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Estudo do Comportamento Dinâmico de um Veículo de Passageiros ...

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS<br />

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO<br />

MESTRADO EM ENGENHARIA MECÂNICA<br />

PROF.: Dr. Clovis Sperb <strong>de</strong> Barcellos<br />

<strong>Estu<strong>do</strong></strong> <strong>do</strong> <strong>Comportamento</strong> <strong>Dinâmico</strong><br />

<strong>de</strong> <strong>um</strong> <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> <strong>Passageiros</strong> em<br />

Manobras <strong>de</strong> Handling<br />

ALUNO: Luiz Fernan<strong>do</strong> B. Máximo


ii<br />

À minha esposa Jacqueline e aos<br />

meus filhos Rodrigo e Carolina,<br />

pela inspiração e apoio.


AGRADECIMENTOS<br />

Ao Prof. Dr. Clovis Sperb <strong>de</strong> Barcellos pela orientação <strong>de</strong>ste trabalho e a<br />

disponibilida<strong>de</strong> ao longo <strong>do</strong> curso;<br />

Ao Prof. Dr. Marcelo Becker pela contribuição na revisão <strong>do</strong> texto;<br />

À Fiat Automóveis S.A. e ao setor <strong>de</strong> Experimentação <strong>de</strong> <strong>Veículo</strong>s;<br />

Ao Eng. Marco Fábio Inglese;<br />

À FIEMG / SENAI;<br />

Aos professores <strong>do</strong> curso <strong>de</strong> Mestra<strong>do</strong> que contribuíram para a minha formação;<br />

Ao Eng. Yuri Augusto Ribeiro Garcia;<br />

Aos colegas e funcionários <strong>do</strong> mestra<strong>do</strong>.<br />

iii


RESUMO<br />

O presente trabalho <strong>de</strong> pesquisa tem como objetivos o estu<strong>do</strong> e a compreensão<br />

<strong>do</strong>s fenômenos reais e físicos associa<strong>do</strong>s ao comportamento dinâmico <strong>de</strong> <strong>um</strong><br />

automóvel em marcha, relacionan<strong>do</strong> a movimentação <strong>do</strong> veículo e suas reações<br />

durante a realização <strong>de</strong> manobras <strong>de</strong> mudança <strong>de</strong> direção com o esterçamento <strong>do</strong><br />

volante, em função da alteração das características técnicas <strong>de</strong> componentes<br />

isola<strong>do</strong>s e agrupa<strong>do</strong>s. O trabalho é composto <strong>de</strong> três etapas. Na primeira, é feita<br />

<strong>um</strong>a revisão bibliográfica na qual são estudadas as características técnicas e<br />

influência <strong>do</strong>s componentes e sistemas <strong>de</strong> suspensões dianteira e traseira,<br />

direção e pneus. Na segunda estão <strong>de</strong>scritos as características da instr<strong>um</strong>entação<br />

utilizada nos testes experimentais em pista plana <strong>de</strong> asfalto a velocida<strong>de</strong>s<br />

constantes, os procedimentos experimentais, bem como os resulta<strong>do</strong>s analíticos e<br />

gráficos das provas com os vários componentes. Na terceira etapa e como<br />

objetivo final, é feita a análise conjunta <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s das provas <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> a<br />

conhecer as tendências <strong>de</strong> comportamento durante manobras <strong>de</strong> handling,<br />

confrontan<strong>do</strong> também os da<strong>do</strong>s encontra<strong>do</strong>s com aqueles disponíveis na literatura<br />

técnica. Com estes da<strong>do</strong>s po<strong>de</strong>-se escolher com mais facilida<strong>de</strong> os componentes<br />

que <strong>de</strong>vem ser altera<strong>do</strong>s para se obter <strong>um</strong> melhor <strong>de</strong>sempenho dinâmico.<br />

iv


ABSTRACT<br />

The objectives of the research were the comprehension of the real and physical<br />

phenomena associated with the dynamic behavior of a moving passenger vehicle,<br />

and its effects on handling qualities, data acquisition and analysis of car mobility<br />

data, the practical training with instr<strong>um</strong>entation and, finally, make a ten<strong>de</strong>ncy<br />

analysis of the handling behavior on a ri<strong>de</strong> test, based on a modification of the<br />

mechanical characteristics of suspension components. The work was comprised of<br />

a theoretical study phase, an experimental acquisition, and analysis of handling.<br />

First, the theoretical study was based on a literature review concerning<br />

suspension, steering systems, and tires. During the experimental work acquisition<br />

data was performed changing the characteristics of springs, anti-roll bars<br />

(stabilizer), and shock absorbers. To reach the final objective, the individual<br />

responses of changing parts was analysed. The resulting analysis is important to<br />

reduce the <strong>de</strong>velopment time on the final ri<strong>de</strong> and handling tests, and show the<br />

main points that must be change to obtain the best dynamic performance on<br />

handling maneuvers.<br />

v


SUMÁRIO<br />

Lista <strong>de</strong> figuras ............................................................................................ x<br />

Lista <strong>de</strong> tabelas ............................................................................................. xv<br />

Nomenclatura ................................................................................................ xvi<br />

Abreviaturas .................................................................................................. xxi<br />

Capítulo 1 - INTRODUÇÃO .......................................................................... 1<br />

1.1 – Generalida<strong>de</strong>s ............................................................................. 1<br />

vi<br />

Pág<br />

1.2 – Handling e Conforto ..................................................................... 2<br />

1.3 – Objetivos e Escopo ..................................................................... 4<br />

Capítulo 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...................................................... 6<br />

2.1 – Sistemas <strong>de</strong> Suspensão .............................................................. 6<br />

2.1.1 – Suspensão Dianteira MacPherson .................................. 7<br />

2.1.2 – Suspensão Traseira <strong>de</strong> Braços Long. e Travessa ........... 10<br />

2.1.3 – Molas ............................................................................... 14<br />

2.1.4 – Amortece<strong>do</strong>res Telescópicos .......................................... 16<br />

2.1.5 – Barras Estabiliza<strong>do</strong>ras ..................................................... 19<br />

2.1.6 – Batentes <strong>de</strong> Fim <strong>de</strong> Curso ............................................... 21<br />

2.2 – Sistemas <strong>de</strong> direção ................................................................... 23<br />

2.2.1 – Generalida<strong>de</strong>s ................................................................. 23<br />

2.3 – Pneus .......................................................................................... 26<br />

2.3.1 – Introdução ........................................................................ 26<br />

2.3.2 – Construção ...................................................................... 31


2.4 – Cinemática das Suspensões ...................................................... 33<br />

2.4.1 – Introdução ........................................................................ 33<br />

2.4.2 – Características <strong>do</strong>s Eixos ................................................ 33<br />

2.4.3 – Efeitos Anti-mergulho e Anti-Levantamento .................... 48<br />

2.5 – <strong>Comportamento</strong> em Manobras e Curvas .................................... 49<br />

2.5.1 – Introdução ........................................................................ 49<br />

2.5.2 – Geometria <strong>de</strong> Ackerman .................................................. 49<br />

2.5.3 – <strong>Comportamento</strong> em Altas Velocida<strong>de</strong>s ........................... 51<br />

2.5.4 – Efeitos da Suspensão sobre a Resposta em Curvas ...... 59<br />

2.5.5 – Méto<strong>do</strong> Experimental <strong>de</strong> Medição <strong>de</strong> Sub-esterço ........... 65<br />

2.6 – Avaliação Dinâmica <strong>de</strong> <strong>Comportamento</strong> .................................... 67<br />

2.6.1 – Relação <strong>Veículo</strong> / Motorista e Testes .............................. 67<br />

2.6.2 – Respostas a Perturbações Constantes ........................... 68<br />

2.6.3 – Respostas a Perturbações Variáveis ............................... 69<br />

Capítulo 3 - METODOLOGIA DAS PROVAS ........................................... 73<br />

3.1 – Instr<strong>um</strong>entos Utiliza<strong>do</strong>s .............................................................. 73<br />

3.1.1 – Correvit ............................................................................ 73<br />

3.1.2 – Volante Dinamométrico ................................................... 76<br />

3.1.3 – Acelerômetros .................................................................. 77<br />

3.1.4 – Transdutores <strong>de</strong> Curso ..................................................... 78<br />

3.1.5 – Sistema <strong>de</strong> Aquisição e Armazenamento <strong>de</strong> Da<strong>do</strong>s ....... 81<br />

3.1.6 – Computa<strong>do</strong>r e Software ................................................... 82<br />

3.2 – Parâmetros Analisa<strong>do</strong>s nas Aquisições <strong>de</strong> Da<strong>do</strong>s ..................... 82<br />

3.2.1 – Parâmetros <strong>de</strong> Controle .................................................... 82<br />

vii


3.2.2 – Parâmetros <strong>de</strong> Resulta<strong>do</strong>s .............................................. 82<br />

3.3 – Diagrama <strong>do</strong> Aparato Experimental ........................................... 83<br />

Capítulo 4 – DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL .............................. 84<br />

4.1 – Controle <strong>do</strong> <strong>Veículo</strong> e Manobras ................................................ 84<br />

4.2 – Procedimentos Experimentais e Simplificações .......................... 86<br />

4.3 – Componentes Substituí<strong>do</strong>s ......................................................... 88<br />

4.3.1 – Curvas <strong>do</strong>s Amortece<strong>do</strong>res <strong>de</strong> Testes ............................ 89<br />

4.4 – Levantamento Experimental <strong>do</strong>s Ângulos <strong>do</strong> Volante e Rodas. .. 90<br />

4.5 – Levantamento Exp. da Variação <strong>de</strong> Convergência Dianteira 91<br />

Capítulo 5 - RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................... 93<br />

5.1 – Gráficos <strong>de</strong> Controle das Manobras ........................................... 93<br />

5.1.1 – Controle <strong>do</strong> Ângulo <strong>de</strong> Volante e Veloc. longitudinal ....... 93<br />

5.1.2 – Controle da Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> giro <strong>do</strong> Volante e Ac. Vertical 94<br />

5.2 – Resulta<strong>do</strong>s das Provas a 60 e 120 Km/h .................................. 95<br />

5.2.1 – Análise <strong>de</strong> Resulta<strong>do</strong>s das Molas .......... 95<br />

5.2.2 – Análise <strong>de</strong> Resulta<strong>do</strong>s das Barras Estabiliza<strong>do</strong>ras ......... 100<br />

5.2.3 – Análise <strong>de</strong> resulta<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s Amortece<strong>do</strong>res ...................... 104<br />

5.3 – Avaliação Global <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s ................................................ 108<br />

Capítulo 6 – CONCLUSÕES ....................................................................... 111<br />

6.1 – Análise <strong>de</strong> <strong>Comportamento</strong> <strong>do</strong> handling ..................................... 111<br />

6.2 – Sugestões para trabalhos futuros ............................................... 113<br />

Referências bibliográficas ........................................................................... 116<br />

Apêndice A – Cálculo <strong>do</strong> Centro <strong>de</strong> Gravida<strong>de</strong> e Massa .......................... 119<br />

Apêndice B – Geometria das suspensões para Efeitos “Anti” ................ 122<br />

viii


B.1 – Geometria das Suspensões para 100% “Anti-Mergulho” ........... 122<br />

B.2 – Ângulos <strong>de</strong> Geometria <strong>do</strong> <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> Testes ............................. 122<br />

B.3 – Efeito Anti-Levantamento da Suspensão Dianteira .................... 124<br />

B.4 – Efeito Anti-Abaixamento da Suspensão Traseira ....................... 125<br />

Apêndice C – Frequências Naturais das Suspensões .............................. 126<br />

C.1 – Características <strong>de</strong> Amortecimento ............................................. 126<br />

C.2 – Características <strong>do</strong> <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> Testes ........................................ 128<br />

C.2.1 – Frequência natural não amortecida da suspensão ......... 130<br />

Apêndice D – Equipamento para Testes e Medição Dinâmica ................. 132<br />

D.1 – Sensores <strong>de</strong> Medição <strong>de</strong> Movimento e Atitu<strong>de</strong>s ........................ 132<br />

Apêndice E – Gráficos Completos <strong>de</strong> Referência ..................................... 134<br />

Anexo A – Tabela com Da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> Ângulo Volante e Ângulo das Rodas. . 137<br />

Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h ............ 138<br />

ix


LISTA DE FIGURAS<br />

Figura 1.1 Sistema <strong>de</strong> eixos coor<strong>de</strong>na<strong>do</strong>s <strong>do</strong> veículo conforme ISO 4130<br />

e DIN 70000. ...........................................................................<br />

x<br />

Pág.<br />

Figura 2.1 Esquema simplifica<strong>do</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong>a suspensão <strong>de</strong> veículo. ............. 7<br />

Figura 2.2 Fixação superior da suspensão dianteira McPherson. O<br />

rolamento permite o movimento <strong>de</strong> rotação, enquanto a<br />

borracha absorve impactos e filtra vibrações. .......................... 8<br />

Figura 2.3 Vista em corte <strong>de</strong> <strong>um</strong>a suspensão dianteira McPherson,<br />

<strong>do</strong>tada <strong>de</strong> eixo motriz. .............................................................. 9<br />

Figura 2.4 Esquema <strong>de</strong> forças atuantes na suspensão. ........................... 10<br />

Figura 2.5 Conjunto da suspensão traseira com braços combina<strong>do</strong>s e<br />

barra transversal ou travessa. Detalhe da bucha <strong>de</strong> borracha<br />

montada na articulação <strong>de</strong> fixação no chassis. ........................ 11<br />

Figura 2.6 Sob influência <strong>de</strong> esforços laterais, o eixo traseiro po<strong>de</strong><br />

ass<strong>um</strong>ir <strong>um</strong> ângulo Δr, provocan<strong>do</strong> sobre-esterço. ............. 12<br />

Figura 2.7 Configurações <strong>de</strong> posicionamento da travessa na suspensão<br />

traseira. .................................................................................... 13<br />

Figura 2.8 Exemplo <strong>de</strong> curvas <strong>de</strong> amortece<strong>do</strong>res. .................................... 17<br />

Figura 2.9 Desenho esquemático <strong>do</strong> princípio <strong>de</strong> funcionamento <strong>do</strong><br />

amortece<strong>do</strong>r <strong>de</strong> duplo tubo:. .................................................... 19<br />

Figura 2.10 Barra estabiliza<strong>do</strong>ra montada sobre <strong>um</strong>a suspensão dianteira<br />

McPherson. ............................................................................ 20<br />

Figura 2.11 Detalhe construtivo e curva <strong>de</strong> <strong>um</strong> batente <strong>de</strong> elastômero com<br />

função <strong>de</strong> mola suplementar. ................................................... 22<br />

4


Figura 2.12 Geometria básica para a realização <strong>de</strong> curvas proposta por<br />

Ackerman. ................................................................................ 23<br />

Figura 2.13 Esquema <strong>de</strong> funcionamento <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> direção. 3- braços<br />

da direção esquer<strong>do</strong> e direitos; 7- terminais esféricos <strong>de</strong><br />

ligação <strong>do</strong> tirante da caixa ao braço; 8- caixa <strong>de</strong> direção <strong>do</strong><br />

tipo pinhão e cremalheira. ........................................................ 24<br />

Figura 2.14 Esquema <strong>do</strong>s componentes <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> direção hidráulica. 25<br />

Figura 2.15 Construção <strong>do</strong>s três principais tipos <strong>de</strong> pneus emprega<strong>do</strong>s<br />

atualmente. ............................................................................... 27<br />

Figura 2.16 Deformação na região <strong>de</strong> contato durante <strong>um</strong>a frenagem. ...... 28<br />

Figura 2.17 Deformação <strong>do</strong> pneu sob atuação <strong>de</strong> força lateral. ................. 29<br />

Figura 2.18 Pneu radial e principais componentes. .................................... 30<br />

Figura 2.19 Mo<strong>de</strong>lo mecânico <strong>do</strong> comportamento da borracha <strong>do</strong> pneu<br />

<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte da Frequência. ..................................................... 32<br />

Figura 2.20 Representação esquemática <strong>do</strong> passo <strong>do</strong> veículo L, e das<br />

bitola dianteiras e traseiras tf e tr. ............................................ 34<br />

Figura 2.21 Definições <strong>do</strong>s centros e eixo <strong>de</strong> rolamento. ........................... 36<br />

Figura 2.22 Alturas <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> rolamento hr <strong>de</strong> suspensão MacPherson<br />

em duas bitolas <strong>de</strong> comprimentos diferentes. .......................... 36<br />

Figura 2.23 Alturas <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> rolamento hr <strong>de</strong> suspensão traseira com<br />

braços longitudinais e travessa. ............................................... 37<br />

Figura 2.24 Ângulo <strong>de</strong> camber em relação a terra. Convenciona<strong>do</strong> positivo<br />

quan<strong>do</strong> a parte superior <strong>do</strong> plano da roda está para fora da<br />

linha vertical. ............................................................................ 38<br />

Figura 2.25 <strong>Estu<strong>do</strong></strong>s mostram que camber positivo entre 5’ e 10’,<br />

proporcionam maior durabilida<strong>de</strong> <strong>do</strong> pneu. Valores positivos<br />

aceleram <strong>de</strong>sgaste <strong>do</strong> la<strong>do</strong> externo, e negativos <strong>do</strong> la<strong>do</strong><br />

interno. ..................................................................................... 39<br />

xi


Figura 2.26 Curva <strong>de</strong> variação <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> camber das rodas dianteiras<br />

<strong>de</strong> veículos com suspensão MacPherson ( BMW ), e o <strong>de</strong><br />

duplo leque <strong>do</strong> Honda Accord. ................................................. 40<br />

Figura 2.27 A convergência total das rodas é a diferença entre as medidas<br />

b e c. Também po<strong>de</strong> ser i<strong>de</strong>ntificada pelo ângulo da roda. ..... 41<br />

Figura 2.28 A resistência ao rolamento provoca <strong>um</strong>a força longitudinal FR,<br />

em senti<strong>do</strong> contrário ao movimento e efeito divergente. .......... 41<br />

Figura 2.29 Nos veículos <strong>de</strong> tração dianteira, a força <strong>de</strong> tração provoca<br />

a<strong>um</strong>ento <strong>de</strong> convergência. ....................................................... 42<br />

Figura 2.30 Variação <strong>de</strong> convergência das rodas dianteiras <strong>de</strong> <strong>um</strong> veículo<br />

GM Corsa, em função <strong>do</strong> curso da suspensão. Verifica-se a<br />

característica <strong>de</strong> sub-esterço em roll. ...................................... 43<br />

Figura 2.31 Alteração <strong>de</strong> convergência das rodas traseiras para reduzir<br />

sobre-esterço. Em <strong>de</strong>sacelerações ou curvas, sob efeito <strong>de</strong><br />

cargas laterais, a roda externa a<strong>um</strong>enta a convergência e a<br />

interna diminui. ......................................................................... 44<br />

Figura 2.32 Representação <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> caster, e caster à terra<br />

cinemático representa<strong>do</strong> pelo segmento <strong>de</strong> reta KN projetada<br />

no solo. ..................................................................................... 45<br />

Figura 2.33 Influência <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> caster no torque <strong>de</strong> auto-alinhamento<br />

durante a realização <strong>de</strong> curvas. ............................................... 46<br />

Figura 2.34 Quan<strong>do</strong> o veículo está carrega<strong>do</strong>, a traseira se abaixa<br />

mudan<strong>do</strong> a inclinação da dianteira. O ângulo <strong>de</strong> caster<br />

a<strong>um</strong>enta <strong>do</strong> mesmo valor <strong>de</strong> Δθ. .............................................. 47<br />

Figura 2.35 Suspensão MacPherson mostran<strong>do</strong> o a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong><br />

caster <strong>de</strong> Δτ em função da compressão da suspensão. .......... 47<br />

Figura 2.36 Geometria <strong>de</strong> Ackerman para realização <strong>de</strong> curvas. ............... 50<br />

Figura 2.37 Variação <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> esterçamento com o sistema <strong>de</strong><br />

braços em forma trapezoidal. ...................................................<br />

Figura 2.38 Proprieda<strong>de</strong>s das forças <strong>do</strong>s pneus em curva. ........................ 52<br />

xii<br />

51


Figura 2.39 Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> duas rodas para representação <strong>de</strong> curvas. ............ 53<br />

Figura 2.40 Variação <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> esterçamento em função da<br />

velocida<strong>de</strong>. ............................................................................... 62<br />

Figura 2.41 Ganho da velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação (Yaw velocity) em função da<br />

velocida<strong>de</strong>. ............................................................................... 58<br />

Figura 2.42 Linha representativa <strong>do</strong> esterçamento neutro no veículo. ....... 59<br />

Figura 2.43 Análise <strong>de</strong> forças em veículo simplifica<strong>do</strong> durante a curva. ..... 60<br />

Figura 2.44 Alteração <strong>de</strong> camber em curva <strong>de</strong> <strong>um</strong> veículo. ........................ 62<br />

Figura 2.45 Exemplo genérico <strong>do</strong> gradiente <strong>de</strong> sub-esterço em raio<br />

constante. ................................................................................. 66<br />

Figura 2.46 Movimentos possíveis após <strong>um</strong> <strong>de</strong>slocamento. ....................... 70<br />

Figura 2.47 Relação <strong>de</strong> amplificação em função da relação <strong>de</strong><br />

frequências. .............................................................................. 71<br />

Figura 2.48 Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação r em função <strong>do</strong> tempo para coman<strong>do</strong>s<br />

<strong>do</strong> volante . ............................................................................... 72<br />

Figura 3.1 Desenho esquemático <strong>do</strong> sensor ótico V1. .............................. 73<br />

Figura 3.2 Esquema <strong>do</strong> princípio físico utiliza<strong>do</strong> pelo sensor V1. ............. 74<br />

Figura 3.3 Lâmpada V1 <strong>do</strong> Correvit instalada na traseira <strong>do</strong> veículo. ....... 75<br />

Figura 3.4 Foto com <strong>de</strong>talhe <strong>do</strong> volante dinamométrico instala<strong>do</strong> no<br />

veículo. ..................................................................................... 76<br />

Figura 3.5 Diagrama <strong>de</strong> bloco <strong>do</strong> volante. ................................................. 77<br />

Figura 3.6 Desenho esquemático cota<strong>do</strong> <strong>do</strong> acelerômetro B12 / 200. ..... 78<br />

Figura 3.7 Foto <strong>do</strong> <strong>de</strong>talhe construtivo interno <strong>do</strong> transdutor <strong>de</strong> curso. .... 79<br />

Figura 3.8 Desenho esquemático cota<strong>do</strong> <strong>do</strong> transdutor <strong>de</strong> curso. ............ 79<br />

xiii


Figura 3.9 Vistas lateral e frontal <strong>do</strong> veículo com a instr<strong>um</strong>entação. ........ 80<br />

Figura 3.10 Desenho esquemático <strong>de</strong> ligação <strong>do</strong> Spi<strong>de</strong>r ao computa<strong>do</strong>r e<br />

impressora. ............................................................................... 81<br />

Figura 3.11 Diagrama <strong>de</strong> bloco <strong>do</strong> aparato experimental. .......................... 83<br />

Figura 4.1 Esquema representativo da manobra executada. ....................<br />

Figura 4.2 Gráfico <strong>do</strong> curso <strong>do</strong>s transdutores das rodas dianteiras em<br />

função <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> esterçamento. ......................................... 87<br />

Figura 4.3 Gráfico <strong>do</strong>s curvas <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res dianteiros utiliza<strong>do</strong>s. .. 89<br />

Figura 4.4 Gráfico <strong>do</strong>s curvas <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res traseiros utiliza<strong>do</strong>s. .... 89<br />

Figura 4.5 Gráfico <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> volante e rodas em manobra estática. 91<br />

Figura 4.6 Gráfico <strong>de</strong> variação <strong>de</strong> convergência das rodas dianteiras <strong>do</strong><br />

veículo <strong>de</strong> testes. ..................................................................... 92<br />

Figura 5.1 Gráfico <strong>de</strong> controle das manobras <strong>de</strong> esterçamento <strong>do</strong> volante<br />

a 60 Km/h. ................................................................................ 93<br />

Figura 5.2 Gráfico <strong>de</strong> controle das manobras <strong>de</strong> esterçamento <strong>do</strong> volante<br />

a 120 Km/h. .............................................................................. 94<br />

Figura 5.3 Gráfico <strong>de</strong> controle das manobras <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> giro <strong>do</strong><br />

volante a 60 e 120 Km/h. ......................................................... 95<br />

Figura 5.4 Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> rolamento lateral<br />

a 60 e 120 Km/h, sob influência das molas. ............................. 96<br />

Figura 5.5 Gráficos <strong>de</strong> retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta à mudança <strong>de</strong> direção a 60 e<br />

120 Km/h, sob influência das molas. ....................................... 97<br />

Figura 5.6 Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> inclinação<br />

longitudinal (Pitch) a 60 e 120 Km/h, sob influência das molas. 98<br />

Figura 5.7 Gráficos <strong>de</strong> comportamento das acelerações laterais a 60 e<br />

120 Km/h, sob influência das molas. ....................................... 99<br />

xiv<br />

86


Figura 5.8 Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> rolamento laterais<br />

a 60 e 120 Km/h, sob influência das barras. ........................... 100<br />

Figura 5.9 Gráficos <strong>de</strong> retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta à mudança <strong>de</strong> direção a 60 e<br />

120 Km/h, sob influência das barras. ...................................... 101<br />

Figura 5.10 Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> inclinação<br />

longitudinal (Pitch) a 60 e 120 Km/h, sob influência das<br />

barras. ...................................................................................... 102<br />

Figura 5.11 Gráficos <strong>de</strong> comportamento das acelerações laterais a 60 e<br />

120 Km/h, sob influência das barras. ...................................... 103<br />

Figura 5.12 Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> rolamento laterais<br />

a 60 e 120 Km/h, sob influência <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res. ............. 104<br />

Figura 5.13 Gráficos <strong>de</strong> retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta à mudança <strong>de</strong> direção a 60 e<br />

120 Km/h, sob influência <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res. ....................... 105<br />

Figura 5.14 Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> inclinação<br />

longitudinal (Pitch) a 60 e 120 Km/h, sob influência <strong>do</strong>s<br />

amortece<strong>do</strong>res. ........................................................................ 106<br />

Figura 5.15 Gráficos <strong>de</strong> comportamento das acelerações laterais a 60 e<br />

120 Km/h, sob influência <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res. ........................ 107<br />

Figura A-1 Esquema representativo para pesagem <strong>do</strong> veículo sobre<br />

plano horizontal. ....................................................................... 119<br />

Figura A-2 Esquema representativo para pesagem <strong>do</strong> veículo sobre<br />

plano inclina<strong>do</strong>. ........................................................................ 120<br />

Figura A-3 Esquema representativo das coor<strong>de</strong>nadas <strong>do</strong> centro <strong>de</strong><br />

gravida<strong>de</strong> e massa. ..................................................................<br />

Figura B-1 Esquema representativo para condições <strong>de</strong> “Anti-Mergulho”. .. 122<br />

Figura B-2 Efeitos <strong>de</strong> “Anti-Mergulho” durante frenagens. ........................ 123<br />

Figura B-3 Efeito <strong>de</strong> “Anti-Levantamento”da suspensão dianteira durante<br />

aceleração. ............................................................................... 124<br />

xv<br />

121


Figura B-4 Efeito <strong>de</strong> “Anti-Abaixamento” da suspensão traseira durante<br />

aceleração. ............................................................................... 125<br />

Figura C-1 Sistema massa-mola com amortecimento. .............................. 126<br />

Figura C-2 Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> amortecimento incluin<strong>do</strong> massas suspensa e não<br />

suspensa, suspensão <strong>do</strong> veículo e pneu. ................................ 127<br />

Figura C-3 Acelerações verticais <strong>do</strong> mo<strong>de</strong>lo para conforto. ...................... 128<br />

Figura C-4 Relação geométrica <strong>de</strong> instalação da suspensão traseira. ...... 131<br />

Figura D-1 Desenho esquemático <strong>do</strong> sensor <strong>de</strong> atitu<strong>de</strong>s VG600AA. ........ 133<br />

Figura E-1 Gráfico completo com da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> <strong>um</strong>a prova com veículo <strong>de</strong><br />

referência a 60 Km/h. ............................................................... 135<br />

Figura E-2 Gráfico completo com da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> <strong>um</strong>a prova com veículo <strong>de</strong><br />

referência a 120 Km/h. ............................................................. 136<br />

xvi


LISTA DE TABELAS<br />

xvii<br />

Pág.<br />

Tabela 4.1 Pesos e alturas <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes. ....................................... 84<br />

Tabela 4.2 Valores <strong>de</strong> alinhamento da suspensão <strong>do</strong> veículo. .................. 85<br />

Tabela 4.3 Configurações <strong>de</strong> Suspensões Testadas. As propostas variam<br />

<strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> referência pelos componentes indica<strong>do</strong>s em<br />

negrito. .....................................................................................<br />

Tabela 5.1 Da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> pesquisa <strong>do</strong>s tempos <strong>de</strong> crescimento da Aceleração<br />

Lateral até a estabilização. ....................................................... 110<br />

Tabela C-1 Características <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes para cálculo <strong>de</strong><br />

frequências. .............................................................................. 129<br />

Tabela C-2 Frequências da suspensão <strong>do</strong> veículo. .................................... 130<br />

Tabela A-1 Tabela <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> volante e rodas dianteiras, durante<br />

manobra estática. ..................................................................... 137<br />

Tabela B-1 Da<strong>do</strong>s registra<strong>do</strong>s durante <strong>um</strong>a prova a 60 Km/h. ................... 139<br />

88


Ay<br />

Az<br />

NOMENCLATURA<br />

Aceleração lateral no eixo y (m/s 2 )<br />

Aceleração lateral no eixo z (m/s 2 )<br />

B Distância <strong>do</strong> eixo dianteiro ao centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> (m)<br />

C Distância <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> ao eixo traseiro (m)<br />

Ct Coeficiente <strong>de</strong> amortecimento <strong>do</strong> pneu (Ns/m)<br />

Cs<br />

Coeficiente <strong>de</strong> amortecimento da suspensão (Ns/m)<br />

Cα Coeficiente <strong>de</strong> ridi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva (N/rad)<br />

Cαf Cαr Rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva <strong>do</strong> pneu dianteiro (N/rad ou N/grau)<br />

Rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva <strong>do</strong> pneu traseiro (N/rad ou N/grau)<br />

D Diâmetro <strong>do</strong> arame da mola da suspensão (mm)<br />

D Distância lateral entre eixo da direção e centro <strong>de</strong> apoio <strong>do</strong> pneu ao solo<br />

(m)<br />

D Diâmetro <strong>do</strong> pneu (m)<br />

De Diâmetro médio da espira <strong>de</strong> <strong>um</strong>a mola <strong>de</strong> suspensão (mm)<br />

E Distância entre o centro <strong>de</strong> massa e a linha <strong>de</strong> esterço neutro (m)<br />

F Magnitu<strong>de</strong> da força aplicada sobre <strong>um</strong>a mola <strong>de</strong> suspensão (N)<br />

F1 Força externa aplicada sobre <strong>um</strong> sistema massa-mola (N)<br />

Fa<br />

FR<br />

Fxt<br />

Fy<br />

Força <strong>de</strong> tração na direção x (N)<br />

Força <strong>de</strong> resistência ao rolamento (N)<br />

Força total na direção x (N)<br />

Força na direção y ou força lateral (N)<br />

xviii


Fz<br />

Fyf<br />

Fyr<br />

Força na direção z ou força vertical (N)<br />

Força lateral (eixo Y) aplicada ao eixo dianteiro (N)<br />

Força lateral (eixo Y) aplicada ao eixo traseiro (N)<br />

G Aceleração (g)<br />

G Módulo <strong>de</strong> cisalhamento <strong>do</strong> aço (N/mm 2 )<br />

H Altura relativa entre centro das rodas dianteiras e traseiras com veículo no<br />

plano inclina<strong>do</strong> (m)<br />

HR Altura <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> rolamento da suspensão (m)<br />

Hcg Altura <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> (m)<br />

H’cg Altura <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> em relação ao piso <strong>do</strong> veículo (m)<br />

H1<br />

Iw<br />

Ixx<br />

Iyy<br />

Izz<br />

Altura <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> da massa suspensa acima <strong>do</strong><br />

eixo <strong>de</strong> rotação lateral (m)<br />

Momento <strong>de</strong> inércia das rodas (Kg.m 2 )<br />

Momento <strong>de</strong> inércia <strong>do</strong> veículo em torno <strong>do</strong> eixo x (Kg.m 2 )<br />

Momento <strong>de</strong> inércia <strong>do</strong> veículo em torno <strong>do</strong> eixo y (Kg.m 2 )<br />

Momento <strong>de</strong> inércia <strong>do</strong> veículo em torno <strong>do</strong> eixo z (Kg.m 2 )<br />

K Raio <strong>de</strong> giração (m)<br />

K Coeficiente <strong>de</strong> sub-esterço (rad/ms -2 ou graus/g)<br />

Ks Rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> <strong>um</strong>a mola <strong>de</strong> suspensão (N/m)<br />

Kt1 Rigi<strong>de</strong>z vertical <strong>de</strong> <strong>um</strong> pneu (N/m)<br />

Kt2 Rigi<strong>de</strong>z vertical da banda <strong>de</strong> rodagem <strong>de</strong> <strong>um</strong> pneu (N/m)<br />

Kcamber Coef. <strong>de</strong> sub-esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao camber das rodas (rad/ms -2 )<br />

Kllt Coef. <strong>de</strong> sub-esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> à transferência <strong>de</strong> cargas laterais nos eixos<br />

(rad/ms -2 )<br />

xix


Klfcs Coef. <strong>de</strong> sub-esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> às <strong>de</strong>formações elásticas das suspensões<br />

(rad/ms -2 )<br />

K roll<br />

Coef. <strong>de</strong> sub-esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao rolamento lateral (rad/ms -2 )<br />

Kαt Coef. <strong>de</strong> sub-esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> à força lateral gerada nos pneus dianteiros<br />

(rad/ms -2 )<br />

Kφ Rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> rotação lateral da suspensão (N/m)<br />

L Distância entre eixos <strong>do</strong> veículo (m)<br />

Lf Distância <strong>do</strong> eixo dianteiro ao centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong><br />

Lr Distância <strong>do</strong> eixo traseiro ao centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong><br />

Mφ Momento <strong>de</strong> rotação lateral ( rolling moment )<br />

N Força normal (N)<br />

Ne Número <strong>de</strong> espiras ativas <strong>de</strong> <strong>um</strong>a mola <strong>de</strong> suspensão<br />

NSP Ponto neutro <strong>de</strong> esterçamento <strong>de</strong> direção<br />

P Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação lateral em torno ao eixo x <strong>do</strong> veículo (rad/s)<br />

Q Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> elevação (pitch) em torno ao eixo y <strong>do</strong> veículo (rad/s)<br />

R Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação (yaw) em torno ao eixo z <strong>do</strong> veículo (rad/s)<br />

Rdin Raio dinâmico <strong>do</strong> pneu (m)<br />

Rτ,k<br />

RΔ<br />

Caster à terra (mm)<br />

Convergência total das rodas direcionais dianteiras (mm)<br />

R Raio da curva (m)<br />

RR Rigi<strong>de</strong>z total <strong>de</strong> <strong>um</strong>a suspensão incluin<strong>do</strong> molas e pneus (N/m)<br />

S Relação entre distância entre eixos e comprimento total <strong>do</strong> veículo<br />

T Tempo transcorri<strong>do</strong> (s)<br />

xx


Tf<br />

Tr<br />

Tsf<br />

Tsr<br />

Bitola das rodas dianteiras (m)<br />

Bitola das rodas traseiras (m)<br />

Torque <strong>de</strong> inclinação lateral da suspensão dianteira (roll torque)<br />

Torque <strong>de</strong> inclinação lateral da suspensão traseira (roll torque)<br />

V Velocida<strong>de</strong> longitudinal <strong>do</strong> veículo (m/s)<br />

x Eixo longitudinal <strong>do</strong> veículo<br />

X Eixo longitudinal <strong>de</strong> percurso <strong>do</strong> veículo<br />

Xm Deflexão <strong>de</strong> <strong>um</strong>a mola <strong>de</strong> suspensão (mm)<br />

y Eixo transversal <strong>do</strong> veículo<br />

Y Eixo transversal <strong>de</strong> percurso <strong>do</strong> veículo<br />

w Comprimento da seção transversal <strong>do</strong> pneu (mm)<br />

W Massa total <strong>do</strong> veículo (Kg)<br />

W f<br />

W r<br />

Massa total sobre o eixo dianteiro (Kg)<br />

Massa total sobre o eixo traseiro (Kg)<br />

z Eixo vertical <strong>do</strong> veículo<br />

α Fator <strong>de</strong> amortecimento ( s −1 )<br />

α Ângulo forma<strong>do</strong> entre a direção <strong>de</strong> <strong>de</strong>slocamento e eixo <strong>de</strong> orientação <strong>do</strong><br />

α f<br />

α r<br />

αveic.<br />

δ<br />

pneu (rad)<br />

Ângulo <strong>de</strong> <strong>de</strong>slizamento da roda dianteira (rad)<br />

Ângulo <strong>de</strong> <strong>de</strong>slizamento da roda traseira (rad)<br />

Inclinação longitudinal <strong>do</strong> veículo para pesagem em balança<br />

Ângulo <strong>de</strong> esterçamento (rad)<br />

xxi


δ i<br />

δ o<br />

Δ f<br />

Δ r<br />

Ângulo <strong>de</strong> esterçamento da roda interna durante a curva (rad)<br />

Ângulo <strong>de</strong> esterçamento da roda externa durante a curva (rad)<br />

Ângulo <strong>de</strong> convergência <strong>de</strong> <strong>um</strong>a das rodas dianteiras (rad)<br />

Ângulo <strong>de</strong> variação <strong>de</strong> convergência <strong>do</strong> eixo traseiro (rad)<br />

ε f = Coeficiente <strong>de</strong> esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao rolamento susp. diant. (graus/grau)<br />

ε f = Coeficiente <strong>de</strong> esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao rolamento susp. tras. (graus/grau)<br />

θ Ângulo <strong>de</strong> elevação rotacional pitch (rad)<br />

φ Ângulo <strong>de</strong> inclinação lateral roll (rad)<br />

μ Coeficiente <strong>de</strong> atrito<br />

τ Ângulo <strong>de</strong> caster (rad)<br />

γ Ângulo <strong>de</strong> camber (rad)<br />

γb<br />

γg<br />

Camber da roda em relação à terra (rad)<br />

Camber da roda em relação à carroceira <strong>do</strong> veículo (rad)<br />

ω Velocida<strong>de</strong> angular <strong>do</strong> pneu (rad/s)<br />

ωn<br />

ωd<br />

ωf<br />

ξ<br />

ζ s<br />

Frequência natural não amortecida <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> suspensão (rad/s)<br />

Frequência natural amortecida <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> suspensão (rad/s)<br />

Frequência forçada <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> suspensão (rad/s)<br />

Fração da força <strong>de</strong> frenagem total <strong>de</strong>senvolvida nas rodas dianteiras<br />

Relação <strong>de</strong> amortecimento da suspensão<br />

xxii


ABREVIATURAS<br />

ABNT - Associação Brasileira <strong>de</strong> Normas Técnicas<br />

ISO - International Organization for Standardisation<br />

SAE - Society of Automotive Engineers<br />

DIN - Deutsches Institut für Normung<br />

xxiii


1.1 - Generalida<strong>de</strong>s<br />

Capítulo 1<br />

INTRODUÇÃO<br />

Os primeiros automóveis surgiram por volta <strong>do</strong> fim <strong>do</strong> século XIX, em função <strong>do</strong><br />

<strong>de</strong>senvolvimento <strong>do</strong>s motores <strong>de</strong> combustão interna, e muito se pareciam com as<br />

carruagens pre<strong>de</strong>cessoras. Por <strong>um</strong> longo perío<strong>do</strong>, as suspensões se mantiveram<br />

com eixos rígi<strong>do</strong>s dianteiros e traseiros e <strong>um</strong> sistema <strong>de</strong> amortecimento utilizan<strong>do</strong><br />

geralmente feixes <strong>de</strong> molas elípticas. Um breve histórico feito por Dixon (1996),<br />

relata que a partir <strong>do</strong>s estu<strong>do</strong>s <strong>de</strong> Langensperger, Ackerman patenteou em 1817 o<br />

sistema <strong>de</strong> direção no qual as rodas são mantidas perpendiculares aos seus arcos<br />

<strong>de</strong> movimento. Lanchester em 1907 introduziu o termo “sobre-esterço” em suas<br />

publicações. Um marco importante no avanço <strong>do</strong>s estu<strong>do</strong>s sobre a análise<br />

cinemática <strong>do</strong> Handling, consi<strong>de</strong>ran<strong>do</strong> as forças laterais e ângulos <strong>de</strong> <strong>de</strong>riva, é<br />

atribuí<strong>do</strong> a Georges Broulhiet (1925) através <strong>de</strong> suas publicações <strong>de</strong>nominadas<br />

envirage.<br />

A partir <strong>de</strong> 1930 ocorreram n<strong>um</strong>erosos avanços nos estu<strong>do</strong>s, po<strong>de</strong>n<strong>do</strong> ser cita<strong>do</strong>s<br />

os trabalhos <strong>de</strong> Bradley e Allen (1930), sobre as proprieda<strong>de</strong>s <strong>do</strong> atrito sobre as<br />

superfícies das estradas; o estu<strong>do</strong> sobre as vibrações <strong>do</strong>s sistemas <strong>de</strong> direção por<br />

Becker (1931); e os mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> suspensão in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte apresenta<strong>do</strong>s por<br />

Broulhiet em 1933.<br />

Entre 1937 e 1938, Bastow apresentou trabalhos sobre o efeito <strong>de</strong> roll no<br />

esterçamento <strong>de</strong> suspensões in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes e, Olley apresentava estu<strong>do</strong>s<br />

<strong>de</strong>talha<strong>do</strong>s sobre o comportamento <strong>de</strong> handling, incluin<strong>do</strong> análise <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong>,<br />

acelerações laterais e trajetórias percorridas. Os trabalhos publica<strong>do</strong>s por Milliken,<br />

Segel e Whitcomb entre 1956 e 1957 <strong>de</strong>senvolvem a teoria <strong>de</strong> controle linear para<br />

análise das respostas em frequência. Estes estu<strong>do</strong>s abrangem a faixa<br />

correspon<strong>de</strong>nte à dirigibilida<strong>de</strong> normal, com as acelerações laterais limitadas até 3<br />

m/s 2 (0,3 g) e regime <strong>de</strong> respostas lineares aos coman<strong>do</strong>s.<br />

A partir <strong>de</strong> então são estuda<strong>do</strong>s os comportamentos com elevadas acelerações<br />

laterais, que requerem análises não lineares, inclusive incluin<strong>do</strong> o motorista no<br />

1


Capítulo 1 - Introdução 2<br />

controle <strong>do</strong> veículo, geran<strong>do</strong> os estu<strong>do</strong>s em regime retroalimenta<strong>do</strong> (closed-loop),<br />

além <strong>do</strong>s até então sistemas abertos (open-loop), on<strong>de</strong> só as reações <strong>do</strong> veículo<br />

eram consi<strong>de</strong>radas.<br />

1.2 - Handling e Conforto<br />

Segun<strong>do</strong> Gillespie (1992), handling é o termo usa<strong>do</strong> para <strong>de</strong>finir as respostas <strong>do</strong><br />

veículo aos coman<strong>do</strong>s <strong>do</strong> motorista e sua facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> ser controla<strong>do</strong>, e<br />

representan<strong>do</strong> principalmente as suas movimentações laterais Durante a fase <strong>de</strong><br />

testes e ajustes <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong> veículo, po<strong>de</strong>m ser alteradas as<br />

características <strong>do</strong>s componentes da suspensão como, por exemplo, as molas,<br />

amortece<strong>do</strong>res, barras estabiliza<strong>do</strong>ras, ângulos geométricos da suspensão e<br />

relação <strong>de</strong> redução da caixa <strong>de</strong> direção. Na Figura 1.1 é mostrada a<br />

representação <strong>do</strong>s eixos coor<strong>de</strong>na<strong>do</strong>s <strong>do</strong> veículo conforme norma ISO 4130, que<br />

é utilizada para representar os movimentos nas várias direções.<br />

Figura 1.1 Sistema <strong>de</strong> eixos coor<strong>de</strong>na<strong>do</strong>s conforme ISO 4130 e DIN 70000.


