A ENGENHARIA MECÂNICA NOS DESPORTOS MOTORIZADOSprojfeup/submit_18_19/uploads/... · 2018. 11. 18. · A ENGENHARIA MECÂNICA NOS DESPORTOS MOTORIZADOS A RAZÃO PARA AS GRANDES VELOCIDADES

A ENGENHARIA MECÂNICA NOS DESPORTOS MOTORIZADOSA RAZÃO PARA AS GRANDES VELOCIDADES NA FÓRMULA 1

Ana Rita Ribeiro| António Ferreira | Carolina Costa| Francisco Coutinho | Guilherme Mendes | Teresa Ribas EQUIPA 1M08_01Supervisor: José Ferreira Duarte Monitor: Marta Couto 1

Índice

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1. Introdução

2. Aerodinâmica

3. Pneus

4. Sistema de Travagem

5. Conclusão

• Princípios da aerodinâmica• História/evolução da aerodinâmica na Fórmula 1

• Evolução dos pneus• Dureza dos pneus

• História/evolução do sistema de travagem• Tipo de sistema de travagem

1. INTRODUÇÃOA EVOLUÇÃO DO CARRO NA FORMULA 1

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Abordar os componentes para além do motor que permitem as altas velocidades na Formula1: ■ Aerodinâmica■ Pneus■ Sistema de Travagem

O objetivo desta apresentação é transmitir, de uma forma nítida e explícita, a importância dos componentes acima referidos, fazendo uma definição de cada componente, seguida de uma breve contextualização histórica e por fim será aprofundada da parte mais técnico-científica.

Introdução Sistema de TravagemPneusAerodinâmica Conclusão

2. AERODINÂMICA

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PRINCÍPIOS DA AERODINÂMICA

◼ Criar o máximo de downforce maior aderência em curvas

◼ Minimizar o arrasto e turbulência em retas maior velocidade do carro

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◼ Ciência que estuda o movimento do ar e a força que este exerce num corpo sólido nele imerso (fundamental para o deslocamento de qualquer tipo de automóvel)

Objetivos

"A aerodinâmica de um carro de Formula 1 é provavelmente a força mais potente que nós geramos com o

carro e é provavelmente a área mais importante para o desempenho de um carro de Formula 1"


Aerodinâmica | Princípios da Aerodinâmica

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Principais forças que atuam sobre um automóvel quando este se desloca num meio gasoso ◼ Downforce

◼ Arrasto

◼ Peso

◼ Força exercida pelo motor nas rodas motrizes

Forças Aerodinâmicas Forças não aerodinâmicas

Características aerodinâmicas do carro

Resistência oferecida pelo ar face ao movimento do carro

Força exercida pela terra sobre o automóvel


Aerodinâmica | Princípios da Aerodinâmica

HISTÓRIA/EVOLUÇÃO DA AERODINÂMICA NA F1

7Introdução Sistema de TravagemPneusAerodinâmica Conclusão

Aerodinâmica | História/Evolução da Aerodinâmica na F1

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◼ Início dos anos 70- Colin Chapman e o projetista Maurice Philipe equiparam o Lótus 72 com um bico em forma de cunha, “spoilers” de lâminas múltiplas e radiadores nas laterais do carro, encobertos pelos painéis laterais

◼ 1968 - Na bélgica, a Ferrari foi a primeira equipa de Fórmula 1 a usar “spoilers”, na pista de Spa-Francorchamps com o Ferrari 312

Emerson Fittipaldi foi campeão em 1972



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◼ 2009 - O engenheiro Ross Brawn criou o difusor duplo, componente aerodinâmico que aumentava o fluxo de ar sob o carro e, portanto, a pressão aerodinâmica (downforce) e a aderência.

◼ 1976 - Colin Chapman teve uma nova ideia inovadora. Para isolar o ar que passa sob o carro, criou abas laterais de plástico ou alumínio, que seguiam os movimentos do chassis e mantinham a diferença de pressão.

Lotus venceu 5 provas do campeonato de 1977

Proibido pela FIA em 2011



3. PNEUS

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Pneus | Constituição

◼ Os pneus são constituídos pelo:

◼ revestimento de borracha,

◼ carcaça,

◼ talão,

◼ aros do talão

◼ flancos

◼ Estes podem definir o sucesso ou o fracasso numa corrida

◼ A escola dos pneus irá depender:

◼ Tipo de pista

◼ Condições atmosféricas

◼ Vários problemas que podem ocorrer ao longo da corrida

EVOLUÇÃO DOS PNEUS


Pneus | Evolução dos Pneus

◼ Início do Século XX- pneus feitos de madeira com dimensões semelhantes às rodas de uma bicicleta, lisos, fracos e pouco duradouros.

