sacrifica um pouco a estabilidade em curvas.

- TOE – IN: Melhor estabilidade em retas.

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Rev. 2 – Aula 09

TOE

-TOE – OUT: Em carros de corrida pouco comum, pois gera uma grande sensibilidade na direção.

- Em veículos off road é mais comum TOE – OUT traseiro para fazer o carro girar, guinar com acelerações.

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Rev. 2 – Aula 09

Ângulo do Pino Mestre – “King Pin”

- Ângulo sobre o qual a roda gira, tem como função permitir o alinhamento do centro de giro da roda com a área de contato do pneu com o solo.

- Sua inclinação permite fazer com que a direção aponte para frente.

- Permite retornar a posição da direção à posição reta.

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Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção

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Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção

SIMILAR CELTA

TRATOR

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Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção Sem fim Coroa

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Rev. 2 – Aula 09

Modelos

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Rev. 2 – Aula 09

Sistemas contra impacto

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Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção - Caminhões

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Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção

α

p

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Rev. 2 – Aula 09

-Para situações de baixas velocidades, a solução utilizada é a geometria ACKERMAN.

Na prática, uma boa aproximação para ageometria Ackerman é a TRAPEZOIDAL.

O arranjo geométrico de Ackerman é função do entre eixos e da bitola do veículo.

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Rev. 2 – Aula 09

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Rev. 2 – Aula 09

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 09

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 09

Geometria trapezoidal

Giro à esquerda

- Giro à direita

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Rev. 2 – Aula 09

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção Hidráulico

Repouso: Com o volante parado, não existe variação de pressão,

mantendo assim o sistema em repouso.

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Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção Hidráulico

Movimento: Com o giro do volante , a abertura da válvula é excutada permitindo a

passagem do fluído para o cilindro de

esterçamento.

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Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção Hidráulico

-Pinhão - Cremalheira:

Válvula Rotativa Ao girar o volante, sua

coluna faz girar a válvula de comando, dirigindo a

pressão hidráulica à câmara adequada.

Rotor parado A B

Rotor girado A C

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Rev. 2 – Aula 09

Sistema de Direção Hidráulico

Suspensão e Direção Carlos R.

Rev. 2 – Aula 09

Erros de geometria: - O esterçamento é dado pela ação de translação das barras

nos terminais e não ser modificada seja qual for o movimento da suspensão.

- Alguns fatores dificultam: • Espaço físico para acomodação dos sistemas mecânicos

• Não linearidade dos movimentos • Mudança de geometria com as rodas esterçadas

- Para que não haja mudança no sistema de direção com o movimento da suspensão é necessário que a barra de

direção esteja posicionada de acordo com os braços da suspensão.

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Rev. 2 – Aula 09

- Este ponto define o movimento do cubo da roda bem como o movimento da barra de direção.

Controle do braço superior

Barra de direção

Controle do braço inferior

Ponto de esterçamento

Suspensão e Direção Carlos R.

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Obtenção da geometria do sistema de direção + suspensão

• Duas regras principais de descrição geométrica são utilizadas:

FVSA – Front View Swing Arm SVSA – Side View Swing Arm

O PROJETO SERÁ DESENVOLVIDO COM O

EXEMPLO DE UMA SUSPENÃO

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quero fazer um curso de suspensão direção e freio com o eu faço meu tel: 3257-8667 ou 9876-4381 oun 8842-7160
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