Capítulo 1 - Introdução 3<br />

As provas <strong>de</strong> handling <strong>do</strong> veículo estão também intimamente ligadas às<br />

avaliações <strong>de</strong> vibração e conforto interno para os passageiros, <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> que a<br />

configuração final <strong>do</strong> conjunto da suspensão possa proporcionar segurança e<br />

conforto <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> balancea<strong>do</strong> para cada tipo e uso <strong>do</strong> veículo. A suspensão tem o<br />

objetivo básico <strong>de</strong> garantir o contato entre o pneu e a pista e <strong>de</strong>ve fazê-lo<br />

a<strong>de</strong>quadamente, absorven<strong>do</strong> as oscilações e vibrações, com respostas suaves<br />

aos coman<strong>do</strong>s <strong>do</strong> motorista sobre o volante, <strong>de</strong>ntro <strong>do</strong>s níveis <strong>de</strong> tolerância a<br />

acelerações suportadas pelo ser h<strong>um</strong>ano e sua capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> reação a<br />

movimentos imprevistos ou alterna<strong>do</strong>s.<br />

Do ponto <strong>de</strong> vista da abordagem <strong>do</strong> conforto Reimpell (1996) consi<strong>de</strong>ra a faixa <strong>de</strong><br />

1 a 80 Hz como sen<strong>do</strong> a mais crítica com relação ao conforto, dividin<strong>do</strong> <strong>de</strong> 1 a 4<br />

Hz para o ri<strong>de</strong> comfort , e acima <strong>de</strong> 4 Hz para o road harshness.<br />

A sensibilida<strong>de</strong> h<strong>um</strong>ana é capaz <strong>de</strong> perceber <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> audível excitações <strong>de</strong> 20 a<br />

20.000 Hz. Para a maioria <strong>do</strong>s automóveis <strong>de</strong> passageiros, o limite superior da<br />

faixa <strong>de</strong> vibrações críticas está situada até 25 Hz.<br />

Visan<strong>do</strong> diminuir os efeitos negativos das acelerações no ser h<strong>um</strong>ano, po<strong>de</strong>m ser<br />

utilizadas suspensões mais macias, com amortece<strong>do</strong>res com menor carga, e<br />

molas com menor rigi<strong>de</strong>z. Por sua vez, maior flexibilida<strong>de</strong> implica em maior<br />

amplitu<strong>de</strong> <strong>de</strong> movimentação da carroceria, entre eles, movimento <strong>de</strong> rolamento e<br />

pitch, que prejudicam o handling e a estabilida<strong>de</strong> em curvas e pisos irregulares.<br />

Conforme levantamentos realiza<strong>do</strong>s pela SAE (1976) sobre tolerância h<strong>um</strong>ana às<br />

vibrações, o corpo h<strong>um</strong>ano tem o seu nível mais sensível entre 4 e 8 Hz no<br />

senti<strong>do</strong> vertical <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> à ressonância da cavida<strong>de</strong> ab<strong>do</strong>minal, melhoran<strong>do</strong> até<br />

atingir a frequência <strong>de</strong> 1 Hz com maior nível <strong>de</strong> tolerância, que é<br />

aproximadamente a frequência natural <strong>de</strong> caminhada. Por este motivo, a gran<strong>de</strong><br />

maioria <strong>do</strong>s veículos <strong>de</strong> passageiros tem a frequência natural da massa suspensa<br />

ajustada para a faixa entre 1 e 1,5 Hz (Bastow e Howard, 1997). Para as vibrações<br />

longitudinais evi<strong>de</strong>ncia-se a faixa <strong>de</strong> 2 Hz como as mais in<strong>de</strong>sejadas.


Capítulo 1 - Introdução 4<br />

1.3 - Objetivos e Escopo<br />

O objetivo principal <strong>do</strong> trabalho é fazer <strong>um</strong> estu<strong>do</strong> <strong>do</strong> comportamento dinâmico <strong>do</strong><br />

veículo basea<strong>do</strong> nos da<strong>do</strong>s obti<strong>do</strong>s experimentalmente em manobras<br />

padronizadas <strong>de</strong> mudança <strong>de</strong> direção partin<strong>do</strong> <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong>s constantes. As<br />

características básicas da geometria e comportamento também são comparadas<br />

às recomendadas na literatura atual. Na revisão bibliográfica são analisa<strong>do</strong>s <strong>um</strong><br />

número maior <strong>de</strong> sistemas <strong>do</strong> veículo em relação aos que foram objeto da parte<br />

experimental. Isto se <strong>de</strong>ve ao fato <strong>de</strong> o veículo ser <strong>um</strong> sistema complexo com<br />

vários graus <strong>de</strong> liberda<strong>de</strong> e ten<strong>do</strong> ainda a participação subjetiva <strong>do</strong> motorista. O<br />

conhecimento prévio <strong>de</strong> <strong>um</strong> número maior <strong>de</strong> variáveis que afetam a dinâmica <strong>de</strong><br />

comportamento e as potencialida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> participação nos resulta<strong>do</strong>s <strong>de</strong>stes<br />

sistemas torna-se portanto importante. Outro aspecto relevante é a sistematização<br />

<strong>de</strong> <strong>um</strong>a meto<strong>do</strong>logia experimental para caracterizar graficamente as reações <strong>do</strong><br />

veículo em função <strong>do</strong>s coman<strong>do</strong>s <strong>do</strong> motorista utilizan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a instr<strong>um</strong>entação<br />

relativamente simples. As provas foram executadas em <strong>um</strong> mesmo veículo,<br />

alteran<strong>do</strong>-se individualmente e em grupo as características <strong>de</strong> componentes da<br />

suspensão, e avalian<strong>do</strong> o comportamento <strong>de</strong> respostas <strong>do</strong> mesmo.<br />

Os trabalhos mais recentes neste campo <strong>de</strong> pesquisa visam conhecer o<br />

comportamento dinâmico <strong>do</strong> veículo e partir para o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> sistemas<br />

eletro-mecânicos <strong>de</strong> gerenciamento ativo das reações <strong>do</strong> veículo, visan<strong>do</strong> auxiliar<br />

o motorista em condições adversas <strong>de</strong> estabilida<strong>de</strong> e controle, a<strong>um</strong>entan<strong>do</strong> o nível<br />

<strong>de</strong> segurança. Já são disponíveis em veículos <strong>de</strong> passeio <strong>de</strong> produção seriada<br />

controla<strong>do</strong>res eletrônicos <strong>de</strong> estabilida<strong>de</strong> como, por exemplo, o ESP da Robert<br />

Bosch, atuan<strong>do</strong> ativamente no sistema <strong>de</strong> freios e controle motor.<br />

Um outro aspecto importante é o fato <strong>de</strong> a indústria automobilística atualmente<br />

trabalhar no projeto <strong>de</strong> famílias <strong>de</strong> automóveis, on<strong>de</strong> <strong>um</strong>a plataforma com<strong>um</strong><br />

serve <strong>de</strong> base para o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> versões hatch, sedãs, familiares ou<br />

station wagons, e também caminhonetes. Sob este aspecto, torna-se importante<br />

o conhecimento <strong>do</strong> comportamento <strong>de</strong> <strong>um</strong>a versão base, a partir da qual são<br />

feitos os ajustes da suspensão, direção e pneus para as diversas outras. Este<br />

conhecimento prévio resulta na racionalização e redução <strong>do</strong> tempo para o<br />

acerto <strong>de</strong>stas versões sucessivas.


Capítulo 1 - Introdução 5<br />

Deste mo<strong>do</strong>, dividiu-se o trabalho da seguinte maneira:<br />

O capítulo 2 apresenta <strong>um</strong>a revisão bibliográfica <strong>do</strong>s sistemas <strong>de</strong> suspensão mais<br />

utiliza<strong>do</strong>s nos mo<strong>de</strong>rnos automóveis, as características construtivas <strong>do</strong>s principais<br />

componentes envolvi<strong>do</strong>s, assim como as características geométricas e dinâmicas<br />

<strong>de</strong>sejáveis para que os veículos possam ter <strong>um</strong> comportamento seguro e<br />

confortável.<br />

O capítulo 3 aborda a meto<strong>do</strong>logia para a realização das provas, <strong>de</strong>talhan<strong>do</strong> as<br />

características técnicas <strong>do</strong>s instr<strong>um</strong>entos e aparelhos utiliza<strong>do</strong>s e mostran<strong>do</strong> os<br />

parâmetros objetivos que serão estuda<strong>do</strong>s.<br />

O capítulo 4 <strong>de</strong>screve o procedimento experimental a<strong>do</strong>ta<strong>do</strong>, as manobras<br />

dinâmicas realizadas, as características técnicas <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes utiliza<strong>do</strong> no<br />

experimento e a relação <strong>do</strong>s componentes substituí<strong>do</strong>s.<br />

No capítulo 5 são apresenta<strong>do</strong>s e discuti<strong>do</strong>s os resulta<strong>do</strong>s obti<strong>do</strong>s nas provas e<br />

verifican<strong>do</strong> a coerência com a teoria disponível e características <strong>de</strong>sejáveis.<br />

O capítulo 6 expõe as conclusões, mostran<strong>do</strong> que o estu<strong>do</strong> e compreensão das<br />

características geométricas básicas e avaliações dinâmicas <strong>de</strong> comportamento,<br />

são fundamentais para as escolhas <strong>de</strong> acerto da suspensão, servin<strong>do</strong> inclusive <strong>de</strong><br />

base para o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>do</strong>s sistemas eletrônicos <strong>de</strong> gerenciamento das<br />

suspensões.<br />

O apêndice A contém o méto<strong>do</strong> <strong>de</strong> cálculo <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong>; o apêndice B<br />

mostra as equações para análise <strong>do</strong>s efeitos “Anti” movimentação da massa<br />

suspensa e o cálculo <strong>de</strong>stas características para o veículo <strong>de</strong> provas; no apêndice<br />

C são calculadas as frequências naturais não amortecidas da suspensão; no<br />

apêndice D são mostradas as características <strong>de</strong> <strong>um</strong> aparelho <strong>de</strong> medição <strong>de</strong><br />

atitu<strong>de</strong>s <strong>do</strong> veículo; o apêndice E mostra <strong>do</strong>is gráficos com to<strong>do</strong>s os da<strong>do</strong>s<br />

registra<strong>do</strong>s durante duas provas; e o anexo A apresenta as tabelas <strong>de</strong> da<strong>do</strong>s<br />

obti<strong>do</strong>s em <strong>um</strong>a única prova.


Capítulo 2<br />

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA<br />

2.1 - Sistemas e Componentes <strong>de</strong> Suspensão<br />

Os sistemas <strong>de</strong> suspensão surgiram na época <strong>de</strong> veículos com tração animal com<br />

o objetivo <strong>de</strong> proporcionar conforto e absorver as irregularida<strong>de</strong>s <strong>do</strong>s terrenos. Na<br />

indústria automobilística, à medida que os veículos a<strong>um</strong>entavam as velocida<strong>de</strong>s<br />

<strong>de</strong> trânsito e melhoravam as condições das estradas, intensificaram os estu<strong>do</strong>s<br />

para a otimização <strong>do</strong> comportamento das suspensões. Segun<strong>do</strong> Gillespie (1992),<br />

as suas funções principais são:<br />

- Permitir a movimentação vertical das rodas ao longo <strong>do</strong> percurso, isolan<strong>do</strong> o<br />

chassis das imperfeições <strong>do</strong> solo;<br />

- Manter as rodas nos seus ângulos característicos previstos, seja estática ou<br />

dinamicamente, executan<strong>do</strong> manobras <strong>de</strong> mudança <strong>de</strong> direção e curvas;<br />

- Suportar as forças <strong>de</strong> reação impostas pelos pneus, ou seja, transmitir<br />

aceleração e suportar frenagens longitudinais e forças laterais (curvas);<br />

- Suportar os efeitos <strong>de</strong> rolamento lateral <strong>do</strong> chassis ou monobloco;<br />

- Manter os pneus em contato com o solo, com as menores variações <strong>de</strong> cargas<br />

possíveis.<br />

Além <strong>de</strong> permitir a movimentação vertical das rodas, o projeto da geometria da<br />

suspensão <strong>de</strong>ve contribuir também para reduzir as movimentações in<strong>de</strong>sejáveis<br />

da carroceria em pitch e roll. Na Figura 2.1 é mostra<strong>do</strong> o esquema básico <strong>de</strong> <strong>um</strong>a<br />

suspensão. A mola principal sustenta a massa suspensa, e o amortece<strong>do</strong>r atua<br />

dissipan<strong>do</strong> a energia da mola armazenada durante a movimentação. O pneu<br />

também possui <strong>um</strong>a flexibilida<strong>de</strong> atuan<strong>do</strong> em série com a mola. Os<br />

amortecimentos atuam em paralelo. As características básicas da suspensão <strong>do</strong><br />

veículo <strong>de</strong> testes estão apresentadas no Apêndice C, juntamente com os cálculos<br />

das frequências naturais não amortecidas.<br />

6


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 7<br />

Figura 2.1 – Esquema simplifica<strong>do</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong>a suspensão <strong>de</strong> veículo.<br />

2.1.1 - Suspensão Dianteira McPherson<br />

A suspensão <strong>de</strong>senvolvida por Earle S. McPherson é constituída por <strong>um</strong>a<br />

estrutura tubular que já incorpora a função <strong>de</strong> amortece<strong>do</strong>r, sen<strong>do</strong> ligada<br />

rigidamente na extremida<strong>de</strong> inferior ao montante da roda; <strong>um</strong> braço triangular,<br />

com <strong>do</strong>is apoios no chassi, ou monobloco <strong>do</strong> veículo, e <strong>um</strong> apoio articula<strong>do</strong> unin<strong>do</strong><br />

o braço ao montante. Na parte superior da estrutura, conforme Fig. 2.2, a haste<br />

roscada <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r é ligada ao chassi com <strong>um</strong>a bucha elástica que serve <strong>de</strong><br />

apoio ao anel <strong>de</strong> apoio da mola, absorven<strong>do</strong> vibrações e permitin<strong>do</strong> os<br />

movimentos <strong>de</strong> rotação.<br />

Legenda:<br />

1- Parte da<br />

carroceira<br />

2- Material elástico<br />

3- Carcaça <strong>do</strong><br />

coxim<br />

4- Batente <strong>de</strong> fim<br />

<strong>de</strong> curso <strong>de</strong><br />

extensão<br />

5- Batente <strong>de</strong><br />

borracha<br />

Figura 2.2 - Fixação superior <strong>de</strong> <strong>um</strong>a suspensão dianteira McPherson. O rolamento<br />

permite o movimento <strong>de</strong> rotação, enquanto a borracha absorve impactos e filtra vibrações.


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 8<br />

O gráfico representa o comportamento <strong>de</strong> <strong>de</strong>formação em função da carga<br />

aplicada durante a compressão e o retorno para a posição <strong>de</strong> equilíbrio com a<br />

respectiva histerese.<br />

Esta configuração <strong>de</strong> suspensão tem a gran<strong>de</strong> vantagem <strong>de</strong> necessitar pouco<br />

espaço transversal, sen<strong>do</strong> muito utilizada na dianteira <strong>de</strong> veículos pequenos e<br />

médios com carroceria tipo monobloco e com motores dianteiros transversais, mas<br />

também empregadas nas suspensões traseiras. Outros pontos positivos são a<br />

facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> instalação, poucos componentes e juntas, baixo peso, e pouca<br />

sensibilida<strong>de</strong> a variações <strong>de</strong> tolerância dimensional.<br />

<strong>Comportamento</strong> dinâmico e aspectos construtivos<br />

Observa-se na Fig. 2.3 os <strong>de</strong>talhes <strong>de</strong> <strong>um</strong>a estrutura McPherson on<strong>de</strong> o suporte<br />

da roda ou montante (1) é ligada rigidamente através <strong>de</strong> parafusos com o tubo<br />

estrutural que incorpora internamente o amortece<strong>do</strong>r. A extremida<strong>de</strong> externa da<br />

haste <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r fixa-se por união roscada a <strong>um</strong> suporte que serve também<br />

<strong>de</strong> apoio superior para a mola e corpo integrante <strong>do</strong> rolamento (5), e on<strong>de</strong> está<br />

posiciona<strong>do</strong> o batente que atua como mola suplementar e fim <strong>de</strong> curso elástico da<br />

suspensão. Do la<strong>do</strong> inferior a mola está apoiada através <strong>do</strong> prato (3). O coxim <strong>de</strong><br />

borracha (6) absorve as forças da mola, enquanto as partes macias (7), também<br />

<strong>de</strong> borracha, absorvem as forças geradas pelo amortecimento. Os anéis metálicos<br />

(8) e (9) atuam respectivamente como batentes <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong> compressão e <strong>de</strong><br />

extensão, na eventualida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rompimento <strong>do</strong> coxim <strong>de</strong> borracha. Na parte inferior<br />

<strong>do</strong> sistema tem-se a junta esférica (12) que une o montante da roda ao braço <strong>de</strong><br />

apoio (13).<br />

Entre os aspectos negativos estão a variação <strong>de</strong> camber ao longo da excursão da<br />

suspensão e a alteração da bitola <strong>do</strong> veículo, que po<strong>de</strong>m trazer prejuízos para a<br />

estabilida<strong>de</strong>. Verifica-se a existência <strong>de</strong> <strong>um</strong>a carga lateral no amortece<strong>do</strong>r <strong>de</strong>vi<strong>do</strong><br />

a geometria da suspensão e <strong>do</strong> eixo <strong>de</strong> atuação da mola. Estas cargas prejudicam<br />

o escorregamento da haste <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r, provocan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a perda <strong>do</strong> nível <strong>de</strong><br />

conforto (Stensson, Asplund, Karlsson, 1994).


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 9<br />

Legenda<br />

1- Montante da roda<br />

2- Amortece<strong>do</strong>r telescópico<br />

3- Prato inferior <strong>de</strong> apoio da mola<br />

4- Batente <strong>de</strong> elastômero<br />

5- Prato superior <strong>de</strong> apoio da mola<br />

6- Coxim <strong>de</strong> borracha (dureza maior)<br />

7- Coxim <strong>de</strong> borracha (dureza menor)<br />

8- Anel <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong> compressão<br />

9- Anel <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong> tração<br />

10- Junta homocinética<br />

11- Disco <strong>de</strong> freio<br />

12- Terminal esférico<br />

13- Braço inferior da suspensão<br />

14- Barra estabiliza<strong>do</strong>ra<br />

Figura 2.3 - Vista em corte <strong>de</strong> <strong>um</strong>a suspensão dianteira McPherson, utilizada em veículo<br />

com tração dianteira (Fiat Lancia).<br />

Segun<strong>do</strong> Reimpell e Stoll(1996), essas cargas in<strong>de</strong>sejáveis po<strong>de</strong>m atingir valores<br />

em torno <strong>de</strong> ± 100 N (em tração ou compressão). Para minimizar este efeito é<br />

utiliza<strong>do</strong> o artifício <strong>de</strong> projeto <strong>de</strong> colocar a mola <strong>de</strong>scentralizada em relação ao<br />

eixo <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r. Analisan<strong>do</strong> o diagrama <strong>de</strong> forças da Fig. 2.4, a distância b é<br />

responsável pela geração da força lateral ( FE,y ), conforme mostra<strong>do</strong> na Eq. (2.1).<br />

É <strong>de</strong>sejável que o ponto b seja <strong>de</strong>sloca<strong>do</strong> para o plano central da roda para<br />

minimizar o efeito <strong>de</strong> momento (Wunsche et al, 1994).


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 10<br />

F = F<br />

'<br />

E , y z, W<br />

b<br />

c o<br />

+ (2.1)<br />

Figura 2.4 - Esquema <strong>de</strong> forças atuantes na suspensão McPherson.<br />

2.1.2 - Suspensão Traseira<br />

A configuração para a suspensão traseira <strong>do</strong> veículo utiliza<strong>do</strong> neste trabalho é a<br />

<strong>de</strong>nominada “braços combina<strong>do</strong>s e travessa <strong>de</strong> ligação”, sen<strong>do</strong> largamente<br />

utilizada em veículos pequenos e médios, em <strong>de</strong>corrência da sua simplicida<strong>de</strong>.<br />

Teve o seu <strong>de</strong>senvolvimento inicia<strong>do</strong> na década <strong>de</strong> 1970, quan<strong>do</strong> foi empregada<br />

pela primeira vez no veículo Golf da Volkswagem. Passou a ser utilizada por<br />

várias outras monta<strong>do</strong>ras principalmente em virtu<strong>de</strong> da popularização <strong>do</strong> conceito<br />

<strong>de</strong> tração dianteira nos automóveis <strong>de</strong> passeio.<br />

É constituída basicamente por <strong>do</strong>is braços oscilantes que dão suporte aos cubos<br />

das rodas em <strong>um</strong>a <strong>de</strong> suas extremida<strong>de</strong>s, enquanto são fixa<strong>do</strong>s através <strong>de</strong><br />

articulações na carroceria na outra. Os braços são liga<strong>do</strong>s rigidamente entre si<br />

através <strong>de</strong> <strong>um</strong> eixo transversal ou simplesmente travessa, geralmente <strong>de</strong> perfil<br />

aberto <strong>de</strong> aço em forma <strong>de</strong> “U”. Esta ligação estabelece <strong>um</strong>a inter<strong>de</strong>pendência


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 11<br />

nos movimentos oscilatórios entre os braços direito e esquer<strong>do</strong>. Nela estão<br />

solda<strong>do</strong>s os pontos <strong>de</strong> fixação inferior <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res, e eventualmente<br />

também o prato <strong>de</strong> apoio inferior da mola, conforme exemplo da Fig. 2.5.<br />

O conjunto é composto praticamente <strong>de</strong> <strong>um</strong>a peça estrutural e duas flanges<br />

pivotadas para fixação na carroceria, que proporcionam facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> instalação e<br />

<strong>de</strong>smontagem no veículo e cuja forma contribui para <strong>um</strong>a maior disponibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />

espaço acima <strong>do</strong> eixo on<strong>de</strong> geralmente está o porta-malas para os veículos <strong>de</strong><br />

tração dianteira. Esta simplicida<strong>de</strong> construtiva minimiza custos <strong>de</strong> fabricação e<br />

montagem, porém certamente limita o seu <strong>de</strong>sempenho dinâmico se comparada a<br />

outros <strong>de</strong> maior complexida<strong>de</strong>.<br />

Figura 2.5 - Conjunto da suspensão traseira com braços combina<strong>do</strong>s e barra transversal<br />

ou travessa. Detalhe da bucha <strong>de</strong> borracha montada na articulação <strong>de</strong> fixação no chassis.<br />

<strong>Comportamento</strong> dinâmico e aspectos construtivos<br />

Um efeito que <strong>de</strong>ve ser observa<strong>do</strong> no comportamento dinâmico <strong>do</strong> veículo com<br />

esta suspensão é a tendência <strong>de</strong> sobre-esterço durante a aplicação <strong>de</strong> esforços


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 12<br />

laterais, conforme visualiza<strong>do</strong> na Fig. 2.6, em função da flexibilida<strong>de</strong> <strong>do</strong>s coxins<br />

elásticos <strong>de</strong> borracha utiliza<strong>do</strong>s nos pontos <strong>de</strong> fixação <strong>do</strong> eixo à carroceria<br />

(Reimpell e Stoll, 1996). Para minimizar estes efeitos negativos recorrem-se a<br />

soluções como o uso <strong>de</strong> buchas com <strong>de</strong>formação controlada sob carregamento<br />

lateral, ou através da utilização <strong>um</strong> recurso <strong>de</strong> projeto on<strong>de</strong> o rolamento da<br />

carroceria provoca <strong>um</strong>a tendência sub-esterçante no conjunto (Dixon, 1996).<br />

Figura 2.6 - Sob influência <strong>de</strong> esforços laterais, o eixo traseiro po<strong>de</strong> ass<strong>um</strong>ir <strong>um</strong> ângulo Δr,<br />

provocan<strong>do</strong> sobre-esterço.<br />

Do ponto <strong>de</strong> vista cinemático, a tendência <strong>de</strong> ocorrerem alterações <strong>de</strong><br />

convergência, da distância entre as rodas (bitola), e <strong>de</strong> camber durante a<br />

ocorrência <strong>de</strong> movimento paralelo ou relativo entre os braços são <strong>de</strong>sprezíveis se<br />

compara<strong>do</strong>s a outros sistemas. Outros efeitos negativos são os eleva<strong>do</strong>s níveis <strong>de</strong><br />

tensão atuantes nas soldas <strong>do</strong>s componentes (travessa, braços longitudinais e<br />

pratos <strong>de</strong> apoio das molas), elevada carga <strong>de</strong> torção e a limitação da carga no<br />

eixo em função <strong>do</strong> comprimento <strong>do</strong> braço. A travessa <strong>de</strong> ligação, além <strong>de</strong> fazer a<br />

função <strong>de</strong> estruturação <strong>do</strong> sistema, atua também como barra estabiliza<strong>do</strong>ra. No<br />

caso da necessida<strong>de</strong> <strong>do</strong> a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong> efeito estabilizante, a forma em “U” permite


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 13<br />

que a barra seja colocada em seu interior, não a<strong>um</strong>entan<strong>do</strong> o espaço ocupa<strong>do</strong><br />

pela suspensão. A posição longitudinal <strong>do</strong> eixo transversal ou travessa em relação<br />

ao eixo <strong>de</strong> pivotamento <strong>do</strong> conjunto é a principal variável <strong>do</strong> projeto <strong>de</strong>ste sistema,<br />

conforme mostra<strong>do</strong> na Fig. 2.7, resultan<strong>do</strong> em inúmeras possibilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> ajuste<br />

que afetam o seu comportamento (Milliken e Milliken,1995 e Satchell, 1994).<br />

Quan<strong>do</strong> a travessa é posicionada no mesmo alinhamento <strong>do</strong> eixo <strong>de</strong> pivotamento,<br />

ela atua somente como barra estabiliza<strong>do</strong>ra convencional quan<strong>do</strong> a carroceria é<br />

submetida ao rolamento, e a suspensão apresenta características iguais às <strong>de</strong><br />

braços paralelos in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes.<br />

Figura 2.7 – Configurações <strong>de</strong> posicionamento da travessa na suspensão traseira.


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 14<br />

Quan<strong>do</strong> o eixo transversal ou travessa está em <strong>um</strong>a posição intermediária entre a<br />

articulação e as rodas, os esforços atuantes são mais severos e combina<strong>do</strong>s em<br />

flexo-torção. Durante o rolamento encontram-se movimentos cônicos e axiais <strong>do</strong>s<br />

braços da suspensão, que são característicos <strong>de</strong> <strong>um</strong> sistema <strong>de</strong> semi-braços<br />

oblíquios. Posicionan<strong>do</strong>-se o eixo transversal alinha<strong>do</strong> com o centro das rodas,<br />

verifica-se a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong> componente adicional para suportar os esforços<br />

transversais que o sistema original não é mais capaz <strong>de</strong> absorver. Os braços<br />

<strong>de</strong>vem ter necessariamente baixa rigi<strong>de</strong>z à torção e à flexão.<br />

2.1.3 - Molas<br />

As molas são corpos elásticos <strong>de</strong> união entre as partes móveis <strong>do</strong>s componentes<br />

da suspensão. Em particular as molas da suspensão fazem a ligação entre a<br />

massa suspensa e a não suspensa <strong>do</strong> veículo. Têm como função primária sofrer<br />

flexões e <strong>de</strong>formações quan<strong>do</strong> submetida à aplicação <strong>de</strong> cargas, <strong>de</strong>ven<strong>do</strong> retornar<br />

a sua condição inicial no momento em que o carregamento é removi<strong>do</strong>. O seu<br />

funcionamento correto no veículo visa dar flexibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> funcionamento às<br />

suspensões <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> a filtrar as irregularida<strong>de</strong>s <strong>do</strong> solo, proporcionan<strong>do</strong> <strong>um</strong> nível<br />

a<strong>de</strong>qua<strong>do</strong> <strong>de</strong> conforto aos ocupantes. As suas características <strong>de</strong>vem ser<br />

combinadas com a atuação <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res, barra estabiliza<strong>do</strong>ra e sistema <strong>de</strong><br />

direção para garantir o controle da estabilida<strong>de</strong>.<br />

É <strong>de</strong>sejável nas molas <strong>um</strong> funcionamento progressivo <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> que as<br />

<strong>de</strong>formações sejam proporcionais aos esforços aplica<strong>do</strong>s. A energia potencial<br />

armazenada quan<strong>do</strong> da aplicação da carga é liberada em forma <strong>de</strong> energia<br />

cinética. Os amortece<strong>do</strong>res, que trabalham em conjunto, <strong>de</strong>vem absorver parte<br />

<strong>de</strong>sta energia e liberá-la em forma <strong>de</strong> calor (Spring Design Manual, 1996).<br />

Segun<strong>do</strong> Dixon (1996), os materiais utiliza<strong>do</strong>s na construção <strong>de</strong> molas para<br />

automóveis po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong> origem sólida, líquida ou gasosa. O aço é o principal<br />

material emprega<strong>do</strong> na fabricação <strong>de</strong> molas. As molas helicoidais e barras <strong>de</strong><br />

torção, são submetidas as esforços <strong>de</strong> torção, enquanto que nas <strong>do</strong> tipo lâminas,<br />

os esforços são <strong>de</strong> flexão. Atualmente as molas helicoidais são as mais utilizadas<br />

em função <strong>do</strong> bom <strong>de</strong>sempenho, custo, <strong>do</strong>mínio <strong>do</strong> processo, facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> fixação


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 15<br />

e pouco espaço utiliza<strong>do</strong> no grupo da suspensão. Normalmente elas trabalham à<br />

compressão e obe<strong>de</strong>cem à lei <strong>de</strong> Hooke, <strong>de</strong> tal mo<strong>do</strong> que <strong>de</strong>ntro <strong>do</strong> limite elástico<br />

as <strong>de</strong>formações são proporcionais ao esforço aplica<strong>do</strong>.<br />

A forma construtiva po<strong>de</strong> gerar <strong>um</strong> comportamento <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z constante ou<br />

variável. A rigi<strong>de</strong>z variável é conseguida <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> relativamente fácil, como por<br />

exemplo, fazen<strong>do</strong> o passo da espira variável, <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> que em compressão as<br />

espiras da extremida<strong>de</strong> comecem a tocar entre si, reduzin<strong>do</strong> o número total e<br />

a<strong>um</strong>entan<strong>do</strong> a rigi<strong>de</strong>z. A rigi<strong>de</strong>z Ks po<strong>de</strong> ser calculada através da relação entre o<br />

diâmetro <strong>do</strong> arame, diâmetro e número <strong>de</strong> espiras e as características <strong>do</strong> material.<br />

A Equação (2.2) aplicável para molas helicoidais retas, mostra a relação para o<br />

cálculo da rigi<strong>de</strong>z:<br />

on<strong>de</strong>:<br />

K<br />

s<br />

4<br />

G. d<br />

= 3<br />

8.<br />

D . N<br />

e e<br />

G = Módulo <strong>de</strong> cizalhamento <strong>do</strong> aço (N/mm 2 )<br />

K s = Rigi<strong>de</strong>z da mola (N/mm)<br />

De = Diâmetro médio da espira ( mm )<br />

Ne = Número <strong>de</strong> espiras ativas<br />

d = Diâmetro <strong>do</strong> arame da mola ( mm )<br />

(2.2)<br />

Uma vez <strong>de</strong>finidas as características da mola, po<strong>de</strong>-se calcular as <strong>de</strong>flexões<br />

sofridas em função da carga aplicada. A Equação (2.3) mostra esta relação.<br />

on<strong>de</strong>:<br />

F = magnitu<strong>de</strong> da força ( N )<br />

x<br />

m<br />

FD N<br />

=<br />

Gd<br />

8<br />

3<br />

e e<br />

4 (2.3)


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 16<br />

Por sua vez, a escolha da rigi<strong>de</strong>z das molas varia em função da missão <strong>do</strong><br />

veículo, sen<strong>do</strong> basicamente menor para veículos <strong>de</strong> passeio e maior à medida que<br />

se exige <strong>um</strong> maior <strong>de</strong>sempenho em manobras, como por exemplo, em veículos<br />

esportivos.<br />

No veículo <strong>de</strong> testes, as molas dianteiras e traseiras são <strong>do</strong> tipo helicoidal, com as<br />

dianteiras <strong>de</strong> flexibilida<strong>de</strong> constante, enquanto que as traseiras, <strong>de</strong> dupla<br />

flexibilida<strong>de</strong>.<br />

No acerto final são observa<strong>do</strong>s os aspectos <strong>de</strong> conforto e absorção <strong>de</strong><br />

irregularida<strong>de</strong>s em marcha, movimentações excessivas durante manobras e<br />

curvas, e a estabilida<strong>de</strong> e segurança em situações <strong>de</strong> emergência (<strong>de</strong>svio <strong>de</strong><br />

trajetória, frenagens e acelerações).<br />

2.1.4 - Amortece<strong>do</strong>res<br />

Os amortece<strong>do</strong>res <strong>do</strong>s veículos são coloca<strong>do</strong>s como elementos <strong>de</strong> ligação entre a<br />

massa suspensa e a não suspensa visan<strong>do</strong> reduzir e limitar as velocida<strong>de</strong>s e<br />

amplitu<strong>de</strong>s das movimentações da carroceria em seus vários graus <strong>de</strong> liberda<strong>de</strong>.<br />

A movimentação por sua vez está associada às manobras realizadas pelo<br />

motorista em virtu<strong>de</strong> das necessida<strong>de</strong>s <strong>do</strong> percurso e em função da excitação<br />

proveniente das irregularida<strong>de</strong>s das estradas. As movimentações excessivas e<br />

não <strong>de</strong>sejadas <strong>do</strong> veículo, que po<strong>de</strong> ser analisa<strong>do</strong> como <strong>um</strong> sistema vibrante com<br />

várias massas e molas, po<strong>de</strong>m comprometer a estabilida<strong>de</strong> ou provocar sensação<br />

<strong>de</strong> <strong>de</strong>sconforto e insegurança ao motorista e passageiros.<br />

A energia absorvida pelo amortece<strong>do</strong>r é dissipada em forma <strong>de</strong> calor para o<br />

ambiente. Atualmente, nas suspensões passivas são emprega<strong>do</strong>s quase que<br />

exclusivamente os amortece<strong>do</strong>res hidráulicos telescópicos <strong>do</strong> tipo simples ou<br />

duplo tubo. Po<strong>de</strong>-se utilizar também gás inerte (Nitrogênio) pressuriza<strong>do</strong> em seu<br />

interior. Po<strong>de</strong>m ser encontradas velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> funcionamento <strong>de</strong> 1,7 m/s a 5 m/s<br />

nas aplicações em veículos <strong>de</strong> passeio (Bastow, 1997). Em estradas com<br />

pavimentação irregular e com oscilações po<strong>de</strong>m surgir picos <strong>de</strong> aceleração <strong>de</strong> até<br />

30 g em condições esporádicas (consi<strong>de</strong>ran<strong>do</strong> g = 9,8 m/s 2 )


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 17<br />

Nos amortece<strong>do</strong>res pressuriza<strong>do</strong>s a gás atualmente emprega<strong>do</strong>s, on<strong>de</strong> a pressão<br />

<strong>do</strong> gás injeta<strong>do</strong> varia normalmente entre 0,4 a 0,5 MPa, po<strong>de</strong>m ser atingidas<br />

temperaturas <strong>de</strong> até 200 °C durante a realização <strong>de</strong> testes ou rodagem constante<br />

em pavimentações aci<strong>de</strong>ntadas (Reimpell e Stoll, 1996).<br />

A base matemática para o comportamento <strong>do</strong> amortecimento viscoso é a<br />

proporcionalida<strong>de</strong> entre a velocida<strong>de</strong> e a força <strong>de</strong> amortecimento, que é<br />

conseguida através <strong>de</strong> artifícios construtivos <strong>do</strong>s componentes internos. Po<strong>de</strong>-se<br />

mencionar que os amortece<strong>do</strong>res <strong>do</strong> tipo “atrito seco“ foram praticamente<br />

aban<strong>do</strong>na<strong>do</strong>s nas aplicações em suspensões <strong>de</strong> automóveis, principalmente pelo<br />

fato <strong>de</strong> que, o atrito não é <strong>de</strong>sejável para o funcionamento da suspensão (Bastow,<br />

1997). Caso a força perturba<strong>do</strong>ra não seja suficiente para vencer a força <strong>de</strong> atrito,<br />

toda a excitação é transmitida diretamente para a massa suspensa, ou seja,<br />

também para o habitáculo <strong>do</strong>s ocupantes <strong>do</strong> veículo.<br />

Segun<strong>do</strong> Dixon (1999) e Gillespie (1992), as razões <strong>de</strong> amortecimento médio para<br />

veículos <strong>de</strong> passageiros estão entre 0,2 e 0,4. Para carros esportivos ou <strong>de</strong><br />

competição po<strong>de</strong>-se estar na faixa <strong>de</strong> 0,4 a 1,0. A relação básica entre as cargas<br />

<strong>de</strong> compressão e extensão é <strong>de</strong> 30 / 70, po<strong>de</strong>n<strong>do</strong> ainda variar <strong>de</strong> acor<strong>do</strong> com o<br />

mo<strong>de</strong>lo e perfil <strong>de</strong> utilização, entre as proporções <strong>de</strong> 20 / 80 e 50 / 50. Na Figura<br />

2.8 visualizam-se duas maneiras <strong>de</strong> se representar genericamente <strong>um</strong>a curva <strong>de</strong><br />

amortece<strong>do</strong>r para veículos <strong>de</strong> passageiros.<br />

Figura 2.8 - Exemplos <strong>de</strong> curvas <strong>de</strong> amortece<strong>do</strong>res.


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 18<br />

Forma construtiva e Descrição <strong>do</strong> funcionamento<br />

Os amortece<strong>do</strong>res telescópicos <strong>de</strong> tubo duplo, como o mostra<strong>do</strong> no esquema da<br />

Fig. 2.9, são constituí<strong>do</strong>s por <strong>um</strong>a câmara principal (A), <strong>de</strong> <strong>um</strong>a câmara <strong>de</strong><br />

equalização (C), pelo pistão (1) fixa<strong>do</strong> à haste <strong>de</strong> acionamento (6), por <strong>um</strong>a<br />

válvula inferior (4), e <strong>um</strong>a guia para a haste (8) e seu selo <strong>de</strong> vedação <strong>de</strong> óleo e<br />

pressão (5). O reservatório C é geralmente preenchi<strong>do</strong> até a meta<strong>de</strong> <strong>de</strong> seu<br />

vol<strong>um</strong>e com óleo e o restante é ocupa<strong>do</strong> pelo gás sob <strong>um</strong>a pressão que varia <strong>de</strong><br />

0,4 a 0,5 Mpa. Recomenda-se que a inclinação <strong>de</strong> instalação no veículo na<br />

condição <strong>de</strong> toda compressão não supere 45°, para evitar a sucção <strong>de</strong> gás pelo<br />

pistão (ou ar nos não pressuriza<strong>do</strong>s).<br />

Quan<strong>do</strong> a roda <strong>do</strong> veículo se <strong>de</strong>sloca para cima, a distância entre as extremida<strong>de</strong>s<br />

<strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r diminui, induzin<strong>do</strong> o movimento <strong>do</strong> pistão (1) para baixo em<br />

compressão. Ocorre então <strong>um</strong>a transferência <strong>de</strong> óleo através da válvula II da parte<br />

inferior da câmara principal (A) para a parte superior da mesma câmara. Nesta<br />

condição, o papel principal na geração da força <strong>de</strong> amortecimento ocorre quan<strong>do</strong><br />

o vol<strong>um</strong>e <strong>de</strong> óleo <strong>de</strong>sloca<strong>do</strong> pela haste <strong>do</strong> pistão flui através da válvula IV para a<br />

câmara <strong>de</strong> equalização (C).<br />

Na condição <strong>de</strong> extensão <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r, a pressão na porção superior da<br />

câmara principal a<strong>um</strong>enta e <strong>um</strong> fluxo através da válvula I em direção à parte<br />

inferior da câmara tem início, sen<strong>do</strong> esta a principal responsável pela geração <strong>de</strong><br />

força na <strong>de</strong>scompressão <strong>do</strong> sistema. À medida em que a haste <strong>do</strong> pistão se<br />

<strong>de</strong>sloca para fora <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r, o vol<strong>um</strong>e útil da câmara principal a<strong>um</strong>enta e o<br />

óleo necessário ao seu preenchimento é suga<strong>do</strong> da câmara <strong>de</strong> equalização<br />

através da válvula III. O a<strong>um</strong>ento <strong>de</strong> pressão na parte superior <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r<br />

provoca <strong>um</strong> a<strong>um</strong>ento na pressão sobre o selo da guia da haste (A) para a parte<br />

superior da mesma câmara. O vol<strong>um</strong>e <strong>de</strong> óleo <strong>de</strong>sloca<strong>do</strong> pela haste <strong>do</strong> pistão flui<br />

através da válvula IV para a câmara <strong>de</strong> equalização (8) on<strong>de</strong> os furos <strong>de</strong> retorno<br />

(9) possibilitam a recuperação <strong>do</strong> óleo que se <strong>de</strong>posita entre a haste e sua guia.


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 19<br />

Legenda<br />

1- Pistão ou êmbolo<br />

2- Tubo <strong>do</strong> cilindro<br />

3- Tubo externo<br />

4- Válvula inferior<br />

5- Selo <strong>de</strong> vedação<br />

6- Haste <strong>do</strong> pistão<br />

7- Capa <strong>de</strong> proteção<br />

8- Guia da haste <strong>do</strong> pistão<br />

9- Furo <strong>de</strong> retorno<br />

Figura 2.9 – Desenho esquemático <strong>do</strong> princípio <strong>de</strong> funcionamento <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r <strong>de</strong><br />

duplo tubo.<br />

2.1.5 - Barras Estabiliza<strong>do</strong>ras<br />

As barras estabiliza<strong>do</strong>ras são componentes que po<strong>de</strong>m ser adiciona<strong>do</strong>s nas<br />

suspensões dianteira, traseira ou ambas. Elas po<strong>de</strong>m ser feitas <strong>de</strong> barras<br />

circulares <strong>de</strong> aço maciço ou tubular, ou perfis em forma <strong>de</strong> “U”, com a finalida<strong>de</strong><br />

principal <strong>de</strong> diminuir os ângulos <strong>de</strong> inclinação da carroceria e também a<br />

velocida<strong>de</strong> em que o fenômeno acontece (Bosch Handbook, 1996). Pelo fato <strong>de</strong><br />

estar ligada entre os la<strong>do</strong>s esquer<strong>do</strong> e direito <strong>do</strong> veículo, não interfere nas<br />

movimentações simétricas da suspensão quan<strong>do</strong> a mesma é bem projetada,<br />

passan<strong>do</strong> a atuar quan<strong>do</strong> acontecem <strong>de</strong>flexões laterais.


