65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica

DETERMINAÇÃO DA RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO FIXA PARA UM PROTÓTIPO VEICULAR BAJA SAE DO IFPI

Filipe Gomes Soares - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí Antônio Edson Rocha Filho - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí Gustavo Luís dos Santos Silva - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí Edivaldo Pereira Feitosa - Prof. Msc./Orientador - Dpto. Indústria, Segurança e Produção Cultural - IFPI

INTRODUÇÃO:

O projeto Baja SAE é uma modalidade de competição entre instituições de ensino superior promovida pela SAE (Society of automotive enginnering) e tem como objetivo desafiar os estudantes de engenharia a por em prática os conhecimentos adquiridos em sala de aula através de uma situação real da vida profissional. Com isso, os estudantes devem construir um protótipo veicular para uso fora de estrada e que seja capaz de superar todos os obstáculos, além de garantir o conforto, segurança e a melhor dirigibilidade para o piloto. Para atingir esse objetivo, os estudantes devem formar uma equipe que trabalhe como uma empresa e busque um controle de qualidade com o menor custo e maior eficiência. Com a complexidade do projeto, há uma subdivisão de tarefas, ficando os integrantes divididos em gerencias, cada uma responsável por uma área do protótipo. A gerencia responsável pela transmissão deve determinar uma relação eficiente para que o veículo possa trafegar em todo tipo de terreno. Para tanto deve avaliar e determinar a relação de transmissão, que vai depender da potência específica de saída e da velocidade de rotação do motor. Como é de conhecimento, são comuns nos projetos de engenharia que envolvam tomadas de decisão, seja escolhendo o material ou modelo a ser seguido. No caso particular da competição BAJA e mais especifico ainda na gerência de transmissão, é crucial a determinação correta dos materiais, bem como os cálculos que comprovem o bom funcionamento do sistema.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Desenvolver uma metodologia para determinar uma relação de transmissão fixa eficaz para o protótipo veicular do tipo BAJA SAE do IFPI.

MÉTODOS:

Para conseguir a relação ideal para o protótipo foram levantados todos os dados das forças e potência que o veículo pode dispor, bem como todas as resistências que o mesmo irá enfrentar. Esse levantamento foi realizado através de sites oficiais, catálogos, manuais de uso dos produtos e medições em laboratório. Com isso, a primeira etapa ficou resumida na colheita de dados sobre a CVT e o motor, foram eles: torque máximo, potência máxima, torque de potência máxima, rotações de torque máximo e de potência máxima, relações da CVT máxima e mínima, rendimento global da transmissão e raio do pneu. Na segunda etapa foram calculadas as resistências ao movimento (aerodinâmica, ao rolamento e à subida), sendo elaboradas tabelas correlacionando velocidades, forças, meio de atuação e inclinação conforme a particularidade de cada resistência. Com todos os dados, foram feitos os demais cálculos, embasados em fórmulas levantadas na doutrina, para a constatação, comparação e comprovação da relação de transmissão. Por fim, foi utilizado um software para a plotagem dos gráficos para corroborar e reforçar as conclusões levantadas.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Com os cálculos efetuados, ficou constatado que a situação mais severa em que o protótipo será exposto acontecerá quando o mesmo estiver em uma aclive de 45 graus em terreno não pavimentado, a uma velocidade de aproximadamente 10 km/h, nesta situação a resistência total será de 1608,42 N. A força motriz é consumida parcialmente para superar a resistência ao movimento total, consequentemente são aplicadas relações de transmissão numericamente mais altas para que a força motriz supere a resistência total. Verificou-se, assim, que a relação precisa ser maior que 6,8 para que o protótipo não tenha problemas nesse sentido, sendo escolhida uma de 8,0 por comodidade. Com a relação fixa de 8:1 o protótipo terá uma força máxima de 1877,04 N e uma velocidade máxima em 100 m de 55,02 Km/h, percorrendo os 30 primeiros metros em 7,16s. Ele também será capaz de arrastar 1733,58 N, o que corresponde geralmente a uma força maior que as resistências submetidas ao mesmo nesse momento.

CONCLUSÕES:

A realização desse trabalho foi de fundamental importância para dar continuidade ao projeto da transmissão do terceiro protótipo BAJA SAE da equipe do IFPI, pois só se pode começar a construção de uma redução fixa a partir da determinação da relação fixa. A eficácia dos métodos utilizados fica evidente quando observado que os valores aqui obtidos se mostram coerentes quando comparados a resultados atingidos por equipes experientes em competições oficiais.

Palavras-chave: Força motriz, Resistência ao movimento, Veículo de competição.