◼ Anos 50 - estudos de modo a aumentar o desempenho dos carros, com o intuito de adquirir uma maior aderência e uma maior área de contacto com o piso (nova fase de fabricação dos pneus).

◼ Final da década de 60 - Nova mudança na tecnologia dos pneus de corrida ainda altos e estreitos, fabricados com a mesma técnica

Introdução dos “sliks”

◼ Anos seguintes - os engenheiros voltaram-se a focar na aderência do carro a cada pista, especificamente na elasticidade dos pneus face à carga vertical ou lateral


◼ Década de 80 - a aerodinâmica duplicou a aderência ao solo

Nova preocupação no fabrico dos pneus o que levou à criação dos pneus radiais que se distinguem por serem mais flexíveis, facilitando uma melhor tracção e travagem

Pneus dianteiros e traseiros passam a ter dimensões semelhantes

◼ Finais do século XX - a FIA, institui a introdução obrigatória de sulcos nos pneus, de forma a aumentar a segurança dos pilotos, diminuindo a área de contacto com o solo

Apesar da discordância dos pilotos, esta medida manteve-se em uso até 2009

DUREZA DE PNEUS ◼ Hipermacio◼ Ultramacio◼ Supermacio◼ Macio◼ Médio◼ Ice◼ Superduro◼ Intermédios◼ Chuva


Pneus | Dureza de Pneus

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Intermédio Supermacio Médio


4. SISTEMA DE TRAVAGEM

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HISTÓRIA/EVOLUÇÃO DO SISTEMA DE TRAVAGEM

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◼ 1950 - O sistema de travagem mais utilizado na Formula1 era o travão de tambor

◼ 1955 - Britânico Tony Brooks conduziu pela primeira vez um Connaught com travões de disco.


Sistema de Travagem | História/Evolução do Sistema de travagem na Fórmula 1

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◼ Como as velocidades dos carros continuou a aumentar, foi necessário criar novos tipos de discos:

◼ Discos perfurados

◼ Discos ventilados

◼ Discos com ranhuras

◼ Discos mistos


Sistema de Travagem | História/Evolução do Sistema de travagem na Fórmula 1

TIPOS DE SISTEMA DE TRAVAGEM

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◼ Travão de tambor

◼ Constituído pelo tambor, calços e cilindros

◼ Funcionamento: pressiona-se o pedal que liberta um líquido dos travões através dos cilindros, que se encontram fixos. Estes vão obrigar os calços, que giram juntamente com a roda, a entrar em contacto com o tambor.

◼ Vantagem: a manutenção consiste apenas na substituição dos calços


Sistema de Travagem | Tipos de sistemas de travagem - Travão de Tambor

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◼ Travão de Disco

◼ Constituído pelo disco, sendo que este é feito de fibra de carbono, pinça, feitas de alumínio, e as pastilhas do travão, também feitas de fibra de carbono

◼ Funcionamento: O disco acompanha o movimento da roda enquanto que a pinça é fixa à suspensão. Deste modo, ao aplicar pressão local, o líquido dos travões vai pressionar as pastilhas contra o disco, fazendo perder velocidade por fricção.


Sistema de Travagem | Tipos de sistemas de travagem - Travão de Disco

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◼ Vantagens

◼ Maior poder de travagem e de arrefecimento do disco

◼ É feito de fibra de carbono o que faz com que este tenha maior poder de travagem, leveza e resistência

Sistema de Travagem | Tipos de sistemas de travagem - Travão de Disco

◼ Desvantagens

◼ Manutenção muito dispendiosa

Este sistema de travagem é tão complexo que segundo a empresa norte-americana HITCO (empresa que fornece discos e pastilhas à Renault) são necessários cerca de 4 meses para a produção de cada disco do sistema de travagem utilizado na F1.


5. CONCLUSÃO 22

Conclusão

• Pode-se concluir que tanto a Aerodinâmica, como os Pneus e o Sistema de Travagem estão diretamente ligados ao funcionamento do carro, interferindo assim nas elevadas velocidades atingidas por estes ao longo das corridas.

• Chegando ao fim desta apresentação é esperado que se tenha percebido que um carro funciona como um todo, sendo necessário todos os componentes para atingir cada objetivo, isto é, neste caso específico, para chegarmos a uma certa velocidade não é apenas o motor que trabalha, mas sim um mecanismo conjunto que funciona com o mesmo fim.


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FimObrigado pela atenção

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