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 20<br />

Além <strong>de</strong>sta função primária, as barras estabiliza<strong>do</strong>ras influenciam as<br />

características <strong>de</strong> comportamento em curvas e respostas ao esterçamento <strong>do</strong><br />

volante, fazen<strong>do</strong> com que o veículo a<strong>um</strong>ente ou diminua o sobre-esterço e sub-<br />

esterço, melhoran<strong>do</strong> a segurança <strong>de</strong> direção e controle <strong>do</strong> veículo. Conforme<br />

Reimpell e Stoll (1996), o incremento <strong>de</strong> barra no eixo dianteiro proporciona <strong>um</strong><br />

a<strong>um</strong>ento da tendência ao sub-esterço e melhora o comportamento em manobras<br />

<strong>de</strong> mudança <strong>de</strong> direção. A maior estabilização <strong>do</strong> eixo traseiro produz <strong>um</strong><br />

comportamento mais neutro nos veículos <strong>de</strong> tração dianteira e maior sobre-<br />

esterço nos <strong>de</strong> tração traseira. Na Figura 2.10 é apresentada <strong>um</strong>a suspensão<br />

dianteira com barra estabiliza<strong>do</strong>ra, on<strong>de</strong> a barra está fixada nas extremida<strong>de</strong>s aos<br />

braços oscilantes e apoiada através <strong>de</strong> <strong>do</strong>is coxins presos à carroceria.<br />

Figura 2.10 - Barra estabiliza<strong>do</strong>ra montada sobre <strong>um</strong>a suspensão dianteira McPherson.<br />

O efeito estabilizante da barra está associa<strong>do</strong> às características <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z da<br />

peça, <strong>de</strong>finidas através da sua forma, dimensões e materiais emprega<strong>do</strong>s. A sua


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 21<br />

utilização visan<strong>do</strong> melhorar as características <strong>de</strong> comportamento provoca alguns<br />

efeitos in<strong>de</strong>sejáveis para o conforto, entre eles o a<strong>um</strong>ento da rigi<strong>de</strong>z das<br />

suspensões e a vibração da carroceria em função <strong>do</strong> atrito causa<strong>do</strong> por seus<br />

pontos <strong>de</strong> apoio, inclusive com maior excitação <strong>do</strong> grupo moto-propulsor. Outro<br />

ponto negativo é o a<strong>um</strong>ento da oscilação da carroceria, quan<strong>do</strong> o veículo trafega<br />

em linha reta em estradas ou pavimentações irregulares e com buracos. Estas<br />

oscilações provocam <strong>um</strong> <strong>de</strong>slocamento relativo entre as rodas <strong>do</strong> la<strong>do</strong> esquer<strong>do</strong> e<br />

direito, quan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a é comprimida e outra estendida. Estan<strong>do</strong> estas ligadas entre<br />

si através da barra, o habitáculo <strong>do</strong> veículo que está no conjunto da massa<br />

suspensa sofre também estas perturbações.<br />

2.1.6 - Batentes <strong>de</strong> Fim <strong>de</strong> Curso<br />

O movimento da suspensão <strong>de</strong>ve ser limita<strong>do</strong> em seus finais <strong>de</strong> curso <strong>de</strong> extensão<br />

e compressão, para prevenir o contato metal-metal e evitar valores <strong>de</strong> aceleração<br />

eleva<strong>do</strong>s, que po<strong>de</strong>m causar danos estruturais aos componentes e à carroceria. O<br />

controle da movimentação das rodas é também necessário para garantir o<br />

funcionamento nos ângulos máximos previstos para os braços da direção e<br />

articulações das barras estabiliza<strong>do</strong>ras, buchas da suspensão e juntas esféricas<br />

<strong>do</strong>s semi-eixos. Os batentes são emprega<strong>do</strong>s para estas finalida<strong>de</strong>s e ainda<br />

contribuem para <strong>um</strong>a passagem gradual da movimentação da suspensão em<br />

função das características das molas e amortece<strong>do</strong>res, para a carga final <strong>de</strong> fim<br />

<strong>de</strong> curso. Deste mo<strong>do</strong>, atuam como molas complementares e melhoram o<br />

comportamento, controlan<strong>do</strong> a velocida<strong>de</strong> e ângulo total <strong>de</strong> rolamento da<br />

carroceria durante manobras <strong>de</strong> curvas e <strong>de</strong>svio <strong>de</strong> trajetória em médias e altas<br />

velocida<strong>de</strong>s, proporcionan<strong>do</strong> ao veículo <strong>um</strong>a melhor progressivida<strong>de</strong> <strong>de</strong> resposta.<br />

Com poucas exceções, os batentes <strong>de</strong> extensão estão instala<strong>do</strong>s internamente<br />

nos amortece<strong>do</strong>res, como no caso da construção McPherson. Os <strong>de</strong> compressão<br />

po<strong>de</strong>m ser vaza<strong>do</strong>s e inseri<strong>do</strong>s nas hastes <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res, no interior das<br />

molas e fixa<strong>do</strong>s nas longarinas <strong>do</strong> pavimento, ou ainda posiciona<strong>do</strong>s nos eixos.


Capítulo 2 –Revisão Bibliográfica 22<br />

Os materiais atualmente mais utiliza<strong>do</strong>s nos veículos <strong>de</strong> passeio são a borracha e<br />

elastômeros à base <strong>de</strong> poliuretano. Estes últimos têm ti<strong>do</strong> o seu emprego<br />

a<strong>um</strong>enta<strong>do</strong> em função <strong>de</strong> suas boas proprieda<strong>de</strong>s mecânicas, pouca sensibilida<strong>de</strong><br />

às variações <strong>de</strong> temperatura, leveza e capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suportar cargas<br />

relativamente elevadas (Reimpell e Stoll, 1996). As características <strong>de</strong><br />

amortecimento <strong>de</strong>sejadas são alcançadas trabalhan<strong>do</strong> na otimização da forma,<br />

<strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> e comprimento. Um exemplo <strong>de</strong> curva particular <strong>de</strong> carga e <strong>de</strong>formação<br />

<strong>de</strong> <strong>um</strong> batente e mola suplementar, e seu <strong>de</strong>senho esquemático, é apresenta<strong>do</strong><br />

na Fig. 2.11.<br />

Figura 2.11 - Curva e <strong>de</strong>talhe construtivo <strong>de</strong> <strong>um</strong> batente <strong>de</strong> elastômero com função <strong>de</strong><br />

mola suplementar


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

2.2 - Sistemas <strong>de</strong> Direção<br />

2.2.1 - Generalida<strong>de</strong>s<br />

O sistema <strong>de</strong> direção, que na gran<strong>de</strong> maioria <strong>do</strong>s veículos <strong>de</strong> passageiros está<br />

localiza<strong>do</strong> somente na suspensão dianteira, tem <strong>um</strong>a construção cinemática<br />

particular porque <strong>de</strong>ve permitir o funcionamento normal da suspensão e a<br />

realização <strong>de</strong> manobras <strong>de</strong> curvas, respon<strong>de</strong>n<strong>do</strong> aos coman<strong>do</strong>s realiza<strong>do</strong>s no<br />

volante pelo motorista e transferin<strong>do</strong> as forças entre o pneu e a superfície da<br />

estrada. A geometria básica proposta por Ackerman é apresentada na Fig.2.12, na<br />

qual o ângulo da roda dianteira interna é maior que a da roda dianteira externa.<br />

Mais <strong>de</strong>talhes são aborda<strong>do</strong>s no sub-ítem 2.5.2 <strong>de</strong>ste capítulo.<br />

Legenda:<br />

δ0 – Ângulo <strong>de</strong> esterçamento<br />

da roda interna<br />

δi – Ângulo <strong>de</strong> esterçamento<br />

da roda externa<br />

L – Distância entre eixos<br />

R – Raio da curva<br />

t – Bitola das rodas<br />

Figura 2.12 - Geometria básica para a realização <strong>de</strong> curvas proposta por Ackerman.<br />

Em função das movimentações elásticas das articulações <strong>de</strong> ligação <strong>do</strong>s<br />

componentes, geralmente feitas <strong>de</strong> borracha e elastômeros, a relação entre o<br />

ângulo <strong>do</strong> volante e os das rodas não são perfeitamente lineares. Durante a<br />

movimentação <strong>do</strong> veículo, o motorista <strong>de</strong>ve continuamente ajustar o ângulo <strong>do</strong><br />

volante para percorrer a trajetória <strong>de</strong>sejada, em função <strong>de</strong> sua percepção e<br />

comportamento <strong>do</strong> carro. Entre os fatores que contribuem para estas alterações<br />

po<strong>de</strong>-se citar a inclinação lateral da carroceria, a sensação <strong>de</strong> aceleração lateral e<br />

torque <strong>de</strong> reação <strong>do</strong> volante.<br />

23


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

O mecanismo mais utiliza<strong>do</strong> para a construção das caixas <strong>de</strong> direção em veículos<br />

<strong>de</strong> passageiros com suspensão in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte é o <strong>do</strong> tipo pinhão e cremalheira,<br />

montada transversalmente em relação ao eixo x <strong>do</strong> veículo, conforme mostra<strong>do</strong> na<br />

Fig. 2.13. O movimento <strong>de</strong> rotação <strong>do</strong> pinhão, que está liga<strong>do</strong> em sua extremida<strong>de</strong><br />

à coluna <strong>de</strong> direção que tem o volante na outra extremida<strong>de</strong>, é transforma<strong>do</strong> em<br />

movimento <strong>de</strong> translação, e este por sua vez, através <strong>do</strong>s tirantes e braços,<br />

comanda a rotação das rodas.<br />

Figura 2.13 - Esquema <strong>de</strong> funcionamento <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> direção. 3- braços da direção<br />

esquer<strong>do</strong> e direito; 7- terminais esféricos <strong>de</strong> ligação <strong>do</strong> tirante da caixa ao braço; 8- caixa<br />

<strong>de</strong> direção <strong>do</strong> tipo pinhão e cremalheira.<br />

Entre as vantagens <strong>de</strong>ste sistema po<strong>de</strong>-se citar a construção simplificada e <strong>de</strong><br />

baixo custo <strong>de</strong> produção, a ligação direta entre os tirantes da caixa e os montantes<br />

das rodas e mínima elasticida<strong>de</strong> <strong>de</strong> esterçamento. Entre as <strong>de</strong>svantagens, as<br />

principais são: a elevada sensibilida<strong>de</strong> a impactos com <strong>um</strong>a elevada transferência<br />

das perturbações oriundas das rodas; o fato <strong>de</strong> não po<strong>de</strong>rem ser emprega<strong>do</strong>s em<br />

eixos rígi<strong>do</strong>s; e a presença <strong>de</strong> cargas elevadas em aplicações on<strong>de</strong> o<br />

comprimento <strong>do</strong>s braços não po<strong>de</strong>m ser a<strong>um</strong>enta<strong>do</strong>s <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao pouco espaço<br />

disponível.<br />

A necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> proporcionar conforto e precisão ao motorista tem força<strong>do</strong> a<br />

a<strong>do</strong>ção cada vez mais frequente <strong>do</strong>s mecanismos <strong>de</strong> direção assisti<strong>do</strong>s. O mo<strong>de</strong>lo<br />

24


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

mais utiliza<strong>do</strong> em veículos pequenos, e também disponível no carro <strong>de</strong> testes, é a<br />

caixa <strong>de</strong> direção assistida hidraulicamente através <strong>de</strong> <strong>um</strong> circuito <strong>do</strong>ta<strong>do</strong> <strong>de</strong><br />

bomba, reservatório, mangueiras, polias e correias <strong>de</strong> ligação com o motor. A<br />

característica <strong>de</strong>sejável nestes sistemas é a <strong>de</strong> possibilitar <strong>um</strong>a elevada<br />

assistência nas manobras <strong>de</strong> baixa velocida<strong>de</strong> e <strong>de</strong> estacionamento com o motor<br />

giran<strong>do</strong> abaixo <strong>de</strong> 1000 rpm e <strong>um</strong>a redução progressiva da assistência à medida<br />

<strong>do</strong> a<strong>um</strong>ento da velocida<strong>de</strong> <strong>do</strong> carro e da imposição <strong>de</strong> pequenos ângulos <strong>de</strong><br />

volante. Um exemplo <strong>de</strong> circuito <strong>de</strong> direção hidráulica é mostra<strong>do</strong> na Fig.2.14 com<br />

a composição básica <strong>do</strong>s componentes. Dos componentes principais po<strong>de</strong>-se citar<br />

a bomba <strong>de</strong> óleo (3), que geralmente é acionada através <strong>de</strong> polias e correia<br />

acoplada ao motor. O óleo é conduzi<strong>do</strong> através <strong>de</strong> tubos metálicos e flexíveis <strong>de</strong><br />

alta e baixa pressão (5), passan<strong>do</strong> pela caixa <strong>de</strong> direção (1).<br />

Legenda:<br />

Volante <strong>de</strong><br />

direção e<br />

coluna<br />

25<br />

2- Caixa <strong>de</strong><br />

Direção<br />

3- Bomba<br />

Hidráulica<br />

4- Reservatório<br />

<strong>de</strong> óleo<br />

5- Tubulações<br />

Figura 2.14 - Esquema <strong>do</strong>s componentes <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> direção hidráulica.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

2.3 - Pneus<br />

2.3.1 - Introdução<br />

Os pneus <strong>de</strong>sempenham <strong>um</strong>a importante função no comportamento dinâmico <strong>do</strong><br />

veículo, sen<strong>do</strong> os elementos <strong>de</strong> ligação entre o piso e o conjunto da suspensão e<br />

carroceria.<br />

Segun<strong>do</strong> Gillespie (1992), o pneu <strong>de</strong>ve c<strong>um</strong>prir basicamente três funções:<br />

1) Suportar a carga vertical enquanto absorve os impactos recebi<strong>do</strong>s da<br />

estrada;<br />

2) Desenvolver as forças longitudinais para transmitir aceleração e<br />

frenagem;<br />

3) Desenvolver as forças laterais para a realização <strong>de</strong> <strong>de</strong>svios e curvas.<br />

Além das funções básicas citadas, os pneus utiliza<strong>do</strong>s em veículos <strong>de</strong> passageiros<br />

e <strong>de</strong> carga, <strong>de</strong>vem ainda possuir características positivas e compatíveis <strong>de</strong><br />

durabilida<strong>de</strong>, economia, conforto, baixo nível <strong>de</strong> ruí<strong>do</strong> <strong>de</strong> rolamento, aten<strong>de</strong>r às<br />

necessida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> handling, e manter estáveis seu rendimento em diferentes<br />

condições <strong>de</strong> piso seco ou molha<strong>do</strong>, com temperaturas e níveis <strong>de</strong> solicitação <strong>de</strong><br />

cargas variadas.<br />

Os <strong>do</strong>is tipos <strong>de</strong> construção mais largamente emprega<strong>do</strong>s em pneus são o<br />

diagonal e o radial. A <strong>de</strong>nominação <strong>de</strong>ve-se ao posicionamento da cor<strong>do</strong>alha <strong>de</strong><br />

reforço da carcaça <strong>de</strong> borracha, <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> que nos diagonais são dispostos em<br />

ângulos que variam <strong>de</strong> 30° a 45°, e nos radiais estão dispostos em duas camadas,<br />

<strong>um</strong>a transversal a 90º e outra longitudinal em relação ao eixo <strong>de</strong> rotação,<br />

conforme Fig. 2.15.<br />

A partir da década <strong>de</strong> 80, os pneus radiais praticamente substituíram os diagonais<br />

nas aplicações em automóveis <strong>de</strong> passeio. As principais vantagens <strong>do</strong>s radiais<br />

<strong>de</strong>stacadas por Reimpell e Stoll (1996) são: a maior durabilida<strong>de</strong>, maior<br />

capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> carga, menor resistência ao rolamento, melhores proprieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong><br />

aquaplanagem, melhor comportamento em frenagens sobre pistas molhadas,<br />

transferência <strong>de</strong> maiores forças laterais para as mesmas pressões, e melhores<br />

características <strong>de</strong> conforto a altas velocida<strong>de</strong>s. Entre as poucas <strong>de</strong>svantagens<br />

26


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

po<strong>de</strong>-se citar a sua pouca estabilida<strong>de</strong> direcional, sen<strong>do</strong> que para melhorar este<br />

<strong>de</strong>sempenho são utilizadas cintas geralmente <strong>de</strong> aço, que formam <strong>um</strong>a malha em<br />

torno da circunferência <strong>do</strong> pneu entre a carcaça <strong>de</strong> borracha e a banda <strong>de</strong><br />

rodagem. A cor<strong>do</strong>alha <strong>de</strong>sta cinta está normalmente montada forman<strong>do</strong> <strong>um</strong><br />

ângulo <strong>de</strong> 20° em relação ao senti<strong>do</strong> <strong>de</strong> rodagem (Figura 2.18). Uma segunda<br />

<strong>de</strong>svantagem é a pouca resistência mecânica da lateral <strong>do</strong> pneus se comparada<br />

com a <strong>do</strong>s diagonais.<br />

Figura 2.15 - Construção <strong>do</strong>s três principais tipos <strong>de</strong> pneus emprega<strong>do</strong>s atualmente.<br />

Para transmitir as forças <strong>de</strong> tração, sejam elas durante acelerações ou frenagens,<br />

o coeficiente <strong>de</strong> atrito <strong>do</strong>s pneus é <strong>um</strong> fator fundamental. Para a transmissão<br />

<strong>de</strong>stas forças a banda <strong>de</strong> rodagem <strong>do</strong> pneu é solicitada e durante a sua<br />

<strong>de</strong>formação é <strong>de</strong>senvolvida a força <strong>de</strong> atrito. A Figura 2.16 ilustra o mecanismo <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>formação na região <strong>de</strong> contato com o solo durante <strong>um</strong>a frenagem.<br />

27


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

Figura 2.16 – Deformação na região <strong>de</strong> contato durante <strong>um</strong>a frenagem.<br />

Da análise <strong>de</strong>ste mecanismo <strong>de</strong> <strong>de</strong>formação da banda <strong>de</strong> rodagem durante a<br />

transmissão <strong>de</strong> forças <strong>de</strong> aceleração e frenagem, verifica-se <strong>um</strong>a diferença entre<br />

as velocida<strong>de</strong>s tangenciais <strong>do</strong> pneu e <strong>do</strong> percurso. Como consequência, tem-se a<br />

geração <strong>de</strong> <strong>um</strong> <strong>de</strong>slizamento na área <strong>de</strong> contato. Gillespie (1992) <strong>de</strong>fine este<br />

escorregamento (slip) como <strong>um</strong>a gran<strong>de</strong>za não dimensional, sen<strong>do</strong> <strong>um</strong>a<br />

porcentagem da velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>de</strong>slocamento, representada pela Eq. (2.4):<br />

On<strong>de</strong>:<br />

rdin = raio dinâmico <strong>do</strong> pneu (m)<br />

ω = Velocida<strong>de</strong> angular <strong>do</strong> pneu (rad/s)<br />

Escorregamento (%) = (1 - rdinω/V) x 100 (2.4)<br />

V = Velocida<strong>de</strong> longitudinal <strong>do</strong> veículo (m/s)<br />

28


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

Como <strong>de</strong>scrito inicialmente, outra importante função <strong>de</strong>sempenhada pelo pneu é<br />

a geração <strong>de</strong> forças laterais para o controle direcional <strong>do</strong> veículo durante curvas,<br />

mudanças <strong>de</strong> direção e para suportar forças externas como vento e inclinações da<br />

pista. Quan<strong>do</strong> o pneu é submeti<strong>do</strong> a <strong>um</strong>a força lateral ten<strong>de</strong> a <strong>de</strong>sviar para este<br />

la<strong>do</strong>. Um ângulo <strong>de</strong>fini<strong>do</strong> como “ângulo <strong>de</strong> escorregamento α” é cria<strong>do</strong> entre a<br />

direção <strong>do</strong> eixo ass<strong>um</strong>i<strong>do</strong> pelo pneu e a direção <strong>de</strong> percurso. Este mecanismo é<br />

representa<strong>do</strong> esquematicamente através da Fig. 2.17.<br />

Figura 2.17 – Deformação <strong>do</strong> pneu sob atuação <strong>de</strong> força lateral.<br />

O <strong>de</strong>svio <strong>de</strong> trajetória não é <strong>um</strong> mecanismo instantâneo, mas apresenta <strong>um</strong><br />

retar<strong>do</strong> entre a imposição <strong>de</strong> <strong>um</strong> novo ângulo <strong>do</strong> pneu e o início <strong>de</strong> sua resposta.<br />

Este tempo <strong>de</strong> atraso ocorre até que as laterais <strong>do</strong> pneus sejam <strong>de</strong>formadas. Em<br />

média este retar<strong>do</strong> está relaciona<strong>do</strong> entre meia e <strong>um</strong>a revolução completa <strong>do</strong><br />

pneu (Ellis, 1996).<br />

29


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

Os pneus diagonais disponíveis até o momento têm ti<strong>do</strong> seu emprego reduzi<strong>do</strong><br />

principalmente em função <strong>do</strong> seu comportamento dinâmico inferior nas manobras.<br />

A sua construção possibilita <strong>um</strong>a maior <strong>de</strong>formação da banda <strong>de</strong> rodagem na<br />

região <strong>de</strong> contato com o solo, tanto na rodagem em retilíneo como durante a<br />

realização <strong>de</strong> curvas ou solicitações <strong>de</strong> esforços laterais mais eleva<strong>do</strong>s, quan<strong>do</strong><br />

as laterais ou ombros <strong>do</strong>s pneu passam a ser utiliza<strong>do</strong>s.<br />

Ao longo <strong>do</strong> <strong>de</strong>senvolvimento <strong>do</strong>s pneus, a borracha foi o material <strong>de</strong> base que<br />

mais se mostrou a<strong>de</strong>qua<strong>do</strong>, em virtu<strong>de</strong> <strong>de</strong> suas qualida<strong>de</strong>s sobre o controle <strong>do</strong><br />

veículo, confiabilida<strong>de</strong> e durabilida<strong>de</strong> em condições adversas. Para <strong>de</strong>termina<strong>do</strong><br />

conjunto <strong>de</strong> pneu e superfície, a força lateral produzida pelo contato com a estrada<br />

<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> vários fatores, mas principalmente da posição relativa entre pneu e a<br />

direção <strong>de</strong> percurso, ângulo <strong>de</strong> camber, força vertical, pressão <strong>de</strong> enchimento e a<br />

velocida<strong>de</strong> angular <strong>de</strong> rodagem. A velocida<strong>de</strong> linear <strong>do</strong> veículo po<strong>de</strong> ser<br />

consi<strong>de</strong>rada <strong>um</strong> fator secundário.<br />

Figura 2.18 - Pneu radial e principais componentes.<br />

30


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

2.3.2 - Construção<br />

Os pneus atuais têm sua base na construção da carcaça. Esta é moldada em<br />

borracha macia para evitar fadiga ao longo da utilização e é reforçada com<br />

cor<strong>do</strong>neis e telas dispostos em camadas. A carcaça proporciona também o<br />

contato e a sua fixação solidária com a roda, evitan<strong>do</strong> <strong>de</strong>slizamentos radial e<br />

transversal. As pressões usuais para veículos <strong>de</strong> passeio variam <strong>de</strong> 1,6 a 3,0 bar.<br />

No emprego em caminhões po<strong>de</strong>m chegar a 9,0 bar. Os cor<strong>do</strong>neis atualmente<br />

emprega<strong>do</strong>s são geralmente nylon, Rayon, terylene, aço, fibras <strong>de</strong> poliester, <strong>de</strong><br />

vidro ou <strong>de</strong> carbono. Estes possuem <strong>um</strong> eleva<strong>do</strong> módulo <strong>de</strong> elasticida<strong>de</strong>, sen<strong>do</strong><br />

responsáveis por suportar as tensões, enquanto a borracha serve <strong>de</strong> suporte e<br />

elemento <strong>de</strong> vedação para o gás <strong>de</strong> enchimento. Os materiais são escolhi<strong>do</strong>s em<br />

função das características mecânicas <strong>de</strong>sejadas e tipos <strong>de</strong> veículos. A <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>stes materiais varia consi<strong>de</strong>ravelmente, varian<strong>do</strong> <strong>de</strong> 1100 Kg/m 3 para o nylon,<br />

2500 Kg/m 3 para a fibra <strong>de</strong> vidro e 7800 Kg/m 3 <strong>do</strong> aço. No la<strong>do</strong> exterior da<br />

carcaça, revestin<strong>do</strong> to<strong>do</strong> o perímetro <strong>do</strong> pneu está a banda <strong>de</strong> rodagem, que é a<br />

parte <strong>de</strong> borracha que mantém contato com a estrada. Ela é composta por gomos<br />

e canais <strong>de</strong> <strong>de</strong>senho específico, com altura típica <strong>de</strong> 8 mm quan<strong>do</strong> nova (12 a 14<br />

mm para caminhões), que proporcionam as condições <strong>de</strong> a<strong>de</strong>rência, refrigeração<br />

e drenagem <strong>de</strong> água. À medida em que a<strong>um</strong>entam as velocida<strong>de</strong>s e acelerações,<br />

o mesmo ocorre com a responsabilida<strong>de</strong> da banda <strong>de</strong> rodagem. A borracha <strong>de</strong>ve<br />

aten<strong>de</strong>r às necessida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> pouco <strong>de</strong>sgaste e a<strong>de</strong>rência nas várias situações <strong>de</strong><br />

uso.<br />

As dimensões <strong>do</strong>s pneus são basicamente <strong>de</strong>finidas em função <strong>do</strong> diâmetro da<br />

roda, a largura da banda <strong>de</strong> rodagem e a sua altura ou perfil, que é <strong>de</strong>finida em<br />

porcentagem da sua largura. As relações normais para veículos <strong>de</strong> passeio variam<br />

normalmente entre 60, 70 e 80%; veículos esportivos entre 30 a 55. As<br />

características <strong>de</strong> conforto e handling são diretamente afetadas pelo perfil.<br />

31


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica<br />

Normalmente reduzin<strong>do</strong>-se a altura <strong>do</strong> perfil, per<strong>de</strong>-se no conforto e melhora-se o<br />

<strong>de</strong>sempenho e a velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> resposta nas mudanças <strong>de</strong> direção. A <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong><br />

da borracha empregada na construção <strong>de</strong> pneus está em torno <strong>de</strong> 1200 Kg/m 3 ,<br />

possuin<strong>do</strong> em sua composição carvão preto e óleo, entre os principais.<br />

A dureza da borracha geralmente é diferente nos vários componentes<br />

constituintes como carcaça, talão, banda <strong>de</strong> rodagem e flanco. Uma dureza típica<br />

para a banda <strong>de</strong> rodagem está em torno <strong>de</strong> 60 Shore A (1) .<br />

Por outro la<strong>do</strong>, a borracha, seja ela natural ou sintética, é <strong>um</strong> material visco-<br />

elástico. Isto significa que quan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a peça <strong>de</strong> borracha é <strong>de</strong>formada, ela reage à<br />

aplicação <strong>de</strong>sta força por <strong>um</strong> <strong>de</strong>termina<strong>do</strong> momento, em seguida relaxa em função<br />

<strong>de</strong> seu comportamento viscoso, e em consequência a força aplicada diminui. Um<br />

mo<strong>de</strong>lo simplifica<strong>do</strong> <strong>de</strong>ste comportamento proposto por Dixon (1996)<br />

é apresenta<strong>do</strong> na Fig.2.19, sen<strong>do</strong> <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte da frequência e composto por duas<br />

molas dispostas em série, com rigi<strong>de</strong>zes kt1 e kt2 e <strong>um</strong> amortece<strong>do</strong>r ct em paralelo<br />

com a mola kt2. Em baixas frequências, o amortece<strong>do</strong>r praticamente não afeta o<br />

sistema e a rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong> mo<strong>de</strong>lo é simplesmente a das duas molas em série. Em<br />

altas frequências, o amortece<strong>do</strong>r passa a exercer sua influência bloquean<strong>do</strong> a<br />

ação da mola kt2, o que leva a rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong> sistema a ser representada pela atuação<br />

única <strong>de</strong> kt1. Durante estas duas condições extremas, o sistema dissipa pequenas<br />

quantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> energia. Em condições intermediárias <strong>de</strong> frequências, o sistema<br />

atinge seu máximo <strong>de</strong> dissipação <strong>de</strong> energia.<br />

Figura 2.19 - Mo<strong>de</strong>lo mecânico <strong>do</strong> comportamento da borracha <strong>do</strong> pneu <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte da frequência<br />

(1) Shore A é <strong>um</strong>a unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong> méto<strong>do</strong> <strong>de</strong> medição <strong>de</strong> dureza emprega<strong>do</strong> para borrachas e plásticos<br />

macios, on<strong>de</strong> <strong>um</strong> pino cônico <strong>de</strong> aço é pressiona<strong>do</strong> contra a peça por <strong>um</strong>a mola <strong>de</strong> constrante <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z 17,8<br />

N/mm. Cada 0,025 mm <strong>de</strong> <strong>de</strong>formação da mola correspon<strong>de</strong>m a 100 Shore.<br />

32


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 33<br />

2.4 - Cinemática e Elasto-Cinemática das Suspensões<br />

2.4.1 - Introdução<br />

A Cinemática <strong>de</strong>screve os movimentos causa<strong>do</strong>s nas rodas durante os<br />

<strong>de</strong>slocamentos <strong>do</strong> veículo em linha reta ao longo da estrada com suas<br />

irregularida<strong>de</strong>s e também nas mudanças <strong>de</strong> direção. Por sua vez, a<br />

elastocinemática <strong>de</strong>fine as alterações nas posições das rodas causadas pelas<br />

forças e momentos entre os pneus e a estrada, ou os movimentos longitudinais<br />

das rodas necessários para evitar alterações cinemáticas. Estas mudanças são<br />

resultantes da elasticida<strong>de</strong> <strong>do</strong>s componentes das suspensões.<br />

Para garantir a estabilida<strong>de</strong> direcional e prevenir o <strong>de</strong>sgaste excessivo <strong>do</strong>s pneus,<br />

as suspensões são construídas com características dinâmicas específicas e<br />

tolerâncias <strong>de</strong> fabricação para os eixos dianteiros e traseiros, <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> que eles<br />

não se comportam como componentes rígi<strong>do</strong>s. São utilizadas também soluções<br />

técnicas que permitem a correção <strong>de</strong> alguns parâmetros <strong>de</strong> geometria ao longo <strong>do</strong><br />

uso <strong>do</strong> veículo, como a convergência, caster e camber, que po<strong>de</strong>m sofrer<br />

alterações em função <strong>de</strong> <strong>de</strong>sgaste ou <strong>de</strong>formações.<br />

2.4.2 - Características <strong>do</strong>s Eixos<br />

Distância entre Eixos<br />

É a medida entre o centro <strong>do</strong> eixo dianteiro e o centro <strong>do</strong> traseiro, conforme<br />

representa<strong>do</strong> pela letra L na Fig. 2.20, e é <strong>um</strong>a importante variável no<br />

comportamento <strong>de</strong> handling <strong>do</strong> veículo. O seu maior comprimento em relação à<br />

dimensão total <strong>do</strong> veículo, possibilita <strong>um</strong>a melhor habitabilida<strong>de</strong> interna para os<br />

ocupantes e reduz a influência da carga e sua distribuição geral sobre os eixos.<br />

Desta maneira, os menores comprimentos <strong>de</strong> carroceria em balanço, além <strong>do</strong>s<br />

eixos dianteiro e traseiro, minimizam a tendência <strong>de</strong> oscilações longitudinais<br />

(pitch), possibilitan<strong>do</strong> o emprego <strong>de</strong> molas com maior flexibilida<strong>de</strong>, favorecen<strong>do</strong> o<br />

nível <strong>de</strong> conforto. Por outro la<strong>do</strong>, distâncias entre eixos menores diminuem os<br />

raios <strong>de</strong> curvas para os mesmos ângulos <strong>de</strong> esterçamento <strong>do</strong> volante. A tendência<br />

atual <strong>do</strong>s projetos é a <strong>de</strong> utilizar os maiores valores possíveis <strong>de</strong> distância entre


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 34<br />

eixos, sen<strong>do</strong> limita<strong>do</strong>s pelo tipo <strong>de</strong> carroceria (sedã ou hatchback). A relação s<br />

apresentada abaixo pela Eq. (2.5) po<strong>de</strong> ser usada como referência para projetos<br />

(Reimpell e Stoll, 1996).<br />

s = distância entre eixos = 0,60 ± 0,07 (2.5)<br />

comprimento <strong>do</strong> veículo<br />

Em linhas gerais, são consi<strong>de</strong>radas as relações para os diversos mo<strong>de</strong>los:<br />

s = 0,57 a 0,67 para os hatch<br />

s = 0,56 a 0,61 para versões sedã<br />

Figura 2.20 - Representação esquemática <strong>do</strong> passo <strong>do</strong> veículo L, e das bitolas dianteiras<br />

Bitola das Rodas Dianteiras e Traseiras<br />

e traseiras tf e tr.<br />

As medidas das bitolas das rodas dianteiras e traseiras, representadas<br />

esquematicamente pelos símbolos tf e tr da Fig. 2.20, têm <strong>um</strong>a importante<br />

influência sobre o comportamento em curvas <strong>do</strong> veículo e o rolamento da<br />

carroceria. Elas <strong>de</strong>vem ser as maiores possíveis e são limitadas pela largura total<br />

<strong>do</strong> veículo. O eixo dianteiro <strong>de</strong>ve permitir os movimentos <strong>de</strong> compressão e<br />

extensão da suspensão, combina<strong>do</strong>s com os máximos ângulos <strong>de</strong> esterçamento,<br />

não <strong>de</strong>ven<strong>do</strong> os pneus e rodas tocarem em nenh<strong>um</strong>a parte fixa da caixa <strong>de</strong> rodas


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 35<br />

ou paralamas. Para os veículos <strong>de</strong> passageiros, a relação entre a bitola e a<br />

largura total <strong>do</strong> veículo está entre os valores <strong>de</strong> 0,81 a 0,86 (Reimpell e Stoll,<br />

1996).<br />

As alterações <strong>de</strong> bitola durante a movimentação da suspensão <strong>de</strong>vem ser<br />

consi<strong>de</strong>radas durante a fase <strong>de</strong> projeto e testadas experimentalmente, visto que<br />

principalmente durante a realização <strong>de</strong> curvas po<strong>de</strong>m ocorrer a <strong>de</strong>terioração da<br />

estabilida<strong>de</strong> direcional e resistência ao rolamento lateral em função <strong>de</strong><br />

modificações no ângulo <strong>de</strong> esterçamento das rodas dianteriras. Para alguns<br />

mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> suspensão traseira com rodas in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes, po<strong>de</strong>m também ocorrer<br />

alterações <strong>de</strong> convergência.<br />

Centro <strong>de</strong> Rolamento (roll) e Eixo <strong>de</strong> Rolamento<br />

Uma importante proprieda<strong>de</strong> das suspensões é aquela que <strong>de</strong>fine a localização<br />

on<strong>de</strong> os esforços laterais <strong>de</strong>senvolvi<strong>do</strong>s nas rodas são transmiti<strong>do</strong>s para a massa<br />

suspensa. Este ponto <strong>de</strong>fini<strong>do</strong> como o centro <strong>de</strong> rolamento afeta o comportamento<br />

das massas suspensa e não suspensa, e influencia diretamente o comportamento<br />

em curvas. Cada suspensão possui o seu centro <strong>de</strong> rolamento, que é <strong>de</strong>fini<strong>do</strong><br />

como o ponto no plano transversal vertical que passa através <strong>do</strong> centro da roda,<br />

sobre o qual as forças laterais po<strong>de</strong>m ser aplicadas para a massa suspensa sem<br />

existir ainda movimento <strong>de</strong> rolamento da suspensão. Isto se <strong>de</strong>ve ao fato <strong>de</strong> que a<br />

movimentação <strong>do</strong> veículo nas diversas condições <strong>de</strong> realização <strong>de</strong> manobras, ou<br />

alteração da carga e sua distribuição, alteram o ponto geométrico da altura <strong>do</strong><br />

centro <strong>de</strong> rolamento. Portanto, a altura <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> rolamento é <strong>de</strong>finida como<br />

sen<strong>do</strong> a distância <strong>do</strong> solo ao centro <strong>de</strong> roll. Uma vez <strong>de</strong>termina<strong>do</strong>s os centros <strong>de</strong><br />

rolamento individuais das suspensões dianteira e traseira, chega-se à <strong>de</strong>finição <strong>do</strong><br />

eixo <strong>de</strong> rolamento como sen<strong>do</strong> a linha <strong>de</strong> ligação entre os centros dianteiro e<br />

traseiro, conforme representa<strong>do</strong> na Fig. 2.21. O eixo <strong>de</strong> rolamento representa<strong>do</strong><br />

no veículo da figura mostra <strong>um</strong> valor instantâneo, calcula<strong>do</strong> com o veículo estático<br />

sem o carregamento <strong>de</strong> passageiros e cargas laterais. Do ponto <strong>de</strong> vista dinâmico<br />

procura-se obter <strong>um</strong>a linha <strong>de</strong> eixo <strong>de</strong> rolamento o mais elevada possível, próxima


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 36<br />

ao centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> <strong>do</strong> veículo, visan<strong>do</strong> minimizar a tendência <strong>de</strong> inclinação da<br />

carroceria durante as curvas e manobras com aceleração lateral.<br />

Figura 2.21 - Definições <strong>do</strong>s centros e eixo <strong>de</strong> rolamento.<br />

Procura-se também que o eixo <strong>de</strong> rolamento seja o mais horizontal possível, para<br />

conseguir <strong>um</strong>a alteração mais homogênea <strong>de</strong> forças sobre as rodas <strong>do</strong>s eixos<br />

dianteiro e traseiro durante a realização <strong>de</strong> curvas, proporcionan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a reação<br />

mais neutra <strong>do</strong> veículo.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 37<br />

Figura 2.22 - Alturas <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> rolamento hr <strong>de</strong> <strong>um</strong>a suspensão McPherson em duas<br />

bitolas <strong>de</strong> comprimentos diferentes.<br />

A suspensão dianteira <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> teste é <strong>um</strong>a McPherson, conforme o<br />

esquema mostra<strong>do</strong> na Fig. 2.22. Uma análise da figura mostra que a altura <strong>do</strong><br />

centro <strong>de</strong> rolamento neste mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> suspensão po<strong>de</strong> ser modificada alteran<strong>do</strong> a<br />

largura da bitola, as inclinações <strong>do</strong> braço <strong>de</strong> articulação inferior e da linha que liga<br />

a fixação inferior e superior <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r.<br />

Em contraste com as suspensões dianteiras, as traseiras geralmente possuem<br />

somente <strong>um</strong> braço <strong>de</strong> controle para cada la<strong>do</strong>, e sua inclinação <strong>de</strong>fine a altura <strong>do</strong><br />

centro <strong>de</strong> rolamento. Se o eixo <strong>de</strong> rotação está posiciona<strong>do</strong> horizontalmente no<br />

eixo, as rodas movem-se verticalmente e o centro <strong>de</strong> rolamento está no nível <strong>do</strong><br />

solo. Para a condição on<strong>de</strong> os braços longitudinais estão inclina<strong>do</strong>s, conforme<br />

esquema da Fig. 2.23, o centro <strong>de</strong> rolamento é <strong>de</strong>fini<strong>do</strong> pelo ponto <strong>de</strong> cruzamento<br />

das retas que ligam os pontos das articulações <strong>do</strong>s la<strong>do</strong>s direito e esquer<strong>do</strong> ao<br />

solo.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 38<br />

Figura 2.23 - Alturas <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> rolamento h <strong>de</strong> suspensão traseira com braços<br />

longitudinais e travessa.<br />

Camber (Inclinação Lateral das Rodas)<br />

É <strong>de</strong>fini<strong>do</strong> como sen<strong>do</strong> o ângulo forma<strong>do</strong> entre o plano vertical que passa pelo<br />

centro da roda e o plano vertical em relação ao solo, conforme é mostra<strong>do</strong> na Fig.<br />

2.24. É convenciona<strong>do</strong> positivo quan<strong>do</strong> a parte superior da roda está para fora <strong>do</strong><br />

plano, e negativo quan<strong>do</strong> está para <strong>de</strong>ntro. A recomendação para veículos <strong>de</strong><br />

passageiros é que o camber tenha valores ligeiramente positivos na condição <strong>de</strong><br />

meia carga, (<strong>do</strong>is a três ocupantes), com ângulos varian<strong>do</strong> <strong>de</strong> 5’ a 10’ para<br />

diminuir a resistência ao rolamento e a<strong>um</strong>entar a vida útil <strong>do</strong> pneu, visto que são<br />

facilmente encontradas estradas ligeiramente curvadas. No entanto, esta regra<br />

não tem si<strong>do</strong> muito observada, com o objetivo <strong>de</strong> melhorar a a<strong>de</strong>rência <strong>do</strong>s pneus<br />

e favorecer as características <strong>de</strong> handling necessárias aos veículos mo<strong>de</strong>rnos. Já<br />

são utiliza<strong>do</strong>s valores negativos mesmo com o veículo vazio em local plano,<br />

estan<strong>do</strong> entre 0° e −1º 20’ (Reimpell e Stoll, 1996).<br />

Figura 2.24 - Ângulo <strong>de</strong> camber em relação a terra. Convenciona<strong>do</strong> positivo quan<strong>do</strong> a<br />

parte superior <strong>do</strong> plano da roda está para fora da linha vertical.<br />

Além <strong>do</strong> valor nominal <strong>do</strong> camber, a tolerância é importante para estabelecer os<br />

valores <strong>de</strong> dispersão e limitar as diferenças entre as rodas esquerda e direita. O<br />

valor <strong>de</strong> ± 30’ é usual para a gran<strong>de</strong> maioria <strong>do</strong>s carros, e é razoável para garantir<br />

a fabricação econômica <strong>do</strong>s componentes da suspensão, principalmente a <strong>do</strong> eixo


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 39<br />

dianteiro. Na Figura 2.25 observa-se <strong>um</strong> gráfico sobre o comportamento <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>sgaste da banda <strong>de</strong> rodagem <strong>do</strong>s pneus, quan<strong>do</strong> são gradativamente<br />

a<strong>um</strong>enta<strong>do</strong>s negativa ou positivamente os ângulos <strong>de</strong> camber.<br />

Figura 2.25 - <strong>Estu<strong>do</strong></strong>s mostram que camber positivo entre 5’ e 10’, proporcionam maior<br />

durabilida<strong>de</strong> <strong>do</strong> pneu. Valores positivos aceleram <strong>de</strong>sgaste <strong>do</strong> la<strong>do</strong> externo e negativos <strong>do</strong><br />

la<strong>do</strong> interno.<br />

O ângulo <strong>de</strong> camber sofre também alterações cinemáticas em função <strong>do</strong>s<br />

movimentos verticais <strong>de</strong> compressão e extensão <strong>do</strong>s braços da suspensão, e da<br />

inclinação da carroceria. Uma <strong>de</strong>svantagem das suspensões in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes é<br />

justamente que as rodas acompanham o rolamento da carroceria, ou seja, a roda<br />

<strong>do</strong> la<strong>do</strong> da inclinação caminha para <strong>um</strong> valor mais positivo relativamente ao solo, e<br />

provoca <strong>um</strong>a in<strong>de</strong>sejada perda <strong>de</strong> a<strong>de</strong>rência justamente <strong>do</strong> pneu que está com a<br />

carga a<strong>um</strong>entada. Para compensar este efeito dinâmico durante o rolamento, a<br />

geometria da suspensão é projetada para que as rodas tenham mais camber<br />

negativo durante a compressão e mais positivo durante a extensão. O<br />

comportamento da suspensão dianteira <strong>de</strong> <strong>do</strong>is mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> veículos é<br />

graficamente representa<strong>do</strong> na Fig.2.26 (Reimpell e Stoll, 1996).


