PROJETO DE UM CILINDRO MESTRE PARA UM VEÍCULO OFF-ROAD DO TIPO BAJA

Resumo

A equipe Baja de Galpão UNISC é integrante do programa de engenharia Baja SAE BRASIL, que é realizado pelas universidades e organizado pela Society of Automotive Engineers ® (SAE). Este programa tem como objetivo a concepção, projeto, detalhamento, construção, testes e manutenção de um protótipo de veículo off-road. Para avaliar o desempenho dos projetos e dos protótipos, as esquipes participantes do programa competem em duas competições anualmente, onde uma é realizada de forma regional e outra nacional, sendo está última realizada na cidade de São José dos Campos, São Paulo, reunindo equipes de todo país. Na última competição nacional realizada em março de 2020, a equipe Baja de Galpão UNISC alcançou a tão almejada 1ª colocação, recebendo por esta conquista uma vaga para a etapa mundial realizada nos EUA, sempre representando e divulgando o nome da Universidade de Santa Cruz do Sul. Portanto, continuando a evolução progressiva do protótipo e da equipe, os projetistas de cada subsistema são responsáveis por analisar e identificar quais aspectos da sua área necessitam de melhorias. O item que o subsistema de freio identificou sendo o de maior urgência de alteração foi o cilindro mestre. Esta constatação deve-se ao fato de que, por se tratar de peça projetada para veículos urbanos, sendo muito além do necessário para a frenagem do protótipo, acarreta a necessidade de uma força não ideal no pedal de freio segundo a bibliografia. Outro ponto observado no cilindro mestre atual é o fato do mesmo ser fabricado em ferro fundido, o que acaba por agregar peso desnecessário ao subsistema. Portanto, foi realizada uma pesquisa bibliográfica para o conceito, projeto e fabricação de um novo cilindro mestre considerando os pontos anteriormente mencionados. O objetivo final é desenvolvimento de um cilindro mestre leve, de fácil fabricação, e com um diâmetro que possibilite que a força de frenagem no pedal fique dentro faixa ideal recomendada pela bibliografia. A partir desta pesquisa bibliográfica foram estipulados alguns critérios, como: o uso de gaxetas para as vedações, por serem fabricadas especificamente para o uso em pistões; o material para a fabricação ser a liga de alumínio T6, pela sua leveza, resistência e experiência da equipe em fabricação de peças com esse material e por último, a utilização de molas de mesma resistência do cilindro mestre anterior, por já serem conhecidas às características de retorno da mola, que influenciam no conforto e na qualidade da frenagem. Com os critérios definidos, iniciou-se o cálculo que as mudanças no diâmetro externo do êmbolo geram na força de frenagem do pedal, chegando-se a conclusão que o mesmo deve ser de 15 mm de diâmetro, usando-se desse valor para o projeto dos outros componentes internos do cilindro mestre. Atualmente, o projeto encontra-se na definição do material dos componentes internos do cilindro mestre e da definição do comprimento total do mesmo, pela mudança da posição do pedal de freio por necessidade de outros subsistemas. Após isso, será realizada uma modelagem através de um software CAD e posteriormente um protótipo através de impressão 3D, com a finalidade de se visualizar problemas e eliminar falhas antes da fabricação, diminuindo custos e otimizando o tempo da equipe.