MODIFICAÇÃO DO SISTEMA DE POWERTRAIN EM FUNÇÃO DA SUSPENSÃO PARA MELHORIAS NA DINÂMICA LATERAL E LONGITUDINAL DO VEÍCULO BAJA

Resumo

O projeto Baja visa lançar aos alunos dos cursos de engenharia um caso real de projeto e desenvolvimento de um veículo tipo Baja, Off-road, em que possam atuar desde o projeto conceitual até a sua fabricação, competindo em nível regional, nacional e mundial entre faculdades. A equipe tem, aproximadamente, 10 anos de competição e a cada 2 anos é obrigada a desenvolver um carro novo, porém durante a vida útil do carro ocorrem melhorias no mesmo, tema abordado neste trabalho. O baja conta com todo o trem de força na parte traseira do veículo e sua tração é traseira, fazendo com que a suspensão traseira e o sistema de transmissão da força do motor para as rodas necessitam grande interação. Os componentes que limitam os dois sistemas do carro são os semieixos homocinéticos de transmissão da força para as rodas, sendo que a função destes é conseguir transmitir a força mesmo com variações angulares e lineares entre a saída da transmissão e o cubo de roda, permitindo a suspensão trabalhar e o carro tracionar ao mesmo tempo. Os semieixos usados até o momento pela equipe vêm do veículo GM Onix, dimensionado para a suspensão e trem de força do mesmo, portanto o desenvolvimento dos projetos dentro da equipe ficavam restritos às limitações dos componentes originais do Onix. No decorrer deste ano, projetou-se um sistema para a suspensão traseira no qual as rodas esterçam com os esforços laterais no pneu durante uma curva, aumentando a aceleração no eixo traseiro e melhorando a capacidade do carro em manobras (dinâmica lateral). Porém, essa melhoria influenciou diretamente no comportamento dos semieixos homocinéticos, situação que nos forçou a projetar modificações nos componentes originais utilizados no baja, possibilitando então o funcionamento do novo sistema da suspensão traseira. Sabendo também que os componentes antigamente utilizados eram superdimensionados, pois eram projetados para um veículo muito mais pesado e potente, simultaneamente otimizou-se os mesmos visando reduzir a massa e melhorar o rendimento da transmissão. O projeto partiu do levantamento das condições de trabalho anteriores e as novas dos componentes de transmissão em função das movimentações da suspensão e mapeamento dos esforços atuantes, para então iniciar os cálculos e simulações de otimização. O novo sistema alterou a posição da homocinética do carro, alinhando esta aos pontos de pivotamento da suspensão, reduzindo o curso por esterçamento, sendo que isso foi possibilitado por alterações no cubo de roda e substituição dos rolamentos utilizados neste conjunto. Essa modificação necessitou também de um novo comprimento para o semieixo, sendo que o novo foi feito com secção vazada aumentando o comprimento total e reduzindo a massa do componente ao mesmo tempo. Desta forma, conseguiu-se fazer uma perfeita interação dos sistemas, ambos com funcionalidade perfeita e redução da massa do conjunto traseiro aproximadamente 36%, além de redução do ângulo de trabalho e ganho em rendimento em 4%.