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 40<br />

Convergência<br />

A convergência estática é <strong>de</strong>finida como sen<strong>do</strong> o ângulo obti<strong>do</strong> durante a medição<br />

<strong>do</strong> veículo sem os ocupantes, entre o plano que passa pelo centro <strong>do</strong> veículo na<br />

direção longitudinal, e a linha que intercepta o plano central <strong>de</strong> <strong>um</strong>a roda com o<br />

plano da estrada.<br />

Figura 2.26 - Curva <strong>de</strong> variação <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> camber das rodas dianteiras <strong>de</strong> veículos<br />

com suspensão McPherson (BMW), e o <strong>de</strong> duplo leque <strong>do</strong> Honda Accord.<br />

A representação esquemática da convergência é mostrada na Fig.2.27, que po<strong>de</strong><br />

ser representada por <strong>um</strong> ângulo ou medida linear. Os valores são convenciona<strong>do</strong>s<br />

positivos quan<strong>do</strong> a parte anterior da roda é mais voltada para <strong>de</strong>ntro. Deste mo<strong>do</strong>,<br />

se as rodas estão mais abertas na parte anterior em relação ao senti<strong>do</strong> <strong>de</strong>


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 41<br />

marcha, é negativa ou também chamada <strong>de</strong> divergente. O ângulo total <strong>de</strong><br />

convergência é a soma <strong>do</strong>s ângulos das rodas esquerda e direita. Por outro la<strong>do</strong>,<br />

o seu valor em milímetros é calculada pela diferença (b – c) da Fig. 2.27, medidas<br />

nas bordas periféricas internas das rodas, na linha <strong>de</strong> centro <strong>do</strong>s eixos, das partes<br />

dianteira e traseira.<br />

Figura 2.27 - A convergência total das rodas rΔ é a diferença entre as medidas b e c.<br />

Também po<strong>de</strong> ser i<strong>de</strong>ntificada pela soma <strong>do</strong>s ângulos Δf das rodas esquerda e direita.<br />

Os pneus giran<strong>do</strong> em linha reta com convergência igual a zero possuem o menor<br />

<strong>de</strong>sgaste e resistência ao rolamento. Porém, nas aplicações reais a própria<br />

movimentação das rodas gera <strong>um</strong>a força <strong>de</strong> resistência ao rolamento FR, que atua<br />

no centro da área <strong>de</strong> contato <strong>do</strong>s pneus, e que <strong>de</strong>vem ser absorvidas pelos braços<br />

da direção e geralmente provocam alteração <strong>de</strong> convergência, conforme Fig. 2.28.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 42<br />

Figura 2.28 - A resistência ao rolamento provoca <strong>um</strong>a força longitudinal FR, em senti<strong>do</strong><br />

contrário ao movimento e efeito divergente.<br />

Em virtu<strong>de</strong> das movimentações elásticas <strong>do</strong>s braços da suspensão quan<strong>do</strong><br />

submeti<strong>do</strong>s à movimentação e esforços, visto que são liga<strong>do</strong>s nas extremida<strong>de</strong>s<br />

através <strong>de</strong> coxins <strong>de</strong> borracha, a convergência é ajustada com o veículo para<strong>do</strong><br />

com valores que serão altera<strong>do</strong>s durante o movimento. Para as <strong>de</strong>sacelerações,<br />

frenagens e forças <strong>de</strong> atrito <strong>de</strong> rolamento, a convergência é geralmente colocada<br />

positiva nas rodas dianteiras. Nos veículos com tração dianteira, que já são a<br />

maioria entre os carros pequenos e médios <strong>de</strong> passageiros, as forças <strong>de</strong> tração<br />

direcionadas <strong>de</strong> trás para frente conforme representa<strong>do</strong> na Fig. 2.29, tornam<br />

benéfica a a<strong>do</strong>ção <strong>de</strong> valores negativos <strong>de</strong> convergência estática.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 43<br />

Figura 2.29 - Nos veículos <strong>de</strong> tração dianteira, a força <strong>de</strong> tração provoca a<strong>um</strong>ento <strong>de</strong><br />

convergência.<br />

Além <strong>do</strong>s valores nominais <strong>de</strong> convergência, são especificadas também<br />

tolerâncias que juntamente com os mecanismos <strong>de</strong> regulagem, permitem<br />

correções <strong>do</strong>s valores a custos reduzi<strong>do</strong>s para o produto. Os valores usuais para<br />

as rodas dianteiras <strong>de</strong> veículos <strong>de</strong> passageiros são (Reimpell e Stoll, 1996):<br />

- veículos com tração traseira: Δf = +15’ ± 10’<br />

- veículos com tração dianteira: Δf = 0° ± 10’<br />

Alguns mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> suspensão traseira, como por exemplo a McPherson e duplo<br />

leque, permitem o ajuste pela alteração <strong>do</strong> comprimento <strong>do</strong>s braços. A<br />

configuração <strong>de</strong> braços longitudinais e travessa <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes não permite<br />

regulagem. Nos projetos, são consi<strong>de</strong>radas as alterações cinemáticas <strong>de</strong><br />

convergência em função <strong>do</strong>s movimentos <strong>de</strong> compressão e extensão das rodas,<br />

além <strong>do</strong>s já menciona<strong>do</strong>s valores nominais estáticos e alterações <strong>de</strong>vi<strong>do</strong>s aos<br />

coxins <strong>de</strong> borracha das articulações. Estas consi<strong>de</strong>rações <strong>de</strong>vem ser feitas<br />

visan<strong>do</strong> garantir <strong>um</strong> bom comportamento dinâmico <strong>do</strong> veículo.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 44<br />

Figura 2.30 - Variação <strong>de</strong> convergência das rodas dianteiras <strong>de</strong> <strong>um</strong> veículo GM Corsa, em<br />

função <strong>do</strong> curso da suspensão. Verifica-se a característica <strong>de</strong> sub-esterço em roll.<br />

Em <strong>um</strong>a das aplicações práticas, a convergência das rodas dianteiras sofre<br />

alterações programadas durante a realização <strong>de</strong> curvas com rolamento da<br />

carroceria. A roda comprimida diminui a convergência, enquanto que a <strong>de</strong><br />

extensão a<strong>um</strong>enta. Desta maneira, o ângulo <strong>de</strong> esterçamento é reduzi<strong>do</strong> e a<br />

tendência normal <strong>do</strong> sobre-esterço <strong>do</strong> veículo durante estas manobras é<br />

minimizada, proporcionan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a melhora da progressivida<strong>de</strong> <strong>de</strong> resposta às<br />

alterações <strong>de</strong> direção. Este efeito é <strong>de</strong>monstra<strong>do</strong> no gráfico da Fig. 2.30. Também<br />

visan<strong>do</strong> <strong>um</strong> comportamento mais neutro e previsível, as <strong>de</strong>formações elásticas<br />

sofridas pelos componentes da suspensão dianteira sob esforços laterais,<br />

geralmente o ângulo <strong>de</strong> esterçamento é reduzi<strong>do</strong> dinamicamente. Por sua vez e<br />

em virtu<strong>de</strong> das formas construtivas, os eixos traseiros geralmente provocam<br />

reações <strong>de</strong> sobre-esterço quan<strong>do</strong> estão submeti<strong>do</strong>s a esforços laterais. Visan<strong>do</strong>


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 45<br />

dar ao veículo <strong>um</strong> comportamento mais neutro <strong>de</strong> reações, a geometria <strong>de</strong>stes<br />

eixos é feita <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> a promover sub-esterço durante a inclinação da carroceria.<br />

O efeito <strong>de</strong>seja<strong>do</strong> está esquematicamente representa<strong>do</strong> na Fig. 2.31.<br />

Figura 2.31 - Alteração <strong>de</strong> convergência das rodas traseiras para reduzir sobre-esterço.<br />

Em <strong>de</strong>sacelerações ou curvas, sob efeito <strong>de</strong> cargas laterais, a roda externa a<strong>um</strong>enta a<br />

Caster<br />

convergência e a interna diminui.<br />

O ângulo <strong>de</strong> caster é <strong>de</strong>fini<strong>do</strong> como sen<strong>do</strong> aquele entre o eixo <strong>de</strong> esterçamento<br />

EG projeta<strong>do</strong> no plano xz <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> coor<strong>de</strong>nadas <strong>do</strong> veículo, e a linha vertical<br />

que passa pelo centro da roda (Fig. 2.32). Os valores <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> caster para<br />

veículos <strong>de</strong> passageiros estão geralmente na faixa <strong>de</strong> 1° a 4° positivos, e a<br />

tolerância média geral é <strong>de</strong> ± 30’. O caster à terra é a dimensão projetada no solo<br />

entre o ponto teórico <strong>de</strong> contato <strong>do</strong> pneu com o solo até o ponto <strong>do</strong> prolongamento<br />

da linha que passa pelo eixo EG, representada na Fig. 2.32 pelo segmento KN.<br />

Nos projetos atuais, o caster positivo é geralmente mais emprega<strong>do</strong> visan<strong>do</strong><br />

melhorar a estabilida<strong>de</strong> em reta, minimizan<strong>do</strong> efeitos sobre o volante das<br />

irregularida<strong>de</strong>s <strong>do</strong> piso.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 46<br />

Figura 2.32 - Representação <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> caster τ, e o caster à terra cinemático<br />

representa<strong>do</strong> pelo segmento <strong>de</strong> reta KN projeta<strong>do</strong> no solo.<br />

O ângulo <strong>de</strong> caster é <strong>um</strong> parâmetro da geometria da suspensão dianteira que<br />

afeta particularmente o esforço aplica<strong>do</strong> no volante para a realização <strong>de</strong> manobras<br />

e o <strong>de</strong> auto-alinhamento. Este efeito mostra<strong>do</strong> por Dixon (1996) po<strong>de</strong> ser visto na<br />

Fig. 2.33, on<strong>de</strong> são representadas três curvas com ângulos <strong>de</strong> caster varian<strong>do</strong> <strong>de</strong><br />

–3° a 3° três graus negativos a três positivos, passan<strong>do</strong> pelo zero. A curva com -3°<br />

tem a <strong>de</strong>svantagem <strong>de</strong> manter constante e até mesmo diminuir a carga a partir da<br />

meta<strong>de</strong> da faixa <strong>de</strong> acelerações, <strong>de</strong>ixan<strong>do</strong> o motorista sem a sensação <strong>de</strong><br />

aceleração lateral. Este caster negativo tem também a <strong>de</strong>svantagem <strong>de</strong> provocar<br />

instabilida<strong>de</strong> das rodas em baixo coeficiente <strong>de</strong> atrito (μ) com o solo <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> aos<br />

baixos valores <strong>de</strong> esforços necessários para a sua movimentação. A curva com<br />

caster <strong>de</strong> 0° tem a vantagem <strong>de</strong> apresentar <strong>um</strong>a pequena redução da carga a<br />

partir da proximida<strong>de</strong> <strong>do</strong> limite <strong>de</strong> a<strong>de</strong>são <strong>do</strong>s pneus, que auxilia o motorista a<br />

perceber as condições extremas <strong>de</strong> até on<strong>de</strong> po<strong>de</strong> ir com segurança. Como visto<br />

na curva com caster <strong>de</strong> 3°, esta passa a ser a sua <strong>de</strong>svantagem e sua utilização<br />

<strong>de</strong>ve ser evitada, <strong>um</strong>a vez que a carga <strong>de</strong> resposta <strong>do</strong> volante vai sempre<br />

a<strong>um</strong>entan<strong>do</strong> com a aceleração lateral e a única indicação da proximida<strong>de</strong> <strong>do</strong> limite<br />

<strong>de</strong> escorregamento é a mudança da taxa <strong>de</strong> a<strong>um</strong>ento da carga, muitas vezes <strong>de</strong><br />

difícil percepção. Além <strong>do</strong>s fatores menciona<strong>do</strong>s, a escolha <strong>do</strong>s valores <strong>de</strong> caster<br />

que <strong>de</strong>vem ser emprega<strong>do</strong>s variam em função <strong>do</strong> mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> carro, características<br />

<strong>do</strong>s pneus e o uso ou não <strong>de</strong> mecanismos <strong>de</strong> assistência da direção.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 47<br />

Figura 2.33 - Influência <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> caster no torque <strong>de</strong> auto-alinhamento durante a<br />

realização <strong>de</strong> curvas.<br />

Um <strong>do</strong>s fatores importantes consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong>s nas variações estáticas e dinâmicas <strong>do</strong><br />

caster é a distribuição <strong>de</strong> cargas nos eixos. Se por exemplo tem-se duas pessoas<br />

assentadas nos bancos dianteiros, a suspensão dianteira é comprimida e o ângulo<br />

<strong>de</strong> caster diminui. Da mesma maneira, se três pessoas estão assentadas no<br />

banco traseiro, o abaixamento da suspensão provoca <strong>um</strong>a alteração que po<strong>de</strong><br />

estar na faixa <strong>de</strong> Δθ entre 1° e 2,5° (Bastow e Howard, 1997), e é mostrada na Fig.<br />

2.34. Este é <strong>um</strong> <strong>do</strong>s motivos <strong>do</strong> a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong> esforço na direção com o veículo<br />

carrega<strong>do</strong>, apesar da eventual redução <strong>de</strong> carga sobre o eixo dianteiro. A variação<br />

<strong>de</strong> caster provoca também alguns efeitos in<strong>de</strong>sejáveis, como por exemplo, a<br />

variação <strong>do</strong>s torques <strong>de</strong> auto-alinhamento durante a realização <strong>de</strong> curvas com<br />

irregularida<strong>de</strong>s, frenagens e acelerações, on<strong>de</strong> a inclinação da carroceria é<br />

alterada <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> a distribuição <strong>de</strong> cargas nos eixos.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 48<br />

Figura 2.34 - Quan<strong>do</strong> o veículo está carrega<strong>do</strong>, a traseira se abaixa mudan<strong>do</strong> a inclinação<br />

da dianteira. O ângulo <strong>de</strong> caster a<strong>um</strong>enta <strong>do</strong> mesmo valor <strong>de</strong> Δθ.<br />

A alteração <strong>de</strong> caster da suspensão dianteira McPherson <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> teste<br />

apresenta <strong>um</strong> comportamento conforme visto na Fig. 2.35, on<strong>de</strong> o ponto inferior 2<br />

<strong>de</strong> fixação <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r <strong>de</strong>sloca-se paralelamente ao eixo <strong>de</strong> rotação até o<br />

ponto 4, a<strong>um</strong>entan<strong>do</strong> <strong>de</strong> valor Δθ durante a compressão. A haste <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r<br />

é fixada na parte superior, representada pelo ponto 1.<br />

Figura 2.35 - Suspensão McPherson mostran<strong>do</strong> o a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> caster <strong>de</strong> Δτ em<br />

função da compressão da suspensão.<br />

2.4.3 – Efeitos “Anti-mergulho” e “Anti-levantamento”


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 49<br />

Durante as acelerações e <strong>de</strong>sacelerações <strong>do</strong> veículo trafegan<strong>do</strong> em linha reta,<br />

normalmente acontecem transferências longitudinais <strong>de</strong> cargas entre os eixos<br />

dianteiro e traseiro. As transferências longitudinais po<strong>de</strong>m ser transformadas em<br />

verticais em virtu<strong>de</strong> <strong>do</strong> acoplamento da massa suspensa e não suspensa. As<br />

suspensões <strong>de</strong>vem ser projetadas manten<strong>do</strong> sob controle os níveis <strong>de</strong><br />

transferência vertical <strong>de</strong> cargas. Se a suspensão tem 100% “Anti”, toda a<br />

transferência <strong>de</strong> carga longitudinal é <strong>de</strong>scarregada nos braços e tirantes, e<br />

nenh<strong>um</strong>a sobre as molas. Do mesmo mo<strong>do</strong>, para 0% “Anti”, toda a carga vai para<br />

as molas e pneus e estes por sua vez sofrem <strong>de</strong>flexões proporcionais às suas<br />

proprieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z. Os efeitos mais conheci<strong>do</strong>s são o abaixamento da<br />

dianteira e elevação da traseira durante as frenagens e o abaixamento da traseira<br />

e/ou elevação da dianteira durante as acelerações. Toda a análise cinemática<br />

recai sobre as inclinações <strong>do</strong>s braços das suspensões na vista lateral (plano xz).<br />

As características “Anti-x” po<strong>de</strong>m <strong>de</strong>senvolver forças verticais somente quan<strong>do</strong> as<br />

forças longitudinais estão presentes. Sen<strong>do</strong> assim é impossível ter <strong>um</strong> efeito “Anti-<br />

levantamento” na suspensão dianteira em <strong>um</strong> veículo com tração traseira. Do<br />

mesmo mo<strong>do</strong> não se po<strong>de</strong> conseguir <strong>um</strong> efeito <strong>de</strong> “Anti-abaixamento” da traseira<br />

para veículos com tração dianteira (Milliken e Milliken, 1995).<br />

Normalmente nos veículos <strong>de</strong> produção seriada o efeito <strong>de</strong> 100% <strong>de</strong> “Anti-<br />

abaixamento” durante as frenagens raramente é utiliza<strong>do</strong>. Os valores máximos<br />

estão em torno <strong>de</strong> 50% (Gillespie, 1992). Entre as razões para esta escolha<br />

po<strong>de</strong>m ser citadas:<br />

- Desacelerações totalmente sem mergulho são subjetivamente in<strong>de</strong>sejáveis;<br />

- Os esforços na direção durante a frenagem po<strong>de</strong>m a<strong>um</strong>entar em função da<br />

transferência <strong>de</strong> carga no eixo dianteiro e o ângulo <strong>de</strong> caster;<br />

- Po<strong>de</strong>m acontecer problemas <strong>de</strong> sobre-esterço excessivo na suspensão<br />

traseira, <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> à elevada altura das articulações <strong>do</strong>s braços.<br />

No Apêndice B estão apresenta<strong>do</strong>s os esquemas básicos <strong>do</strong>s veículos e os<br />

ângulos apropria<strong>do</strong>s <strong>de</strong> geometria <strong>de</strong> suspensões que são utiliza<strong>do</strong>s para o<br />

cálculo das porcentagens <strong>do</strong>s efeitos menciona<strong>do</strong>s. Também estão <strong>de</strong>monstra<strong>do</strong>s<br />

os resulta<strong>do</strong>s obti<strong>do</strong>s para o veículo utiliza<strong>do</strong> nos testes experimentais.<br />

2.5 - <strong>Comportamento</strong> em Manobras e Curvas


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 50<br />

2.5.1 - Introdução<br />

As características <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong> veículo em curvas são importantes<br />

indicações <strong>do</strong> <strong>de</strong>sempenho relaciona<strong>do</strong> com o comportamento. Como já <strong>de</strong>scrito<br />

na parte introdutória <strong>de</strong>ste trabalho, handling é o termo utiliza<strong>do</strong> para expressar as<br />

respostas <strong>do</strong> veículo aos coman<strong>do</strong>s <strong>do</strong> motorista e a facilida<strong>de</strong> com que se<br />

consegue efetuar o seu controle. Quan<strong>do</strong> a análise <strong>do</strong> conjunto motorista e veículo<br />

é feita, tem-se o que é chama<strong>do</strong> <strong>de</strong> sistema fecha<strong>do</strong>. Isto significa que o motorista<br />

acompanha o movimento <strong>do</strong> carro e efetua correções no ângulo <strong>do</strong> volante para<br />

percorrer o caminho <strong>de</strong>seja<strong>do</strong>. Neste capítulo é estuda<strong>do</strong> o sistema aberto, no<br />

qual é analisa<strong>do</strong> somente o veículo submeti<strong>do</strong> a coman<strong>do</strong>s <strong>de</strong> esterçamento<br />

específicos, ou seja, o comportamento direcional. O gradiente <strong>de</strong> sub-esterço é<br />

<strong>um</strong>a das gran<strong>de</strong>zas mais utilizadas para <strong>de</strong>finir o comportamento em sistema<br />

aberto (Gilespie, 1992). A abordagem é feita a partir <strong>do</strong> estu<strong>do</strong> em baixas<br />

velocida<strong>de</strong>s. Basea<strong>do</strong>s nos resulta<strong>do</strong>s, po<strong>de</strong>-se fazer as consi<strong>de</strong>rações para os<br />

efeitos <strong>de</strong> manobras e respostas em alta velocida<strong>de</strong>.<br />

2.5.2 - Geometria <strong>de</strong> Ackerman<br />

O comportamento <strong>do</strong> veículo po<strong>de</strong> ser estuda<strong>do</strong> a partir <strong>de</strong> baixas velocida<strong>de</strong>s.<br />

Isto significa que não são <strong>de</strong>senvolvidas forças laterais nos pneus. O esquema da<br />

geometria básica para a realização <strong>de</strong> curvas é apresenta<strong>do</strong> na Fig.2.36, on<strong>de</strong> o<br />

esterçamento é realiza<strong>do</strong> somente pelas rodas dianteiras e as traseiras<br />

permanecem perpendiculares. Desta maneira, o centro da curva corta o<br />

prolongamento da linha <strong>do</strong> eixo traseiro e os ângulos i<strong>de</strong>ais para a realização <strong>de</strong><br />

curvas são os representa<strong>do</strong>s pelas letras δo e δi , respectivamente ângulos da<br />

roda externa e roda interna. Os ângulos são representa<strong>do</strong>s pelas Eq. (2.6) e (2.7):<br />

δ 0<br />

δ i<br />

L<br />

≅<br />

( R + t / 2)<br />

(2.6)<br />

L<br />

≅<br />

( R − t / 2 )<br />

(2.7)


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 51<br />

A média <strong>do</strong>s ângulos das rodas dianteiras, supon<strong>do</strong> valores <strong>de</strong> pequeno<br />

esterçamento, é <strong>de</strong>fini<strong>do</strong> como sen<strong>do</strong> o Ângulo <strong>de</strong> Ackerman, representa<strong>do</strong> pela<br />

relação da Eq. (2.8):<br />

δ = L / R<br />

(2.8)<br />

A geometria <strong>de</strong> Ackerman é amplamente utilizada para representar a geometria<br />

i<strong>de</strong>al das rodas dianteiras. Os ângulos corretos variam em função da distância<br />

entre eixos e <strong>do</strong> raio da curva <strong>de</strong>sejada. Os erros provenientes da incorreta<br />

aplicação da geometria proposta po<strong>de</strong>m acarretar <strong>um</strong> significativo a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong><br />

<strong>de</strong>sgaste <strong>do</strong>s pneus dianteiros. A correta aplicação da geometria <strong>de</strong> Ackerman<br />

proporciona o a<strong>um</strong>ento progressivo <strong>do</strong> esforço <strong>de</strong> direção com o a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong>s<br />

ângulos <strong>de</strong> esterçamento, trazen<strong>do</strong> para o motorista <strong>um</strong>a agradável sensação <strong>de</strong><br />

controle.<br />

Figura 2.36 - Geometria <strong>de</strong> Ackerman para realização <strong>de</strong> curvas.<br />

De mo<strong>do</strong> geral, os ângulos exatos <strong>de</strong> Ackerman dificilmente po<strong>de</strong>m ser<br />

encontra<strong>do</strong>s nas geometrias reais <strong>do</strong>s veículos, sen<strong>do</strong> que o sistema <strong>de</strong> braços<br />

em forma trapezoidal conforme mostra<strong>do</strong> na Fig. 2.37 é o que permite maior<br />

aproximação. Os erros <strong>de</strong> ângulo em relação à geometria perfeita normalmente<br />

têm pouca influência no comportamento direcional <strong>do</strong> veículo em altas


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 52<br />

velocida<strong>de</strong>s. Sua maior influência está no torque <strong>de</strong> auto alinhamento durante a<br />

realização <strong>de</strong> manobras <strong>de</strong> baixa velocida<strong>de</strong> e gran<strong>de</strong>s ângulos <strong>de</strong> esterçamento,<br />

como por exemplo em garagens e estacionamentos.<br />

Figura 2.37 - Variação <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> esterçamento com o sistema <strong>de</strong> braços em forma<br />

trapezoidal.<br />

2.5.3 - <strong>Comportamento</strong> em altas velocida<strong>de</strong>s<br />

Durante a realização <strong>de</strong> curvas nas quais são <strong>de</strong>senvolvidas forças laterais, os<br />

pneus experimentam <strong>um</strong> <strong>de</strong>slizamento enquanto rolam. O ângulo forma<strong>do</strong> entre a<br />

direção <strong>do</strong> eixo <strong>do</strong> veículo e a direção da trajetória é <strong>de</strong>nomina<strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>slizamento α. As características <strong>de</strong> <strong>de</strong>slizamento são representadas no gráfico<br />

da Fig. 2.38, mostran<strong>do</strong> a relação entre a força lateral gerada em função <strong>do</strong>s<br />

ângulos α. O coeficiente calcula<strong>do</strong> pela inclinação da curva, que geralmente po<strong>de</strong><br />

ser consi<strong>de</strong>rada linear até o ângulo <strong>de</strong> 5°, é <strong>de</strong>nomina<strong>do</strong> <strong>de</strong> coeficiente <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z<br />

<strong>de</strong> curva Cα, consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong> sempre positivo por norma SAE, e obti<strong>do</strong> através da<br />

relação mostrada na Eq. (2.9):<br />

C<br />

α<br />

F y<br />

= (2.9)<br />

α


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 53<br />

Equações da curva<br />

Figura 2.38 - Proprieda<strong>de</strong>s das forças <strong>do</strong>s pneus em curva.<br />

As equações <strong>de</strong> esta<strong>do</strong> que representam o veículo <strong>de</strong>screven<strong>do</strong> <strong>um</strong>a curva são<br />

<strong>de</strong>rivadas da aplicação da Segunda lei <strong>de</strong> Newton. Com o propósito <strong>de</strong> simplificar<br />

o equacionamento matemático, e também consi<strong>de</strong>ran<strong>do</strong> que em altas velocida<strong>de</strong>s<br />

o raio da curva é bem maior que a distância entre eixos <strong>do</strong> veículo, utiliza-se <strong>um</strong><br />

mo<strong>de</strong>lo com <strong>um</strong>a roda posterior e <strong>um</strong>a anterior (tipo bicicleta) mostra<strong>do</strong> na Fig.<br />

2.39 Supõe-se também que os ângulos <strong>de</strong> esterçamento das rodas direita e<br />

esquerda são iguais a δ.<br />

Para <strong>um</strong> veículo <strong>de</strong>slocan<strong>do</strong> a <strong>um</strong>a velocida<strong>de</strong> V, a soma das forças na direção<br />

lateral, é igual à massa vezes a aceleração centrípeta, conforme Eq. (2.10). Da<br />

mesma maneira, o somatório <strong>do</strong>s momentos das forças laterais atuantes sobre as<br />

duas rodas é da<strong>do</strong> pela Eq. (2.11).<br />

on<strong>de</strong>:<br />

∑<br />

F yf = Força lateral no eixo dianteiro (N)<br />

F yr = Força lateral no eixo traseiro (N)<br />

W = Massa <strong>do</strong> veículo (Kg)<br />

F F F W V<br />

2<br />

= + =<br />

y yf yr<br />

R<br />

(2.10)


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 54<br />

V = Velocida<strong>de</strong> longitudinal (m/s)<br />

R = Raio da curva (m)<br />

F b − F c = 0 yb yr<br />

(2.11)<br />

Figura 2.39 - Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> duas rodas para representação <strong>de</strong> curvas.<br />

Fazen<strong>do</strong> o <strong>de</strong>senvolvimento matemático sobre o mo<strong>de</strong>lo acima, chega-se à<br />

relação para o ângulo <strong>de</strong> esterçamento dada pela Eq. (2.12):<br />

on<strong>de</strong>:<br />

180° L<br />

δ = + α − α<br />

π R<br />

α f = Ângulo <strong>de</strong> <strong>de</strong>slizamento da roda dianteira (rad)<br />

α r = Ângulo <strong>de</strong> <strong>de</strong>slizamento da roda traseira (rad)<br />

f r (2.12)<br />

Fazen<strong>do</strong> as substituições para os coeficientes <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva, e fazen<strong>do</strong><br />

180°/π = 57,3 chega-se à forma geral, conforme a Eq. (2.13):


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 55<br />

on<strong>de</strong>:<br />

δ<br />

2<br />

L Wf<br />

Wr<br />

V<br />

= 57, 3 + ( − )<br />

R C C gR<br />

αf αr<br />

δ = Ângulo <strong>de</strong> esterçamento da roda dianteira (grau)<br />

L = Distância entre eixos <strong>do</strong> veículo (m)<br />

R = Raio da curva ( m)<br />

V = Velocida<strong>de</strong> longitudinal (m/s)<br />

g = Aceleração da gravida<strong>de</strong> (m/s2)<br />

W f = Massa <strong>do</strong> veículo sobre o eixo dianteiro (Kg)<br />

W r = Massa <strong>do</strong> veículo sobre o eixo traseiro (Kg)<br />

C = α f Rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva <strong>do</strong> pneu dianteiro (N/rad ou N/grau)<br />

C = α r Rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva <strong>do</strong> pneu traseiro (N/rad ou N/grau)<br />

57,3 = 180° / π<br />

(2.13)<br />

A Equação (2.13) representa <strong>um</strong>a importante característica da resposta <strong>do</strong> veículo<br />

em curvas. Ela <strong>de</strong>screve como o ângulo <strong>de</strong> esterçamento po<strong>de</strong> ser altera<strong>do</strong> em<br />

função <strong>do</strong> raio da curva R, ou da aceleração lateral V 2 / (gR). Para facilitar a<br />

análise <strong>do</strong>s fenômenos <strong>de</strong> comportamento, esta po<strong>de</strong> ser escrita <strong>de</strong> <strong>um</strong>a forma<br />

con<strong>de</strong>nsada conforme a Eq. (2.14), on<strong>de</strong> o coeficiente K, representan<strong>do</strong> a relação<br />

entre a carga no eixo e a rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva, é chama<strong>do</strong> <strong>de</strong> “gradiente <strong>de</strong> sub-<br />

esterço”.<br />

on<strong>de</strong>:<br />

δ = 57, 3 +<br />

L<br />

R Ka y (2.14)<br />

K = Gradiente <strong>de</strong> sub-esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> à rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong>s pneus em curva<br />

(rad/ms -2 ou graus / g )<br />

a y = Aceleração lateral ( g)<br />

L = Distância entre eixos <strong>do</strong> veículo (m)<br />

R = Raio da curva (m)


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 56<br />

Da análise da Eq. (2.14) po<strong>de</strong>-se encontrar três tipos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong><br />

veículo durante a realização <strong>de</strong> curvas, representadas graficamente na Fig. 2.40:<br />

1) Neutro: ( K = 0 → α = α ) durante a realização <strong>de</strong> curvas <strong>de</strong> raio constante,<br />

f r<br />

não é necessária a correção <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> esterçamento quan<strong>do</strong> a velocida<strong>de</strong><br />

é variada, respeitan<strong>do</strong> integralmente a lei <strong>de</strong> Ackerman. Fisicamente<br />

representa <strong>um</strong>a alteração igual no ângulo <strong>de</strong> escorregamento α das rodas<br />

dianteiras e traseiras, nas várias acelerações.<br />

2) Sub-esterçante: ( K > 0 → α f >α r ) em <strong>um</strong>a curva <strong>de</strong> raio constante, o<br />

ângulo <strong>de</strong> esterçamento <strong>de</strong>ve ser a<strong>um</strong>enta<strong>do</strong> na proporção <strong>de</strong> K, em graus por<br />

aceleração lateral. Deste comportamento resulta <strong>um</strong> maior ângulo <strong>de</strong><br />

escorregamento da roda dianteira em relação à traseira, que exige o a<strong>um</strong>ento<br />

<strong>do</strong> ângulo <strong>do</strong> volante para manter a trajetória.<br />

3) Sobre-esterçante: ( K < 0 → α f


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 57<br />

Da visualização <strong>do</strong> gráfico da Fig. 2.40 são i<strong>de</strong>ntificadas duas velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong><br />

referência utilizadas na análise <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong> veículo. A velocida<strong>de</strong><br />

característica é utilizada para comportamentos sub-esterçantes, e é <strong>de</strong>finida como<br />

sen<strong>do</strong> a velocida<strong>de</strong> na qual o ângulo <strong>de</strong> esterçamento necessário para manter a<br />

trajetória <strong>de</strong>sejada, é igual ao <strong>do</strong>bro <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> Ackerman. Esta é representada<br />

pela Eq (2.15):<br />

V = 57, 3Lg<br />

/ K<br />

(2.15)<br />

carct<br />

A outra velocida<strong>de</strong> representada é <strong>de</strong>finida como velocida<strong>de</strong> crítica e é utilizada<br />

para comportamentos sobre-esterçantes, e i<strong>de</strong>ntifica o momento no qual o veículo<br />

começa a ser instável. A Velocida<strong>de</strong> crítica é dada pela Eq. (2.16):<br />

Vcrit = − 57, 3Lg<br />

/ K<br />

(2.16)<br />

O sinal negativo da equação é elimina<strong>do</strong> em função <strong>do</strong> coeficiente <strong>de</strong> sub-esterço<br />

K ser também negativo para sobre esterço. Nota-se que o passo <strong>do</strong> veículo L, é<br />

<strong>um</strong> parâmetro importante para estes comportamentos.<br />

Ganho <strong>de</strong> aceleração lateral<br />

O esterçamento da direção para a realização <strong>de</strong> curvas gera <strong>um</strong>a aceleração<br />

lateral. Para analisar o fenômeno sobre esta perspectiva, Gillespie (1992)<br />

<strong>de</strong>senvolve a Eq. (2.17), que po<strong>de</strong> ser escrita em função da relação da aceleração<br />

lateral ay com o ângulo <strong>de</strong> esterçamento δ. Esta relação é <strong>de</strong>finida como ganho <strong>de</strong><br />

aceleração lateral, da<strong>do</strong> por:<br />

V<br />

a y Lg<br />

δ KV<br />

Lg<br />

=<br />

2<br />

57, 3<br />

2<br />

1 +<br />

57, 3<br />

(graus / g ) (2.17)


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 58<br />

Da análise da equação verifica-se que para o veículo neutro com K igual a zero, o<br />

ganho <strong>de</strong> aceleração é <strong>de</strong>termina<strong>do</strong> somente pelo n<strong>um</strong>era<strong>do</strong>r e diretamente<br />

proporcional ao quadra<strong>do</strong> da velocida<strong>de</strong>. Quan<strong>do</strong> K é positivo e tem-se a<br />

característica sub-esterçante, o ganho diminui em função <strong>do</strong> segun<strong>do</strong> termo <strong>do</strong><br />

<strong>de</strong>nomina<strong>do</strong>r e é sempre menor que o <strong>do</strong> veículo neutro. Finalmente, quan<strong>do</strong> o K<br />

é negativo, o segun<strong>do</strong> termo <strong>do</strong> <strong>de</strong>nomina<strong>do</strong>r é menor <strong>do</strong> que 1, a<strong>um</strong>entan<strong>do</strong><br />

portanto o ganho <strong>de</strong> aceleração lateral.<br />

Ganho <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação<br />

Uma outra maneira <strong>de</strong> se analisar o esterçamento é através da mudança <strong>do</strong><br />

ângulo <strong>do</strong> eixo direcional <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong>senvolven<strong>do</strong> <strong>um</strong>a velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação<br />

em torno <strong>do</strong> eixo vertical z. A relação <strong>de</strong> rotação (yaw rate) r é mostrada abaixo<br />

pela Eq. (2.18):<br />

r = 57,3 V/R (graus/seg) (2.18)<br />

Substituin<strong>do</strong> esta relação na Eq. (2.17) <strong>do</strong> gradiente <strong>de</strong> sub-esterço, chega-se à<br />

relação que <strong>de</strong>fine o ganho <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação, em função <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong><br />

esterçamento, da<strong>do</strong> pela Eq. (2.19) abaixo:<br />

r V L<br />

δ KV<br />

Lg<br />

=<br />

/<br />

1 +<br />

57, 3<br />

2 (2.19)<br />

Para o veículo <strong>de</strong> comportamento neutro, a curva representativa <strong>do</strong> ganho em<br />

função da velocida<strong>de</strong> é <strong>um</strong>a reta. Quan<strong>do</strong> o veículo tem a tendência <strong>de</strong> sobre-<br />

esterço, o ganho a<strong>um</strong>enta e ten<strong>de</strong> para o infinito quan<strong>do</strong> se chega na velocida<strong>de</strong><br />

crítica. Por último o caso <strong>de</strong> veículo sub-esterçante, no qual o ganho a<strong>um</strong>enta até<br />

a velocida<strong>de</strong> característica e <strong>de</strong>pois reduz. Estes comportamentos são<br />

representa<strong>do</strong>s no gráfico da Fig. 2.41.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 59<br />

Figura 2.41 - Ganho da velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação (Yaw velocity) em função da velocida<strong>de</strong>.<br />

Margem Estática<br />

Um outro termo bastante utiliza<strong>do</strong> para <strong>de</strong>finir o comportamento <strong>de</strong> handling <strong>do</strong>s<br />

veículos é a margem estática, assim como o gradiente <strong>de</strong> sub-esterço e a<br />

velocida<strong>de</strong> característica.<br />

A margem estática é <strong>de</strong>finida como sen<strong>do</strong> o ponto no veículo on<strong>de</strong> a força lateral<br />

gerada durante a realização <strong>de</strong> curvas, não produz efeito <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação<br />

(comportamento neutro), conforme mostra<strong>do</strong> na Fig. 3.42. A linha <strong>de</strong> esterçamento<br />

neutro é composta pelos pontos que passam pelo plano x-z e não produz efeito<br />

rotacional.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 60<br />

Figura 2.42 - Linha representativa <strong>do</strong> esterçamento neutro no veículo.<br />

A margem estática é <strong>de</strong>finida como sen<strong>do</strong> a distância <strong>do</strong> ponto <strong>de</strong> esterçamento<br />

neutro localiza<strong>do</strong> atrás <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> (CG), ou seja:<br />

Margem estática = e/L (2.20)<br />

Quan<strong>do</strong> o ponto está atrás <strong>do</strong> CG a margem estática é positiva e o veículo é sub-<br />

esterçante. No CG a margem é zero e o comportamento neutro, e estan<strong>do</strong> à<br />

frente, o veículo é sobre-esterçante. Mediamente para os veículos <strong>de</strong> passageiros<br />

a margem varia <strong>de</strong> 0,05 a 0,07 atrás <strong>do</strong> CG.<br />

2.5.4 - Efeitos da Suspensão sobre a Resposta em Curvas<br />

Normalmente o <strong>de</strong>senvolvimento da teoria <strong>de</strong> comportamento e respostas<br />

direcionais <strong>do</strong> veículo durante as manobras é feito a partir da análise básica <strong>do</strong><br />

coeficiente <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong>s pneus e, a partir <strong>de</strong>stes, são geradas as equações <strong>de</strong><br />

sub e sobre-esterço. Esta análise foi feita na seção anteriormente apresentada e<br />

mostra que o comportamento é <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte da relação <strong>de</strong> carga / coeficiente <strong>de</strong><br />

curvas nos eixos dianteiro e traseiro (Wf / Cαf e Wr / Cαr ). Porém <strong>de</strong>ve ser<br />

consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong> que outros fatores <strong>de</strong> projeto influenciam as forças <strong>de</strong>senvolvidas<br />

durante a realização <strong>de</strong> curvas e manobras e, portanto, afetam a resposta


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 61<br />

direcional e o handling. Os sistemas <strong>de</strong> suspensão e direção são as fontes<br />

primárias <strong>de</strong>stas influências e os fatores principais estão apresenta<strong>do</strong>s a seguir.<br />

Distribuição <strong>do</strong> Momento <strong>de</strong> Rolamento (Forças Laterais)<br />

As forças laterais <strong>de</strong> esterçamento são geradas pelos pneus em função<br />

principalmente da carga sobre eles. Quan<strong>do</strong> a massa suspensa <strong>do</strong> veículo “rola”<br />

com inclinações ou velocida<strong>de</strong>s maiores, provoca o efeito <strong>de</strong> variação <strong>de</strong> carga e<br />

forças laterais sobre as rodas, modifican<strong>do</strong> o comportamento em manobras. Este<br />

mecanismo é trabalha<strong>do</strong> nas suspensões dianteira e traseira <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> a <strong>de</strong>ixar o<br />

veículo com reações <strong>de</strong>sejadas. Maior momento <strong>de</strong> rolamento <strong>do</strong> eixo dianteiro<br />

contribui para o sub-esterço, enquanto que maior momento <strong>de</strong> rolamento <strong>do</strong> eixo<br />

traseiro contribui para o sobre-esterço. As barras estabiliza<strong>do</strong>ras são utilizadas<br />

como auxiliares no controle da inclinação lateral. Normalmente é <strong>de</strong>sejável <strong>um</strong><br />

comportamento sub-esterçante para os veiculos <strong>de</strong> passageiros no limite da<br />

a<strong>de</strong>rência. O esquema forças atuantes em <strong>um</strong> veículo básico durante <strong>um</strong>a curva é<br />

apresenta<strong>do</strong> na Fig. 2.43.<br />

Figura 2.43 - Análise <strong>de</strong> forças em veículo simplifica<strong>do</strong> durante a curva.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 62<br />

A partir <strong>do</strong> <strong>de</strong>senvolvimento matemático das forças atuantes e das características<br />

<strong>do</strong>s pneus e suspensões, Gillespie (1992) <strong>de</strong>riva a eq. (2.21) mostrada abaixo<br />

para o coeficiente <strong>de</strong> sub-esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> à transferência <strong>de</strong> cargas laterais nos<br />

eixos durante o rolamento:<br />

on<strong>de</strong>:<br />

K<br />

llt<br />

W 2bΔF f<br />

zf W 2bΔF<br />

r<br />

= −<br />

C C C C<br />

2 2<br />

zr<br />

αf αf αr αr<br />

W f = carga sobre o eixo dianteiro (Kg)<br />

W r = carga sobre o eixo traseiro (Kg)<br />

Cα f = rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva <strong>do</strong> eixo dianteiro (N/rad)<br />

C = α r rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong> curva <strong>do</strong> eixo traseiro (N/rad)<br />

2<br />

ΔF = zf variação <strong>de</strong> força sobre o eixo dianteiro (N)<br />

2<br />

ΔF = zr variação <strong>de</strong> força sobre o eixo traseiro (N)<br />

b = Coeficiente polinomial <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z em curva <strong>do</strong>s pneus<br />

Alteração <strong>de</strong> Camber<br />

(2.21)<br />

A alteração dinâmica <strong>do</strong> camber, em função <strong>de</strong> esforços laterais ou a compressão<br />

e a extensão da suspensão provoca a geração <strong>de</strong> força lateral. Em média são<br />

necessários entre 4° e 6° <strong>de</strong> camber para produzir a mesma força lateral <strong>de</strong> 1° <strong>de</strong><br />

esterçamento da roda. Em função <strong>do</strong> maior grau <strong>de</strong> liberda<strong>de</strong> e utilização <strong>de</strong><br />

coxins <strong>de</strong> borracha nas extremida<strong>de</strong>s <strong>do</strong>s tirantes e braços, os eixos<br />

in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes são mais afeta<strong>do</strong>s pelas variações <strong>de</strong> camber que os eixos<br />

rígi<strong>do</strong>s.<br />

Da análise da Fig.2.44, chega-se à Eq. (2.22) que representa o ângulo <strong>de</strong> camber<br />

total durante <strong>um</strong>a curva:


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 63<br />

on<strong>de</strong>:<br />

γ g = γ b + φ<br />

(2.22)<br />

γ g = Ângulo <strong>de</strong> camber em relação ao solo (graus ou rad)<br />

γ b = Ângulo <strong>de</strong> camber da roda em relação ao veículo (graus ou rad)<br />

Figura 2.44 - Alteração <strong>de</strong> camber em curva <strong>de</strong> <strong>um</strong> veículo.<br />

A partir <strong>do</strong> <strong>de</strong>senvolvimento da Eq. (2.12), Gillespie (1992) <strong>de</strong>monstra a eq. (2.23)<br />

<strong>de</strong>rivada a relação final para o sub-esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao camber e representada por:<br />

K<br />

camber<br />

Cγf<br />

∂γf<br />

Cγr<br />

∂γr<br />

∂φ<br />

= ( − )<br />

C ∂φ C ∂φ ∂a<br />

αf<br />

Mudança <strong>de</strong> direção em função <strong>do</strong> Roll<br />

αr<br />

y<br />

(2.23)<br />

O esterçamento induzi<strong>do</strong> durante a inclinação lateral da carroceira é <strong>de</strong>fini<strong>do</strong> como<br />

sen<strong>do</strong> o movimento <strong>de</strong> mudança <strong>de</strong> direção <strong>do</strong> veículo em relação à massa


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 64<br />

suspensa quan<strong>do</strong> esta é submetida a movimento <strong>de</strong> rolamento. O esterçamento<br />

po<strong>de</strong> ser provoca<strong>do</strong> pelas rodas <strong>do</strong> eixo dianteiro, pelas traseiras, ou pela<br />

combinação <strong>de</strong> ambas. Estas alterações dinâmicas também afetam o<br />

comportamento <strong>de</strong> handling <strong>do</strong> veículo. Definin<strong>do</strong> “ε” como o coeficiente <strong>de</strong><br />

esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao rolamento nos eixos (graus <strong>de</strong> esterçamento / graus <strong>de</strong><br />

rolamento). O gradiente <strong>de</strong> sub-esterço po<strong>de</strong> então ser <strong>de</strong>riva<strong>do</strong> conforme a Eq.<br />

(2.24) abaixo:<br />

on<strong>de</strong>:<br />

K<br />

∂φ<br />

= ( ε − ε )<br />

∂a<br />

roll f e<br />

ε f = Coeficiente <strong>de</strong> esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao rolamento susp. diant. (graus/grau).<br />

ε e = Coeficiente <strong>de</strong> esterço <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao rolamento susp. tras. (graus/grau).<br />

y<br />

(2.24)<br />

Um coeficiente positivo <strong>de</strong> esterçamento <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao rolamento da carroceria para a<br />

direita provoca <strong>um</strong> esterçamento das rodas também para a direita. Portanto<br />

quan<strong>do</strong> o veículo está realizan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a manobra ou curva para a esquerda, <strong>um</strong><br />

coeficiente positivo para as rodas dianteiras provoca a redução <strong>do</strong> ângulo total e é<br />

sub-esterçamente. Desta maneira, o coeficiente positivo para as rodas traseiras é<br />

sobre esterçante (Gillespie, 1992).<br />

Esterçamento <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> a cedimentos laterais<br />

Em função da a<strong>do</strong>ção <strong>de</strong> buchas elásticas utilizadas nas articulações das<br />

suspensões, existe a possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> esterçamento em função da presença <strong>de</strong><br />

cargas laterais <strong>de</strong>senvolvidas nas mudanças <strong>de</strong> direção. Estes efeitos estão<br />

presentes no veículo <strong>de</strong> testes experimentais, principalmente pela configuração<br />

da suspensão traseira <strong>do</strong> tipo <strong>de</strong> braços longitudinais e travessa.<br />

