65ª Reunião Anual da SBPC

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

DESENVOLVIMENTO DOS SISTEMAS DE SUSPENSÃO DIANTEIRA E DE DIREÇÃO PARA O PRÓTOTIPO VEICULAR BAJA SAE DO IFPI

Gustavo Luís dos Santos Silva - Depto.de Indústria, Segurança e Produção Cultural – IFPI Antônio Edson Rocha Filho - Depto.de Indústria, Segurança e Produção Cultural – IFPI Filipe Gomes Soares - Depto.de Indústria, Segurança e Produção Cultural – IFPI José Oliveira Neto - Depto.de Indústria, Segurança e Produção Cultural – IFPI Sérgio Alves da Silva - Depto.de Indústria, Segurança e Produção Cultural – IFPI Gustavo Portela de Deus - Prof. Ms./Orientador - Depto.de Indústria, Segurança e Produção Cultural – IFPI

INTRODUÇÃO:

O Projeto Baja SAE Brasil é um desafio, lançado a os estudantes de engenharia de desenvolver um veículo do tipo fora de estrada, Off Road, atrativo ao mercado consumidor pelo seu visual, desempenho, confiabilidade e facilidade de operação e manutenção. Ao participar do projeto Baja SAE, o aluno se envolve com um caso real de desenvolvimento de projeto, desde sua a concepção, projeto detalhado, construção e testes. Desde a criação do projeto no IFPI já foram desenvolvidos três protótipos Baja e como parte do aprendizado foram encontrados vários pontos que precisavam de melhorias, como os sistemas de suspensão e direção. A função do sistema de suspensão e direção é proporcionar o comportamento vertical e lateral do veículo, de forma que as rodas possam seguir as irregularidades do terreno, minimizando os efeitos das irregularidades sobre o condutor, manter as rodas em atitudes próprias de direção, reagir às forças de controle produzidas pelos pneus nas curvas e manter o pneu em contato com a estrada, com a variação de mínima carga. O problema aqui abordado é o excesso de esforços no sistema de direção, devida a geometria formada após a montagem dos sistemas, o que ocasionava a quebra dos componentes do mesmo prejudicando o desempenho do veículo nas competições.

OBJETIVO DO TRABALHO:

O objetivo almejado é desenvolver os sistemas de suspensão e direção de modo a evitar a quebra dos componentes do sistema de direção provocados pelo mau dimensionamento das geometrias de suspensão e direção.

MÉTODOS:

Para a determinação da geometria que minimizasse a variação de cambagem e convergência entre as rodas do veículo, dos pontos de fixação dos sistemas no chassi e das medidas dos elementos que compõem o sistema de suspensão e direção foram utilizados os métodos geométricos apresentados pelas bibliografias especializadas e um software de desenho em CAD. Tendo obtidas essas medidas foram realizados desenhos em três dimensões dos componentes e feita uma montagem dos sistemas, com o mesmo software, para a obtenção das coordenadas dos pontos de fixação a serem utilizados em um programa de simulação de sistemas de suspensão e direção para a verificação das variações de cambagem e convergência a fim de validar do modelo. Depois de validado o modelo, foram construídos gabaritos específicos para a confecção dos componentes dos sistemas. Os materiais de construção dos componentes foram escolhidos com base na disponibilidade no mercado local, custo e consulta a outras equipes participantes das competições. Após a construção e montagem dos sistemas no protótipo foram realizados testes de desempenho com o veiculo e observado o comportamento do modelo adotado.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Com a utilização da metodologia empregada obteve-se uma variação satisfatória da convergência entre as rodas do veículo durante o trabalho do sistema de suspensão, parâmetro esse que influencia diretamente nos esforços recebidos pelos componentes do sistema de direção. Obtendo valores de ângulos de convergência entre 1,3 graus na extensão e 1,8 graus na compressão do curso de trabalho da suspensão. Como o principal objetivo do trabalho realizado era minimizar os esforços e evitar a quebra nos componentes do sistema de direção, este foi alcançado com êxito, entretanto, percebeu-se que o método adotado para o dimensionamento da geometria de direção não fornecia uma boa aproximação da geometria ideal, o que prejudicava a manobrabilidade do veículo, necessitando de melhorias nos métodos de dimensionamentos. A metodologia desenvolvida para a construção e montagem dos componentes, com a confecção de gabaritos mais precisos reduziu bastante o tempo de concepção dos sistemas de suspensão e direção, o que proporciona mais tempo para o aperfeiçoamento do processo de dimensionamento dos mesmos.

CONCLUSÕES:

A metodologia empregada no desenvolvimento do sistema de suspensão é satisfatória em relação à redução dos esforços excessivos nos componentes dos sistemas de direção evitando sua quebra, podendo ser otimizada para obter melhores resultados com relação à manobrabilidade do veículo. Este trabalho contribuiu para percepção de novos pontos de melhorias no projeto bem como a possibilidade de otimização do modelo adotado, e aperfeiçoamento da metodologia empregada no seu desenvolvimento. Abrindo assim um campo de estudos mais abrangente. O trabalho realizado também evidenciou a contribuição do projeto para o desenvolvimento acadêmico e profissional do aluno do curso de Engenharia Mecânica do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí – IFPI.

Palavras-chave: Geometria de suspensão, Geometria de direção, Society of Automotive Engeneers.