VALIDAÇÃO DA DINÂMICA DE FRENAGEM DO VEÍCULO DA EQUIPE BAJA DE GALPÃO 226 UNISC

HERNANDO LUIS BURIN MOREIRA, JULIO EDUARDO FORSTER, RODRIGO STRUCK DA ROSA, FLAVIO THIER, FERNANDO SANSONE DE CARVALHO

Resumo


O sistema de freio é responsável por fazer um veículo partir de uma velocidade conhecida até a condição de repouso dentro de um determinado tempo, na menor distância possível. Isso deve ocorrer de forma segura mantendo-se a dirigibilidade e estabilidade em qualquer condição operacional admissível para o veículo em questão. Na competição que a Equipe Baja de Galpão 226 UNISC participa, existe a prova 223Demonstração da Capacidade de Frenagem224, onde um piloto da Equipe deverá operar o veículo acelerando-o dentro de um espaço demarcado até alta velocidade o suficiente e aplicar o freio bruscamente de modo a travar as quatro rodas. Para alcançar este objetivo, a Equipe deve respeitar as regras do regulamento da competição, onde é mencionado que o carro deve estar equipado com um sistema hidráulico de travagem que atue em todas as rodas e que seja operado por um único pé. O veículo deve ter pelo menos dois freios independentes, tais sistemas hidráulicos que, em caso de um vazamento ou falha em qualquer ponto do sistema, o funcionamento pode ser mantido em pelo menos duas rodas. Diante disso, projetou-se um sistema de freios a disco utilizando-se como metodologia bibliografias consideradas referências mundiais em dinâmica veicular na área automobilística. Durante a fase de modelamento da dinâmica de frenagem, considerou-se que o veículo possui uma suspensão rígida, ou seja, ele passa a ser entendido como um corpo rígido. Para o desenvolvimento das equações da dinâmica de frenagem, devem-se conhecer alguns valores de projeto como massa do carro, altura do centro de gravidade, distribuição de peso, distância entre eixos, raio dos pneus, raio de rolagem efetiva dos pneus e velocidade máxima. Além disso, era necessário conhecer alguns componentes mecânicos já utilizados no veículo como pedal de freio, cilindro mestre, pinças e discos de freio. Como no Baja os pneus dianteiros são direcionais e os traseiros trativos, supôs-se que o coeficiente de força longitudinal dianteiro é consideravelmente menor do que o traseiro. Com todos os dados de entrada, encontraram-se os valores do carregamento da frenagem para cada eixo do carro na direção vertical para cima e horizontal para trás. A partir desses valores conseguiu-se calcular o torque de frenagem aplicado ao eixo dianteiro e traseiro. Partindo do valor do torque, consegue-se calcular a pressão que a pastilha de freio exerce sobre os discos juntamente com a força que o fluído de freio deve exercer sobre a pinça para frear o carro. Por ultimo, calculou-se a força necessária a ser exercida pelo piloto para vencer todas as resistências calculadas anteriormente e, definitivamente, levar o veículo à condição de repouso. Como resultado, encontrou-se a força mínima necessária de 248N a ser exercida pelo piloto para travar as quatro rodas. Também, necessitou-se substituir o disco de freio traseiro por um com menor diâmetro, pois se percebeu, ao longo do dimensionamento, que o veículo estava freando mais as rodas traseiras do que as dianteiras. Com o novo disco, conseguiu-se uma simetria de frenagem de modo que agora as quatro rodas freiam no mesmo momento. Para validar o Projeto, realizou um teste dinâmico onde o veículo atingiu a velocidade máxima num espaço de 100m em pavimento de asfalto e no momento de ação brusca do piloto ao pedal de freio o veículo arrastou todas as rodas. Diante disso, concluiu-se a veracidade do equacionamento, garantido sucesso na prova da competição que o veículo irá participar.


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