A influência <strong>de</strong>vida aos cedimentos laterais po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>terminada conforme<br />

<strong>de</strong>monstra<strong>do</strong> por Reimpell e Stoll (1996), <strong>de</strong>finin<strong>do</strong> inicialmente <strong>um</strong> coeficiente<br />

da<strong>do</strong> pela Eq. (2.25):


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 65<br />

on<strong>de</strong>:<br />

A = δ / Fy (graus <strong>de</strong> esterço / força lateral unitária) (2.25)<br />

δ = ângulo <strong>de</strong> esterçamento (rad ou graus)<br />

F y = força lateral (N)<br />

Deste mo<strong>do</strong>, o efeito <strong>de</strong> sub-esterço diretamente relaciona<strong>do</strong> com as <strong>de</strong>formações<br />

elásticas das suspensões é da<strong>do</strong> pela Eq. (2.26):<br />

on<strong>de</strong>:<br />

Klfcs = Af Wf − ArWr (2.26)<br />

A f = Coeficiente <strong>de</strong> esterçamento em função <strong>de</strong> cargas laterais na susp. diant.<br />

A f = Coeficiente <strong>de</strong> esterçamento em função <strong>de</strong> cargas laterais na susp. traseira.<br />

Torque <strong>de</strong> Alinhamento da Direção<br />

Durante a realização <strong>de</strong> curvas, o efeito <strong>do</strong> torque <strong>de</strong> alinhamento <strong>do</strong>s pneus<br />

<strong>de</strong>vi<strong>do</strong> aos esforços laterais é fonte <strong>de</strong> efeito sub-esterçante. Este torque po<strong>de</strong> ser<br />

entendi<strong>do</strong> <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao fato <strong>de</strong> que as forças laterais são <strong>de</strong>senvolvidas nos pneus<br />

em <strong>um</strong> ponto “p” atrás <strong>do</strong> seu centro. A influência no handling em função <strong>de</strong>sta<br />

força po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>rivada nas equações da curva, consi<strong>de</strong>ran<strong>do</strong> que as forças<br />

laterais estão localizadas à distância “p” atrás <strong>de</strong> cada roda. Portanto o gradiente<br />

<strong>de</strong> sub-esterço fica representa<strong>do</strong> pela Eq. (2.27) abaixo:<br />

K W p C + C<br />

at =<br />

L C C<br />

αf αr<br />

αf αr<br />

(2.27)<br />

Da análise acima, visto que C α é sempre positivo, conclui-se que o efeito <strong>do</strong><br />

torque <strong>de</strong> alinhamento é também positivo e provoca sempre sub-esterço.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 66<br />

2.5.5 - Méto<strong>do</strong> Experimental <strong>de</strong> Medição <strong>do</strong> Gradiente <strong>de</strong> Sub-esterço<br />

Conforme <strong>de</strong>scrito anteriormente e apresenta<strong>do</strong> através da Eq. (2.14), o gradiente<br />

<strong>de</strong> sub-esterço é <strong>um</strong> índice importante para caracterizar o comportamento <strong>do</strong><br />

veículo, po<strong>de</strong>n<strong>do</strong> ser medi<strong>do</strong> experimentalmente. Atualmente são sugeri<strong>do</strong>s<br />

quatro méto<strong>do</strong>s para realizar a medição: – raio constante, velocida<strong>de</strong> constante,<br />

ângulo <strong>de</strong> esterçamento constante, e abertura <strong>de</strong> acelera<strong>do</strong>r constante. Os mais<br />

utiliza<strong>do</strong>s são os <strong>do</strong>is primeiros por representarem razoavelmente as condições<br />

normais <strong>de</strong> utilização (Milliken e Milliken, 1995), e somente estes estão<br />

relaciona<strong>do</strong>s abaixo.<br />

Méto<strong>do</strong> <strong>do</strong> Raio Constante<br />

Durante a realização <strong>de</strong> curvas sucessivas <strong>de</strong> raio constante, o ângulo <strong>de</strong><br />

esterçamento é analisa<strong>do</strong> em função da aceleração lateral. A instr<strong>um</strong>entação<br />

embarcada <strong>de</strong>ve permitir no mínimo as medições <strong>do</strong> ângulo <strong>do</strong> volante, a<br />

aceleração lateral e a velocida<strong>de</strong> <strong>do</strong> veículo. Sen<strong>do</strong> o raio da curva conheci<strong>do</strong> é<br />

obtida a relação para a aceleração lateral, conforme Eq. (2.28):<br />

a V Rg<br />

y = 2 / ( ) (2.28)<br />

A prova é executada manten<strong>do</strong>-se o veículo na trajetória da curva, a partir <strong>de</strong> <strong>um</strong>a<br />

velocida<strong>de</strong> baixa na qual a aceleração lateral po<strong>de</strong> ser consi<strong>de</strong>ra <strong>de</strong>sprezível.<br />

Gradualmente a velocida<strong>de</strong> é a<strong>um</strong>entada e a aceleração lateral monitorada em<br />

steps <strong>de</strong> 0,1 g. Um gráfico da relação <strong>do</strong> ângulo <strong>do</strong> volante pela relação <strong>de</strong><br />

redução <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> direção, em função da aceleração lateral evi<strong>de</strong>ncia o<br />

comportamento, conforme mostra<strong>do</strong> na Fig. 2.45. A inclinação da curva <strong>de</strong>fine o<br />

gradiente <strong>de</strong> sub-esterço K. Inclinação positiva indica sub-esterço, inclinação zero<br />

tem <strong>um</strong> comportamento neutro, e negativa o veículo é sobre esterçante. A<br />

Equação (2.29), <strong>de</strong>fine a relação para K:<br />

K<br />

=<br />

a y<br />

∂δ<br />

∂<br />

(2.29)


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 67<br />

Figura 2.45 - Exemplo genérico <strong>do</strong> gradiente <strong>de</strong> sub-esterço em raio constante.<br />

Este méto<strong>do</strong> <strong>de</strong> medição tem a vantagem <strong>de</strong> exigir pouca instr<strong>um</strong>entação<br />

embarcada no veículo. Uma <strong>de</strong>svantagem é a alteração <strong>do</strong> ângulo <strong>do</strong> volante pelo<br />

motorista ao longo da prova para manter a trajetória. Uma outra limitação é o fato<br />

<strong>de</strong> não se levar em consi<strong>de</strong>ração a alteração <strong>de</strong> esterçamento em função da<br />

compressão dinâmica da suspensão. Porém, consi<strong>de</strong>ran<strong>do</strong> que a geometria <strong>do</strong><br />

sistema <strong>de</strong> direção influi no senti<strong>do</strong> <strong>de</strong> a<strong>um</strong>entar o sub-esterço em compressão,<br />

sua análise conjunta proporciona <strong>um</strong>a maior precisão <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s obti<strong>do</strong>s.<br />

Méto<strong>do</strong> da Velocida<strong>de</strong> Constante<br />

Um outro méto<strong>do</strong> bastante utiliza<strong>do</strong> para se obter o gradiente <strong>de</strong> sub-esterço<br />

experimentalmente por representar condições próximas às reais, é o da<br />

velocida<strong>de</strong> constante. Nele o veículo percorre raios diferentes com a mesma<br />

velocida<strong>de</strong>, e são registra<strong>do</strong>s parâmetros <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong>, ângulo <strong>de</strong> esterçamento<br />

e o raio da curva, que po<strong>de</strong> também ser <strong>de</strong>riva<strong>do</strong> em função da aceleração lateral<br />

em y. A Equação (2.30) abaixo mostra como <strong>de</strong>rivar o raio da curva:<br />

R = V 2 /ay = V/r (2.30)<br />

O ganho <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação r é obti<strong>do</strong> pela Eq. (2.18)


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 68<br />

2.6 - Avaliação Dinâmica <strong>de</strong> <strong>Comportamento</strong><br />

2.6.1 - Relação <strong>Veículo</strong> / Motorista e Testes<br />

Quan<strong>do</strong> é analisa<strong>do</strong> o <strong>de</strong>sempenho global <strong>do</strong> veículo, o movimento <strong>de</strong>senvolvi<strong>do</strong><br />

por este <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> da interação <strong>do</strong> sistema completo motorista-veículo, chama<strong>do</strong><br />

<strong>de</strong> sistema fecha<strong>do</strong>. Isto quer dizer que o motorista ao mesmo tempo que impõe<br />

manobras <strong>de</strong>sejadas, “percebe <strong>de</strong> volta” sensações sobre a movimentação <strong>do</strong><br />

veículo e continuamente corrige a trajetória. No entanto, gran<strong>de</strong> parte da teoria <strong>do</strong><br />

comportamento <strong>do</strong> veículo durante manobras é analisada levan<strong>do</strong> em<br />

consi<strong>de</strong>ração as chamadas funções <strong>de</strong> transferência <strong>do</strong> veículo, on<strong>de</strong> são<br />

analisadas somente as respostas a coman<strong>do</strong>s padroniza<strong>do</strong>s e trabalhadas as<br />

características construtivas da geometria <strong>de</strong>finidas inicialmente a projeto. As mais<br />

importantes foram apresentadas e discutidas nas seções anteriores <strong>de</strong>ste capítulo.<br />

Na análise <strong>do</strong> sistema fecha<strong>do</strong> torna-se difícil <strong>de</strong>finir objetivamente as<br />

especificações das qualida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> <strong>um</strong> bom comportamento <strong>de</strong> direcionalida<strong>de</strong>,<br />

segurança, rapi<strong>de</strong>z e precisão <strong>de</strong> respostas. Um <strong>do</strong>s aspectos é a enorme<br />

varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> situações a que o veículo está submeti<strong>do</strong> durante o seu uso. Outro é<br />

o fato <strong>de</strong> que o motorista po<strong>de</strong> ser consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong> como <strong>um</strong>a função <strong>de</strong> transferência<br />

<strong>de</strong> informações altamente complexa, variável entre pessoas diferentes,<br />

<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes das condições físicas e psicológicas <strong>do</strong> momento e também com<br />

gran<strong>de</strong> capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> adaptação. Enquanto está dirigin<strong>do</strong>, o motorista utiliza-se<br />

<strong>de</strong> seus senti<strong>do</strong>s como a visão, audição, esforço físico aplica<strong>do</strong> sobre o volante,<br />

percepção <strong>de</strong> acelerações longitudinais e laterais e também forças aplicadas com<br />

os pés sobre os pedais.<br />

As sensações <strong>do</strong>s motoristas são percebidas e transmitidas ao cérebro e então as<br />

reações <strong>do</strong>s músculos são ativadas, geran<strong>do</strong> <strong>um</strong> tempo <strong>de</strong> retar<strong>do</strong>. Pesquisas<br />

mostram que os tempos <strong>de</strong> reação a situações diversas variam <strong>de</strong> 0,15 a 1,0<br />

segun<strong>do</strong>. Para a realização <strong>de</strong> <strong>um</strong>a freada <strong>de</strong> emergência ou <strong>de</strong>svio <strong>de</strong> trajetória,<br />

a pessoa gasta 0,5 segun<strong>do</strong> para o reconhecimento e outros 0,5 para ativar os<br />

músculos.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 69<br />

Os testes padroniza<strong>do</strong>s com medições objetivas são muito varia<strong>do</strong>s, <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n<strong>do</strong><br />

<strong>de</strong> cada fabricante. Entre os mais importantes estão a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> realizar<br />

curvas com raios e velocida<strong>de</strong> padronizadas, mudança <strong>de</strong> trajetória, tempo para<br />

percorrer <strong>um</strong> <strong>de</strong>termina<strong>do</strong> percurso, mudanças alternadas e contínuas <strong>de</strong> direção,<br />

etc. Alguns <strong>de</strong>les estão <strong>de</strong>scritos em normas internacionais, como na ISO 4138<br />

(Procedimento para testes circulares em regime <strong>de</strong> perturbações constantes), ou<br />

ISO 7401 (Manobras <strong>de</strong> esterçamento com movimentos sinusoidal, randômico, em<br />

graus ou pulsos).<br />

Os testes sobre os veículos são realiza<strong>do</strong>s ao longo <strong>do</strong> <strong>de</strong>senvolvimento ou em<br />

situações específicas em veículos prontos e já comercializa<strong>do</strong>s com vários<br />

propósitos, como por exemplo, testar características <strong>de</strong>finidas em projeto, testar<br />

modificações ou testar soluções propostas em teorias <strong>de</strong> otimização <strong>do</strong><br />

comportamento geral <strong>do</strong> veículo. O último teste realiza<strong>do</strong> durante a fase <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>senvolvimento é o <strong>de</strong> submetê-lo a motoristas especializa<strong>do</strong>s em <strong>um</strong>a gran<strong>de</strong><br />

varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> estradas, diferentes pisos e condições climáticas. As qualida<strong>de</strong>s <strong>do</strong><br />

veículo são analisadas em várias áreas <strong>do</strong> comportamento e este então é<br />

associa<strong>do</strong> às características <strong>de</strong> geometria e componentes. Este teste tem a<br />

vantagem <strong>de</strong> ser <strong>um</strong>a boa aproximação <strong>do</strong> uso real, porém consome mais tempo<br />

e é recomendável que seja realiza<strong>do</strong> por vários motoristas <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> o seu caráter<br />

subjetivo.<br />

Um aspecto importante a favor das avaliações subjetivas é o fato <strong>de</strong> que<br />

pequenas modificações <strong>de</strong> projeto que têm pouco efeito no comportamento teórico<br />

<strong>do</strong> veículo e nas medições objetivas, po<strong>de</strong>m ser muito sensíveis para o motorista,<br />

fazen<strong>do</strong> a diferença entre <strong>um</strong>a boa ou ruim sensação <strong>de</strong> segurança e controle,<br />

principalmente em condições dinâmicas (Dixon, 1987).<br />

2.6.2 - Respostas a Perturbações Constantes<br />

A teoria <strong>do</strong> comportamento <strong>do</strong> veículo tem <strong>um</strong> propósito amplo <strong>de</strong> auxiliar no<br />

projeto e <strong>de</strong>finições <strong>de</strong> soluções. O objetivo básico é o <strong>de</strong> analisar através <strong>de</strong><br />

medições objetivas o comportamento em resposta aos coman<strong>do</strong>s <strong>do</strong> motorista e<br />

também das perturbações ambientais, tais como a rugosida<strong>de</strong> e imperfeições das<br />

estradas ou ventos.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 70<br />

Utilizan<strong>do</strong> a <strong>de</strong>finição da SAE, enten<strong>de</strong>-se por resposta a perturbação constante<br />

aquela na qual a resposta <strong>do</strong> veículo mantém-se inalterada ao longo <strong>de</strong> <strong>um</strong> longo<br />

perío<strong>do</strong> ou ao longo daquele no qual a perturbação também permanece<br />

inalterada. Como exemplos po<strong>de</strong>-se citar a realização <strong>de</strong> curvas <strong>de</strong> raio constante<br />

com velocida<strong>de</strong> constante, velocida<strong>de</strong> angular constante e aceleração lateral<br />

constante. Um vento lateral constante e <strong>um</strong>a inclinação lateral da estrada são<br />

exemplos <strong>de</strong> perturbações ambientais. Dentre estes, <strong>um</strong>a maior atenção é dada<br />

no estu<strong>do</strong> <strong>do</strong> comportamento durante a realização <strong>de</strong> manobras com velocida<strong>de</strong> e<br />

raio constantes.<br />

O teste mais com<strong>um</strong> utiliza<strong>do</strong> para avaliar as características <strong>do</strong> veículos nestas<br />

condições é o <strong>de</strong> percorrer <strong>um</strong> círculo <strong>de</strong> raio constante em várias velocida<strong>de</strong>s.<br />

Este comportamento é traduzi<strong>do</strong> em <strong>um</strong> gráfico <strong>de</strong> sub-esterço, conforme<br />

<strong>de</strong>talha<strong>do</strong> na seções 2.5.3 (Fig. 2.29), e 2.5.5 (Fig. 2.45). Os valores típicos para o<br />

gradiente <strong>de</strong> sub-esterço estão entre 2 e 5 graus/g nos carros americanos, e entre<br />

1 e 3 graus/g nos europeus (Dixon, 1996). Basicamente este comportamento é<br />

dividi<strong>do</strong> em três fases. A primeira é a chamada <strong>de</strong> handling primário, com<br />

acelerações laterais <strong>de</strong> até 0,3 g, cobrin<strong>do</strong> a região <strong>de</strong> respostas lineares e sem<br />

<strong>de</strong>formações <strong>de</strong> componentes elásticos. O handling secundário na segunda fase,<br />

com acelerações na faixa <strong>de</strong> 0,3 a 0,6 g, já representa <strong>um</strong>a região não totalmente<br />

linear para a qual a transferência <strong>de</strong> cargas nos eixos são significativas. A partir<br />

<strong>de</strong>sta fase o equacionamento torna-se complexo, po<strong>de</strong>n<strong>do</strong> ser simula<strong>do</strong> através<br />

<strong>de</strong> mo<strong>de</strong>lações n<strong>um</strong>éricas e gráficos <strong>de</strong> ângulo <strong>de</strong> rolamento, acelerações,<br />

ângulos <strong>de</strong> sub-esterço e <strong>de</strong> atitu<strong>de</strong>. Acima <strong>de</strong> 0,6 g, para a maioria <strong>do</strong>s veículos<br />

<strong>de</strong> passageiros, atinge-se o handling final, on<strong>de</strong> são soma<strong>do</strong>s os coeficientes <strong>de</strong><br />

atrito <strong>do</strong>s pneus a esforços laterais, aos efeitos da fase anterior.<br />

2.6.3 - Respostas a Perturbações Variáveis<br />

Enten<strong>de</strong>-se por perturbações variáveis aquelas em que os coman<strong>do</strong>s impostos<br />

pelo motorista não são constantes no tempo, ocorren<strong>do</strong> mudança <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> e<br />

raio das curvas. São também chama<strong>do</strong>s <strong>de</strong> movimentos transientes provoca<strong>do</strong>s<br />

por perturbações temporárias.


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 71<br />

Um típico teste <strong>de</strong> <strong>de</strong>sempenho no qual é analisa<strong>do</strong> o comportamento é o <strong>de</strong><br />

mudança rápida <strong>de</strong> faixa <strong>de</strong> direção. É <strong>um</strong> teste recomenda<strong>do</strong> para a avaliação <strong>de</strong><br />

veículos completos em sistema fecha<strong>do</strong> (motorista + veículo), a<strong>de</strong>qua<strong>do</strong> para<br />

comparação <strong>de</strong> mudanças na suspensão e pneus (Ellis, 1994).<br />

O estu<strong>do</strong> <strong>de</strong> estabilida<strong>de</strong> após a ocorrência <strong>de</strong> <strong>um</strong>a perturbação passa pela<br />

análise <strong>de</strong> <strong>um</strong> sistema massa-mola conforme mostra<strong>do</strong> na Fig. 2.1 e cujo<br />

comportamento sucessivo po<strong>de</strong> ser <strong>um</strong> <strong>do</strong>s apresenta<strong>do</strong>s na Fig. 2.46.<br />

Figura 2.46 - Movimentos possíveis após <strong>um</strong> <strong>de</strong>slocamento <strong>de</strong> suspensão.<br />

Um gráfico bastante representativo <strong>do</strong>s fenômenos <strong>de</strong> <strong>um</strong> sistema oscilatório <strong>de</strong><br />

<strong>um</strong> grau <strong>de</strong> liberda<strong>de</strong> com amortecimento sujeito a <strong>um</strong>a força externa é o<br />

apresenta<strong>do</strong> na Fig. 2.47, on<strong>de</strong> a relação <strong>de</strong> amplificação ((X/(F1/Ks)) <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 72<br />

da relação <strong>de</strong> frequências forçada e natural (ωf / ωn) é representada para várias<br />

relações <strong>de</strong> amortecimento ζs. Da análise <strong>do</strong> gráfico visualiza-se que as<br />

frequências <strong>de</strong> ressonância ocorrem quan<strong>do</strong> a relação ωf/ωn é igual a <strong>um</strong>. Os<br />

valores típicos <strong>de</strong> relação <strong>de</strong> amortecimento ζs para automóveis estão entre 0,2 e<br />

1,0. A frequência natural está em torno <strong>de</strong> 6 rad/s (1 Hz).<br />

Figura 2.47 - Relação <strong>de</strong> amplificação em função da relação <strong>de</strong> frequências.<br />

A resposta a <strong>um</strong>a variação <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> direção é provavelmente a manobra mais<br />

representativa <strong>do</strong> comportamento transitório. Após este coman<strong>do</strong> <strong>um</strong>a nova<br />

condição <strong>de</strong> equilíbrio <strong>de</strong>ve ser alcançada, sen<strong>do</strong> <strong>um</strong>a função da frequência<br />

natural da suspensão e o seu amortecimento. Nos gráficos da Fig. 2.48 são<br />

mostra<strong>do</strong>s genericamente o comportamento <strong>de</strong> resposta da velocida<strong>de</strong> angular <strong>de</strong><br />

rotação r em torno <strong>do</strong> eixo vertical z <strong>de</strong> veículos com características diferentes,<br />

durante manobras abaixo da velocida<strong>de</strong> crítica. Na Figura 2.48(a) a situação <strong>de</strong><br />

veículo neutro se mostra como a melhor resposta. Para o sub-esterço tem-se <strong>um</strong><br />

pico <strong>de</strong> resposta <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao baixo amortecimento, fican<strong>do</strong> pior com o a<strong>um</strong>ento da


Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica 73<br />

velocida<strong>de</strong>. Para o sobre-esterço o amortecimento é bom, mas o tempo para<br />

alcançar o equilíbrio é longo. Este tempo maior provoca dificulda<strong>de</strong> para a<br />

maiorias <strong>do</strong>s motoristas. Na Figura 2.48(b) são vistas as diferentes respostas para<br />

coman<strong>do</strong>s iguais <strong>de</strong> esterçamento.<br />

Figura 2.48 - Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação r em função <strong>do</strong> tempo para coman<strong>do</strong>s <strong>do</strong> volante .<br />

Assim como para as repostas a perturbações constantes, também para as<br />

transitórias o gradiente <strong>de</strong> sub-esterço <strong>de</strong>ve estar entre 2 a 5 graus/g, e<br />

preferencialmente em torno <strong>de</strong> 3 a 4 graus/g. Normalmente o veículo neutro é<br />

mais aprecia<strong>do</strong> e recomenda-se para o retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> tempo entre o coman<strong>do</strong> <strong>de</strong> giro<br />

<strong>do</strong> volante e o início <strong>de</strong> resposta tempos inferiores a 0,5 segun<strong>do</strong>, sen<strong>do</strong> que os<br />

tempos menores a 0,3 segun<strong>do</strong> são bastante aprecia<strong>do</strong>s (Dixon,1996).


Capítulo 3<br />

METODOLOGIA EXPERIMENTAL<br />

3.1 - Instr<strong>um</strong>entos utiliza<strong>do</strong>s<br />

3.1.1 - Correvit<br />

Para as medições <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> <strong>do</strong> veículo foi utiliza<strong>do</strong> <strong>um</strong> sensor ótico<br />

<strong>de</strong>nomina<strong>do</strong> CORREVIT V1 <strong>do</strong> fornece<strong>do</strong>r DATRON. O sensor ótico mostra<strong>do</strong> na<br />

Fig. 3.1 foi monta<strong>do</strong> externamente na parte traseira <strong>do</strong> veículo, fixa<strong>do</strong> através <strong>de</strong><br />

suporte estrutural e ventosas, e alinha<strong>do</strong> com o eixo x das coor<strong>de</strong>nadas <strong>do</strong><br />

veículos (Figura 3.3). O aparelho utiliza-se <strong>do</strong> princípio físico <strong>de</strong> correlação ótica.<br />

A imagem da rugosida<strong>de</strong> <strong>do</strong> solo é il<strong>um</strong>inada por <strong>um</strong>a lâmpada halógena,<br />

ampliada através <strong>de</strong> <strong>um</strong>a lente objetiva e após passar por <strong>um</strong>a lâmina perfurada é<br />

refletida através <strong>de</strong> espelho em dio<strong>do</strong>s foto-sensíveis.<br />

Figura 3.1 - Desenho esquemático <strong>do</strong> sensor ótico V1.<br />

73


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 74<br />

Os dio<strong>do</strong>s possuem faixas escuras insensíveis à luz, <strong>de</strong> tal mo<strong>do</strong> que<br />

proporcionalmente à velocida<strong>de</strong> relativa da superfície, é gerada <strong>um</strong>a foto-corrente<br />

com frequência <strong>de</strong>finida. Este sinal é amplifica<strong>do</strong> e processa<strong>do</strong> na unida<strong>de</strong><br />

eletrônica <strong>do</strong> aparelho que tem também <strong>um</strong> relógio e cronômetro internos e os<br />

valores <strong>de</strong> distância percorrida, velocida<strong>de</strong> e aceleração po<strong>de</strong>m ser obtidas. O<br />

sensor V1 possui <strong>do</strong>is dio<strong>do</strong>s foto-sensíveis com as gra<strong>de</strong>s escuras dispostas<br />

ortogonalmente entre sí, o que permite a medição em <strong>do</strong>is eixos simultaneamente.<br />

O diagrama esquemático <strong>do</strong> princípio está apresenta<strong>do</strong> na Fig. 3.2.<br />

Figura 3.2 - Esquema <strong>do</strong> princípio físico utiliza<strong>do</strong> pelo sensor V1.


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 75<br />

Figura 3.3 - Lâmpada V1 <strong>do</strong> Correvit instalada na traseira <strong>do</strong> veículo.<br />

Especificações técnicas:<br />

Mo<strong>de</strong>lo ................................................. DATRON V1<br />

Faixa <strong>de</strong> medição V1 ............................ 0,25 a 310 Km/h<br />

( longitudinal e transversal )<br />

Erro <strong>de</strong> medição .................................. < ± 0,5% nas medidas <strong>de</strong> distância<br />

Sinais <strong>de</strong> saída:<br />

Frequência (3 canais ) .............. 0 – 40 KHz<br />

Analógico (2 canais ) .............. 0 - 10V<br />

Sensibilida<strong>de</strong> <strong>do</strong> sinal .......................... ± 80 mV / V<br />

Desvio <strong>de</strong> linearida<strong>de</strong> ......................... < ± 0,2 %<br />

Peso <strong>do</strong> sensor ................................... 1,2 Kg<br />

Peso <strong>do</strong> módulo eletrônico ................. 0,8 Kg<br />

Faixa <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong> trabalho ...... −25°C a + 80°C


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 76<br />

3.1.2 - Volante Dinamométrico<br />

Para as medições <strong>de</strong> ângulo e velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> esterçamento durante as<br />

provas foi utiliza<strong>do</strong> o aparelho <strong>de</strong>nomina<strong>do</strong> Volante Dinamométrico <strong>do</strong> fornece<strong>do</strong>r<br />

DATRON, mo<strong>de</strong>lo MSW, com possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> medição <strong>de</strong> torque, ângulo e<br />

velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> esterçamento. O volante original <strong>do</strong> veículo é retira<strong>do</strong>, e através <strong>de</strong><br />

<strong>um</strong>a placa estriada <strong>de</strong> acoplamento, o volante <strong>de</strong> torque / ângulo é fixa<strong>do</strong>,<br />

conforme visto na fig. 3.4.<br />

Figura 3.4 - Foto com <strong>de</strong>talhe <strong>do</strong> volante dinamométrico instala<strong>do</strong> no veículo.<br />

O aparelho utiliza extensômetros (strain gauge) instala<strong>do</strong>s na parte fixa da coluna,<br />

com <strong>um</strong>a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> medição <strong>de</strong> ± 50 Nm, com tolerância <strong>de</strong> ±0,15%. O<br />

<strong>de</strong>svio máximo <strong>de</strong> linearida<strong>de</strong> informa<strong>do</strong> pelo fabricante é <strong>de</strong> ± 0,5%. O ângulo <strong>de</strong><br />

esterçamento é medi<strong>do</strong> através da utilização <strong>de</strong> <strong>do</strong>is transdutores indutivos (TTL),<br />

que permitem obter 3600 divisões por volta <strong>do</strong> volante, proporcionan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a<br />

resolução <strong>de</strong> ± 0,1 grau. Po<strong>de</strong>m ser medi<strong>do</strong>s ângulos na faixa <strong>de</strong> ± 1250 graus <strong>de</strong><br />

rotação com tolerância <strong>de</strong> ± 0,1%.


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 77<br />

A velocida<strong>de</strong> é calculada pelo software incorpora<strong>do</strong>, através da diferenciação <strong>do</strong>s<br />

pulsos conta<strong>do</strong>s durante a rotação em função <strong>do</strong> tempo. A capacida<strong>de</strong> máxima<br />

<strong>de</strong>clarada é <strong>de</strong> 1000 graus/segun<strong>do</strong>. O equipamento é homologa<strong>do</strong> para trabalhar<br />

em ambientes <strong>de</strong> −20 °C a +80°C. O esquema da Fig. 3.5 mostra o diagrama <strong>de</strong><br />

bloco com sinais gera<strong>do</strong>s, processamento e saídas.<br />

3.1.3 - Acelerômetros<br />

Figura 3.5 - Diagrama <strong>de</strong> bloco <strong>do</strong> volante.<br />

Para a medição das acelerações lateral ay e vertical az foram utiliza<strong>do</strong>s os<br />

transdutores <strong>de</strong> aceleração marca HBM (Hottinger Baldwin Messtechnik), mo<strong>de</strong>lo<br />

B12 / 200, que utiliza <strong>do</strong> princípio indutivo e <strong>um</strong> sistema massa-mola interno. Na<br />

Figura 3.6 é mostra<strong>do</strong> <strong>um</strong> <strong>de</strong>senho esquemático <strong>do</strong> componente que é<br />

recomenda<strong>do</strong> para a medição <strong>de</strong> acelerações constantes e também <strong>de</strong> vibrações<br />

e acelerações <strong>de</strong> impacto. Estes foram monta<strong>do</strong>s no interior <strong>do</strong> veículo através <strong>de</strong><br />

<strong>um</strong> suporte rígi<strong>do</strong> construí<strong>do</strong> especificamente para a realização das provas e<br />

posiciona<strong>do</strong> no centro <strong>de</strong> massa <strong>do</strong> veículo. A coor<strong>de</strong>nada foi calculada<br />

experimentalmente conforme méto<strong>do</strong> explica<strong>do</strong> no Apêndice A.


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 78<br />

Obs.: medidas em mm<br />

Figura 3.6 - Desenho esquemático cota<strong>do</strong> <strong>do</strong> acelerômetro B12 / 200.<br />

Especificações técnicas:<br />

Mo<strong>de</strong>lo ............................................ B12 / 200<br />

Frequência natural .......................... 200 Hz<br />

Faixa <strong>de</strong> medição ............................ 0 ... 100 Hz<br />

Faixa <strong>de</strong> aceleração ........................ ± 200 m/s 2<br />

Sensibilida<strong>de</strong> <strong>do</strong> sinal saída ............ ± 80 mV / V<br />

Desvio <strong>de</strong> linearida<strong>de</strong> ...................... < ± 0,2 %<br />

Peso ................................................ 17 gramas<br />

Fixação ............................................ através <strong>de</strong> base rosqueada M6<br />

Dimensões ....................................... Diâmetro 12,6 mm x 40 mm<br />

3.1.4 - Transdutores <strong>de</strong> Curso<br />

Para a realização <strong>do</strong>s cálculos para a obtenção <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> rolamento da<br />

carroceria durante as manobras, foram utiliza<strong>do</strong>s três transdutores <strong>de</strong> curso<br />

<strong>do</strong>ta<strong>do</strong>s <strong>de</strong> cabos flexíveis <strong>de</strong> aço <strong>do</strong> fornece<strong>do</strong>r ASM (Automation Sensorik<br />

Messtechnik), mo<strong>de</strong>lo WS10, que utiliza o princípio <strong>de</strong> variação <strong>de</strong> resistência<br />

ôhmica através <strong>de</strong> <strong>um</strong> potenciômetro <strong>de</strong> precisão conforme mostra<strong>do</strong> na Fig. 3.7.<br />

Os transdutores foram fixa<strong>do</strong>s rigidamente através <strong>de</strong> ventosas nas laterais da<br />

carroceria e liga<strong>do</strong>s aos centros <strong>do</strong>s cubos das rodas com rótulas giratórias,<br />

conforme mostra<strong>do</strong> nas fotos da Fig. 3.9. Dois <strong>de</strong>les instala<strong>do</strong>s nas rodas<br />

dianteiras esquerda e direita e <strong>um</strong> na roda traseira esquerda. Na Figura 3.8 é


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 79<br />

Foto <strong>do</strong> transdutor


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 80<br />

Especificações técnicas:<br />

Mo<strong>de</strong>lo .................................................... WS10<br />

Comprimento máximo <strong>de</strong> medição ......... 500 mm<br />

Leitura mínima (resolução ) .................... ± 0,3 mm<br />

Não linearida<strong>de</strong> ....................................... ± 0.05%<br />

Peso ........................................................ 0,8 Kg<br />

Absorção <strong>de</strong> impactos ............................. até 50 g’s por 6 ms<br />

Absorção <strong>de</strong> vibrações ............................ até 10 g’s<br />

Figura 3.9 - Vistas lateral e frontal <strong>do</strong> veículo com a instr<strong>um</strong>entação.


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 81<br />

3.1.5 - Sistema <strong>de</strong> Aquisição e Armazenamento <strong>de</strong> Da<strong>do</strong>s<br />

Foi emprega<strong>do</strong> o sistema <strong>de</strong> medições eletrônicas Spi<strong>de</strong>r 8, <strong>do</strong> fornece<strong>do</strong>r HBM<br />

(Hottinger Baldwin Messtechnik), que permite a utilização combinada com PCs e<br />

impressora (ver Fig. 3.10). O aparelho po<strong>de</strong> operar com até oito canais<br />

simultaneamente e incorpora internamente <strong>um</strong> módulo <strong>de</strong> condicionamento <strong>de</strong><br />

sinais, alimentação <strong>de</strong> transdutores e acelerômetros, amplificação, digitalização,<br />

interface para o computa<strong>do</strong>r e terminais <strong>de</strong> conexão. Toda a programação <strong>do</strong> tipo<br />

<strong>de</strong> sinal recebi<strong>do</strong>, escalas <strong>do</strong>s canais, e configuração <strong>de</strong> gráficos <strong>de</strong> resulta<strong>do</strong>s é<br />

feita através <strong>do</strong> PC com software específico, <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> que o Spi<strong>de</strong>r não possui<br />

coman<strong>do</strong>s externos.<br />

Especificações técnicas:<br />

Mo<strong>de</strong>lo ............................................. SPIDER 8<br />

Faixa <strong>de</strong> medição <strong>de</strong> tensão ............ ± 10 V<br />

Faixa <strong>de</strong> medição <strong>de</strong> frequência ...... 0,1; 1; 10; 100; 1000 KHz<br />

Faixa <strong>de</strong> medição <strong>de</strong> conta<strong>do</strong>res ..... 25.000; 2.500.000<br />

Variação <strong>de</strong> linearida<strong>de</strong> ................... ± 0,05%<br />

Peso ................................................ 2,75 Kg<br />

Faixa <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong> operação .. −20°C a + 60°C<br />

Dimensões ....................................... 330 x 75 x 270 mm<br />

Frequência <strong>de</strong> aquisição <strong>de</strong> da<strong>do</strong>s .. 1,2 Hz<br />

Figura 3.10 - Desenho esquemático <strong>de</strong> ligação <strong>do</strong> Spi<strong>de</strong>r ao computa<strong>do</strong>r e impressora.


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 82<br />

3.1.6 - Computa<strong>do</strong>r e Software<br />

Foi utiliza<strong>do</strong> <strong>um</strong> lap top embarca<strong>do</strong> no veículo, com <strong>um</strong> processa<strong>do</strong>r Penti<strong>um</strong> II <strong>de</strong><br />

300 MHz <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> processamento. No mesmo está instala<strong>do</strong> <strong>um</strong> software<br />

específico <strong>do</strong> mesmo fornece<strong>do</strong>r (HBM) <strong>do</strong> registra<strong>do</strong>r <strong>de</strong> da<strong>do</strong>s Spi<strong>de</strong>r 8<br />

<strong>de</strong>nomina<strong>do</strong> Catman. Com este software são programa<strong>do</strong>s os canais <strong>de</strong> entrada,<br />

velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> aquisição e po<strong>de</strong>m ser processa<strong>do</strong>s os da<strong>do</strong>s para a geração <strong>do</strong>s<br />

gráficos <strong>de</strong>seja<strong>do</strong>s. Vale ressaltar que se for necessário o Catman interage com o<br />

ambiente Win<strong>do</strong>ws.<br />

3.2 - Parâmetros Analisa<strong>do</strong>s nas Aquisições <strong>de</strong> Da<strong>do</strong>s<br />

3.2.1 - Parâmetros <strong>de</strong> Controle<br />

São <strong>de</strong>stina<strong>do</strong>s a monitorar o nível <strong>de</strong> repetibilida<strong>de</strong> das provas experimentais.<br />

São eles:<br />

- Ângulo <strong>do</strong> volante;<br />

- Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> esterçamento <strong>do</strong> volante;<br />

- Aceleração vertical;<br />

- Velocida<strong>de</strong> longitudinal <strong>do</strong> veículo.<br />

3.2.2 - Parâmetros <strong>de</strong> Resulta<strong>do</strong>s<br />

São os <strong>de</strong>stina<strong>do</strong>s a estudar as reações <strong>do</strong> veículo durante as manobras. São<br />

eles:<br />

- Aceleração lateral (eixo y );<br />

- Ângulo <strong>de</strong> inclinação lateral da carroceria ( roll );<br />

- Ângulo <strong>de</strong> inclinação longitudinal da carroceria ( pitch );<br />

- Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> inclinação lateral (velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> roll);<br />

- Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> inclinação longitudinal (velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> pitch);<br />

- Velocida<strong>de</strong> transversal <strong>do</strong> veículo.


Capítulo 3 – Meto<strong>do</strong>logia Experimental 83<br />

3.3 - Aparato Experimental<br />

To<strong>do</strong> o aparato experimental embarca<strong>do</strong> no veículo e utiliza<strong>do</strong> para o<br />

processamento <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s, está representa<strong>do</strong> no diagrama <strong>de</strong> bloco da Fig. 3.11<br />

abaixo. Somente a impressora permanece no laboratório (fora <strong>do</strong> veículo).<br />

Correvit V1<br />

Velocida<strong>de</strong> longitudinal<br />

Velocida<strong>de</strong> transversal<br />

Transdutor <strong>de</strong> curso roda<br />

dianteira direita<br />

Transdutor <strong>de</strong> curso roda<br />

dianteira esquerda<br />

Transdutor <strong>de</strong> curso roda<br />

traseira esquerda<br />

Volante dinamométrico<br />

Ângulo <strong>de</strong> giro <strong>do</strong><br />

volante<br />

Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> giro<br />

<strong>do</strong> volante<br />

Aceleração lateral (y)<br />

Aceleração vertical (z)<br />

Aparelho <strong>de</strong><br />

aquisição <strong>de</strong><br />

da<strong>do</strong>s<br />

Spi<strong>de</strong>r 8<br />

Computa<strong>do</strong>r<br />

portátil<br />

(Lap Top)<br />

Impressora<br />

Figura 3.11 - Diagrama <strong>de</strong> bloco <strong>do</strong> aparato experimental.


Capítulo 4<br />

DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL<br />

4.1 - Controle <strong>do</strong> <strong>Veículo</strong> e Manobras<br />

Para a realização <strong>do</strong>s testes o veículo foi controla<strong>do</strong> inicialmente nas suas<br />

condições <strong>de</strong> referência para a partir <strong>de</strong> então serem substituí<strong>do</strong>s os componentes<br />

isola<strong>do</strong>s e agrupa<strong>do</strong>s. As medições iniciais são referentes ao peso total e por eixo<br />

<strong>do</strong> veículo completamente abasteci<strong>do</strong> <strong>de</strong> to<strong>do</strong>s os líqui<strong>do</strong>s e em or<strong>de</strong>m <strong>de</strong> marcha<br />

sem os ocupantes. Na Tabela 4.1 são mostra<strong>do</strong>s os valores encontra<strong>do</strong>s. O<br />

controle da altura feito nas bordas <strong>do</strong>s paralamas serve para referência <strong>de</strong> altura<br />

<strong>do</strong> solo, e <strong>de</strong>vem sofrer mínimas variações durante as trocas <strong>do</strong>s componentes.<br />

Esta análise permite garantir que o centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> não sofreu alterações<br />

significativas ao longo das várias provas. A diferença <strong>de</strong> peso encontrada no eixo<br />

dianteiro entre os la<strong>do</strong>s esquer<strong>do</strong> e direito é <strong>de</strong>vida ao posicionamento <strong>do</strong><br />

conjunto motor e câmbio, on<strong>de</strong> o motor que representa a maior massa está<br />

<strong>de</strong>sloca<strong>do</strong> para a direita em virtu<strong>de</strong> <strong>do</strong> espaço total disponível para o conjunto.<br />

Tabela 4.1- Pesos e alturas <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes.<br />

MEDIÇÃO EIXO ESQUERDO DIREITO<br />

Peso vazio abasteci<strong>do</strong> Dianteiro 295 318<br />

[Kg] Traseiro 195 194<br />

Raio sob carga <strong>do</strong> pneu Dianteiro 264 266<br />

[mm] Traseiro 273 274<br />

Altura paralama Dianteiro 647 646<br />

[mm] Traseiro 648 648<br />

Pressão <strong>do</strong>s pneus Dianteiro 1,9<br />

[bar] Traseiro 1,9<br />

84


Capítulo 4 – Desenvolvimento Experimental 85<br />

Em seguida foram verifica<strong>do</strong>s os valores <strong>de</strong> alinhamento das suspensões dianteira<br />

e traseira, confrontan<strong>do</strong> com os previstos em projeto e mostra<strong>do</strong>s na Tab. 4.2. É<br />

<strong>um</strong> aspecto importante para garantir respostas confiáveis e coerentes durante a<br />

realização das manobras. To<strong>do</strong>s os componentes que serão analisa<strong>do</strong>s são<br />

caracteriza<strong>do</strong>s objetivamente através <strong>de</strong> suas curvas características levantadas<br />

em dinamômetro. Foi coloca<strong>do</strong> <strong>um</strong> jogo <strong>de</strong> pneus novos e amacia<strong>do</strong>s previamente<br />

em asfalto liso percorren<strong>do</strong> <strong>um</strong> total <strong>de</strong> 300 Km.<br />

Tabela 4.2 - Valores <strong>de</strong> alinhamento da suspensão <strong>do</strong> veículo.<br />

GEOMETRIA SUSPENSÃO<br />

DIANTEIRA TRASEIRA<br />

ESQ. DIR. ESQ. DIR.<br />

Caster Encontra<strong>do</strong> 2° 06’ 2° 03’ -- --<br />

Previsto 2° 20’ ± 30’ ---<br />

Camber Encontra<strong>do</strong> -47’ -52’ -08’ -28’<br />

Previsto -30’ ± 30’ -30’ ± 30’<br />

Convergência Encontra<strong>do</strong> -1,2 +0,15 +0,42<br />

[mm] Previsto -1 ± 1 (total) 1,5 ±1,5(total)<br />

Para as avaliações instr<strong>um</strong>entadas <strong>de</strong> <strong>de</strong>sempenho dinâmico foi escolhida a<br />

manobra <strong>de</strong> mudança rápida <strong>de</strong> direção (lane change), consi<strong>de</strong>rada<br />

internacionalmente como bastante significativa para sistemas fecha<strong>do</strong>s (motorista<br />

+ veículo), on<strong>de</strong> são analisadas as mudanças <strong>de</strong> componentes <strong>de</strong> suspensão <strong>de</strong><br />

mo<strong>do</strong> isola<strong>do</strong> ou agrupa<strong>do</strong>s (Dixon, 1996). Geralmente é usual em testes mais<br />

completos a realização das manobras nos <strong>do</strong>is senti<strong>do</strong>s, visan<strong>do</strong> analisar também<br />

o equilíbrio <strong>de</strong> respostas <strong>do</strong> veículo. No entanto, no experimento foram feitas da<br />

faixa da esquerda para a da direita em virtu<strong>de</strong> das limitações <strong>de</strong> disponibilida<strong>de</strong><br />

<strong>do</strong>s recursos <strong>de</strong> instr<strong>um</strong>entação e veículo. Cada prova nas velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> 60 e<br />

120 Km/h foram repetidas 6 vezes, com <strong>um</strong> <strong>de</strong>svio <strong>de</strong> trajetória sen<strong>do</strong> feito o mais<br />

rápi<strong>do</strong> possível, buscan<strong>do</strong>-se manter constantes os parâmetros <strong>de</strong> controle, ou<br />

sejam, a velocida<strong>de</strong> longitudinal, ângulo <strong>do</strong> volante e velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> giro <strong>do</strong><br />

volante. Durante o controle <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s foram escolhidas para a análise


Capítulo 4 – Desenvolvimento Experimental 86<br />

comparativa aquelas que apresentaram os parâmetros <strong>de</strong> controle mais próximos<br />

entre sí. O <strong>de</strong>senho da Fig. 4.1 mostra esquematicamente a manobra <strong>de</strong> <strong>de</strong>svio<br />

<strong>de</strong> trajetória com mudança <strong>de</strong> faixa à velocida<strong>de</strong> constante sem mudança <strong>de</strong><br />

marcha.<br />

Figura 4.1 – Esquema representativo da manobra executada.<br />

4.2 - Procedimentos Experimentais e Simplificações<br />

Os testes foram feitos na pista <strong>de</strong> provas da fábrica da Fiat Automóveis, sempre<br />

no mesmo trecho retilíneo <strong>de</strong> 800 metros e ten<strong>do</strong> si<strong>do</strong> i<strong>de</strong>ntifica<strong>do</strong> o ponto <strong>de</strong><br />

início da manobra. Para cada conjunto <strong>de</strong> testes (60 e 120 Km/h) com<br />

componentes modifica<strong>do</strong>s, são realizadas leituras <strong>do</strong>s sinais <strong>de</strong> entrada e quan<strong>do</strong><br />

necessário, são feitos os ajustes das condições <strong>de</strong> equilíbrio <strong>do</strong> carro. Para cada<br />

sequência <strong>de</strong> provas é feito <strong>um</strong> aquecimento <strong>do</strong>s pneus percorren<strong>do</strong> na pista <strong>um</strong><br />

mínimo <strong>de</strong> 10 Km com <strong>um</strong>a velocida<strong>de</strong> média <strong>de</strong> 90 Km/h. Como as condições<br />

climáticas e ambientais não estão sen<strong>do</strong> levadas em consi<strong>de</strong>ração, todas as<br />

provas foram realizadas em dias claros sem chuva e a velocida<strong>de</strong> <strong>do</strong> vento foi<br />

monitorada através <strong>de</strong> <strong>um</strong> anemômetro digital instala<strong>do</strong> no eixo da pista <strong>de</strong> testes<br />

próximo ao local <strong>de</strong> realização das manobras. O valor <strong>de</strong> 5 m/s foi consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong><br />

como máximo permiti<strong>do</strong>, aten<strong>de</strong>n<strong>do</strong> às especificações <strong>do</strong> fabricante e norma<br />

internacional ISO 7401. Um display digital <strong>do</strong> aparelho Correvit V1 foi posiciona<strong>do</strong><br />

<strong>de</strong>ntro <strong>do</strong> veículo próximo ao motorista para acompanhar as velocida<strong>de</strong>s<br />

estabelecidas para os testes.<br />

Para <strong>um</strong>a melhor representação gráfica, e consi<strong>de</strong>ran<strong>do</strong> as pequenas diferenças<br />

esperadas entre as várias configurações <strong>de</strong> suspensão, foi escolhida a taxa <strong>de</strong><br />

0,02 segun<strong>do</strong>s para a aquisição <strong>de</strong> da<strong>do</strong>s, sen<strong>do</strong> a maior que o equipamento<br />

suportou com este número <strong>de</strong> canais.


