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EVA Aula 13
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Paulo Roberto – EVA - Univille Engenharia de Veículos Automotores Paulo Roberto – EVA - Univille Engenharia de Veículos Automotivos Aula 13 Objetivo: Conhecer e aprender como calcular a geometria do sistema de direção de um veículo. Conteúdo: Sistemas de direção, sistema ideal e como impor um raio menor de esterçamento. Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Sistema ideal: Os eixos das rodas diretoras se encontram no prolongamento do eixo das rodas traseiras. (Ackerman) Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Geometria da direção. Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Geometria da direção. Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Geometria da direção. Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Geometria da direção. Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Geometria da direção. Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Geometria da direção. Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Geometria da direção. Variação dos ângulos de esterçamento com o sistema de braços em forma trapezoidal (Ackermann) Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos SISTEMA DE DIREÇÃO Geometria da direção. O alinhamento do braço de direção (centro do eixo do pino mestre e a conexão da barra de direção) com o centro do eixo traseiro. Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção 𝝆𝒈 = 𝒍 𝐭𝐚𝐧 𝜷𝟏 − 𝒕𝑰 𝟐 (𝟏) 𝝆𝒈 = 𝒍 𝒕𝒂𝒏 𝜷𝟐 + 𝒕𝑰 𝟐 (𝟐) onde: 𝝆𝒈 - raio geométrico da curva 𝒍 – distância entre eixos 𝒕𝑰 - bitola do eixo dianteiro 𝛽 – giro da roda dianteira (1 externa , 2 interna) Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Sistema ideal: 𝒕𝟏 𝒍 = 𝟏 𝐭𝐚𝐧 𝜷𝟏 − 𝟏 𝒕𝒂𝒏 𝜷𝟐 𝟏 + (𝟐) Lei cinemática que governa o mecanismo de esterçamento das rodas. • Não linear Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Para pequenos ângulos podemos linearizar: 𝒕𝟏 𝒍 = 𝟏 𝜷𝟏 − 𝟏 𝜷𝟐 (3) Estradas em velocidade, curvas de raios longos – não afeta a estabilidade direcional Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Aproximando da realidade Variação da posição do centro da curva para um veículo com deriva Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno Ângulos de esterçamento de um sistema de direção e grandezas características do eixo dianteiro Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. Partindo de 𝛽2 𝒄𝒐𝒕 𝜷𝟏𝒊 = 𝒄𝒐𝒕𝜷𝟐 + 𝒋 𝒍 Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. Partindo de 𝛽2 𝒋 = 𝒕𝑰 − 𝟐𝒃 Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. Partindo de 𝛽2 𝛥𝛽𝑖 = 𝛽2 − 𝛽1𝑖 > 0 Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. Com o ângulo 𝛽1𝑖, pode-se calcular o raio teórico de giro 𝜌𝐼 "Raio do círculo que a roda externa percorre em um plano para o máximo giro da direção” Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. 𝜌𝐼 = 𝑙 sin 𝛽1𝑖 + 𝑏 Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. Para possibilitar um raio de giro menor, uma vez que a limitação encontra-se na roda interna - 𝛽2 Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. Então é induzido um erro: 𝛽𝑒 = 𝛽1𝑟 − 𝛽1𝑖 Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. Medidas feitas mostram que o raio de giro diminui cerca de 0,05 𝑚 para cada 1° de erro desejado Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. 𝜌𝐼 = 𝑙 sin 𝛽1𝑖 + 𝑏 − 0,05𝛽𝑒 Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. 𝜌𝐼 = 𝑙 sin 𝛽1𝑖 + 𝑏 − 0,05𝛽𝑒 𝐷𝐵 = 2𝜌𝐼 + 𝐵 Paulo Roberto – EVA - Univille Dinâmica dos veículos Geometria da direção Esterçamento e raio de retorno. O círculo de retorno 𝑫_𝑹 segundo a DIN 70020 é definido: Circulo percorrido pelo canto mais externo do veículo durante o máximo ângulo de giro. Paulo Roberto – EVA - Univille Engenharia de veículos automotivos SISTEMA DE DIREÇÃO • Exercício 1: • Calcular o raio de giro para um veículo com os seguintes dados: • 𝑙 = 2,527𝑚 • 𝑏 = 0,015𝑚 • 𝑡𝐼 = 1,321𝑚 • 𝛽2 = 38 𝑜 • 𝛽1 = 36 𝑜20′ • 𝑃𝑛𝑒𝑢𝑠 175 60 𝑅 14 𝑗 = 𝑡𝐼 − 2𝑏 cot 𝛽1𝑖 = cot 𝛽2 + 𝑗 𝑙 𝛽𝑒 = 𝛽1𝑟 − 𝛽1𝑖 𝜌𝐼 = 𝑙 𝑠𝑖𝑛 𝛽1𝑖 + 𝑏 − 0,05𝛽𝑒 Paulo Roberto – EVA - Univille Engenharia de veículos automotivos SISTEMA DE DIREÇÃO • Exercício 2: 2) Calcular os ângulos de esterçamento das rodas dianteiras do Honda Civic para contornar uma rotatória de 9m. Sabendo-se que 𝛽2 = 38°30′. Dados: 𝑙 = 2.668𝑚; 𝑡1 + 𝑡2 = 1.50𝑚 ; 𝑏 = 0.025𝑚; 𝑃𝑛𝑒𝑢𝑠 205 40𝑅17
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