Trabalho Suspensao

7/25/2019 Trabalho Suspensao

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Sistema Suspenso

O sistema de suspenso de um veculo tem a funo de filtrar as aceleraes decorrentes

de imperfeies na pista, de curvas e outros. Alm disso, o responsvel por fornecer ao piloto epassageiros estabilidade, dirigibilidade e desempenho. Em um sistema de suspenso, as molasdevem oferecer resistncia elstica a uma carga, e ento o amortecedor deve ser responsvel porconverter a energia mec!nica dessas molas em calorfica, e impedir "ue elas continuem a oscilar.#$%

A geometria da suspenso relaciona e controla a forma em "ue a massa suspensa de umveculo se relaciona com a massa no suspensa. &o h nenhuma geometria em particularperfeita, cada geometria deve ser desenhada para as necessidades de cada veculo. #'%

Suspenso do tipo Double Wishbone

A palavra Wishbone, vem das palavras wish & bone significam osso do desejo, "ue seria um ossoem forma de ()* "ue aparece em aves, chamado de f+rcula. evido -s fiaes da suspensoessas f+rculas se tornam parecidas com um (A*, logo esse tipo de suspenso tambm recebe onome de upla (A* ou uplo (A*. #/%

O tipo de suspenso duplo A foi escolhido, pois alm de ser mais resistente eige umdimensionamento geomtrico muito mais criterioso, logo permite controlar melhor os par!metrosgeomtricos ao longo de todo o curso do trabalho da suspenso, como !ngulo de caster, toe,

camber e tambm nos permite definir a altura do centro de rolagem, e a compresso doamortecedor. #0%

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2

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9

Figura 1 Suspenso duplo A (adaptado de: http://www.rapidracer.com/suspension.php)


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Em geral suspenses do tipo duplo A possuem $1 partes2 os braos superiores e inferiores 3$ e' 4, o piv5 de suspenso 3 / 4,6anga do eio 3 0 4, cubo de roda 3 7 4 ponta do eio 3 8 4, o braoda direo 3 9 4, o piv5 do lin: de direo 3 ;4 , terminal articulado do brao da direo 3 < 4 e ocon=unto mola amortecedor 3 $1 4.#0%A manga de eio um elemento "ue no roda, pois ela fiada nos braos de suspenso, o cubo

de roda "ue gira =untamente com a roda, logo necessrio uma serie de rolamentos entre eles,essa a funo da ponta de eio.

>ambm necessrio um elemento de ligao "ue permite movimento entre a manga e osbraos de suspenso, essa a funo do piv5 ou terminal rotular esfrico #0%.

Vantagens e desvantagens de uma suspenso Dupla A

As maiores vantagens incluem, mas no so limitadas a2 um controle mais ade"uado do!ngulo de camber, uma pe"uena variao da bitola ao longo do curso, alta resistncia, curso +tilalongado, pouca vibrao transmitida - estrutura do veiculo.

?or outro lado necessita de muito espao para instalao, tem um custo relativamenteelevado em relao a outros sistemas e necessita de um dimensionamento de "ualidade para ofuncionamento com "ualidade #0%

ngulo de camber

A definio de !ngulo de camber 2 O !ngulo "ue a vertical forma com o plano central da roda.A cabagem est diretamente relacionada no desenvolvimento das forcas laterais e longitudinais,

logo um dos par!metros mais importantes "ue devem ser dimensionados.O calculo do !ngulo de camber depende da posio da roda, logo a forma mais fcil de calcularesse par!metro utili@ando vetores. endo definido pelo o !ngulo entro o vetor "ue representa aponta de eio visto frontalmente e um vetor [email protected] vetor "ue representa a ponta de eio calculado fa@endo a diferena entre o ponto de centro dopneu e o ponto de fiao de eio na manga. #0%

Adotando o seguinte eio de coordenadas

1

X

Y

Figura 2| Sistema de coordenada adotado, utiliando ! para pro"undidade.


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&esse sistema de coordenada o eio B o eio de profundidade.Ctili@ando a varivel cppara o ponto "ue representa o centro do pneu e pempara representar oponto de fiao da ponta do eio na manga, descrevemos o vetor da ponta do eio da seguinteforma2Pontade Eixo=((XcpXpem) , (YcpYpem ) , (ZcpZpem ))

?orem na vista frontal, no tem a componente B. ?ortanto para o calculo do camber ser usadoapenas

(XcpXpem) , (YcpYpem )Pontade Eixocamber=

O segundo vetor utili@ado ser um vetor hori@ontal "ue ser epresso por2Horizontal=((XcpXpem ) , (0 ) , (0 ))

E ento se utili@a a formula = cos

1AB

|A|B "ue vem da definio de produto escalar entre

dois vetores para encontrar o !ngulo entre eles, sendo "ue D o vetor hori@ontal e A o vertical.#0%

ngulo de Caster

O !ngulo de caster responsvel pela variao da camagem ao longo do esteramentofa@endo o alinhamento automtico do volante, sendo assim se relaciona diretamente com oesforo necessrio para esterar o volante.