Capítulo 4 – Desenvolvimento Experimental 87<br />

A partir <strong>do</strong>s <strong>do</strong>is transdutores <strong>de</strong> curso instala<strong>do</strong>s nas rodas dianteiras, é<br />

calcula<strong>do</strong> o ângulo <strong>de</strong> rolamento lateral da carroceria, representa<strong>do</strong> pelo arctang<br />

<strong>do</strong> ângulo forma<strong>do</strong> pela soma da <strong>de</strong>flexão da suspensão <strong>do</strong>s la<strong>do</strong>s esquer<strong>do</strong> e<br />

direito, e a largura total medida em prática das rótulas giratórias fixadas nas rodas.<br />

Da mesma maneira, o ângulo <strong>de</strong> Pitch é calcula<strong>do</strong> pela divisão da soma das<br />

<strong>de</strong>flexões das rodas dianteira esquerda e traseira esquerda, pela distância entre<br />

eixos <strong>do</strong> veículo. Os acelerômetros instala<strong>do</strong>s internamente no habitáculo<br />

fornecem em z as características da pista e em y a reação às manobras.<br />

Foi feita <strong>um</strong>a análise para avaliar se a movimentação <strong>do</strong> volante não estaria<br />

provocan<strong>do</strong> falsas leituras <strong>de</strong> ângulo <strong>de</strong> rolamento, conforme apresenta<strong>do</strong> no<br />

gráfico da Fig. 4.2. Tal análise é motivada pelo fato <strong>de</strong> os transdutores das rodas<br />

dianteiras estarem monta<strong>do</strong>s externamente à carroceria. Para a velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> 60<br />

Km/h, on<strong>de</strong> o ângulo máximo entre as várias provas foi <strong>de</strong> 132°, são verifica<strong>do</strong>s<br />

para 132° à esquerda <strong>um</strong>a extensão <strong>de</strong> 6 mm <strong>do</strong> transdutor esquer<strong>do</strong> e 0,35 mm<br />

<strong>do</strong> direito. Com o ângulo <strong>de</strong> 132° à direita são verifica<strong>do</strong>s 1,8 mm <strong>do</strong> transdutor<br />

esquer<strong>do</strong> e 0,6 mm <strong>do</strong> direito. Para estes valores o ângulo fictício <strong>de</strong> rolamento é<br />

<strong>de</strong> 0,17°. Para as manobras realizadas a 120 Km/h, on<strong>de</strong> os ângulos <strong>de</strong> volante<br />

estão limita<strong>do</strong>s a aproximadamente 40° as variações são ainda menores, sen<strong>do</strong><br />

verifica<strong>do</strong>s para –40° graus a extensão <strong>de</strong> 2,4 mm para o transdutor esquer<strong>do</strong> e<br />

compressão <strong>de</strong> 1,0 mm para o direito. Com o ângulo positivo <strong>de</strong> 40°, tem-se <strong>um</strong>a<br />

extensão <strong>de</strong> 1,1 mm para o esquer<strong>do</strong> e compressão <strong>de</strong> 0,7 mm, significan<strong>do</strong> que<br />

estão praticamente na região <strong>de</strong> oscilação da carroceria em função <strong>do</strong> movimento<br />

<strong>de</strong> rotação <strong>do</strong>s pneus sobre o solo, e <strong>um</strong> ângulo fictício <strong>de</strong> rolamento lateral <strong>de</strong><br />

0,1°.<br />

Legenda:<br />

ângulo <strong>do</strong> Volante<br />

Transdutor Roda Esq.<br />

Transdutor Roda Dir.<br />

Figura 4.2 – Gráfico <strong>do</strong> curso <strong>do</strong>s transdutores das rodas dianteiras em função <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong><br />

esterçamento.


Capítulo 4 – Desenvolvimento Experimental 88<br />

4.3 - Componentes Substituí<strong>do</strong>s<br />

Foram escolhi<strong>do</strong>s os amortece<strong>do</strong>res, molas e barras estabiliza<strong>do</strong>ras, como<br />

componentes a serem substituí<strong>do</strong>s durante as provas para a análise <strong>de</strong><br />

comportamento. A Tabela 4.3 mostra as características técnicas <strong>do</strong>s componentes<br />

<strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> referência, e as variações feitas em cada teste.<br />

Tabela 4.3 - Configurações <strong>de</strong> Suspensões Testadas. As propostas variam <strong>do</strong><br />

veículo <strong>de</strong> referência pelos componentes indica<strong>do</strong>s em negrito.<br />

CONDIÇÃO<br />

MOLA<br />

DIANT.<br />

[mm/daN]<br />

MOLA<br />

TRAS.<br />

[mm/daN]<br />

BARRA<br />

DIANT.<br />

[mm]<br />

BARRA<br />

TRAS.<br />

[mm]<br />

AMORT.<br />

DIANT.<br />

[curva]<br />

AMORT.<br />

TRAS.<br />

[curva]<br />

Referência 0,57 0,32 / 0,20 20 16 AD-1 AT-1<br />

Prova 1 0,49 0,32 / 0,20 20 16 AD-1 AT-1<br />

Prova 2 0,57 0,30 / 0,18 20 16 AD-1 AT-1<br />

Prova 3 0,49 0,30 / 0,18 20 16 AD-1 AT-1<br />

Prova 4 0,57 0,32 / 0,20 22 16 AD-1 AT-1<br />

Prova 5 0,57 0,32 / 0,20 s/ barra 16 AD-1 AT-1<br />

Prova 6 0,57 0,32 / 0,20 20 18 AD-1 AT-1<br />

Prova 7 0,57 0,32 / 0,20 20 s/ barra AD-1 AT-1<br />

Prova 8 0,57 0,32 / 0,20 20 16 AD-2 AT-1<br />

Prova 9 0,57 0,32 / 0,20 20 16 AD-1 AT-2


Capítulo 4 – Desenvolvimento Experimental 89<br />

4.3.1 – Curvas <strong>do</strong>s Amortece<strong>do</strong>res <strong>de</strong> Testes<br />

As curvas experimentais <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res utiliza<strong>do</strong>s nos testes foram<br />

levanta<strong>do</strong>s em bancada, e estão representadas abaixo nas Fig. 4.3 e 4.4. Verifica-<br />

se que o veículo chama<strong>do</strong> <strong>de</strong> referência possui curvas com menor amortecimento<br />

em relação às propostas.<br />

Figura 4.3 – Gráfico das curvas <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res dianteiros utiliza<strong>do</strong>s.<br />

Figura 4.4 – Gráfico das curvas <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res traseiros utiliza<strong>do</strong>s.


Capítulo 4 – Desenvolvimento Experimental 90<br />

4.4 – Levantamento Experimental <strong>do</strong>s Ângulos <strong>do</strong> Volante e Rodas<br />

Durante a fase experimental <strong>de</strong> testes os ângulos das rodas não foram medi<strong>do</strong>s.<br />

Visan<strong>do</strong> proporcionar <strong>um</strong> conhecimento <strong>do</strong> comportamento básico <strong>de</strong>stes ângulos<br />

em função <strong>do</strong>s ângulos <strong>do</strong> volante, foi realiza<strong>do</strong> o levantamento experimental <strong>do</strong>s<br />

ângulos das rodas dianteiras esquerda e direita. As manobras foram realizadas<br />

com o veículo na condição estática, e fazen<strong>do</strong> o giro <strong>do</strong> volante à esquerda e à<br />

direita para verificar também a simetria <strong>do</strong> sistema. A partir <strong>do</strong>s valores <strong>de</strong><br />

convergência das rodas dianteiras <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes apresentadas na Tab. 4.2,<br />

com <strong>um</strong> valor total <strong>de</strong> –1,2 mm (rodas divergentes) distribuí<strong>do</strong>s mediamente iguais<br />

entre o la<strong>do</strong> esquer<strong>do</strong> e o direito, foi feito o cálculo para o valor <strong>do</strong> ângulo na<br />

condição <strong>do</strong> volante na posição central (ângulo igual a zero). O valor calcula<strong>do</strong> é<br />

<strong>de</strong> -0,17°. Este valor serve como ponto <strong>de</strong> origem <strong>do</strong> gráfico, e não foi possível a<br />

medição experimental em virtu<strong>de</strong> das limitações técnicas <strong>do</strong> aparelho utiliza<strong>do</strong>.<br />

Para a medição <strong>do</strong>s ângulos <strong>do</strong> volante foi utiliza<strong>do</strong> <strong>um</strong> medi<strong>do</strong>r digital portátil <strong>de</strong><br />

ângulos mo<strong>de</strong>lo “Pro 360” <strong>do</strong> fornece<strong>do</strong>r MITUTOYO. O mesmo possui <strong>um</strong>a faixa<br />

<strong>de</strong> medição <strong>de</strong> 360° através <strong>de</strong> quatro quadrantes <strong>de</strong> 90°. A resolução é <strong>de</strong> ± 0,1°<br />

para a faixa <strong>de</strong> até 10 graus, e <strong>de</strong> ± 0,2° para o restante <strong>do</strong>s ângulos. O mesmo<br />

utiliza <strong>do</strong> princípio físico <strong>de</strong> variação das proprieda<strong>de</strong>s elétricas <strong>de</strong> <strong>um</strong> sensor que<br />

possui <strong>um</strong> líqui<strong>do</strong> em seu interior. A modificação da posição <strong>do</strong> líqui<strong>do</strong> à medida<br />

que o instr<strong>um</strong>ento é movimenta<strong>do</strong>, gera os sinais diferencia<strong>do</strong>s usa<strong>do</strong>s para a<br />

medição. Em virtu<strong>de</strong> das suas reduzidas dimensões ( 153 x 48 x 31 mm) e peso<br />

<strong>de</strong> 289 gramas, o medi<strong>do</strong>r portátil foi fixa<strong>do</strong> diretamente sobre o cubo <strong>do</strong> volante<br />

com fita a<strong>de</strong>siva.<br />

Com o veículo posiciona<strong>do</strong> sobre a plataforma <strong>de</strong> <strong>um</strong> aparelho <strong>de</strong> verificação <strong>de</strong><br />

alinhamento da suspensão e medição <strong>de</strong> ângulos <strong>de</strong> rodas, mo<strong>de</strong>lo MAC-2800 <strong>do</strong><br />

fornece<strong>do</strong>r SUN ELECTRIC DO BRASIL, proce<strong>de</strong>u-se à leitura <strong>do</strong>s ângulos das<br />

rodas diretamente no monitor <strong>do</strong> aparelho, na condição estática e com os vários<br />

ângulos <strong>de</strong> volante. O equipamento possui resolução <strong>de</strong> ± 1 minuto angular.


Capítulo 4 – Desenvolvimento Experimental 91<br />

O gráfico abaixo representa<strong>do</strong> pela Fig. 4.5 mostra as curvas linearizadas<br />

encontradas para as rodas internas e externas durante o esterçamento para a<br />

direita e esquerda. No Anexo A está apresentada a tabela com os da<strong>do</strong>s que<br />

geraram o gráfico.<br />

Ângulo Volante [°]<br />

Roda interna<br />

Figura 4.5 – Gráfico <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> volante e rodas em manobra estática.<br />

4.5 – Levantamento Experimental da Variação <strong>de</strong> Convergência Dianteira<br />

No item 2.4.2 <strong>do</strong> capítulo <strong>de</strong> revisão bibliográfica foi analisada <strong>de</strong> <strong>um</strong> mo<strong>do</strong><br />

genérico as características <strong>de</strong>sejáveis <strong>de</strong> variação <strong>de</strong> convergência visan<strong>do</strong><br />

proporcionar ao veículo <strong>um</strong> comportamento a<strong>de</strong>qua<strong>do</strong>. Na Figura 4.6 abaixo está<br />

representada a curva experimental da variação <strong>de</strong> convergência das rodas<br />

dianteiras <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes, ao longo da compressão e extensão da<br />

suspensão. Da visualização <strong>do</strong> gráfico verifica-se <strong>um</strong>a redução <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong><br />

esterçamento das rodas durante a realização <strong>de</strong> curvas on<strong>de</strong> ocorra inclinação<br />

lateral <strong>do</strong> veículo (roll).<br />

Roda externa<br />

Gráfico Âng. Volante x Âng. Rodas<br />

500<br />

450<br />

400<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35<br />

Esterçamento à esquerda Ângulo das Rodas [°] Esterçamento à direita


Capítulo 4 – Desenvolvimento Experimental 92<br />

0<br />

Curso da suspensão (mm)<br />

Extensão Compressão<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

-20<br />

-30<br />

-40<br />

-50<br />

-60<br />

VARIAÇÃO DE CONVERGÊNCIA DAS RODAS DIANTEIRAS<br />

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4<br />

-10<br />

60<br />

Convergência Rodas Dianteiras(°)<br />

Figura 4.6 – Gráfico <strong>de</strong> variação <strong>de</strong> convergência das rodas dianteiras <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong><br />

testes.


Capítulo 5<br />

RESULTADOS E DISCUSSÃO<br />

5.1- Gráficos <strong>de</strong> Controle das Manobras<br />

Para confrontar as várias provas foram sobrepostos os gráficos com os<br />

parâmetros <strong>de</strong> controle. Deste mo<strong>do</strong> po<strong>de</strong>-se verificar a amplitu<strong>de</strong> das manobras e<br />

coerência entre elas. A partir da prova com o veículo na configuração <strong>de</strong><br />

suspensão <strong>de</strong> referência, as tabelas <strong>de</strong> todas as outras provas escolhidas foram<br />

ajustadas para iniciarem com o golpe <strong>de</strong> volante (manobra <strong>de</strong> esterçamento) no<br />

mesmo instante (tempo real).<br />

5.1.1- Controle <strong>do</strong> Ângulo <strong>do</strong> Volante e Velocida<strong>de</strong> Longitudinal<br />

Nos gráficos das Fig. 5.1 e Fig. 5.2 são mostra<strong>do</strong>s os ângulos <strong>de</strong> volante e as<br />

velocida<strong>de</strong>s longitudinais <strong>do</strong> veículo nas provas a 60 Km/h e 120 Km/h.<br />

Legenda:<br />

<strong>Veículo</strong> Referência Mola dianteira 0,49 Mola traseira 0,30/0,18<br />

Molas D/T duras Barra Diant. 22 Sem barra diant.<br />

Barra tras. 18 Sem barra tras. Amort. Diant. AD-2<br />

Amort. Tras. AT-2<br />

Figura 5.1 – Gráfico <strong>de</strong> controle das manobras <strong>de</strong> esterçamento <strong>do</strong> volante a 60 Km/h.<br />

93


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 94<br />

A legenda com as características <strong>do</strong>s componentes testa<strong>do</strong>s é a mesma para as<br />

duas situações (60 e 120 Km/h).<br />

Figura 5.2 – Gráfico <strong>de</strong> controle das manobras <strong>de</strong> esterçamento <strong>do</strong> volante a 120 Km/h.<br />

5.1.2- Controle da Velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Giro <strong>do</strong> Volante e Aceleração Vertical<br />

Ainda como controle para a comparação <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s foram analisadas a<br />

coerência entre as acelerações verticais sofridas pelo veículo ao longo <strong>do</strong><br />

percurso <strong>de</strong> prova e a velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> giro <strong>do</strong> volante durante os golpes <strong>de</strong><br />

esterçamento. Nos gráficos das Fig. 5.3 estão representadas estas gran<strong>de</strong>zas.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 95<br />

Legenda:<br />

<strong>Veículo</strong> Referência Mola dianteira 0,49 Mola traseira 0,30/0,18<br />

Molas D/T duras Barra Diant. 22 Sem barra diant.<br />

Barra tras. 18 Sem barra tras. Amort. Diant. AD-2<br />

Amort. Tras. T-2<br />

Figura 5.3 – Gráfico <strong>de</strong> controle das manobras <strong>de</strong> velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> giro <strong>do</strong> volante a 60 e<br />

120 Km/h.<br />

Da análise <strong>do</strong>s parâmetros <strong>de</strong> controle das provas selecionadas para as várias<br />

manobras verifica-se <strong>um</strong>a boa homogeneida<strong>de</strong> para se proce<strong>de</strong>r às comparações<br />

<strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s. Ressalta-se a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong>a pessoa <strong>de</strong>vidamente treinada<br />

para as manobras, a disponibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong>a pista a<strong>de</strong>quada com reduzi<strong>do</strong>s níveis<br />

<strong>de</strong> irregularida<strong>de</strong>s, e o controle sistemático das condições ambientais.<br />

5.2 - Resulta<strong>do</strong>s das Provas a 60 e 120 Km/h<br />

Nesta seção são analisadas separadamente as respostas <strong>do</strong> veículo quanto às<br />

alterações das molas, barras estabiliza<strong>do</strong>ras e amortece<strong>do</strong>res, nas manobras <strong>de</strong><br />

mudança <strong>de</strong> faixa <strong>de</strong> direção a 60 e 120 Km/h.<br />

5.2.1 - Análise <strong>de</strong> Resulta<strong>do</strong>s das Molas


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 96<br />

Através <strong>do</strong>s <strong>do</strong>is gráficos da Fig. 5.4, estão representa<strong>do</strong>s o comportamento <strong>do</strong>s<br />

ângulos <strong>de</strong> rolamento lateral das várias configurações <strong>de</strong> suspensão testadas nas<br />

provas <strong>de</strong> 60 e 120 Km/h. A partir <strong>de</strong> <strong>um</strong>a primeira análise verifica-se <strong>um</strong><br />

comportamento coerente com a teoria, visto que a medida em que a rigi<strong>de</strong>z <strong>de</strong><br />

cada <strong>um</strong>a das molas foi a<strong>um</strong>entada, o ângulo <strong>de</strong> rolamento teve o seu valor<br />

reduzi<strong>do</strong>. No teste com as molas anterior e posterior mais duras, além <strong>do</strong> efeito <strong>de</strong><br />

menor roll lateral, verificou-se <strong>um</strong>a melhor e mais efetiva estabilização após as<br />

manobras.<br />

Legenda:<br />

<strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referênia Mola dianteira 0,49 mm/daN<br />

Mola traseira 30/18 Duas molas mais duras<br />

Figura 5.4 – Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> rolamento lateral a 60 e 120<br />

Km/h sob influência das molas.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 97<br />

Nos gráficos da Fig. 5.5 po<strong>de</strong>-se verificar que a alteração das molas não provocou<br />

diferenças significativas no retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta <strong>do</strong> veículo quanto as forças<br />

laterais <strong>de</strong>senvolvidas durante as manobras. No entanto o veículo mostrou-se<br />

mais sensível com a mola traseira mais dura a 120 Km/h, <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> à estabilização<br />

somente <strong>do</strong> eixo posterior. Os tempos médios <strong>de</strong> 0,3 a 0,4 segun<strong>do</strong> <strong>de</strong> retar<strong>do</strong> <strong>de</strong><br />

respostas são coerentes com a literatura. Vale ressaltar que os pneus, apesar <strong>de</strong><br />

não serem objetos <strong>do</strong> presente trabalho têm <strong>um</strong>a atuação importante no retar<strong>do</strong><br />

<strong>de</strong> reposta em virtu<strong>de</strong> <strong>do</strong>s seus comprimentos <strong>de</strong> relaxação<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Mola dianteira 0,49 mm/daN Mola traseira 30/18<br />

Duas molas mais duras<br />

Figura 5.5 – Gráficos <strong>de</strong> retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta à mudança <strong>de</strong> direção a 60 e 120 Km/h sob<br />

influência das molas.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 98<br />

Os gráficos da Fig. 5.6 representam as variações <strong>de</strong> inclinação longitudinal <strong>do</strong><br />

veículo em relação ao eixo y. O sinal negativo na primeira fase da manobra<br />

significa a dianteira <strong>do</strong> veículo abaixan<strong>do</strong> em relação ao alinhamento estático. A<br />

variação mais sensível foi o a<strong>um</strong>ento <strong>de</strong> pitch com o a<strong>um</strong>ento da rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong> eixo<br />

dianteiro. As oscilações durante as provas <strong>de</strong> 120 Km/h são <strong>de</strong>vidas à<br />

irregularida<strong>de</strong>s no asfalto da pistas <strong>de</strong> testes.<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Mola dianteira 0,49 mm/daN Mola traseira 30/18<br />

Duas molas mais duras<br />

Figura 5.6 – Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> inclinação longitudinal (Pitch) a<br />

60 e 120 Km/h sob influência das molas.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 99<br />

Nos gráficos da Fig. 5.7 po<strong>de</strong>-se verificar o efeito <strong>do</strong>s componentes sobre a<br />

aceleração lateral em y <strong>do</strong> veículo.<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Mola dianteira 0,49 mm/daN Mola traseira 30/18<br />

Duas molas mais duras<br />

Figura 5.7 – Gráficos <strong>de</strong> comportamento das acelerações laterais a 60 e 120 Km/h sob<br />

influência das molas.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 100<br />

5.2.2 - Análise <strong>de</strong> Resulta<strong>do</strong>s das Barras Estabiliza<strong>do</strong>ras<br />

Verificou-se durante as provas a gran<strong>de</strong> contribuição das barras estabiliza<strong>do</strong>ras na<br />

estabilida<strong>de</strong> <strong>do</strong> veículo durante as manobras e na fase <strong>de</strong> recuperação <strong>de</strong><br />

trajetória. Os gráficos da Fig. 5.8 mostram os efeitos a 60 e 120 Km/h. Em<br />

particular nota-se que a estabilização <strong>do</strong> eixo dianteiro com o uso da barra <strong>de</strong><br />

diâmetro 22 mm foi bastante sensível na segunda fase da manobra. Também o<br />

incremento da barra traseira contribui o menor roll. Em contrapartida a eliminação<br />

da barra dianteira faz piorar bastante a estabilização após a mudança <strong>de</strong> direção,<br />

além <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> inclinação lateral.<br />

Legenda:<br />

<strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência Barra dianteira diâm. 22<br />

Sem barra diant. Barra traseira diâm. 18<br />

Sem barra traseira<br />

Figura 5.8 – Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> rolamento lateral a 60 e 120<br />

Km/h, sob influência das barras.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 101<br />

Na análise <strong>do</strong>s gráficos abaixo na Fig. 5.9 <strong>de</strong> retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta pela variação <strong>de</strong><br />

barras, verifica-se a tendência <strong>do</strong> a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong> atraso <strong>de</strong> resposta em função <strong>do</strong><br />

<strong>de</strong>sequilíbrio entre eixos, provoca<strong>do</strong> pelo efeito <strong>de</strong> estabilização <strong>do</strong> eixo traseiro<br />

com a barra <strong>de</strong> maior diâmetro ou pela retirada da barra dianteira.<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> Volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Barra dianteira diâm. 22 Sem barra diant.<br />

Barra traseira diâm. 18 Sem barra traseira<br />

Figura 5.9 – Gráficos <strong>de</strong> retar<strong>do</strong>s <strong>de</strong> resposta à mudança <strong>de</strong> direção a 60 e 120 Km/h, sob<br />

influência das barras.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 102<br />

Os gráficos representativos da inclinação longitudinal (ângulo <strong>de</strong> Pitch) <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> às<br />

alterações das barras estabiliza<strong>do</strong>ras mostra<strong>do</strong>s na Fig. 5.10, evi<strong>de</strong>nciam que a<br />

eliminação da barra dianteira além <strong>de</strong> a<strong>um</strong>entar ligeiramente o ângulo total na<br />

manobra <strong>de</strong> 120 Km/h, provoca oscilações da carroceria na fase final da<br />

manobra, prejudican<strong>do</strong> a estabilização seja a 60 ou a 120 Km/h.<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> Volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Barra dianteira diâm. 22 Sem barra diant.<br />

Barra traseira diâm. 18 Sem barra traseira<br />

Figura 5.10 – Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> inclinação longitudinal (Pitch) a<br />

60 e 120 Km/h, sob influência das barras.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão 103<br />

Nos gráficos da Fig. 5.11 po<strong>de</strong>-se verificar o efeito da substituição das barras<br />

estabiliza<strong>do</strong>ras sobre a aceleração lateral (eixo y) <strong>do</strong> veículo. Apesar <strong>de</strong> os valores<br />

estarem aproximadamente semelhantes, também aqui se verifica o <strong>de</strong>sequilíbrio<br />

<strong>do</strong> veículo na condição sem a barra dianteira. Este componente torna-se portanto<br />

muito importante para este veículo.<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> Volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Barra dianteira diâm. 22 Sem barra diant.<br />

Barra traseira diâm. 18 Sem barra traseira<br />

Figura 5.11 – Gráficos <strong>de</strong> comportamento das acelerações laterais a 60 e 120 Km/h, sob<br />

influência das barras.


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão<br />

5.2.3 - Análise <strong>de</strong> Resulta<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s Amortece<strong>do</strong>res<br />

Os gráficos da Fig. 5.12 representam o comportamento em roll <strong>do</strong> veículo com a<br />

utilização <strong>de</strong> amortece<strong>do</strong>res com <strong>um</strong> maior coeficiente <strong>de</strong> amortecimento. A<br />

escolha foi <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> ao fato <strong>de</strong> que para se melhorar o handling os níveis <strong>de</strong><br />

amortecimento <strong>de</strong>vem ser a<strong>um</strong>enta<strong>do</strong>s, reduzin<strong>do</strong> a movimentação <strong>de</strong> massa<br />

suspensa. Os limites são <strong>de</strong>termina<strong>do</strong>s pelos níveis <strong>de</strong> conforto <strong>de</strong>seja<strong>do</strong>s.<br />

Legenda:<br />

<strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência Amortece<strong>do</strong>r dianteiro AD-2<br />

Amortece<strong>do</strong>r traseiro AT-2<br />

Figura 5.12 – Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> rolamento lateral a 60 e 120<br />

Km/h, sob influência <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res.<br />

104


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão<br />

Na análise <strong>do</strong>s gráficos abaixo na Fig. 5.13 <strong>de</strong> retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta, verifica-se <strong>um</strong><br />

comportamento semelhante ao que aconteceu com as molas e barras<br />

estabiliza<strong>do</strong>ras, a estabilização <strong>do</strong> eixo traseiro a<strong>um</strong>enta discretamente o tempo<br />

<strong>de</strong> resposta no momento <strong>do</strong> giro <strong>do</strong> volante na manobra.<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Amortece<strong>do</strong>r dianteiro AD-2 Amortece<strong>do</strong>r traseiro AT-2<br />

Figura 5.13 – Gráficos <strong>do</strong>s retar<strong>do</strong>s <strong>de</strong> resposta à mudança <strong>de</strong> direção a 60 e 120 Km/h,<br />

sob influência <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res.<br />

105


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão<br />

Nos gráficos representativos da inclinação longitudinal provocadas pelas<br />

alterações <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res mostra<strong>do</strong>s na Fig. 5.14, verifica-se que <strong>um</strong> maior<br />

amortecimento <strong>do</strong> eixo traseiro provoca o a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong> pitch<br />

principalmente na manobra a 120 Km/h, ou seja a suspensão dianteira sofre <strong>um</strong>a<br />

maior compressão. Apesar <strong>de</strong> os amortece<strong>do</strong>res dianteiros com maior<br />

amortecimento não proporcionarem <strong>um</strong>a redução sensível <strong>do</strong> ângulo <strong>de</strong><br />

inclinação, percebe-se <strong>um</strong>a menor oscilação no final da manobra e <strong>um</strong>a<br />

estabilização mais eficiente.<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Amortece<strong>do</strong>r dianteiro AD-2 Amortece<strong>do</strong>r traseiro AT-2<br />

Figura 5.14 – Gráficos <strong>de</strong> comportamento <strong>do</strong>s ângulos <strong>de</strong> inclinação longitudinal (Pitch) a<br />

60 e 120 Km/h, sob influência <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res.<br />

106


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão<br />

Nos gráficos da Fig. 5.15 po<strong>de</strong>-se verificar o efeito da substituição <strong>do</strong>s<br />

amortece<strong>do</strong>res sobre a aceleração lateral <strong>do</strong> veículo.<br />

Legenda:<br />

Ângulo <strong>do</strong> volante <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> referência<br />

Amortece<strong>do</strong>r dianteiro AD-2 Amortece<strong>do</strong>r traseiro AT-2<br />

Figura 5.15 – Gráfico <strong>de</strong> comportamento da aceleração lateral a 120 Km/h, sob<br />

influência <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res.<br />

107


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão<br />

Da análise da movimentação <strong>de</strong> rolamento lateral <strong>do</strong> veículo em função <strong>do</strong>s<br />

amortece<strong>do</strong>res utiliza<strong>do</strong>s verifica-se, conforme espera<strong>do</strong>, a redução da velocida<strong>de</strong><br />

<strong>de</strong> rolamento sem contu<strong>do</strong> afetar <strong>de</strong> maneira sensível os valores máximos <strong>de</strong><br />

ângulos totais. A curva <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r dianteiro <strong>de</strong> testes AD-2 foi preparada<br />

visan<strong>do</strong> não afetar <strong>de</strong>masiadamente a absorção <strong>de</strong> asperezas e irregularida<strong>de</strong>s<br />

em baixas velocida<strong>de</strong>s, manten<strong>do</strong>-se praticamente a mesma até<br />

aproximadamente 400 mm/s. Para velocida<strong>de</strong>s médias e altas, os níveis <strong>de</strong><br />

amortecimento foram a<strong>um</strong>enta<strong>do</strong>s em extensão e compressão, para melhorar o<br />

handling em manobras <strong>de</strong> mudança <strong>de</strong> direção, como as realizadas nos testes<br />

experimentais. Caso seja necessário melhorar as condições <strong>de</strong> handling em<br />

médias e altas velocida<strong>de</strong>s em linha reta, seria necessária também <strong>um</strong>a<br />

intervenção na faixa inicial das curvas. Como as avaliações <strong>de</strong> conforto vibracional<br />

são feitas em paralelo, chega-se a <strong>um</strong>a situação <strong>de</strong> compromisso para cada carro.<br />

A curva <strong>do</strong> amortece<strong>do</strong>r traseiro AT-2 também sofreu <strong>um</strong> incremento <strong>de</strong> forças <strong>de</strong><br />

amortecimento, melhoran<strong>do</strong> as características <strong>de</strong> sobre-esterço avaliadas<br />

subjetivamente, visto que não foram realizadas medições da velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />

rotação em relação ao eixo z. Em função da maior rigi<strong>de</strong>z da suspensão traseira,<br />

este a<strong>um</strong>ento provocou <strong>um</strong> nível eleva<strong>do</strong> <strong>de</strong> transmissão <strong>de</strong> vibrações, não sen<strong>do</strong><br />

a<strong>de</strong>qua<strong>do</strong> para <strong>um</strong> veículo <strong>de</strong> passageiros. Dixon (1999) e Milliken e Milliken<br />

(1995), indicam razões <strong>de</strong> amortecimento em torno <strong>de</strong> 0,25 para conforto e 0,45<br />

para handling. Cabe ressaltar que em veículos esportivos as razões <strong>de</strong><br />

amortecimento po<strong>de</strong>m chegar a 0,8. Um outro aspecto positivo para o handling<br />

com os amortece<strong>do</strong>res propostos foi a menor movimentação da carroceria na fase<br />

final da manobra.<br />

5.3 – Avaliação Global <strong>do</strong>s Resulta<strong>do</strong>s nas Provas<br />

Como espera<strong>do</strong> verificou-se <strong>um</strong> melhoramento das características <strong>do</strong><br />

comportamento dinâmico <strong>do</strong> veículo durante as manobras <strong>de</strong> mudança direcional<br />

em virtu<strong>de</strong> <strong>do</strong> a<strong>um</strong>ento da rigi<strong>de</strong>z das suspensões. Com <strong>um</strong>a utilização<br />

combinada <strong>de</strong> molas mais rígidas e barras estabiliza<strong>do</strong>ras <strong>de</strong> maior diâmetro<br />

consegue-se reduzir o ângulo <strong>de</strong> rolamento lateral e melhora-se a estabilização<br />

108


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão<br />

após as manobras. Por outro la<strong>do</strong>, <strong>de</strong>ve-se consi<strong>de</strong>rar que em <strong>um</strong> veículo <strong>de</strong><br />

passageiros para uso misto em cida<strong>de</strong> e estrada, o nível <strong>de</strong> conforto vibracional é<br />

muito aprecia<strong>do</strong>, servin<strong>do</strong> <strong>de</strong> ponto limita<strong>do</strong>r para as intervenções <strong>de</strong> handling.<br />

Apesar <strong>de</strong> não terem si<strong>do</strong> objeto <strong>de</strong> estu<strong>do</strong>, e portanto não terem si<strong>do</strong> medidas<br />

objetivamente, verificou-se subjetivamente <strong>um</strong>a sensível perda <strong>do</strong> nível <strong>de</strong><br />

absorção e filtragem <strong>de</strong> irregularida<strong>de</strong>s, com o a<strong>um</strong>ento <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z em relação ao<br />

veículo consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong> <strong>de</strong> referência.<br />

A necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> utilização <strong>de</strong> <strong>um</strong>a barra estabiliza<strong>do</strong>ra dianteira po<strong>de</strong> ser<br />

comprovada na visualização <strong>do</strong>s gráficos da Fig. 5.8, principalmente na manobra a<br />

60 Km/h que provoca <strong>um</strong>a aceleração lateral maior, mediamente <strong>de</strong> 0,8 g. Na<br />

prova realizada sem este componente o nível <strong>de</strong> <strong>de</strong>sequilíbrio <strong>do</strong> veículo foi muito<br />

senti<strong>do</strong> (observa-se <strong>um</strong> overshoot eleva<strong>do</strong>).<br />

Um outro parâmetro <strong>de</strong> avaliação é o gradiente <strong>de</strong> rolamento lateral, varian<strong>do</strong><br />

entre 3,3° quase 5,0° para 1,0 g <strong>de</strong> aceleração lateral. Os valores típicos<br />

divulga<strong>do</strong>s para este comportamento estão entre 6 e 7 graus/g (Milliken e<br />

Milliken,1995).<br />

Como a base <strong>de</strong> pesquisa são os veículos <strong>do</strong> merca<strong>do</strong> norte-americano, a sua<br />

redução é esperada e certamente mais a<strong>de</strong>quada às condições das estradas<br />

brasileiras, que possuem seguramente <strong>um</strong> perfil mais sinuoso, eleva<strong>do</strong> nível <strong>de</strong><br />

irregularida<strong>de</strong>s e reparações, em relação àquele merca<strong>do</strong>. Estes números<br />

reforçam as características <strong>de</strong> <strong>um</strong> bom comportamento em manobras <strong>de</strong> handling,<br />

e evi<strong>de</strong>nciam <strong>de</strong> <strong>um</strong>a maneira mais clara que chegou-se na condição <strong>de</strong><br />

compromisso para <strong>um</strong> nível <strong>de</strong> conforto a<strong>de</strong>qua<strong>do</strong>.<br />

O retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta <strong>do</strong> veículo à mudança <strong>de</strong> direção manteve-se <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong><br />

limites estreitos, varian<strong>do</strong> entre 0,3 a 0,4 segun<strong>do</strong>. Houve <strong>um</strong>a tendência <strong>de</strong><br />

a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong>s tempos nas provas on<strong>de</strong> a rigi<strong>de</strong>z e amortecimento <strong>do</strong> eixo traseiro<br />

foram a<strong>um</strong>entadas. Consi<strong>de</strong>ran<strong>do</strong> que os valores típicos <strong>de</strong> tempo <strong>de</strong> resposta<br />

menciona<strong>do</strong>s como satisfatórios na literatura <strong>de</strong>vem ser inferiores a 0,5 segun<strong>do</strong>,<br />

e consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong>s ótimos em torno <strong>de</strong> 0,3 (Dixon, 1996), o veículo <strong>de</strong> provas mostra-<br />

se bem situa<strong>do</strong> na faixa <strong>de</strong> veículos <strong>de</strong> passeio. As modificações não exploradas<br />

neste trabalho das características visco-elásticas e dimensionais <strong>do</strong>s pneus estão<br />

109


Capítulo 5 – Resulta<strong>do</strong>s e Discussão<br />

entre as que mais afetam as velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> resposta (Bastow e Howard, 1997 e<br />

Milliken e Milliken,1995).<br />

Durante a realização das provas foi percebi<strong>do</strong> que a disponibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong>a pista<br />

<strong>de</strong> testes mais larga para a realização <strong>de</strong> manobras <strong>de</strong> <strong>um</strong> único golpe <strong>de</strong> direção<br />

seria muito proveitosa, po<strong>de</strong>n<strong>do</strong>-se da mesma maneira medir as reações <strong>do</strong><br />

veículo, e inclusive utilizar <strong>de</strong> artifícios para a limitação <strong>do</strong> ângulo <strong>do</strong> volante<br />

durante a manobra, melhoran<strong>do</strong> a repetibilida<strong>de</strong> e fican<strong>do</strong> menos sensível à<br />

capacida<strong>de</strong> individual <strong>do</strong> motorista.<br />

Na Tabela 5.1 são apresenta<strong>do</strong>s os da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> pesquisa realizada nos Esta<strong>do</strong>s<br />

Uni<strong>do</strong>s sobre os tempos para a aceleração lateral chegar nos seus valores<br />

máximos (Milliken e Milliken, 1995). Da análise <strong>do</strong>s tempos encontra<strong>do</strong>s no<br />

veículo <strong>de</strong> testes nas várias versões, encontrou-se valores varian<strong>do</strong> <strong>de</strong> 0,40 a 0,50<br />

segun<strong>do</strong>. Além <strong>de</strong> estarem <strong>de</strong>ntro da faixa típica, percebe-se subjetivamente que<br />

os valores encontra<strong>do</strong>s proporcionam <strong>um</strong> a<strong>de</strong>qua<strong>do</strong> nível <strong>de</strong> segurança para o<br />

motorista durante a manobra, pelo fato <strong>de</strong> que a movimentação lateral <strong>do</strong> veículo<br />

chega relativamente rápida ao seu final. Tempos <strong>de</strong>masiadamente longos<br />

provocam nos motoristas a sensação <strong>de</strong> que o veículo não atinge o limite,<br />

induzin<strong>do</strong>-os a fazer correções no ângulo <strong>do</strong> volante geran<strong>do</strong> oscilações não<br />

<strong>de</strong>sejadas (Godthelp e Kepler, 1988). Este efeito po<strong>de</strong> ser verifica<strong>do</strong> em veículos<br />

com tendência ao sobre-esterço, como por exemplo as versões familiares (station<br />

wagons).<br />

Tabela 5.1 – Da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> pesquisa <strong>do</strong>s tempos <strong>de</strong> crescimento da aceleração lateral<br />

até a estabilização<br />

Crescimento <strong>do</strong> tempo <strong>de</strong> aceleração (segun<strong>do</strong>s)<br />

Mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> carros Mínimo Médio Máximo<br />

Americanos 0,28 0,41 0,77<br />

Estrangeiros 0,24 0,37 0,51<br />

110


Capítulo 6<br />

CONCLUSÕES<br />

6.1 – Análise <strong>de</strong> <strong>Comportamento</strong> <strong>do</strong> handling<br />

Uma meto<strong>do</strong>logia <strong>de</strong> medição <strong>de</strong> atitu<strong>de</strong>s e respostas <strong>do</strong> veículo durante a<br />

realização <strong>de</strong> manobras, facilita a compreensão <strong>de</strong> fenômenos percebi<strong>do</strong>s<br />

subjetivamente e dá indicações <strong>do</strong>s componentes que <strong>de</strong>vem ser altera<strong>do</strong>s,<br />

direcionan<strong>do</strong> <strong>de</strong> <strong>um</strong>a maneira mais clara os caminhos a serem segui<strong>do</strong>s para o<br />

acerto <strong>de</strong>finitivo das características <strong>de</strong> cada componente envolvi<strong>do</strong>. Estes<br />

resulta<strong>do</strong>s po<strong>de</strong>m também ser compara<strong>do</strong>s àqueles obti<strong>do</strong>s em simulação<br />

computacional, servin<strong>do</strong> <strong>de</strong> realimentação e ajuste para os mo<strong>de</strong>los que<br />

dispuserem <strong>de</strong>ste recurso.<br />

Os resulta<strong>do</strong>s para os ângulos <strong>de</strong> rolamento lateral nas várias provas realizadas<br />

foram coerentes com o quanto previsto, com a redução <strong>do</strong>s ângulos à medida <strong>do</strong><br />

a<strong>um</strong>ento da rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong>s componentes. Conforme é unânime entre os autores<br />

especializa<strong>do</strong>s, a escolha a<strong>de</strong>quada entre molas, barras e amortece<strong>do</strong>res <strong>de</strong>ve<br />

obe<strong>de</strong>cer <strong>um</strong> critério que permita <strong>um</strong> melhor compromisso também com nível <strong>de</strong><br />

conforto <strong>de</strong>seja<strong>do</strong> para as condições médias das estradas e tipo <strong>de</strong> uso, o que<br />

