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Fundamentals of Vehicle Dynamics

Capítulo 5 - Ride

Eduardo Moretti – Nº USP: 7628802

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Os automóveis trafegam a altas velocidades e ficam sujeitos a uma ampla faixa de vibrações

“Ride” se refere às vibrações na faixa de 0 a 25 Hz

Acima dessa faixa são considerados ruídos

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Introdução

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Introdução

Fontes de Excitação

Resposta do Veículo Vibrações

Percepção das

Vibrações

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Fontes de ExcitaçãoIrregularidades na pista:

Imperfeições (buracos) Caráter Aleatório

Fontes a bordo do veículo: Conjunto Pneu/Roda Linha de Transmissão Motor

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Descritas pelo perfil de elevação ou por propriedades estatísticas como PSD

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Irregularidades na Pista

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Irregularidades na Pista

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Conjunto Pneu/Roda Desbalanceamento estático e dinâmico Variações dimensionais Variações de Rigidez

Linha de Trasmissão• Desbalanceamento do Eixo• Juntas universais e cardã

Motor Oscilação do torque transmitido

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Fontes a Bordo do Veículo

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Principais funções do sistema de suspensão: Absorver vibrações e choques de modo a isolar

passageiros e a carga; Sustentar o peso próprio do veículo; Garantir estabilidade lateral e longitudinal, além

de resistência ao rolamento; Garantir a dirigibilidade do veículo.

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Sistema de Suspensão

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Resposta do VeículoRigidez Efetiva

Frequência Natural

Frequência Natural Amortecida ζ varia de 0,2 a 0,4 usualmente, fazendo com a que frequência natural amortecida varia de 98 a 92% da não amortecida

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Resposta do Veículo

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Resposta do Veículo

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Resposta do Veículo

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Como a rigidez da mola da suspensão é menor que a do pneu ela é predominante na determinação da rigidez efetiva.

Como as acelerações impostas pelo piso são maiores em frequências elevadas, é desejável para priorizar o conforto adotar suspensões com frequências naturais mais baixas.

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Rigidez da Suspensão

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São utilizados amortecedores hidráulicosOs amortecedores não tem comportamento linear

(amortecimento maior na extensão que na compressão em uma razão 3/1)

Desde 1950 são utilizados amortecedores telescópicos

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Amortecimento da Suspensão

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A fim de adequar a resposta da suspensão são utilizados cilindros hidráulicos comandados por um controlador eletrônico

Três variáveis de performance de interesse são: Isolação de vibração – medido pela aceleração da

massa suspensa Curso da suspensão Constância da força no pneu – medido pela deflexão

no pneu

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Suspensão Ativa

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Suspensão Ativa

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Suspensão Semi-Ativa

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GAWR – Gross Axle Weight Rating

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Frequância de Ressonância das Rodas

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Devido ao atrito suspensão apresenta um comportamento histerético

Suspensão mais rígida para deslocamentos menores

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Não Linearidades da Suspensão

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Não Linearidades da Suspensão

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O modelo de ¼ de carro não representa totalmente a dinâmica do automóvel

O movimento de “pitch” e “bounce” combinados compõem a vibração vertical

As rodas traseiras tem a mesma excitação defasada

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Movimentos de Bounce e Pitch

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Movimentos de Bounce e Pitch

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Movimentos de Bounce e Pitch

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Movimentos de Bounce e Pitch

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Movimentos de Bounce e Pitch

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A rigidez efetiva da suspensão dianteira deve ser 30% menor que a suspensão traseira (6,5% da distância entre eixos para trás do CG)

As frequências naturais de pitch, bounce e roll devem ser próximas e não devem ser maiores que 1,3 Hz

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Critérios de Olley

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Subjetividade e influência de outros faotres: Ruído Desenho do assento Temperatura Ventilação Espaço interno

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Percepção da Vibração

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Percepção da Vibração

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Percepção da Vibração

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1. Determinar a rigidez equivalente (“ride rate”) das suspensões dianteira e traseira, sabendo que a rigidez correspondente a um pneu é 210 kN/m. A rigidez da suspensão no eixo dianteiro é de 25 kN/m e a do traseiro é de 18 kN/m. Também avalie as frequencias naturais de ambas as suspensões, quando a carga no eixo dianteiro for de 8 520 N e no traseiro de 6 500 N.

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Exercícios

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2. Determinar as frequências naturais e o centro dos movimentos de “bounce” e “pitch” do veículo do exercício anterior.

Dados Extra:Distância entre eixos – 2555 mmÍndice Dinâmico - 1,1

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Exercícios