fundamentos de dinâmica veicular capítulo 9 sistemas de direção

Fundamentos de Dinâmica Veicular

Capítulo 9Sistemas de Direção

Sistemas de direção

http://carros.hsw.uol.com.br/direcao-dos-carros2.htm

Sistemas de direção

braço Pitman

caixa de engrenagem

Sistemas de direção

http://carros.hsw.uol.com.br/direcao-dos-carros3.htm

Sistemas de direção

Sistemas de direção

http://sistema'sautomotivos.blogspot.com/2009/01/direo.html

Sistemas de direção

Sistemas de direção

Sistemas de direção

Sistemas de direção

Sistemas de direção

Sistemas de direção

Sistemas de direção

Ângulos da Direção• Braço à terra e inclinação do pino mestre

Caster

Cambagem

Inclinação do Pino Mestre

Ângulos da Direção• Braço à terra e inclinação do pino mestre

Convergência

Animação Técnica - Sistema de Direção do Veículo

http://www.youtube.com/watch?v=zE13huhOlBc

Sistemas de direção

http://sistema'sautomotivos.blogspot.com/2009/01/direo.html

Dispositivos de segurança

Cinemática do esterçamento

Cinemática do esterçamento

22

tan

22

tan

Ackerman de Ângulos

tR

Lt

R

L

tR

Lt

R

L

ii

oo

Cinemática do esterçamento

1:36 atépesados veículos

1:15spassageiro de veículos

: típicosValores

roda da ângulo o e volantedo ângulo o entre Relação

TOESTERÇAMEN DE RAZÃO

Cinemática do esterçamento

Veículo com três eixos

Veículo com três eixos

Reboque com eixo

• Sistemas de direção• Cinemática do esterçamento• Erro de geometria• Forças e momentos• Influência da tração dianteira• Esterçamento nas quatro rodas

Nesta aula

Geometria ideal para uma suspensão independente

Ocorre divergência quando a suspensão trabalha

DIV CONV

Alterações na convergência(bump steer)

SOBRE

SUB

Erro na geometria para aumentar o sub-esterçamento

Geometria do esterçamento

oooo

oooo

5-015-10carros

5-05-0caminhões

CasterMestre Pinoveículo

Cambagem e convergência são definidos de modo a ficarem em torno de 0o nas mais variadas condições de funcionamento.

Geometria do esterçamento

• Sistemas de direção• Cinemática do esterçamento• Erro de geometria• Forças e momentos• Influência da tração dianteira• Esterçamento nas quatro rodas

Nesta aula

(força trativa)

(força lateral)

(força vertical)

(momento de resistênciaao rolamento)

(momento auto-alinhante)

(momento de tombamento)

Forças e momentos sobre uma roda

Momento produzido pela força vertical

caster de ângulo

toesterçamen de ângulo

mestre pino do ângulo

terraà braço

rodas duas nas verticalforça ,

rodas duas das totalmomento

cos.sin..sin.sin..caster do influênciamestre pino do influência

d

FF

M

dFFdFFM

zrzl

V

zrzlzrzlV

Momento produzido pela força vertical Influência do ângulo do pino-mestre

•O eixo se eleva (momento centralizador)•Não é afetado pela transferência de carga

mestre pino do influência

1 sin.sin.. dFFM zrzlV

Momento produzido pela força vertical Influência do ângulo do pino-mestre

Momento produzido pela força vertical Influência do ângulo do caster

caster do influência

2 cos.sin.. dFFM zrzlV

•O eixo rola (um lado sobe e outro desce)•Sensível à transferência de carga

Momento produzido pela força vertical Influência do ângulo do caster

Momento produzido pela força lateral

Momento produzido pela força lateral

tan..rFFM yrylL

•Pproduz um momento que tende a girar a roda para fora da curva.•Contribui para o aumento do comprtamento sub-esterçante.

Momento produzido pela força trativa

Momento produzido pela força trativa

dFFM xrxlT .

•Os momentos tendem a se equilibrar.•Sensível ao braço-à-terra (d).•Desbalanceamento:

• pneu vazio• problemas no freio• coeficientes de atrito

diferentes

Momento produzido pelo torque alinhante

22cos. zrzlAT MMM

•Sempre agem de modo a resistir a qualquer movimento de giro.•Efeito sub-esterçante.

Modelo cinemático do sistema de direção

Modelo dinâmico do sistema de direção

22cos.

.

tan..

cos.sin..sin.sin..

direção da eixo no Momentos

zrzlATz

xrxlTx

yrylLy

zrzlzrzlVz

MMMM

dFFMF

rFFMF

dFFdFFMF

•Rigidez do sistema•Propriedades da caixa de direção

• razão de esterçamento• torque no volante

•Ângulos de Ackerman•Cadeia cinemática•Servomecanismo•Propriedades elásticas dos componentes•Resposta direcional (pneus)•Comportamento em curva

Modelo dinâmico do sistema de direção

Nesta aula

• Sistemas de direção• Cinemática do esterçamento• Erro de geometria• Forças e momentos• Influência da tração dianteira• Esterçamento nas quatro rodas

Influência da tração dianteira

Carregamento (forças e momentos) sobre o eixo de direção.

sin..

ndoSimplifica

sin.cos.cos..

se-tem

.

Sendo

sin.cos.cos..

rdFM

rdFM

rFT

TdFM

xSA

xSA

xd

dxSA

Influência da tração dianteira

Influência da tração dianteira

•Numa curva, devido à rolagem,• ext diminui• int aumenta• MSAext diminui• MSAint aumenta

Resultado: momento que se opõe ao ângulo de direção => sub-esterçamento

Magnitude do momento depende:•grau de rolagem da carroceria•diferença dos ângulos dos semi-eixos•diferença dos ângulos do pino-mestre

sin.. rdFM xSA

Nesta aula

• Sistemas de direção• Cinemática do esterçamento• Erro de geometria• Forças e momentos• Influência da tração dianteira• Esterçamento nas quatro rodas

Acionamento:• mecânico• hidráulico• eletrônico

Esterçamento nas quatro rodas(baixas velocidades)

2/1%100

3/1%50

em redução

1.

1..

.

R

LR

R

L

f

ffffr

fr

Esterçamento nas quatro rodas(baixas velocidades)

2/1%100

3/1%50

em redução

1.

1..

.

R

LR

R

L

f

ffffr

fr

Esterçamento nas quatro rodas(velocidades acima de 30 km/h)

Aceleração lateral para diferentes sistemas de esterçamento nas 4 rodas

3000GT VR4 All Wheel Steering demohttp://www.youtube.com/watch?v=9c9dxEnYh3Y

Honda Prelude 4 Wheel Steeringhttp://www.youtube.com/watch?v=sldOdWYzW7U

Demonstração de sistemas de esterçamento nas 4 rodas

Gillespie, Thomas D.. FUNDAMENTALS OF VEHICLE DYNAMICS. Warrendale: SAE, 1992. Capítulo 8.

Jazar, Reza N.. VEHICLE DYNAMICS: THEORY AND APPLICATION. New York: Springer, 2008.

Referência utilizada para esta aula