<strong>de</strong>ve ser feito também subjetivamente durante as provas finais.<br />

O veículo se mostrou bem ajusta<strong>do</strong> aos parâmetros típicos divulga<strong>do</strong>s, no tocante<br />

ao retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta, gradiente <strong>de</strong> rolamento lateral em função da aceleração,<br />

capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suportar acelerações laterais, e equilíbrio entre os eixos dianteiro e<br />

traseiro. Com referência à rigi<strong>de</strong>z e movimentação da carroceria (massa<br />

suspensa), compreensivelmente os valores são maiores em relação às médias <strong>de</strong><br />

carros americanos e mais próximas <strong>do</strong>s europeus, fato facilmente explicável pelas<br />

condições <strong>de</strong> estradas encontradas no Brasil. Os resulta<strong>do</strong>s encontra<strong>do</strong>s<br />

evi<strong>de</strong>nciam que o veículo possui <strong>um</strong> eleva<strong>do</strong> nível <strong>de</strong> comportamento em<br />

manobras <strong>de</strong> handling, e significan<strong>do</strong> por sua vez, que encontra-se no limite <strong>de</strong><br />

compromisso para não penalizar o conforto vibracional e acústico.<br />

111


Capítulo 6 - Conclusões 112<br />

Os valores calcula<strong>do</strong>s <strong>de</strong> 1,21 e 1,64 para as frequências naturais não<br />

amortecidas respectivamente da suspensão dianteira e traseira para o veículo na<br />

configuração chamada <strong>de</strong> referência são bastante coerentes com valores médios<br />

divulga<strong>do</strong>s pela literatura. Ao longo das provas a 120 Km/h verifica-se que a<br />

traseira <strong>do</strong> veículo já apresenta <strong>um</strong> comportamento ten<strong>de</strong>ncialmente rígi<strong>do</strong>,<br />

penalizan<strong>do</strong> o conforto. Porém, com as limitações <strong>de</strong> projeto, on<strong>de</strong> o curso da<br />

suspensão não po<strong>de</strong> ser mais altera<strong>do</strong> em virtu<strong>de</strong> <strong>de</strong> características técnicas (por<br />

exemplo o a<strong>um</strong>ento <strong>de</strong> sobre-esterço em curvas caso o eixo fique mais inclina<strong>do</strong>)<br />

e inclusive estética (a elevação <strong>do</strong> veículo implica no a<strong>um</strong>ento da área vazia <strong>do</strong><br />

vão das rodas), não é recomendada a redução da rigi<strong>de</strong>z. Este ligeiro excesso <strong>de</strong><br />

rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong> eixo traseiro po<strong>de</strong> ser verifica<strong>do</strong> também através <strong>do</strong> comportamento <strong>de</strong><br />

inclinação longitudinal (pitch) visto nos resulta<strong>do</strong>s. Praticamente toda alteração<br />

a<strong>um</strong>entan<strong>do</strong> a rigi<strong>de</strong>z, seja esta através <strong>de</strong> mola, barra ou amortece<strong>do</strong>r, provocou<br />

o a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong> ângulo e <strong>um</strong> maior <strong>de</strong>sequilíbrio entre os eixos. Para compensar<br />

este efeito o eixo dianteiro <strong>de</strong>veria ser também enrijeci<strong>do</strong>, o que já levaria o<br />

veículo para <strong>um</strong>a faixa <strong>de</strong> absorção e conforto fora <strong>do</strong>s níveis <strong>de</strong>seja<strong>do</strong>s.<br />

O a<strong>um</strong>ento excessivo das barras estabiliza<strong>do</strong>ras para estradas irregulares induz a<br />

<strong>um</strong>a transmissão elevada oscilações laterais da massa suspensa. Para estas<br />

situações, o uso <strong>de</strong> amortece<strong>do</strong>res com cargas mais elevadas e molas mais<br />

rígidas po<strong>de</strong> ser mais a<strong>de</strong>qua<strong>do</strong>, visto que atuam in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntemente para cada<br />

roda.<br />

Verificou-se pouca influência nos resulta<strong>do</strong>s <strong>de</strong> retar<strong>do</strong> <strong>de</strong> resposta <strong>do</strong> veículo<br />

quanto às alterações <strong>do</strong>s componentes. Tal comportamento po<strong>de</strong> ser explica<strong>do</strong><br />

pelo fato <strong>de</strong> que esta variável é muito influenciada pelas características<br />

geométricas das suspensões e tipo <strong>de</strong> confecção <strong>do</strong>s pneus. Entre as alterações<br />

<strong>de</strong> geometria que po<strong>de</strong>m afetar mais diretamente na resposta durante a realização<br />

<strong>de</strong> manobras po<strong>de</strong>-se citar a relação da caixa <strong>de</strong> direção e as variações <strong>do</strong>s<br />

ângulos <strong>de</strong> convergência das rodas dianteiras durante o roll lateral. Esta última<br />

po<strong>de</strong> ser ajustada pela alteração das coor<strong>de</strong>nadas <strong>do</strong> ponto <strong>de</strong> fixação <strong>do</strong>s<br />

tirantes da caixa <strong>de</strong> direção nos montantes. O reposicionamento da caixa <strong>de</strong><br />

direção po<strong>de</strong> produzir efeitos semelhantes. No tocante à contribuição <strong>do</strong>s pneus,


Capítulo 6 - Conclusões 113<br />

apesar <strong>de</strong> não ter si<strong>do</strong> discuti<strong>do</strong> neste trabalho, é reconhecida a gran<strong>de</strong><br />

contribuição <strong>do</strong> tipo <strong>de</strong> confecção, on<strong>de</strong> características como o tipo <strong>de</strong><br />

composição da borracha, rigi<strong>de</strong>z das laterais ou flancos e ângulo das cintas <strong>de</strong><br />

reforço afetam consi<strong>de</strong>ravelmente as respostas.<br />

Na análise <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s testes a 120 Km/h evi<strong>de</strong>nciou-se <strong>um</strong>a <strong>de</strong>sfavorável<br />

contribuição da pista <strong>de</strong> provas, on<strong>de</strong> alg<strong>um</strong>as irregularida<strong>de</strong>s provenientes <strong>de</strong><br />

reparações no asfalto provocaram acelerações verticais que prejudicaram a<br />

homogeneida<strong>de</strong> das gravações <strong>de</strong> da<strong>do</strong>s. Ainda assim foi possível perceber os<br />

comportamentos <strong>de</strong>seja<strong>do</strong>s. Fica portanto registrada a necessida<strong>de</strong> da qualida<strong>de</strong><br />

da superfície da pista, principalmente em altas velocida<strong>de</strong>s <strong>do</strong> veículo.<br />

Também durante a fase <strong>de</strong> análise <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s das provas foi percebida a<br />

necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> se ter <strong>um</strong> controle objetiva<strong>do</strong> da velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> rotação <strong>do</strong> veículo<br />

em relação ao eixo z, que não foi realizada por falta <strong>de</strong> <strong>um</strong> equipamento<br />

específico, como o <strong>de</strong>scrito no Apêndice D. Com estas medições seria possível<br />

medir <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> efetivo as movimentações e atitu<strong>de</strong>s da massa suspensa,<br />

engloban<strong>do</strong> as tendências <strong>de</strong> sub e sobre-esterço.<br />

A partir da análise <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s <strong>de</strong> <strong>um</strong> mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> veículo nas várias<br />

configurações <strong>de</strong> suspensão testadas, po<strong>de</strong>-se abreviar os tempos <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>senvolvimento e ajustes finais em provas <strong>de</strong> ri<strong>de</strong> / handling em estrada e pistas<br />

<strong>de</strong> provas para toda <strong>um</strong>a família <strong>de</strong> veículos com a mesma plataforma mecânica<br />

(chassis, suspensões e direção), que atualmente é <strong>um</strong>a tendência <strong>de</strong> uso na<br />

indústria automobilística. O emprego <strong>de</strong>stas plataformas comuns viabiliza <strong>um</strong><br />

a<strong>um</strong>ento <strong>do</strong> vol<strong>um</strong>e <strong>de</strong> produção em escala, redução <strong>do</strong> número <strong>de</strong> componentes,<br />

e a redução <strong>do</strong>s custos operacionais.<br />

6.2 - Sugestões para trabalhos futuros<br />

Para dar prosseguimento à linha <strong>de</strong> pesquisa enfocada neste estu<strong>do</strong> e ainda<br />

a<strong>um</strong>entar o número <strong>de</strong> sistemas analisa<strong>do</strong>s, estão relacionadas abaixo alg<strong>um</strong>as


Capítulo 6 - Conclusões 114<br />

propostas <strong>de</strong> trabalhos que po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong>senvolvi<strong>do</strong>s para possibilitar <strong>um</strong> melhor<br />

conhecimento <strong>do</strong> comportamento dinâmico e direcional <strong>do</strong>s veículos.<br />

1) Reavaliação <strong>do</strong>s testes realiza<strong>do</strong>s neste trabalho utilizan<strong>do</strong> <strong>de</strong> aparelhagem<br />

composta também por <strong>um</strong> girômetro instala<strong>do</strong> a bor<strong>do</strong> <strong>do</strong> veículo, cujas<br />

características estão <strong>de</strong>scritas no Apêndice D. Esta aparelhagem possibilita a<br />

medição direta <strong>de</strong> parâmetros espaciais <strong>de</strong> movimentação da massa suspensa<br />

<strong>do</strong> veículo em relação aos eixos x, y e z (roll, yaw, pitch). Po<strong>de</strong>-se também<br />

ampliar a tipologia <strong>de</strong> manobras, incluin<strong>do</strong> a realização <strong>de</strong> curvas <strong>de</strong> raios<br />

constantes e simulação <strong>de</strong> ultrapassagem completa;<br />

2) Avaliação <strong>do</strong> comportamento dinâmico <strong>do</strong> veículo realizan<strong>do</strong> outras manobras<br />

experimentais, como a aceleração e frenagem em pista reta para avaliar as<br />

características <strong>de</strong> movimentação da carroceria (anti-mergulho, anti-<br />

levantamento da dianteira, e anti-abaixamento da traseira), curvas <strong>de</strong> raios<br />

constantes varian<strong>do</strong> a velocida<strong>de</strong>, aceleração e <strong>de</strong>saceleração durante a<br />

mudança <strong>de</strong> direção, e frenagem em curvas;<br />

3) Geração <strong>de</strong> <strong>um</strong> mo<strong>de</strong>lo para efetuar a simulação computacional <strong>de</strong> respostas<br />

<strong>do</strong> veículo comparáveis aos da<strong>do</strong>s experimentais levanta<strong>do</strong>s neste trabalho;<br />

4) Levantamento experimental <strong>do</strong> gradiente <strong>de</strong> sub-esterço <strong>do</strong> veículo utilizan<strong>do</strong><br />

<strong>de</strong> <strong>um</strong> ou mais méto<strong>do</strong>s cita<strong>do</strong>s na literatura. São eles o méto<strong>do</strong> <strong>de</strong> raio<br />

constante, velocida<strong>de</strong> constante, e abertura <strong>do</strong> acelera<strong>do</strong>r constante;<br />

5) Caracterização experimental objetiva através <strong>do</strong> uso <strong>de</strong> instr<strong>um</strong>entação e<br />

avaliação subjetiva utilizan<strong>do</strong> escala SAE <strong>de</strong> <strong>um</strong>a gama <strong>de</strong> veículos <strong>do</strong><br />

merca<strong>do</strong> nacional e também importa<strong>do</strong>s. A partir <strong>de</strong> to<strong>do</strong>s os da<strong>do</strong>s coleta<strong>do</strong>s<br />

po<strong>de</strong>-se <strong>de</strong>senvolver <strong>um</strong>a meto<strong>do</strong>logia <strong>de</strong> confronto entre os resulta<strong>do</strong>s<br />

objetivos e subjetivos para a criação <strong>de</strong> <strong>um</strong> índice <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> <strong>de</strong> handling;


Capítulo 6 - Conclusões 115<br />

6) <strong>Estu<strong>do</strong></strong> <strong>do</strong>s mecanismos <strong>de</strong> direção e geometria das suspensões para se obter<br />

<strong>um</strong>a redução <strong>do</strong>s esforços no volante em manobras <strong>de</strong> baixa e média<br />

velocida<strong>de</strong> em veículos com direção mecânica;<br />

7) <strong>Estu<strong>do</strong></strong> da influência das características construtivas <strong>de</strong> pneus radiais e<br />

pressão <strong>de</strong> enchimento, no comportamento dinâmico <strong>do</strong> veículo;<br />

8) <strong>Estu<strong>do</strong></strong> da contribuição das buchas elásticas das articulações <strong>de</strong> componentes<br />

da suspensão no comportamento dinâmico em manobras <strong>de</strong> handling, e o<br />

compromisso para se manter o nível <strong>de</strong> conforto;<br />

9) <strong>Estu<strong>do</strong></strong> da variação da geometria das suspensões dianteira e traseira durante a<br />

realização <strong>de</strong> manobras dinâmicas <strong>de</strong> aceleração, frenagem e curvas.


Capítulo 6 - Conclusões 116<br />

Bibliografia<br />

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Capítulo 6 - Conclusões 118<br />

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Capítulo 6 - Conclusões 119<br />

Apêndice A<br />

Cálculo <strong>do</strong> Centro <strong>de</strong> Gravida<strong>de</strong> e Massa<br />

As coor<strong>de</strong>nadas para o posicionamento <strong>do</strong>s acelerômetros <strong>de</strong>ntro <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong><br />

testes experimentais foram calculadas utilizan<strong>do</strong> a técnica <strong>de</strong> pesagem em planos<br />

horizontal e inclina<strong>do</strong> (Reimpell e Stoll, 1996). Foi utiliza<strong>do</strong> <strong>um</strong> conjunto <strong>de</strong> quatro<br />

balanças, sen<strong>do</strong> cada roda apoiada sobre <strong>um</strong>a. O veículo foi abasteci<strong>do</strong><br />

completamente <strong>de</strong> to<strong>do</strong>s os flui<strong>do</strong>s e <strong>do</strong>is manequins simula<strong>do</strong>res <strong>do</strong> peso <strong>do</strong>s<br />

<strong>do</strong>is ocupantes estavam posiciona<strong>do</strong>s nos bancos anteriores. A suspensão foi<br />

travada com espaça<strong>do</strong>res nas hastes <strong>do</strong>s amortece<strong>do</strong>res e o raio sob carga<br />

controla<strong>do</strong> no plano horizontal. Em seguida foi coloca<strong>do</strong> <strong>um</strong> cavalete nas balanças<br />

das rodas dianteiras e o veículo posiciona<strong>do</strong>. Nesta condição o raio sobre carga<br />

foi verifica<strong>do</strong> e a pressão <strong>do</strong>s pneus corrigida visan<strong>do</strong> obter-se os valores <strong>do</strong> plano<br />

horizontal. Na Figura A.1 está representa<strong>do</strong> o esquema <strong>do</strong> veículo no plano<br />

horizontal e na Fig. A.2 o <strong>do</strong> plano inclina<strong>do</strong>.<br />

Figura A.1 – Esquema representativo para pesagem <strong>do</strong> veículo sobre plano horizontal.<br />

Da análise da figura obtêm-se as equações para o cálculo das distâncias <strong>do</strong> eixo<br />

dianteiro lf e <strong>do</strong> eixo traseiro lr, ao centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong>.<br />

Somatório das massas: W = Wf + Wr (Kg) (A.1)


Capítulo 6 - Conclusões 120<br />

Somatório <strong>do</strong>s momentos: l W<br />

W L r<br />

f = (A.2)<br />

l Wf<br />

r = L = L − l f<br />

(A.3)<br />

W<br />

Figura A.2 – Esquema representativo para pesagem <strong>do</strong> veículo em plano inclina<strong>do</strong>.<br />

Do mesmo mo<strong>do</strong> que no plano horizontal, da análise da figura <strong>de</strong>rivam-se as<br />

seguintes equações matemáticas:<br />

h/L = seno α (A.4)<br />

h’cg = Δlr / tan α (A.5)<br />

Somatório <strong>do</strong>s momentos em torno <strong>do</strong> eixo da roda dianteira:<br />

Substituin<strong>do</strong> pela equação <strong>do</strong> valor <strong>de</strong> lf obtém-se:<br />

W (lf + Δlr) cos α = (Wr + ΔW) L.cos α (A.6)<br />

h’cg =<br />

L. ΔW<br />

W.tanα<br />

(A.7)


Capítulo 6 - Conclusões 121<br />

A altura <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> é dada pela equação:<br />

hcg = L<br />

W<br />

ΔW<br />

tanα + rdin (A.8)<br />

A equação acima da altura <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> também po<strong>de</strong> ser escrita em<br />

função <strong>do</strong> <strong>de</strong>snível entre os eixos dianteiro e traseiro e representada pela<br />

equação:<br />

Hcg = 1<br />

W<br />

Δ W 2 2 1/2<br />

(L – h ) + rdin (A.9)<br />

h<br />

A partir da pesagem em plano horizontal, <strong>de</strong>riva-se também as equações para o<br />

cálculo da coor<strong>de</strong>nada <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> no eixo transversal y.<br />

Após os cálculos para o veículo <strong>de</strong> testes, foram encontradas as seguintes<br />

coor<strong>de</strong>nadas <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> e massa <strong>do</strong> veículo:<br />

Eixo x = 0,903 m ( origem no centro da roda dianteira)<br />

Eixo y = 0,015 m (origem no centro <strong>do</strong> eixo <strong>de</strong> simetria)<br />

Eixo z = 0,485 m (origem no solo)<br />

Figura A.3 – Esquema representativo das coor<strong>de</strong>nadas <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> e massa.


Capítulo 6 - Conclusões 122<br />

Apêndice B<br />

Geometria das Suspensões para Efeitos<br />

<strong>de</strong> Anti-Mergulho, Anti-Levantamento da Dianteira,<br />

e Anti-Abaixamento da Traseira<br />

B.1 – Geometria das Suspensões para 100% “Anti-Mergulho”<br />

Na Figura B.1 estão representadas as condições para se conseguir 100% <strong>de</strong><br />

efeito “Anti-Mergulho” da suspensão dianteira e 100% <strong>de</strong> “Anti-levantamento” da<br />

traseira (Gillespie, 1992).<br />

Figura B.1 – Esquema representativo para condições <strong>de</strong> “Anti-Mergulho”.<br />

B.2 – Ângulos <strong>de</strong> Geometria <strong>do</strong> <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> Testes<br />

Para se conhecer mais sobre as características <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes foram<br />

calculadas as porcentagens <strong>do</strong>s efeitos “Anti”. As coor<strong>de</strong>nadas <strong>do</strong>s pontos <strong>de</strong><br />

articulação das suspensões dianteira e traseira <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes, e as<br />

dimensões básicas necessárias para os cálculos <strong>do</strong> efeito “Anti-mergulho” (Anti-<br />

dive) estão representadas na Fig. B.2 abaixo. A altura <strong>do</strong> centro <strong>de</strong> gravida<strong>de</strong> é <strong>de</strong>


Capítulo 6 - Conclusões 123<br />

485 mm, conforme calcula<strong>do</strong> no Apêndice A, e a repartição <strong>de</strong> frenagem foi<br />

consi<strong>de</strong>rada como sen<strong>do</strong> 70% para as rodas dianteiras e 30% para as rodas<br />

traseiras (da<strong>do</strong>s forneci<strong>do</strong>s pelo fabricante). O efeito “anti-mergulho” da<br />

suspensão dianteira está representada pela Eq. (B.1) abaixo.<br />

Figura B.2 – Efeitos <strong>de</strong> “Anti-Mergulho” durante frenagens (medidas em mm).<br />

Logo para o veículo <strong>de</strong> testes tem-se:<br />

“Anti-mergulho” diant. = tanθ<br />

F<br />

. 100 (B.1)<br />

h / Lξ 1) “Anti-mergulho” diant. = tan<br />

( / )<br />

.<br />

/<br />

/ .( , ) .<br />

θ F<br />

h Lξ 100<br />

59 18195<br />

485 2363 0 70 100<br />

= =<br />

on<strong>de</strong>:<br />

“Anti-mergulho” diant. = 2,3%<br />

cg<br />

ξ = porcentagem da força total <strong>de</strong> frenagem absorvida pelas rodas dianteiras<br />

As características <strong>de</strong> “Anti-levantamento” da suspensão traseira está representada<br />

pela Eq. (B.2) abaixo:<br />

cg


Capítulo 6 - Conclusões 124<br />

“Anti-levantamento” tras. = tan<br />

/ ( ) .<br />

θ R<br />

100<br />

h L 1−<br />

ξ<br />

Novamente para o veículo <strong>de</strong> testes tem-se:<br />

2) “Anti-levantamento” tras. = tan<br />

/ ( ) .<br />

( / )<br />

/ .( , ) .<br />

θ R<br />

252 407<br />

100<br />

h L 1 ξ 485 2363 1 0 70 100<br />

=<br />

=<br />

−<br />

−<br />

“Anti-levantamento” tras. = 90,5%<br />

B.3 – Efeito Anti-Levantamento da Suspensão Dianteira<br />

cg<br />

cg<br />

(B.2)<br />

Durante as acelerações a suspensão dianteira está submetida à transferência <strong>de</strong><br />

cargas verticais para as molas e ten<strong>de</strong>m a levantar o veículo. Em excesso este<br />

levantamento po<strong>de</strong> provocar além <strong>de</strong> <strong>um</strong>a sensação subjetiva ruim, a perda <strong>de</strong><br />

motricida<strong>de</strong> das rodas, resultan<strong>do</strong> em <strong>de</strong>slizamento <strong>do</strong>s pneus e eventualmente a<br />

perda <strong>do</strong> controle <strong>do</strong> veículo. Nas Figuras B.2 e B.3 estão representadas as<br />

dimensões necessárias para se avaliar o efeito “Anti-levantamento” ou Anti-lift.<br />

Uma vez que o centro instantâneo <strong>de</strong> giro da suspensão McPherson dianteira <strong>do</strong><br />

veículo <strong>de</strong> provas está abaixo da linha <strong>de</strong> centro da roda, o que têm-se na verda<strong>de</strong><br />

é <strong>um</strong> efeito a favor <strong>do</strong> levantamento da suspensão, o que po<strong>de</strong> ser ser visto no<br />

<strong>de</strong>talhe da Fig. B.3 abaixo.<br />

Figura B.3 – Efeito <strong>de</strong> “Anti-Levantamento”da suspensão dianteira durante aceleração.


Capítulo 6 - Conclusões 125<br />

Têm-se relação abaixo dada pela Eq. (B.3) para o efeito da suspensão dianteira<br />

durante as acelerações (Milliken e Milliken, 1995):<br />

% “Pro-levantamento” =<br />

Então para o veículo <strong>de</strong> testes têm-se:<br />

% “Pro-levantamento” =<br />

% “Pro-levantamento” = 1,6%<br />

cg<br />

tanθ<br />

h / L<br />

cg<br />

tanθ<br />

=<br />

h / L<br />

59 18195<br />

485 2363 100<br />

/<br />

.<br />

/<br />

(B.3)<br />

B.4 – Efeito Anti-Abaixamento da Suspensão Traseira<br />

Na Figura B-4 abaixo po<strong>de</strong>-se ver os parâmetros da configuração <strong>de</strong> geometria<br />

que contribuem para o efeito <strong>de</strong> abaixamento da suspensão traseira (Anti-squat)<br />

durante as acelerações para a frente. A partir <strong>de</strong>sta análise o projeto po<strong>de</strong> ser<br />

melhora<strong>do</strong> para minimizar efeitos não <strong>de</strong>seja<strong>do</strong>s. Ressalta-se que pelo fato <strong>de</strong> o<br />

veículo <strong>de</strong> testes possuir tração dianteira, não é possível intervir sobre o fenômeno<br />

por causa da direção das forças longitudinais. A Equação (B.4) mostrada aplica-se<br />

somente aos veículos com tração traseira.<br />

Figura B.4 – Efeito <strong>de</strong> “Anti-Abaixamento” da suspensão traseira durante aceleração.<br />

% “Anti-abaixamento” = tanθR<br />

h / L (B.4)<br />

cg


Capítulo 6 - Conclusões 126<br />

Apêndice C<br />

Frequências Naturais das Suspensões<br />

Dianteira e Traseira<br />

C.1 – Características <strong>de</strong> Amortecimento<br />

Conforme já apresenta<strong>do</strong> nas seções 2.1 e 2.6, as características básicas <strong>de</strong><br />

amortecimento po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong>senvolvidas a partir <strong>do</strong> mo<strong>de</strong>lo massa-mola com<br />

amortecimento conforme mostra<strong>do</strong> na Fig. C.1 abaixo.<br />

Figura C.1 – Sistema massa-mola com amortecimento.<br />

A partir da análise matemática <strong>do</strong> mo<strong>de</strong>lo, chega-se a <strong>do</strong>is importantes<br />

parâmetros (Milliken e Milliken, 1995). Um é a frequência <strong>de</strong> ressonância não<br />

amortecida <strong>do</strong> sistema e representada pela Eq. (C.1) abaixo:<br />

on<strong>de</strong>:<br />

ω<br />

n<br />

=<br />

π<br />

1<br />

2<br />

k<br />

m<br />

(Hz) (C.1)<br />

ωn = Frequência natural não amortecida da massa suspensa (Hz)<br />

k = Rigi<strong>de</strong>z da mola (N/m)<br />

m = Massa suspensa <strong>do</strong> veículo (Kg)


Capítulo 6 - Conclusões 127<br />

Para o caso real on<strong>de</strong> o amortecimento da suspensão está presente, a frequência<br />

natural amortecida ωd é representada pela Eq. (C.2) abaixo:<br />

ω = ω 1 − ζ<br />

2<br />

d n s<br />

(C.2)<br />

O outro parâmetro é o coeficiente <strong>de</strong> amortecimento para o amortecimento crítico<br />

e representa<strong>do</strong> pela relação matemática da Eq. (C.3) abaixo:<br />

C = 2 km<br />

(C.3)<br />

crit<br />

A partir da análise das relações acima, verifica-se que a medida que o<br />

amortecimento é a<strong>um</strong>enta<strong>do</strong>, ou seja, a relação C/Ccrít a<strong>um</strong>enta gradativamente <strong>de</strong><br />

0,15 para 0,5, o pico <strong>de</strong> ressonância em torno <strong>de</strong> 1 Hz é reduzi<strong>do</strong>, porém a<br />

aceleração acima <strong>de</strong> 2 Hz cresce. Portanto, a escolha <strong>do</strong>s valores <strong>de</strong><br />

amortecimento <strong>de</strong>ve ser feita em função das características <strong>de</strong> cada carro, <strong>do</strong> tipo<br />

<strong>de</strong> uso e das condições das estradas mediamente usadas. O mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> <strong>um</strong><br />

automóvel é certamente mais complica<strong>do</strong> que o mo<strong>de</strong>lo massa-mola acima, e em<br />

<strong>um</strong> passo adicional para melhor representar o seu comportamento po<strong>de</strong> ser<br />

levada em consi<strong>de</strong>ração também a flexibilida<strong>de</strong> <strong>do</strong> pneu. O mo<strong>de</strong>lo po<strong>de</strong> ser então<br />

representa<strong>do</strong> como mostra<strong>do</strong> na Fig. C.2 abaixo.<br />

Figura C.2 – Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> amortecimento incluin<strong>do</strong> massas suspensa e não suspensa, suspensão <strong>do</strong><br />

veículo e pneu.


Capítulo 6 - Conclusões 128<br />

Com a inclusão da massa não suspensa o mo<strong>de</strong>lo passa a apresentar <strong>um</strong><br />

segun<strong>do</strong> pico <strong>de</strong> frequência <strong>de</strong> ressonância e aceleração <strong>de</strong>vi<strong>do</strong> a esta massa, em<br />

torno <strong>de</strong> 11 Hz. Na Figura C.3 visualiza-se este comportamento com três valores<br />

<strong>de</strong> amortecimento.<br />

Figura C.3 – Acelerações verticais <strong>do</strong> mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> veículo para conforto.<br />

C.2 – Características <strong>do</strong> <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> Testes<br />

Com os da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> peso e as características das molas da suspensão dianteira e<br />

traseira (ver tabelas 4.1 e 4.3), efetuou-se os cálculos das frequências naturais <strong>de</strong><br />

ressonância das suspensões <strong>do</strong> veículo em duas configurações <strong>de</strong> testes.<br />

Primeiro, na configuração chamada <strong>de</strong> referência, e também com as molas<br />

anteriores e posteriores <strong>de</strong> maior rigi<strong>de</strong>z (prova 3). A pesagem <strong>do</strong>s componentes<br />

da massa não suspensa foram também feitas experimentalmente. Para<br />

simplificação, to<strong>do</strong>s os componentes da suspensão dianteira foram consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong>s<br />

como totalmente não “suspensos”, em virtu<strong>de</strong> da maior concentração das massas<br />

próximas às rodas. Na traseira, 20% <strong>do</strong> peso da “suspensão <strong>de</strong> braços<br />

combina<strong>do</strong>s e eixo transversal” foi consi<strong>de</strong>rada como suspensa. To<strong>do</strong>s os outros<br />

componentes totalmente como parte da massa não suspensa. Na tabela C.1<br />

abaixo estão apresenta<strong>do</strong>s os números relevantes para o cálculo das frequências


Capítulo 6 - Conclusões 129<br />

naturais. Os pesos <strong>de</strong>scritos são os totais por eixo e a rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong> pneu foi<br />

fornecida pelo fabricante. Na execução <strong>do</strong>s cálculos foram consi<strong>de</strong>ra<strong>do</strong>s os pesos<br />

por roda (mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> ¼ <strong>de</strong> veículo).<br />

Tabela C.1- Características <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> testes para cálculo <strong>de</strong> frequências.<br />

DADOS ANALISADOS<br />

SUSPENSÃO<br />

DIANT.<br />

SUSPENSÃO<br />

TRAS.<br />

Massa suspensa (Kg) 550,6 323,2<br />

Massa não suspensa<br />

(Kg)<br />

Flexibilida<strong>de</strong> da mola<br />

(mm/daN)<br />

Rigi<strong>de</strong>z da mola (N/m)<br />

62,4 65,8<br />

Referência 0,57 0,32 / 0,20<br />

Prova 3 0,49 0,30 / 0,18<br />

Referência 17544 31250 / 50000<br />

Prova 3 20408 33333 / 55555<br />

Rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong> pneu (N/m) 165700<br />

A Equação (C.1) para o cálculo da frequência natural não amortecida da massa<br />

suspensa no sistema massa-mola po<strong>de</strong> ser escrita levan<strong>do</strong>-se em consi<strong>de</strong>ração a<br />

rigi<strong>de</strong>z <strong>do</strong> pneu, conforme o mo<strong>de</strong>lo apresenta<strong>do</strong> na Fig. C.2, e <strong>de</strong>ste mo<strong>do</strong> a<br />

rigi<strong>de</strong>z total <strong>do</strong> sistema passa a ser calculada pela Eq. (C.4) abaixo apresentada<br />

por Gillespie (1992) e Milliken e Milliken (1995):<br />

on<strong>de</strong>:<br />

RR = Relação total <strong>de</strong> rigi<strong>de</strong>z (N/m)<br />

k k s t RR =<br />

k + k<br />

s t<br />

Ks = Rigi<strong>de</strong>z da mola da suspensão (N/m)<br />

Kt = Rigi<strong>de</strong>z vertical <strong>do</strong> pneu (N/m)<br />

(C.4)


Capítulo 6 - Conclusões 130<br />

A rigi<strong>de</strong>z da massa não suspensa é representada pela soma aritmética da rigi<strong>de</strong>z<br />

<strong>do</strong> pneu e da mola, e a sua frequência natural calculada conforme apresenta<strong>do</strong> na<br />

Eq. (C.5):<br />

ω<br />

n<br />

1<br />

=<br />

2π<br />

k + k<br />

m<br />

s t<br />

C.2.1 – Frequência Natural não Amortecida da Suspensão<br />

(Hz) (C.5)<br />

Na Tabela C.2 estão representa<strong>do</strong>s os resulta<strong>do</strong>s <strong>do</strong>s cálculos das frequências<br />

naturais não amortecidas <strong>do</strong> veículo <strong>de</strong> provas.<br />

Tabela C.2- Frequências da suspensão <strong>do</strong> veículo.<br />

Anterior<br />

Posterior na 1ª flexibilida<strong>de</strong><br />

Posterior na 2ª flexibilida<strong>de</strong><br />

EIXO MASSA<br />

SUSPENSA<br />

Referência 1,21<br />

FREQUÊNCIA NATURAL (Hz)<br />

MASSA NÃO<br />

SUSPENSA<br />

12,20<br />

Prova 3 1,29 12,30<br />

Referência 1,64 12,31<br />

Prova 3 1,69 12,38<br />

Referência 1,98 12,89<br />

Prova 3 2,07 13,05<br />

Para o cálculo das frequências da suspensão traseira, foi consi<strong>de</strong>rada a relação<br />

<strong>de</strong> instalação da suspensão <strong>de</strong> “braços combina<strong>do</strong>s e eixo transversal”. Nela<br />

po<strong>de</strong>-se verificar a relação entre o ponto <strong>de</strong> atuação da mola no eixo x em relação


Capítulo 6 - Conclusões 131<br />

ao ponto <strong>de</strong> atuação <strong>do</strong> centro da roda. Na Fig. C.4 estão representadas as<br />

características geométricas básicas para esta análise.<br />

Figura C.4 – Relação geométrica <strong>de</strong> instalação da suspensão traseira (medidas em mm).


Capítulo 6 - Conclusões 132<br />

Apêndice D<br />

Equipamento para Testes sobre <strong>Veículo</strong>s<br />

(Unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Medição Dinâmica)<br />

D.1 – Sensores <strong>de</strong> Medição <strong>de</strong> Movimento e Atitu<strong>de</strong>s<br />

Conforme menciona<strong>do</strong> no Capítulo 6, a utilização <strong>de</strong> equipamentos que<br />

proporcionem <strong>um</strong> maior número <strong>de</strong> informações a respeito das atitu<strong>de</strong>s <strong>de</strong><br />

movimentação <strong>do</strong> veículo ao longo das provas facilita a sua caracterização e<br />

análise <strong>de</strong> comportamento. Um <strong>do</strong>s mo<strong>de</strong>los disponíveis no merca<strong>do</strong> que po<strong>de</strong> ser<br />

utiliza<strong>do</strong> para este propósito é a UNIDADE DE MEDIÇÃO DINÂMICA (DMU) <strong>do</strong><br />

fornece<strong>do</strong>r Crossbow. A versão apresentada é a VG600AA e consiste em <strong>um</strong><br />

sistema <strong>de</strong> medição em seis eixos para medir acelerações lineares nos três eixos<br />

ortogonais e relações <strong>de</strong> rotação também em torno <strong>do</strong>s três eixos ortogonais. O<br />

equipamento utiliza três acelerômetros e três sensores <strong>de</strong> relação angular.<br />

Adicionalmente, o equipamento possibilita obter diretamente os ângulos <strong>de</strong><br />

inclinação longitudinal (pitch) e lateral (roll) da carroceria. O equipamento possui<br />

saídas analógicas que permitem conectá-lo diretamente ao aparelho <strong>de</strong> aquisição<br />

e armazenamento <strong>de</strong> da<strong>do</strong>s. O princípio utiliza<strong>do</strong> para os acelerômetros é o da<br />

variação <strong>de</strong> capacitância e os sensores <strong>de</strong> giro <strong>de</strong> fibra ótica para a medição da<br />

relação angular. O equipamento dispõe ainda <strong>de</strong> <strong>um</strong> sensor interno <strong>de</strong><br />

temperatura com precisão <strong>de</strong> ± 2%, para ser utiliza<strong>do</strong> como referência para a<br />

calibração <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> saída, não sen<strong>do</strong> portanto para a medição da<br />

temperatura ambiente. A <strong>de</strong>finição <strong>do</strong> sistema <strong>de</strong> coor<strong>de</strong>nadas <strong>do</strong> VG600AA é<br />

compatível com a norma SAE j670e, po<strong>de</strong>n<strong>do</strong> ser fixa<strong>do</strong> em relação à Terra ou ao<br />

corpo <strong>do</strong> veículo.


Capítulo 6 - Conclusões 133<br />

Os sinais <strong>de</strong> saída são:<br />

1- Aceleração no eixo x<br />

2- Aceleração no eixo y<br />

3- Aceleração no eixo z<br />

4- Ângulo <strong>de</strong> rolamento lateral (roll)<br />

5- Ângulo <strong>de</strong> inclinação longitudinal (pitch)<br />

6- Relação <strong>de</strong> inclinação longitudinal em relação ao eixo y<br />

7- Relação <strong>de</strong> inclinação lateral em relação ao eixo x<br />

8- Relação <strong>de</strong> rotação em torno <strong>do</strong> eixo z<br />

Completan<strong>do</strong> a instr<strong>um</strong>entação <strong>do</strong> veículo conforme realiza<strong>do</strong> neste trabalho,<br />

<strong>de</strong>ve-se utilizar <strong>do</strong> volante dinamométrico para o controle <strong>do</strong>s ângulos, torques e<br />

velocida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> giro durante as manobras. O aparelho Correvit com a lâmpada V1<br />

proporciona o monitoramento das velocida<strong>de</strong>s longitudinal e transversal, po<strong>de</strong>n<strong>do</strong><br />

inclusive ser monta<strong>do</strong> no cubo das rodas dianteiras. A Figura D-1 abaixo mostra o<br />

<strong>de</strong>senho esquemático <strong>do</strong> aparelho com as dimensões básicas.<br />

102 mm<br />

127 mm 127 mm<br />

Figura D.1 – Desenho esquemático <strong>do</strong> sensor <strong>de</strong> atitu<strong>de</strong>s VG600AA.<br />

z<br />

x<br />

y


Capítulo 6 - Conclusões 134<br />

Apêndice E<br />

<strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> Referência a 60 e 120 Km/h<br />

Gráficos <strong>de</strong> To<strong>do</strong>s os Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s<br />

em <strong>um</strong>a Prova


Apênci<strong>de</strong> E – Gráficos Completos <strong>de</strong> Referência 135<br />

Legenda: Ângulo <strong>do</strong> volante Velocida<strong>de</strong> giro volante Velocida<strong>de</strong> longitudinal<br />

Velocida<strong>de</strong> transversal Aceleração em Y Aceleração em Z<br />

Transdutor diant. Esq. Transdutor Diant Dir. Trandutor tras. Esq.<br />

Ângulo <strong>de</strong> rolamento Ângulo <strong>de</strong> Pitch<br />

Figura E1- Gráfico completo com da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> <strong>um</strong>a prova com veículo <strong>de</strong> referência a 60 Km/h.


Apênci<strong>de</strong> E – Gráficos Completos <strong>de</strong> Referência 136<br />

Legenda: Ângulo <strong>do</strong> volante Velocida<strong>de</strong> giro volante Velocida<strong>de</strong> longitudinal<br />

Velocida<strong>de</strong> transversal Aceleração em Y Aceleração em Z<br />

Transdutor diant. Esq. Transdutor Diant Dir. Trandutor tras. Esq.<br />

Ângulo <strong>de</strong> rolamento Ângulo <strong>de</strong> Pitch<br />

Figura E2- Gráfico completo com da<strong>do</strong>s <strong>de</strong> <strong>um</strong>a prova com veículo <strong>de</strong> referência a 120 Km/h.


