Efeitos Anti nas Suspensões_Aula 1

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Dinâmica Veicular
Professor: Juan Carlos Horta Gutiérrez
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Tema: Geometria da Suspensão
Aulas : Efeito da Geometria da Suspensão nas Mudanças de Posição da Massa Suspensa no plano longitudinal.
Gillespie, Cap 7, pág 248-257.
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Sumário das duas Aulas:
Efeito da transferência de carga longitudinal na posição da massa suspensa; efeitos “anti” nas suspensões. 
Modelo para o estudo do “anti-squat” e “anti-pitch”; conceitos de “pitch center” e “pitch axis”, condição de “zero squat“ e “zero pitch”. Porcentagem de “anti-squat”. Representação gráfica da condição de “zero squat“ e “zero pitch” – significado físico.
Condição de “zero squat“ e “zero pitch” em outros tipos de eixos e suspensões.
Modelo para o estudo do “anti-dive”, condição de “zero dive”, representação gráfica - significado físico.
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Efeito da geometria da suspensão nas mudanças de posição da massa suspensa
A aceleração e desaceleração longitudinal produz transferência de carga entre os eixos;
Veículo acelerado: transferência de carga do eixo dianteiro para o traseiro;
A transferência depende da aceleração;
A segunda parcela da equação acima é a 
parcela de carga transferida devido à aceleração.
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Efeito da geometria da suspensão nas mudanças de posição da massa suspensa
A transferência de carga ocorre de um eixo para outro passando através das suspensões (comprime ou estende seus elementos).
Na aceleração: compressão da suspensão traseira e alongamento da dianteira. Movimento chamado de “squat” (agachamento) na traseira e de “lift” (levantamento) na dianteira;
Na desaceleração: compressão da suspensão dianteira e alongamento da traseira. Movimento chamado de “dive” (mergulho) na dianteira e de “lift” (levantamento) na traseira.
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Efeito da geometria da suspensão nas mudanças de posição da massa suspensa
A combinação dos movimentos da suspensão dianteira e traseira originam o movimento de rotação conhecido como “pitch” (arfagem)(movimento ao redor do eixo “y” do veículo).
Estes movimentos podem ser diminuídos e até anulados em dependência do projeto da geometria da suspensão, que atua se opondo à transferência de carga.
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Efeito da geometria da suspensão nas mudanças de posição da massa suspensa
Assim as geometrias da suspensão podem ser classificadas como segue:
Antisquat – geometria na suspensão traseira que reduz a sua compressão com o veículo acelerado e tração traseira;
Antilift – geometria na suspensão dianteira que reduz seu alongamento com o veículo acelerado e tração dianteira;
Antidive – geometria na suspensão dianteira que reduz a sua compressão com o veículo desacelerado (na frenagem).
Antilift – geometria na suspensão traseira que reduz seu alongamento com o veículo desacelerado (na frenagem);
Antipitch – geometria na suspensão traseira e dianteira que reduz o movimento angular da massa suspensa quando o veículo é acelerado ou desacelerado.
Estes efeitos “anti” na geometria não mudam a transferência de carga constante (em regime permanente).
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ANTI-SQUAT AND ANTI-PITCH SUSPENSION GEOMETRY
<número>
ANTI-SQUAT AND ANTI-PITCH SUSPENSION GEOMETRY
<número>
Método de análise dos efeitos “ANTI”
Determinação do braço de arrasto equivalente (trailing arm);
Todas as suspensões são funcionalmente equivalentes ao braço de arrasto, considerando as reações de força e momento sobre a massa suspensa do veículo;
O braço de arrasto pivota num ponto chamado de centro instantâneo de rotação ou “ponto de reação virtual” (pivot A)
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Método de análise dos efeitos “ANTI”
Determinação do braço de arrasto equivalente (trailing arm) (c0ntiunuação):
O “ponto de reação virtual” (pivot A) é um ponto imaginário de fixação do braço virtual à massa suspensa do veículo aonde são transferidas as forças que se originam no contato pneu-pavimento; Este ponto é de fato o “pitch center” da suspensão.
O sistema é analisado aplicando a 2ª Lei de Newton para torques ao redor do ponto “A”. A soma destes torques deverá ser zero quando o sistema está em equilíbrio.
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Método de análise dos efeitos “ANTI”
REAR SOLID DRIVE AXLE
<número>
Método de análise dos efeitos “ANTI”
REAR SOLID DRIVE AXLE
<número>
Método de análise dos efeitos “ANTI”
REAR SOLID DRIVE AXLE (Dedução completa)
<número>
Método de análise dos efeitos “ANTI”
A Equação acima é chamada de Equação de Ângulo de Zero Pitch.
O 1º termo da equação (h/L) corresponde à condição através da qual é conseguido o “anti-squat” na suspensão traseira.
Assim temos a Equação de Zero Squat:
Isto significa que a suspensão traseira não irá defletir (se comprimir) durante a aceleração
<número>
Método de análise dos efeitos “ANTI”
Para avaliar o grau em que é conseguido o efeito de anti-squat numa suspensão é utilizada a “porcentagem de antisquat”:
Exemplo: e/d = h/L – 100% antisquat
Se e/d = 0,5*(h/L) - suspensão com 50% de antisquat.
Na maioria dos veículos atuais h/L = 0,2 (20% de antisquat).
Isto significa que o comprimento efetivo do braço de arrasto (d) será aproximadamente 5 vezes a elevação do braço (e).
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Método de análise dos efeitos “ANTI” 
<número>
O conjunto de pontos que se estende do ponto de contato p-p da roda traseira até a altura do c.g. sobre o eixo dianteiro determinará a linha na qual poderá estar situado o pivô do braço de arrasto para proporcionar 100% anti-squat (com tração traseira).
Método de análise dos efeitos “ANTI” 
<número>
PARA SUSPENSÃO DEPENDENTE TRASEIRA E EIXO TRATIVO TRASEIRO:
Incluindo a 2da parte da equação teremos a Condição de “zero pitch”:
Se Kr≈Kf=1
Significa que a suspensão traseira irá a se elevar para compensar a elevação da suspensão dianteira, mantendo assim o veículo nivelado (paralelo ao chão).
Método de análise dos efeitos “ANTI” 
<número>
Assim, o conjunto de pontos que se estende do ponto de contato p-p até a altura do c.g. na posição média da distância entre eixos determinará uma linha na qual poderá localizar-se o pivô do braço de arrasto dando assim um comportamento de 100% anti-pitch.
Método de análise dos efeitos “ANTI” 
<número>
Normalmente algum grau de squat e pitch é esperado durante a aceleração do veículo (100 % anti é incomum). 
O desempenho de anti-squat tem que considerar o desempenho do veículo em outros aspectos como na frenagem, na curva., etc.; não pode entrar em conflito com o comportamento desejado nessas condições.
Exemplos: 
produzir sobreesterçamento na curva (se colocar o centro de arfagem (centro do pivot) acima do centro da roda),
produzir “trancos” no limite da tração,
afeitar o comportamento na frenagem
(ver no Gillespie).