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Figura #| $aster negati%o e $aster positi%o

Este um par!metro "ue possui clculos simples, pois usa apenas as coordenadas dosdois pontos "ue definem o pino mestre. ?ino mestre pode ser definido como o vetor "ue temorigem no ponto de articulao entre o brao de suspenso inferior e a manga de eio e terminano ponto de articulao do brao de suspenso superior e a manga de eio, ou se=a, o eio derotao da roda, o pino mestre no um elemento fsico, apenas um vetor. #0%

Figure &| 'ino mestre e os elementos de suspenso


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O !ngulo de caster o !ngulo "ue o pino mestre fa@ com uma linha vertical "uando vistoda vista lateral, en"uanto a inclinao do pino mestre o mesmo !ngulo, porem na vista frontal.

O vetor do pino mestre pode ser obtido pela diferena de seus pontos superiores einferiores. aremos o nome de MS e MI para os pontos superior e inferior respectivamente.ogo2

Pinomestre=((XMSXMI) ,(YMSYMI),(ZMSZMI))

O vetor "ue representar a vertical ser definido por2

Vertical=((0)( ,YMSYMI)(0))

O vetor do pino mestre utili@ado para encontrar sua inclinao depende apenas de sua

vista frontal, logo passa a ser2

inclinacao

Pino ((XMSXMI) ,(YMSYMI),(0))

?ara o !ngulo de caster utili@ado somente a vista lateral, logo2

Caster

Pino ((0) ,(YMSYMI),(ZMSZMI))

Ctili@ando a formula = cos

1AB

|A|B temos o angulo "ue buscamos nos dois

casos.#0%

Convergncia e divergncia


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Figure | $on%ergncia e *i%ergncia

)ulgarmente falando, a convergncia e divergncia so encontradas pela distancia daparte da frente da roda com a parte de trs.

Fonvergncia pode ser definida mais formalmente como o !ngulo de um eiolongitudinal do veiculo e as linhas centrais da roda, chamado tambm de !ngulo de >OE.

Guando os planos mdios das rodas se encontram na frente do veculo chamado degeometria convergente, em caso contrario chamado de divergente. >ambm pode ser usada anomenclatura >OE H& para geometrias convergentes e >OE OC> para as divergentes. #0%

O calculo do Ingulo de convergnciaJdivergncia feito da mesma maneira "ue feita o!ngulo de camber, a +nica diferena "ue usada a vista superior. ogo o vetor da ponta de eiose torna2

Pontade Eixo!E=((XcpXpem) , (0

) , (ZcpZpem ))?ois na vista superior a coordenada K no notada. Leito essa alterao utili@aMse o vetor

Horizontal=((XcpXpem ) , (0 ) , (0 )) e a e"uao = cos

1AB

|A|B usando para D o vetor

Nori@ontal. #0%


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Centro de Rolagem

O centro de rolagem um ponto "ue relaciona foras entre a massa suspensa e a nosuspensa. Guando um carro fa@ uma curva, a forca centrifuga no centro de gravidade reage nos

pneus. A forca lateral no F pode ser transladada para o centro de rolagem com forca e momentoapropriado.e o Fentro de rolagem esta alto, as forcas laterais do pneu geram seu momento de uma

forma "ue esse momento empurra a massa suspensa para cima, o "ue chamado de efeitoPac:ing.

e a o centro de rolagem esta baio ento a forca empurra a massa suspensa para baio.Ou se=a, em todo caso a massa suspensa ter refleo vertical devido a uma forca lateral #'%

A distribuio dos esforos laterais, bem como o efeito Jacking so relacionados aocentro de rolagem, tornando este um dos par!metros cruciais para pro=eto de uma suspenso.

?ara definio de centro de rolagem necessrio a compreenso de Centro instantneo.

#0%Centro Instantneo se refere - um ponto imaginrio onde acontece a interseco das

pro=ees 3prolongamentos4 dos braos da suspenso. #'%

Em suspenses(upla A* o centro derolagem o ponto comumentre as linhas "ue vo doponto de contato do pneu com o solo e o Centro Instantneo das suspenses es"uerda e direita

Figure +| $onceito de $entro nstant-neo


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Figure | ncontrando o $entro de rolagem

