DIMENSIONAMENTO DE MOLAS HELICOIDAIS PARA AMORTECEDORES EM VEÍCULO TIPO BAJA

Autores

• Pedro Henrique Morsch Fagundes UNISC
• Arthur Frantz Machado UNISC
• Felipe Ferreira Falero UNISC
• Felipe Crema Moro UNISC
• Pedro Arthur Rossa da Silva UNISC
• Fernando Sansone de Carvalho UNISC
• Flávio Thier UNISC

Resumo

A equipe baja de galpão é um projeto de extensão da Universidade de Santa Cruz do Sul. O projeto consiste em projetar, construir e gerenciar um veículo off-road do tipo Baja, participando de duas competições anuais, realizadas pela SAE (Society of Automotive Engineers). A equipe ficou dentre as cinco melhores na competição Baja SAE Brasil – Etapa Nacional 2022, realizada em São José dos Campos, São Paulo, juntamente com outras 66 instituições de ensino superior de todo Brasil. Para continuarmos no patamar elevado que estamos é necessário buscar uma constante evolução de nosso projeto, principalmente no desenvolvimento de nosso veículo, sempre avaliando seu desempenho em busca de fraquezas e possíveis evoluções. Um dos principais déficits de nossos antigos protótipos era o baixo curso de nossos amortecedores, o que causava uma falta de curso de rebound, ou curso de rebote, isso faz com que, para não ter pouco curso de compressão, o que é muito importante pois se na compressão (absorção) o curso acaba o amortecedor se torna uma parte rígida e toda a energia do impacto é transferida diretamente para o carro e piloto, é necessário sacrificar curso de rebound, sendo este a capacidade da suspensão em “estender” para além de sua altura estática e com isso se manter em contato com o solo quando passando obstáculos profundos ou saltos. Para resolver essas deficiências foi decidido utilizar um novo modelo de amortecedor, com este necessitando de molas helicoidais para o seu funcionamento, surgindo assim a necessidade de projetar molas helicoidais personalizadas para o protótipo. É muito importante citar que foi definido que não valia a pena fazer um projeto novo, por isso esses novos amortecedores foram adaptados para nosso modelo atual, com este já tendo sido projeto levando em consideração certos parâmetros que se alterados, mudariam para pior o comportamento do veículo. Optamos por não mudar a altura estática do carro então, quando a massa suspensa do veículo atuar sob o amortecedor, a mola helicoidal deverá comprimir 50mm, sendo este o tanto de curso alocado para rebound, com o tanto que a mola comprimirá quando uma força atuar nela sendo calculada por uma constante chamada de “constante elástica” e após achar esta constante tanto para a traseira quanto para dianteira, é possível juntamente com outras informações sobre a suspensão, calcular o comportamento desta quando passar por um “bump”, o que queremos é uma suspensão com comportamento tipo criticamente amortecido. Após confirmado que cada mola teria o comportamento esperado, através de tabelas de cálculos estipula-se parâmetros físicos das molas e calcula-se quanto cada comprimiria sob atuação da massa suspensa e, com isso, acha-se os parâmetros para que cada mola obtivesse a constante elástica esperada. Após todos os cálculos, acabou-se utilizando uma mola simples helicoidal na traseira, já na dianteira devido a menor carga suspensa, foi necessária a utilização de duas molas em série para cada amortecedor. Palavras-chave: Baja SAE. Mola. Constante elástica.