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Estudo dinâmico das forças que agem no sistema de direção em um veículo conceito urbano de eficiência energética
Eduardo Wichnovski, Airton Campanhola Bortoluzzi

Última alteração: 18-11-2020

Resumo


Como conhecido, a utilização mínima e correta dos combustíveis fósseis é importantíssima para o meio ambiente. A equipe Drop Team tem metas, não apenas de criar novas tecnologias que buscam melhorar a eficiência energética de veículos, mas também, influenciar a comunidade na economia desses recursos finitos sempre que possível. Para tal a equipe dá início ao projeto de um veículo conceito urbano de alta eficiência, que busca percorrer a maior distância possível utilizando o mínimo de gasolina. Visto isso, o sistema de direção é uma parte fundamental do veículo, e é indispensável conhecer os esforços dinâmicos sofridos pelo sistema em questão, para que a frente o mesmo possa ser dimensionado. Primeiramente, após revisão bibliográfica, viu-se as três principais forças que agem no sistema. Sendo elas Fx que é a força que ocorre no momento de desaceleração do veículo; Fy que é produzida durante uma curva e é caracterizada por quanto o pneu suporta antes do mesmo começar a deslizar; e por fim Fz que pode ser observada tanto em curvas como em irregularidades da pista. Após isso, deu-se início aos cálculos por meio de fórmulas matemáticas que foram obtidas através das bibliografias. Para Fx, inicia-se com uma dedução da Segunda Lei de Newton, que diz que a força é igual à massa vezes a aceleração, reescrevendo esses parâmetros e integrando-os, consegue-se chegar em uma fórmula que nos dá a força total necessária para fazer um veículo parar, dado a velocidade inicial do mesmo, sua massa e o espaço necessário para a parada por completo. Já Fy leva em consideração o ângulo de deriva do pneu que ocorre pela influência das forças laterais que o veículo sofre na curva, e o coeficiente de rigidez do pneu, este pode ser encontrado por meio de fórmulas semi-empíricas. Fz é estipulada na situação crítica de capotamento manipulando a aceleração centrífuga e a velocidade crítica para estipular a força centrífuga que age no eixo dianteiro, e utilizando a equação de equilíbrio de momentos em um ponto para saber qual é a força que age na roda externa à curva. Após a realização dos cálculos é possível obter as forças que estão a agir no sistema durante uma situação real de pista, sendo: Fx = 966,8 N, Fy = 543,16 N e Fz = 607 N. Esses valores auxiliarão no dimensionamento do sistema por meio de simulações em software quando o modelo 3D do conceito urbano estiver definido.

https://youtu.be/riT7qyh_1xE


Palavras-chave


Estudo dinâmico; Eficiência; Conceito urbano; Direção; Esforços.

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