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

braço Pitman

caixa de engrenagem


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


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


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


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

Dispositivos de segurança

Cinemática do esterçamento

22

tan

22

tan

Ackerman de Ângulos

tR

Lt

R

L

tR

Lt

R

L

ii

oo


1:36 atépesados veículos

1:15spassageiro de veículos

: típicosValores

roda da ângulo o e volantedo ângulo o entre Relação

TOESTERÇAMEN DE RAZÃO


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


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


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



•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


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

fundamentos de dinâmica veicular capítulo 9 sistemas de direção

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