&a vista frontal vemos "ue os braos da suspenso so retas no plano QMK. A e"uao de uma

reta em um plano uma funo afim "ue conhecida como "(x)=ax+b . ?ara encontramos a

e bde cada brao da suspenso usamos dois pontos, o ponto de fiao do brao na estrutura 3 es)e o ponto de fiao do brao na manga de eio 3m). ogo2Ym=aXm+b E Yes=aXes+b

efinindo as restas de cada brao devemos definir o ponto em "ue eles se encontram 3 ci)"ueser dado por2

asXci+bs=aiXco+bi=Yco

endo bso ponto bno brao superior e bi no brao inferior.evemos agora encontrar a e"uao da reta "ue passa pelo ponto de contato entre o pneu e osolo, mas para isso fundamental saber "ual esse ponto de contato. Ctili@ando resultados =obtidos anteriormente podemos chamaresse ponto deps e o centro do pneu de cp e o di!metrodo pneu de dp e aplicar as seguintes e"uaes2

Xps=Xpcdpsen(camber )/2

Yps=Ycpdpcos(camber)/2

Fom os dois pontos definidos deve ser utili@ado Yco=acrXco+bcr e

Yps=acrXps+bcr , sendo cro centro de rolagem.

Anti- Squat

Entre os ?ar!metros "ue utili@am a vista lateral do carro esto o efeito "ue s"uat relaciona oresultado das foras longitudinais aplicadas ao veculo alongando a suspenso dianteira. #'%Guando sob os efeitos de acelerao os pneus traseiros do carro sofrero de um aumento decambagem negativa, diminuindo assim o contado dos pneus com o solo diminuindo assim a taa


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de acelerao do veculo. ?or esse motivo surge o interesse em diminuir o efeito de s"uat comuma geometria antiMs"uat.#7%

Cma geometria de $11R antiMs"uat uma geometria "ue elimina totalmente o efeito s"uat. Hsto uma geometria "ue no permite uma movimento vertical da massa suspensa "uando o veculoacelera, eliminando assim o movimento de* pitch*. ?ara uma geometria total antiMs"uat no deveocorrer variao na geometria da suspenso.?ara encontrar o porcentagem de s"uat deveMse criar uma linha imaginaria para cara ligao dobraos da suspenso e encontrar o ponto em "ue elas se interceptam. eveMse depois criar umalinha imaginria "ue passa pelo ponto de contato do pneu com o solo e esse ponto, a +ltima etapa

calcular a "ue frao da altura do ponto de gravidade essa linha se encontra, essa porcentagemser sua porcentagem de antiMs"uat. #8%

Figura 0 $amagem negati%a


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Figura Anti 3 S4uat

Anti-Dive

O efeito de dive similar ao efeito de s"uat, porem sob o efeito de desacelerao do veculo e o"ue ocorre o alongamento da suspenso traseira. Entre as conse"uncias do efeito dive estomudana na cambagem e no alinhamento das rodas.Os ob=etivos de uma suspenso antiMdive esto relacionados com diminuir a mudana nasuspenso do veculo "uando sob acelerao para "ue desta forma o mesmo no perca suascaractersticas citadas anteriormente?ara uma suspenso com geometria antiMdive os braos da suspenso no devem estar paralelos.A porcentagem de antiMdive da geometria pode ser encontrada da mesma forma "ue se encontra oantiMs"uat mas utili@andoMse o eio frontal do veculo#7%

Concluso

Fomo foi mostrado acima, podemos perceber "ue para o funcionamento correto de umasuspenso dupla A deve ser feito um dimensionamento criterioso para "ue no ha=a erros nas


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definies dos par!metros = citados nesse trabalho como2 convergnciaJdivergncia, cambagem,!ngulo de caster e outros. ogo se deve concluir "ue para o dimensionamento com eficcia deum sistema de suspenso, deveMse sempre pes"uisar e estudar a respeito de tudo "ue influi nassuas caractersticas. #0%&otaMse tambm a forma "ue um par!metro pode influenciar outro como no caso dos par!metros

din!micos "ue influenciam nos par!metros estticos.

Reerencias

#0%Almeida, . d. A., '1$'. ?ro=eto de raduacao.Dimensionamento cinematico e dinamico desspensao dp!o ", '8 Punho, pp. $M79.#$%Fosta, ?. ., '11$. #$icina e Cia. #Online%Available at2 http2JJSSS.oficinaecia.com.brJbibliadocarroJsuspensao.html#Acesso em '; $1 '1$7%.#/%Pr., 6. A. ., '1$1. #$icina %rasi!. #Online%Available at2 http2JJSSS.oficinabrasil.com.brJconsultorMobJ$$9$MparteM'MMosMdiferentesMtiposMdeMsuspensaoMsistemaMdoubleMSishbone#Acesso em '; $1 '1$7%.#'%6HHTE&, U. V 6HHTE&, ., $


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FonvergenciaJivergencia. isponive: emhttp2JJSSS.carrosinfoco.com.brJcarrosJ'1$'J19JgeometriaMdeMsuspensaoMconvergenciadivergenciaJ.Acessoem ';J$1J'1$7

Anti "uat. isponvel em Y http2JJSSS.proMtouring.comJcontentJ$MhomeZ

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