Anexo A<br />

Ângulos das Rodas em função <strong>do</strong>s<br />

Ângulos <strong>do</strong> Volante<br />

(Tabela <strong>de</strong> da<strong>do</strong>s experimentais)<br />

ÂNGULO ÂNGULO DAS RODAS [°]<br />

VOLANTE<br />

[°]<br />

GIRO À ESQUERDA GIRO À DIREITA<br />

INT. EXT. EXT. INT.<br />

0 -0,17 -0,17 0,17 0,17<br />

30 -2,18 -2,10 2,18 2,12<br />

50 -3,78 -3,23 3,33 3,80<br />

70 -5,23 -4,72 4,48 5,55<br />

90 -6,75 -6,35 6,33 6,82<br />

110 -7,82 -7,27 7,38 7,78<br />

130 -8,10 -8,08 7,72 8,55<br />

140 -9,37 -9,15 8,95 9,67<br />

150 -10,03 -9,65 9,58 10,17<br />

180 -12,27 -10,93 10,47 12,10<br />

220 -13,77 -13,63 13,23 14,20<br />

250 -15,47 -15,08 14,88 15,73<br />

270 -16,90 -15,40 16,03 17,30<br />

300 -19,08 -18,03 18,27 18,98<br />

330 -21,62 -20,48 20,67 21,55<br />

360 -24,87 -22,80 22,20 24,60<br />

400 -27,63 -26,13 26,03 27,65<br />

420 -28,92 -27,15 27,25 28,93<br />

450 -31,80 -29,87 29,67 31,92<br />

470 -33,22 -30,88 30,85 33,28<br />

137


Anexo B<br />

Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em<br />

<strong>um</strong>a Prova <strong>do</strong> <strong>Veículo</strong> <strong>de</strong> Referência a 60 Km/h.<br />

Registra<strong>do</strong>r <strong>de</strong> Da<strong>do</strong>s Spi<strong>de</strong>r 8 (Software Catman)<br />

138


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

0,0000 20,0000 -4,5609 59,6280 -0,0956 0,0541 0,9970<br />

0,0200 23,3600 -4,1600 59,6400 -0,1674 0,0638 0,9625<br />

0,0400 12,6400 -3,8091 59,6400 -0,1674 0,0513 0,9459<br />

0,0600 7,6800 -3,7089 59,6760 -0,0956 0,0583 0,9955<br />

0,0800 5,6000 -3,7089 59,7120 -0,1076 0,0458 0,9414<br />

0,1000 4,6400 -3,6087 59,7600 -0,0598 0,0485 0,8649<br />

0,1200 4,6400 -3,4583 59,8320 -0,0239 0,0569 0,9775<br />

0,1400 4,6400 -3,3581 59,9160 -0,0837 0,0596 1,0195<br />

0,1600 12,6400 -3,1075 59,9280 -0,1076 0,0610 0,9249<br />

0,1800 18,2400 -2,6564 59,9160 -0,0837 0,0485 0,9039<br />

0,2000 18,2400 -2,3055 59,9040 -0,0478 0,0527 1,0315<br />

0,2200 9,7600 -2,0048 59,9040 -0,0478 0,0388 0,9940<br />

0,2400 7,2000 -1,9547 59,9280 -0,0598 0,0472 0,8604<br />

0,2600 21,7600 -1,7542 59,9280 -0,0717 0,0957 0,9039<br />

0,2800 22,2400 -1,3532 59,9520 -0,1076 0,0555 0,9610<br />

0,3000 32,3200 -0,8520 59,9400 -0,1674 0,0555 1,0165<br />

0,3200 30,8800 -0,2506 59,9040 -0,1793 0,0430 1,0210<br />

0,3400 28,6400 0,3492 59,9400 -0,1076 0,0541 0,9940<br />

0,3600 19,0400 0,7981 60,0000 -0,0359 0,0305 0,9880<br />

0,3800 14,5600 1,1472 60,0240 0,0239 0,0028 0,9640<br />

0,4000 13,6000 1,3966 60,0360 0,0239 0,0305 0,9985<br />

0,4200 8,1600 1,4964 60,0840 0,0478 0,0055 1,0300<br />

0,4400 5,7600 1,4964 60,0840 0,0717 0,0097 1,0090<br />

0,4600 4,4800 1,4964 60,1200 0,0837 -0,0056 1,0000<br />

0,4800 3,6800 1,4465 60,1200 0,1554 0,0000 0,9910<br />

0,5000 3,0400 1,3468 60,0720 0,2032 0,0111 1,0375<br />

0,5200 2,7200 1,2969 60,0240 0,2271 -0,0197 0,9730<br />

0,5400 2,4000 1,2470 59,9760 0,2152 0,0014 0,8964<br />

0,5600 2,2400 1,1971 59,9640 0,2032 0,0208 1,0090<br />

0,5800 2,2400 1,1472 60,0120 0,1793 0,0291 1,0270<br />

0,6000 2,2400 1,0974 60,0360 0,1554 0,0194 0,9505<br />

0,6200 2,2400 1,0475 60,0480 0,1554 0,0180 0,9384<br />

0,6400 2,2400 0,9976 60,1080 0,1315 0,0236 0,9850<br />

0,6600 4,0000 0,8480 60,1200 0,1315 0,0125 0,9820<br />

0,6800 4,0000 0,7482 60,1200 0,0956 0,0083 0,9024<br />

0,7000 4,0000 0,6983 60,2040 0,0717 0,0624 0,9189<br />

0,7200 4,0000 0,6484 60,2760 0,0598 0,0125 0,9369<br />

0,7400 4,0000 0,5986 60,3360 0,0120 0,0208 0,9805<br />

0,7600 3,5200 0,5487 60,3960 0,0120 0,0264 0,9940<br />

0,7800 3,0400 0,5487 60,4200 -0,0359 0,0194 0,9730<br />

0,8000 2,5600 0,5487 60,4440 -0,0598 0,0111 0,8994<br />

0,8200 2,2400 0,5487 60,4080 0,0000 0,0139 0,9114<br />

0,8400 2,0800 0,4988 60,3480 0,0239 0,0097 0,9745<br />

0,8600 1,9200 0,4489 60,3600 0,0359 0,0208 1,0105<br />

0,8800 1,9200 0,3492 60,4200 0,0956 0,0319 0,9925<br />

0,9000 1,9200 0,2494 60,4800 0,0837 0,0069 0,9264<br />

0,9200 5,6000 0,1496 60,5400 0,0837 0,0042 0,9459<br />

0,9400 5,6000 0,0000 60,5520 0,1076 0,0042 0,9955<br />

139


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

0,9600 5,6000 -0,2005 60,5520 0,1435 0,0180 1,0135<br />

0,9800 9,9200 -0,3508 60,5640 0,1674 0,0097 1,0000<br />

1,0000 9,9200 -0,5513 60,6120 0,1435 0,0111 0,9910<br />

1,0200 6,7200 -0,6516 60,6480 0,1195 -0,0127 0,9925<br />

1,0400 6,2400 -0,7518 60,7200 0,1435 0,0028 0,9835<br />

1,0600 6,2400 -0,8520 60,7560 0,1793 0,0042 0,9099<br />

1,0800 6,2400 -0,9022 60,7680 0,1793 0,0153 0,9535<br />

1,1000 5,2800 -0,9022 60,7800 0,2032 -0,0197 1,0075<br />

1,1200 4,1600 -0,9022 60,7320 0,2152 -0,0169 0,9850<br />

1,1400 3,5200 -0,8019 60,6720 0,2510 0,0111 0,9790<br />

1,1600 2,8800 -0,7017 60,6120 0,2510 -0,0141 0,9790<br />

1,1800 2,7200 -0,6516 60,6240 0,2750 -0,0084 0,9925<br />

1,2000 2,7200 -0,6014 60,6840 0,2989 0,0402 0,9084<br />

1,2200 2,7200 -0,4511 60,7440 0,2750 -0,0084 0,8724<br />

1,2400 2,7200 -0,3007 60,7560 0,2630 0,0264 0,9550<br />

1,2600 4,4800 -0,3007 60,7680 0,2271 0,0042 1,0090<br />

1,2800 4,4800 -0,2005 60,7440 0,1793 0,0222 1,0015<br />

1,3000 4,4800 -0,1002 60,7320 0,1674 0,0083 0,9505<br />

1,3200 6,8800 0,0499 60,7320 0,1554 -0,0014 0,9159<br />

1,3400 6,8800 0,1496 60,7680 0,1315 0,0291 0,9474<br />

1,3600 6,8800 0,2993 60,7920 0,0956 0,0236 0,9805<br />

1,3800 6,0800 0,3990 60,7560 0,0598 0,0388 0,9895<br />

1,4000 4,6400 0,4988 60,7080 0,0359 0,0194 0,9640<br />

1,4200 4,4800 0,5487 60,6720 -0,0120 -0,0014 0,9610<br />

1,4400 4,4800 0,5986 60,6720 -0,0598 0,0208 0,9925<br />

1,4600 4,4800 0,6484 60,7440 -0,0956 0,0166 1,0060<br />

1,4800 4,4800 0,6983 60,7920 -0,1076 0,0277 0,9940<br />

1,5000 4,1600 0,7981 60,7800 -0,1315 0,0097 0,9775<br />

1,5200 3,5200 0,8978 60,7680 -0,0956 -0,0070 0,9685<br />

1,5400 3,3600 0,9477 60,7920 -0,0717 0,0055 0,9730<br />

1,5600 3,3600 1,0475 60,8760 -0,0359 0,0097 0,9940<br />

1,5800 3,3600 1,0974 60,9480 0,0239 0,0028 0,9580<br />

1,6000 3,3600 1,1472 60,9960 0,0717 -0,0028 0,9700<br />

1,6200 3,3600 1,2470 61,0560 0,1076 -0,0042 0,9760<br />

1,6400 3,3600 1,2969 61,0560 0,1076 -0,0056 0,9715<br />

1,6600 3,3600 1,3966 61,0080 0,1435 -0,0028 0,9760<br />

1,6800 3,3600 1,4465 60,9720 0,2032 0,0042 0,9640<br />

1,7000 3,3600 1,5463 60,9840 0,2271 0,0042 0,9895<br />

1,7200 5,1200 1,6460 61,0080 0,1913 -0,0141 0,9985<br />

1,7400 5,1200 1,7458 60,9960 0,1913 0,0042 1,0015<br />

1,7600 5,1200 1,8456 60,9120 0,1674 0,0097 1,0015<br />

1,7800 5,1200 1,9453 60,8400 0,1195 -0,0028 0,9625<br />

1,8000 4,9600 1,9952 60,8280 0,0837 0,0139 0,9895<br />

1,8200 4,0000 2,0950 60,8400 0,0837 -0,0183 1,0000<br />

1,8400 3,6800 2,1449 60,8400 0,1195 -0,0127 1,0000<br />

1,8600 3,6800 2,1947 60,8880 0,0837 0,0097 0,9535<br />

1,8800 3,6800 2,3943 60,8640 0,0239 -0,0028 0,9174<br />

1,9000 7,2000 2,5439 60,9120 -0,0598 0,0014 0,9685<br />

1,9200 7,2000 2,6437 60,9720 -0,0478 -0,0028 0,9895<br />

140


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

1,9400 9,4400 2,8432 61,0440 0,0120 0,0111 0,9685<br />

1,9600 9,4400 3,0427 61,1400 0,0598 0,0042 0,9234<br />

1,9800 7,3600 3,2422 61,1640 0,1076 -0,0056 0,9414<br />

2,0000 5,4400 3,2921 61,1280 0,1435 0,0125 0,9655<br />

2,0200 5,4400 3,3919 61,0920 0,1913 -0,0070 0,9414<br />

2,0400 5,4400 3,3919 61,1280 0,2152 -0,0098 0,9084<br />

2,0600 5,4400 3,4417 61,1280 0,3228 -0,0084 0,8904<br />

2,0800 4,9600 3,4417 61,1520 0,3706 -0,0098 0,9189<br />

2,1000 4,0000 3,4417 61,1400 0,4184 -0,0056 0,9520<br />

2,1200 3,3600 3,3919 61,1400 0,4662 -0,0169 0,9505<br />

2,1400 2,8800 3,3420 61,1400 0,4662 -0,0295 0,9354<br />

2,1600 2,5600 3,2921 61,1640 0,5140 -0,0309 0,9129<br />

2,1800 2,5600 3,1425 61,2600 0,5260 -0,0295 0,9474<br />

2,2000 2,5600 2,9928 61,2960 0,5140 -0,0338 0,9775<br />

2,2200 8,1600 2,8432 61,2960 0,4423 -0,0408 0,9760<br />

2,2400 8,1600 2,6437 61,2600 0,3825 -0,0520 0,9429<br />

2,2600 8,9600 2,4940 61,2600 0,3586 -0,0506 0,9459<br />

2,2800 8,9600 2,2446 61,2960 0,3825 -0,0464 0,9805<br />

2,3000 10,8800 2,0451 61,3080 0,3586 -0,0563 0,9850<br />

2,3200 10,7200 1,8955 61,2840 0,3347 -0,0591 1,0060<br />

2,3400 7,6800 1,7458 61,2600 0,2869 -0,0759 0,9715<br />

2,3600 7,6800 1,5463 61,2360 0,2391 -0,0745 0,9535<br />

2,3800 7,6800 1,4465 61,1880 0,2271 -0,0577 0,9700<br />

2,4000 6,0800 1,3468 61,2240 0,2032 -0,0506 0,9835<br />

2,4200 5,7600 1,2470 61,2720 0,2750 -0,0534 0,9580<br />

2,4400 5,7600 1,1472 61,3200 0,3586 -0,0577 0,9189<br />

2,4600 5,7600 1,0974 61,4400 0,3467 -0,0492 0,9565<br />

2,4800 5,2800 0,9976 61,4880 0,3586 -0,0366 0,9910<br />

2,5000 4,1600 0,9477 61,4760 0,4304 -0,0295 0,9820<br />

2,5200 3,5200 0,9477 61,5240 0,4065 -0,0239 0,9309<br />

2,5400 2,8800 0,9477 61,5720 0,3586 -0,0267 0,9565<br />

2,5600 2,5600 0,8978 61,5600 0,3108 -0,0323 1,0120<br />

2,5800 2,5600 0,7981 61,5600 0,2989 -0,0281 0,9865<br />

2,6000 2,5600 0,7482 61,5600 0,2869 -0,0225 0,9054<br />

2,6200 2,5600 0,6983 61,5960 0,2271 -0,0098 0,9595<br />

2,6400 2,5600 0,6983 61,6080 0,1913 -0,0183 1,0195<br />

2,6600 2,5600 0,6983 61,5720 0,2032 -0,0239 0,9895<br />

2,6800 2,5600 0,6983 61,6080 0,2032 -0,0169 0,9565<br />

2,7000 2,5600 0,6983 61,7040 0,1554 -0,0225 0,9474<br />

2,7200 2,4000 0,7981 61,7520 0,1913 -0,0155 0,9730<br />

2,7400 2,2400 0,7981 61,8120 0,2630 -0,0197 1,0015<br />

2,7600 1,9200 0,8480 61,8240 0,2989 -0,0098 0,9895<br />

2,7800 1,7600 0,8978 61,8240 0,2989 0,0028 0,9625<br />

2,8000 1,6000 0,9477 61,8600 0,3108 -0,0127 0,9730<br />

2,8200 1,6000 0,9477 61,9080 0,2869 0,0083 1,0300<br />

2,8400 1,4400 0,9477 61,9080 0,2630 0,0028 1,0856<br />

2,8600 1,2800 0,9477 61,9080 0,2152 -0,0113 1,0330<br />

2,8800 1,2800 0,9477 61,9080 0,1554 -0,0014 0,9459<br />

2,9000 1,1200 0,9477 61,9080 0,1315 -0,0169 0,9474<br />

141


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

2,9200 1,1200 0,9477 61,9200 0,1076 -0,0169 1,0225<br />

2,9400 1,1200 0,9477 61,9080 0,0956 -0,0225 1,0135<br />

2,9600 0,9600 0,9477 61,9200 0,0956 -0,0155 0,8829<br />

2,9800 0,9600 1,0475 61,9560 0,0837 -0,0197 0,8739<br />

3,0000 0,9600 1,0974 61,9680 0,0837 -0,0211 0,9760<br />

3,0200 0,9600 1,1971 61,9680 0,0837 0,0028 0,9955<br />

3,0400 4,3200 1,2969 61,9920 0,1076 -0,0042 0,9474<br />

3,0600 4,3200 1,3468 62,0160 0,1195 -0,0127 0,8949<br />

3,0800 4,3200 1,3966 62,0520 0,1554 -0,0070 0,9489<br />

3,1000 8,8000 1,3966 62,0520 0,2391 -0,0113 0,9505<br />

3,1200 8,8000 1,3966 62,0520 0,2630 0,0319 0,9745<br />

3,1400 7,0400 1,4465 62,0280 0,2750 0,0055 0,9444<br />

3,1600 11,3600 1,6959 62,0280 0,2989 0,0014 0,9339<br />

3,1800 94,2400 2,4441 61,9800 0,3706 -0,0056 0,9985<br />

3,2000 237,6000 4,4393 61,9920 0,4304 -0,0070 1,0616<br />

3,2200 381,2800 8,6792 62,0640 0,4662 -0,0183 1,0375<br />

3,2400 516,0000 15,6624 62,0760 0,4662 -0,0549 0,9610<br />

3,2600 645,6000 25,2893 62,0760 0,4662 -0,1083 0,9520<br />

3,2800 758,2400 37,5100 62,0640 0,4304 -0,1646 1,0240<br />

3,3000 799,6800 51,9254 62,0400 0,4184 -0,2278 1,0450<br />

3,3200 794,5600 67,4880 62,0520 0,3706 -0,2982 0,9670<br />

3,3400 706,8800 83,1504 62,1120 0,3228 -0,3657 0,9324<br />

3,3600 590,0800 97,5658 62,1360 0,2869 -0,4515 0,9399<br />

3,3800 440,3200 109,7865 62,2080 0,2510 -0,4895 0,9580<br />

3,4000 290,8800 119,2638 62,2080 0,2869 -0,4937 0,9489<br />

3,4200 179,5200 125,8500 62,1480 0,4184 -0,5485 0,9309<br />

3,4400 99,0400 130,0500 62,1840 0,5977 -0,5668 0,9249<br />

3,4600 58,8800 132,3500 62,2440 0,8010 -0,5921 0,9264<br />

3,4800 24,4800 133,1500 62,2680 1,0640 -0,6034 0,9880<br />

3,5000 78,8800 132,7000 62,2680 1,3628 -0,6104 0,9790<br />

3,5200 123,8400 131,3000 62,1960 1,7215 -0,6287 0,9429<br />

3,5400 159,2000 129,0000 62,1120 2,1279 -0,6104 0,9474<br />

3,5600 177,9200 126,0500 62,0280 2,5583 -0,6709 0,9384<br />

3,5800 206,8800 122,6057 61,8960 3,0365 -0,6892 0,9535<br />

3,6000 237,6000 118,6153 61,8480 3,5505 -0,6976 0,9054<br />

3,6200 279,8400 113,9765 61,7760 4,0167 -0,7032 0,8964<br />

3,6400 309,9200 108,5894 61,6320 4,4949 -0,7314 0,8574<br />

3,6600 329,2800 102,5539 61,4520 4,9372 -0,7862 0,8303<br />

3,6800 362,4000 96,0694 61,3320 5,3796 -0,7440 0,8874<br />

3,7000 362,7200 89,0363 61,2720 5,7621 -0,7567 0,8273<br />

3,7200 362,7200 81,8536 61,2240 6,1207 -0,8228 0,8273<br />

3,7400 345,2800 74,6209 61,2240 6,4555 -0,7890 0,8589<br />

3,7600 324,3200 67,6875 61,2000 6,7304 -0,7637 0,8679<br />

3,7800 318,8800 61,1034 61,1760 6,9815 -0,7342 0,8889<br />

3,8000 324,1600 54,6688 61,0920 7,1249 -0,7032 0,8514<br />

3,8200 325,4400 48,2342 60,9840 7,2923 -0,7356 0,8438<br />

3,8400 353,7600 41,6500 60,9120 7,4357 -0,7398 0,8498<br />

142


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

3,8600 373,9200 34,7167 60,8400 7,5433 -0,7496 0,8183<br />

3,8800 408,0000 27,3344 60,7320 7,6151 -0,7103 0,8739<br />

3,9000 456,0000 19,3037 60,5880 7,6270 -0,6610 0,8483<br />

3,9200 526,5600 10,3751 60,5280 7,6270 -0,6526 0,8889<br />

3,9400 587,3600 0,1995 60,4320 7,5912 -0,6920 0,9264<br />

3,9600 655,2000 -11,2771 60,3360 7,4716 -0,5921 0,9159<br />

3,9800 728,4800 -24,1079 60,2760 7,3282 -0,5584 0,9474<br />

4,0000 799,2000 -38,3420 60,2640 7,1369 -0,4726 0,9880<br />

4,0200 856,6400 -54,0297 60,2760 6,8619 -0,3924 1,0075<br />

4,0400 858,8800 -70,8200 60,3120 6,5631 -0,3361 0,9790<br />

4,0600 769,4400 -87,8107 60,3840 6,2522 -0,2335 0,9670<br />

4,0800 579,5200 -103,3982 60,4440 5,8577 -0,1027 0,9910<br />

4,1000 381,6000 -115,7277 60,5400 5,3556 0,0028 1,0270<br />

4,1200 215,2000 -124,3484 60,5760 4,8057 0,0985 1,0330<br />

4,1400 137,1200 -129,6500 60,5520 4,2200 0,1859 0,9880<br />

4,1600 103,3600 -133,0000 60,5760 3,5864 0,2940 0,9940<br />

4,1800 68,6400 -135,2000 60,5760 2,9050 0,3592 0,9790<br />

4,2000 54,7200 -136,7500 60,5400 2,1757 0,4563 0,9565<br />

4,2200 34,4000 -137,8500 60,5160 1,4106 0,5187 0,8934<br />

4,2400 12,3200 -138,4000 60,4440 0,5738 0,5881 0,9249<br />

4,2600 9,4400 -138,6500 60,3480 -0,2750 0,6477 0,9535<br />

4,2800 9,4400 -138,9000 60,2760 -1,0879 0,6408 0,9459<br />

4,3000 12,3200 -139,0000 60,1320 -1,8888 0,6657 0,9099<br />

4,3200 21,7600 -138,8000 60,0000 -2,6659 0,6630 0,9219<br />

4,3400 64,1600 -138,2500 59,9760 -3,4668 0,6796 0,9159<br />

4,3600 101,9200 -137,0500 59,9160 -4,2678 0,7517 0,9129<br />

4,3800 148,0000 -135,1000 59,8080 -5,0209 0,8974 0,9535<br />

4,4000 194,5600 -132,3000 59,7360 -5,6904 0,8558 0,8994<br />

4,4200 258,7200 -128,6000 59,6640 -6,3240 0,9237 0,9249<br />

4,4400 338,2400 -123,6969 59,5320 -6,8858 0,9958 0,9489<br />

4,4600 410,2400 -117,2815 59,4600 -7,3999 0,9667 0,9520<br />

4,4800 509,7600 -109,3625 59,3520 -7,9139 1,0042 0,8754<br />

4,5000 616,0000 -99,5890 59,2320 -8,3323 0,9626 0,8919<br />

4,5200 720,8000 -87,7606 59,1000 -8,6671 0,9404 0,8709<br />

4,5400 784,1600 -73,9274 58,9080 -8,9540 0,9112 0,8544<br />

4,5600 815,3600 -58,6407 58,7400 -9,1811 0,8988 0,8183<br />

4,5800 820,9600 -42,5521 58,6560 -9,4202 0,8835 0,8393<br />

4,6000 808,9600 -26,1628 58,5600 -9,5995 0,8696 0,8198<br />

4,6200 765,6000 -9,9739 58,4880 -9,7191 0,7573 0,8213<br />

4,6400 700,0000 5,4868 58,4400 -9,8625 0,7448 0,8108<br />

4,6600 616,4800 19,7526 58,3440 -9,9342 0,7406 0,8363<br />

4,6800 500,4800 32,4222 58,2720 -9,9342 0,7240 0,8168<br />

4,7000 389,2800 42,8970 58,3200 -9,9582 0,6852 0,8619<br />

4,7200 334,7200 51,3767 58,3560 -9,8984 0,6089 1,0135<br />

4,7400 178,5600 58,2103 58,4040 -9,7788 0,6214 0,8964<br />

4,7600 78,7200 62,3504 58,5000 -9,5637 0,6380 0,6351<br />

4,7800 24,0000 63,8468 58,5240 -9,2767 0,6061 0,8093<br />

4,8000 90,4000 63,6971 58,4880 -8,9181 0,6089 0,9489<br />

143


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

4,8200 157,1200 62,1508 58,4640 -8,4997 0,5673 0,9745<br />

4,8400 173,9200 59,4074 58,4880 -7,9737 0,4619 0,8093<br />

4,8600 204,1600 56,0156 58,5720 -7,3760 0,5312 0,9745<br />

4,8800 221,2800 52,0750 58,6440 -6,7185 0,4313 1,0556<br />

4,9000 209,2800 47,8352 58,6440 -5,9773 0,3329 1,0165<br />

4,9200 206,4000 43,5954 58,6680 -5,1644 0,3190 0,9865<br />

4,9400 215,2000 39,4553 58,7040 -4,3634 0,2982 0,9159<br />

4,9600 188,3200 35,2654 58,7400 -3,5864 0,2205 0,9414<br />

4,9800 179,8400 31,3747 58,7880 -2,8093 0,1401 1,0616<br />

5,0000 174,4000 27,7334 58,8480 -1,9964 0,0985 1,1396<br />

5,0200 148,0000 24,2418 58,9680 -1,2194 -0,0084 1,0090<br />

5,0400 125,4400 21,1991 59,0520 -0,5499 -0,0858 0,9099<br />

5,0600 111,0400 18,5555 59,0520 0,0717 -0,0830 0,9640<br />

5,0800 82,2400 16,3607 59,0160 0,6216 -0,1392 1,0360<br />

5,1000 51,0400 14,6648 59,0520 1,0998 -0,1364 1,0511<br />

5,1200 38,7200 13,4677 59,1240 1,3987 -0,1632 0,9700<br />

5,1400 33,4400 12,6696 59,1720 1,6617 -0,1786 0,8949<br />

5,1600 18,0800 12,1708 59,1240 1,8769 -0,2039 0,9159<br />

5,1800 12,4800 11,8715 59,1480 2,0562 -0,1828 0,9955<br />

5,2000 12,4800 11,5722 59,1960 2,1279 -0,1758 1,0210<br />

5,2200 13,2800 11,3228 59,1600 2,1040 -0,1772 0,9700<br />

5,2400 14,4000 11,0734 59,1480 2,0442 -0,1899 0,8979<br />

5,2600 18,2400 10,7741 59,1480 1,9247 -0,1983 0,9595<br />

5,2800 17,9200 10,3751 59,1480 1,8171 -0,1828 1,0435<br />

5,3000 17,9200 10,0259 59,1240 1,6856 -0,1800 1,0135<br />

5,3200 9,7600 9,8264 59,0760 1,5780 -0,1617 0,9219<br />

5,3400 9,6000 9,6269 59,0280 1,4465 -0,1744 0,9489<br />

5,3600 9,6000 9,4274 59,0400 1,3150 -0,1800 1,0375<br />

5,3800 6,7200 9,2777 59,0760 1,1835 -0,1632 1,0435<br />

5,4000 4,9600 9,2777 59,1240 1,0161 -0,1477 0,9670<br />

5,4200 4,0000 9,3276 59,1480 0,8846 -0,1378 0,9324<br />

5,4400 3,3600 9,3276 59,1360 0,7890 -0,1547 0,9730<br />

5,4600 2,8800 9,3276 59,1720 0,7292 -0,1533 1,0060<br />

5,4800 2,8800 9,1780 59,2200 0,6934 -0,1280 1,0015<br />

5,5000 14,2400 8,9785 59,3040 0,6575 -0,1139 0,9715<br />

5,5200 21,2800 8,6293 59,3880 0,6097 -0,1055 0,9309<br />

5,5400 29,2800 8,1804 59,4600 0,5738 -0,0816 0,9595<br />

5,5600 37,6000 7,5818 59,5320 0,5380 -0,0886 0,9970<br />

5,5800 37,9200 6,8336 59,5080 0,5260 -0,0577 0,9940<br />

5,6000 39,8400 6,1353 59,4480 0,4782 -0,0464 0,9535<br />

5,6200 42,4000 5,3372 59,4600 0,4782 -0,0422 0,9775<br />

5,6400 47,0400 4,4892 59,4720 0,4901 -0,0281 1,0150<br />

5,6600 47,3600 3,5415 59,4840 0,4782 -0,0155 0,9715<br />

5,6800 39,5200 2,6935 59,5080 0,4782 -0,0155 0,9429<br />

5,7000 36,1600 1,8955 59,4720 0,4662 -0,0155 0,9730<br />

5,7200 34,2400 1,1472 59,4000 0,4184 -0,0155 0,9640<br />

5,7400 20,6400 0,4988 59,3640 0,3467 0,0111 0,9835<br />

5,7600 17,1200 0,0499 59,3280 0,3347 -0,0028 0,9670<br />

5,7800 14,5600 -0,3007 59,3160 0,3347 -0,0113 0,9760<br />

144


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

5,8000 11,0400 -0,5012 59,3520 0,3228 -0,0014 0,9730<br />

5,8200 7,2000 -0,5513 59,4000 0,2750 0,0111 0,9670<br />

5,8400 5,2800 -0,5513 59,4360 0,2391 0,0180 0,9745<br />

5,8600 4,1600 -0,6014 59,4480 0,2032 0,0264 1,0240<br />

5,8800 3,5200 -0,6516 59,4480 0,1315 0,0180 1,0345<br />

5,9000 2,8800 -0,6516 59,4600 0,0717 0,0055 1,0751<br />

5,9200 2,8800 -0,7518 59,5080 0,0598 0,0139 1,0886<br />

5,9400 2,8800 -0,8520 59,5800 0,0598 0,0388 0,8754<br />

5,9600 2,8800 -0,9022 59,6040 0,0837 0,0291 0,7748<br />

5,9800 2,8800 -0,9022 59,6400 0,0359 -0,0028 0,9865<br />

6,0000 4,1600 -1,0024 59,6520 0,0239 0,0083 1,1231<br />

6,0200 4,1600 -1,0024 59,6280 0,0598 0,0374 0,9640<br />

6,0400 4,1600 -1,0024 59,6400 0,1195 0,0347 0,8709<br />

6,0600 4,1600 -1,0024 59,6760 0,1435 0,0319 1,0015<br />

6,0800 4,1600 -1,0024 59,7240 0,1674 0,0416 1,0345<br />

6,1000 4,0000 -1,0024 59,7840 0,1315 0,0333 0,9505<br />

6,1200 3,3600 -1,0024 59,8080 0,0837 0,0361 0,8483<br />

6,1400 2,8800 -1,0024 59,7600 0,0837 0,0499 0,8018<br />

6,1600 2,5600 -1,0024 59,7600 0,0717 0,0250 1,0135<br />

6,1800 2,2400 -1,0525 59,7840 0,1076 0,0319 1,1517<br />

6,2000 2,0800 -1,0525 59,7720 0,1195 0,0166 1,0796<br />

6,2200 2,0800 -1,0024 59,8200 0,0598 0,0236 0,9024<br />

6,2400 2,0800 -0,9523 59,8680 0,0359 0,0361 0,8589<br />

6,2600 2,0800 -0,9022 59,9040 0,0598 0,0250 1,0135<br />

6,2800 2,0800 -0,9022 59,9160 0,0717 0,0277 1,1111<br />

6,3000 2,0800 -0,9022 59,9160 0,1195 0,0125 1,0405<br />

6,3200 2,0800 -0,8019 59,8920 0,1793 0,0153 0,9159<br />

6,3400 2,0800 -0,7017 59,8800 0,1793 0,0208 0,9234<br />

6,3600 2,0800 -0,6516 59,8920 0,1793 0,0458 1,0375<br />

6,3800 2,0800 -0,6516 59,8680 0,1674 0,0444 1,0841<br />

6,4000 2,0800 -0,6516 59,8680 0,1674 0,0208 1,0315<br />

6,4200 2,0800 -0,6014 59,8320 0,2271 0,0083 0,9219<br />

6,4400 2,0800 -0,5012 59,7720 0,2152 0,0277 0,8829<br />

6,4600 2,0800 -0,4511 59,7360 0,1674 0,0485 1,0045<br />

6,4800 2,0800 -0,3508 59,7840 0,1674 0,0555 1,0420<br />

6,5000 4,3200 -0,2506 59,8680 0,1793 0,0250 0,9535<br />

6,5200 4,3200 -0,1504 59,9280 0,1315 0,0139 0,9459<br />

6,5400 4,3200 -0,1002 59,9520 0,1435 0,0347 1,0360<br />

6,5600 4,3200 0,0000 59,9760 0,1195 0,0610 1,0676<br />

6,5800 4,6400 0,0998 59,9760 0,0717 0,0527 0,9655<br />

6,6000 4,6400 0,2494 59,9880 0,0717 0,0264 0,9925<br />

6,6200 10,2400 0,4489 60,0000 0,0120 0,0333 1,0315<br />

6,6400 10,2400 0,6484 59,9760 -0,0478 0,0583 0,9099<br />

6,6600 12,6400 0,8978 59,9640 -0,0717 0,0735 0,8739<br />

6,6800 10,8800 1,0974 59,8680 -0,1195 0,0583 0,9925<br />

6,7000 7,0400 1,1971 59,7600 -0,1315 0,0166 0,9985<br />

6,7200 5,6000 1,2969 59,7720 -0,1435 -0,0028 0,8979<br />

6,7400 5,6000 1,3966 59,8440 -0,1554 0,0347 0,8348<br />

6,7600 5,6000 1,3966 59,9040 -0,1554 0,0416 0,9054<br />

145


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

6,7800 5,6000 1,4465 59,9520 -0,1195 0,0361 0,9595<br />

6,8000 4,6400 1,4465 59,9400 -0,1195 0,0055 0,8994<br />

6,8200 3,8400 1,4465 59,9520 -0,1076 0,0028 0,8408<br />

6,8400 3,2000 1,4465 60,0000 -0,0478 0,0097 0,8243<br />

6,8600 2,7200 1,3966 60,0360 -0,0120 -0,0014 0,8934<br />

6,8800 2,4000 1,3468 60,0720 0,0120 0,0222 0,9474<br />

6,9000 2,0800 1,3468 60,1560 0,0478 -0,0056 0,9174<br />

6,9200 1,9200 1,3468 60,1320 0,1076 0,0222 0,8739<br />

6,9400 1,7600 1,2969 60,0480 0,1435 -0,0366 0,8483<br />

6,9600 1,7600 1,1971 59,9640 0,1674 0,0014 0,9625<br />

6,9800 1,7600 1,1472 59,9280 0,1554 -0,0014 1,0060<br />

7,0000 1,7600 1,0475 59,9520 0,1435 0,0042 0,9309<br />

7,0200 6,4000 0,8978 59,9520 0,1793 0,0208 0,9535<br />

7,0400 6,4000 0,6983 59,9280 0,1793 -0,0338 0,9520<br />

7,0600 9,7600 0,4988 59,8920 0,2152 0,0028 1,0480<br />

7,0800 9,7600 0,3492 59,8440 0,2630 -0,0267 0,9474<br />

7,1000 8,0000 0,2993 59,7840 0,2989 0,0291 0,9084<br />

7,1200 5,6000 0,2993 59,8440 0,2510 -0,0225 0,9940<br />

7,1400 4,4800 0,3492 59,9160 0,2391 -0,0211 1,0495<br />

7,1600 3,6800 0,4489 59,9520 0,2510 0,0083 1,1336<br />

7,1800 3,3600 0,4988 60,0000 0,2510 0,0236 1,0931<br />

7,2000 3,3600 0,5986 60,0480 0,2510 0,0791 1,0736<br />

7,2200 3,3600 0,6983 60,0960 0,2152 0,0250 0,9580<br />

7,2400 3,3600 0,6983 60,1560 0,2032 0,0222 1,0405<br />

7,2600 3,3600 0,6484 60,2280 0,1793 0,0541 1,1517<br />

7,2800 3,3600 0,6484 60,3360 0,0837 0,0153 1,1156<br />

7,3000 3,0400 0,5986 60,3960 0,0478 0,0721 0,9459<br />

7,3200 2,7200 0,5487 60,3480 0,1195 0,0097 0,9805<br />

7,3400 2,4000 0,5487 60,3000 0,1793 -0,0084 1,0856<br />

7,3600 2,2400 0,5487 60,2760 0,1435 0,0125 1,0736<br />

7,3800 2,2400 0,6484 60,2640 0,1435 0,0416 0,9895<br />

7,4000 10,4000 0,8480 60,2640 0,1674 0,0264 0,8694<br />

7,4200 10,4000 0,9976 60,2400 0,1554 0,0319 0,9219<br />

7,4400 11,0400 0,9477 60,2880 0,1913 0,0680 0,9159<br />

7,4600 11,0400 0,9477 60,3480 0,1674 -0,0014 0,9850<br />

7,4800 11,3600 0,8480 60,3000 0,2032 0,0111 0,9459<br />

7,5000 10,8800 0,6983 60,3000 0,2391 0,0583 0,8619<br />

7,5200 8,0000 0,5487 60,3600 0,1913 0,0097 0,8348<br />

7,5400 15,5200 0,3492 60,3840 0,1674 0,0083 0,9399<br />

7,5600 15,5200 0,0499 60,3960 0,2391 0,0277 1,0225<br />

7,5800 12,0000 -0,2005 60,4080 0,2510 0,0153 0,9114<br />

7,6000 12,0000 -0,4511 60,3600 0,2510 0,0347 0,8904<br />

7,6200 13,2800 -0,7017 60,3240 0,3108 -0,0014 0,9309<br />

7,6400 20,1600 -1,0525 60,3360 0,2750 -0,0113 0,9955<br />

7,6600 10,8800 -1,3532 60,3600 0,2630 0,0028 1,0225<br />

7,6800 10,4000 -1,5537 60,3960 0,2152 -0,0042 0,9610<br />

7,7000 10,4000 -1,7041 60,3840 0,1315 0,0208 0,8679<br />

7,7200 6,8800 -1,8043 60,3600 0,0956 0,0319 0,9204<br />

7,7400 5,6000 -1,9046 60,3720 0,0956 0,0361 1,1036<br />

146


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Veloc Vol<br />

(graus/s)<br />

Âng.<br />

Volante<br />

(grau)<br />

Vel.<br />

Longitudinal<br />

(Km/h)<br />

Vel.<br />

Transv.<br />

(Km/h)<br />

138<br />

Acel. em<br />

Y (g)<br />

Acel. em<br />

Z (g)<br />

7,7600 5,6000 -2,0549 60,4320 0,0359 -0,0113 1,0180<br />

7,7800 5,6000 -2,1051 60,4680 0,0000 -0,0295 0,9535<br />

7,8000 5,6000 -2,0549 60,4560 -0,0239 0,0402 0,9715<br />

7,8200 4,6400 -1,9046 60,5160 -0,1435 0,0069 1,0105<br />

7,8400 3,8400 -1,9046 60,4680 -0,1435 0,0402 1,0030<br />

7,8600 3,8400 -1,8043 60,3840 -0,1076 0,0499 0,9384<br />

7,8800 3,8400 -1,7542 60,3840 -0,0359 0,0166 0,9895<br />

7,9000 3,8400 -1,7041 60,3960 0,0239 0,0083 0,9520<br />

7,9200 3,8400 -1,6540 60,3960 0,0478 0,0846 1,0901<br />

7,9400 3,8400 -1,6038 60,3960 0,0000 0,0305 0,9955<br />

7,9600 3,5200 -1,5036 60,3240 -0,0239 0,0305 0,9444<br />

7,9800 3,5200 -1,4034 60,3480 -0,0478 0,0319 0,9895<br />

8,0000 3,5200 -1,3532 60,3960 -0,0717 0,0680 0,9835<br />

8,0200 3,5200 -1,2530 60,3720 -0,0359 0,0693 1,0030<br />

8,0400 3,5200 -1,2029 60,3600 -0,0359 0,0444 0,9565<br />

8,0600 3,5200 -1,1528 60,3960 -0,0598 0,0388 1,0030<br />

8,0800 3,0400 -1,2029 60,3720 -0,0717 0,0028 0,9790<br />

8,1000 2,7200 -1,2029 60,4200 -0,1195 0,0388 0,9550<br />

8,1200 2,4000 -1,2029 60,4800 -0,1435 0,0555 0,9625<br />

8,1400 2,0800 -1,1528 60,4680 -0,1315 0,0291 0,9775<br />

8,1600 1,9200 -1,1026 60,4800 -0,1315 0,0277 1,0240<br />

8,1800 1,7600 -1,1026 60,4920 -0,1315 -0,0014 1,0105<br />

8,2000 1,6000 -1,1026 60,4920 -0,1076 0,0361 0,9700<br />

8,2200 1,6000 -1,0024 60,5400 -0,0837 0,0250 0,9850<br />

8,2400 1,6000 -1,0024 60,6120 -0,0359 0,0153 0,9790<br />

8,2600 1,6000 -1,0024 60,6600 0,0239 0,0180 0,9595<br />

8,2800 1,6000 -1,0024 60,7200 0,0478 0,0097 1,0030<br />

8,3000 1,6000 -1,0024 60,7320 0,1435 0,0055 0,9955<br />

8,3200 1,6000 -1,0024 60,6600 0,1793 0,0153 0,9955<br />

8,3400 1,6000 -1,0024 60,6600 0,2152 0,0236 0,9790<br />

8,3600 1,6000 -1,0024 60,7080 0,2032 0,0222 0,9820<br />

8,3800 1,6000 -0,9022 60,7560 0,2152 0,0042 0,9925<br />

8,4000 1,6000 -0,9022 60,8040 0,2032 0,0208 0,9985<br />

147


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

0,0000 0,6525 -1,6098 -0,5217 -0,0360 0,0546<br />

0,0200 -0,9253 -1,3951 -0,5217 0,0124 0,0113<br />

0,0400 -3,0372 -1,0732 -0,5652 0,0757 -0,0474<br />

0,0600 -8,2190 -0,7083 -0,5870 0,2338 -0,1813<br />

0,0800 -8,3714 -0,4507 -0,6087 0,2378 -0,1912<br />

0,1000 -0,7076 -0,4078 -0,6522 0,0017 -0,0072<br />

0,1200 2,8603 -0,5795 -0,6522 -0,1076 0,0831<br />

0,1400 1,1310 -0,9229 -0,6304 -0,0540 0,0496<br />

0,1600 1,0223 -1,1590 -0,6304 -0,0506 0,0527<br />

0,1800 2,7950 -1,5025 -0,6522 -0,1056 0,1038<br />

0,2000 3,1213 -2,3396 -0,7174 -0,1176 0,1319<br />

0,2200 2,1207 -2,6401 -0,7609 -0,0883 0,1149<br />

0,2400 2,6862 -1,8244 -0,6957 -0,1036 0,1089<br />

0,2600 3,5019 -1,4810 -0,6304 -0,1266 0,1203<br />

0,2800 2,8059 -1,9961 -0,6304 -0,1053 0,1159<br />

0,3000 0,8918 -2,1678 -0,6087 -0,0460 0,0739<br />

0,3200 -0,6423 -1,9961 -0,6087 0,0010 0,0327<br />

0,3400 -1,0124 -2,1035 -0,5870 0,0130 0,0263<br />

0,3600 -1,4479 -2,3610 -0,5652 0,0270 0,0220<br />

0,3800 -2,0575 -2,2752 -0,5435 0,0464 0,0053<br />

0,4000 -2,7868 -2,1464 -0,5217 0,0694 -0,0155<br />

0,4200 -4,0279 -2,3825 -0,4783 0,1088 -0,0397<br />

0,4400 -5,5737 -2,6186 -0,4348 0,1575 -0,0714<br />

0,4600 -5,8350 -2,6830 -0,3913 0,1668 -0,0761<br />

0,4800 -4,8226 -2,5971 -0,4348 0,1344 -0,0537<br />

0,5000 -5,4213 -2,5971 -0,4565 0,1521 -0,0682<br />

0,5200 -5,9765 -2,6186 -0,4565 0,1691 -0,0811<br />

0,5400 -1,4696 -2,6830 -0,5000 0,0297 0,0293<br />

0,5600 1,3703 -2,8547 -0,5652 -0,0593 0,1020<br />

0,5800 1,0875 -3,0693 -0,5870 -0,0513 0,1004<br />

0,6000 0,5546 -3,0908 -0,5652 -0,0343 0,0880<br />

0,6200 0,1305 -2,9620 -0,5435 -0,0207 0,0747<br />

0,6400 -0,1960 -3,0479 -0,5435 -0,0106 0,0689<br />

0,6600 0,6960 -3,1123 -0,5435 -0,0380 0,0920<br />

0,6800 2,0555 -2,4254 -0,5217 -0,0790 0,1082<br />

0,7000 2,7515 -2,0176 -0,4783 -0,0990 0,1151<br />

0,7200 2,4144 -2,1464 -0,4565 -0,0880 0,1101<br />

0,7400 1,3051 -2,2537 -0,4348 -0,0533 0,0859<br />

0,7600 1,4247 -2,2752 -0,4348 -0,0570 0,0893<br />

0,7800 2,4796 -2,2752 -0,4565 -0,0900 0,1148<br />

0,8000 3,6107 -2,1893 -0,4565 -0,1246 0,1400<br />

0,8200 4,0566 -2,1035 -0,4348 -0,1376 0,1487<br />

0,8400 3,3823 -2,1249 -0,4348 -0,1170 0,1330<br />

0,8600 2,4905 -2,2322 -0,4783 -0,0910 0,1140<br />

0,8800 1,6531 -2,3396 -0,5652 -0,0680 0,0964<br />

0,9000 0,2501 -2,3181 -0,5000 -0,0230 0,0620<br />

0,9200 -0,2504 -2,2537 -0,4348 -0,0056 0,0484<br />

0,9400 -0,9471 -2,1893 -0,4130 0,0164 0,0300<br />

148


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

0,9600 -3,2332 -2,1464 -0,3913 0,0871 -0,0262<br />

0,9800 -5,4975 -2,1464 -0,3913 0,1565 -0,0809<br />

1,0000 -7,4679 -2,1464 -0,4565 0,2148 -0,1285<br />

1,0200 -8,0775 -2,2108 -0,4783 0,2328 -0,1417<br />

1,0400 -6,2486 -2,4254 -0,5870 0,1735 -0,0923<br />

1,0600 -4,7137 -2,4254 0,0430 0,1457 -0,0553<br />

1,0800 -3,2767 -2,4039 1,7615 0,1544 -0,0211<br />

1,1000 -2,5691 -2,5542 0,9023 0,1064 -0,0004<br />

1,1200 -2,2643 -2,7474 -0,0217 0,0687 0,0117<br />

1,1400 -2,8957 -2,8976 -0,2826 0,0801 0,0000<br />

1,1600 -3,9190 -2,8332 -0,2826 0,1114 -0,0262<br />

1,1800 -3,5598 -2,4683 -0,2826 0,1004 -0,0264<br />

1,2000 -2,1555 -2,1893 -0,3696 0,0547 0,0008<br />

1,2200 -0,5334 -1,9961 -0,4130 0,0037 0,0353<br />

1,2400 -0,6532 -1,9532 -0,3913 0,0080 0,0314<br />

1,2600 -1,6982 -1,9532 -0,3696 0,0407 0,0062<br />

1,2800 -0,9689 -2,0391 -0,3478 0,0190 0,0258<br />

1,3000 1,3703 -2,1249 -0,4130 -0,0546 0,0844<br />

1,3200 3,5563 -2,0391 -0,5217 -0,1249 0,1351<br />

1,3400 3,6215 -1,9317 -0,5652 -0,1283 0,1341<br />

1,3600 1,4791 -1,8674 -0,5652 -0,0626 0,0808<br />

1,3800 -0,3484 -1,9317 -0,5217 -0,0053 0,0382<br />

1,4000 -0,1524 -2,1035 -0,5000 -0,0107 0,0471<br />

1,4200 0,2175 -2,0176 -0,5217 -0,0227 0,0540<br />

1,4400 -0,6858 -1,7600 -0,5652 0,0037 0,0259<br />

1,4600 -2,3296 -1,6098 -0,6087 0,0527 -0,0174<br />

1,4800 -3,2332 -1,6527 -0,6087 0,0804 -0,0382<br />

1,5000 -2,9066 -1,9103 -0,5870 0,0711 -0,0241<br />

1,5200 -1,5894 -2,1035 -0,5652 0,0314 0,0124<br />

1,5400 -1,2737 -2,0605 -0,5435 0,0224 0,0190<br />

1,5600 -2,1990 -2,1035 -0,4783 0,0527 -0,0023<br />

1,5800 -2,6344 -2,2322 -0,4130 0,0681 -0,0097<br />

1,6000 -1,7853 -2,3396 -0,3696 0,0434 0,0134<br />

1,6200 -0,7294 -2,3825 -0,3043 0,0130 0,0399<br />

1,6400 -0,1306 -2,3396 -0,3261 -0,0060 0,0533<br />

1,6600 -0,9253 -2,2108 -0,4130 0,0157 0,0310<br />

1,6800 -2,3079 -2,1464 -0,4565 0,0567 -0,0039<br />

1,7000 -2,1446 -2,2537 -0,5435 0,0491 0,0026<br />

1,7200 -1,1648 -2,3181 -0,6957 0,0144 0,0278<br />

1,7400 -1,4914 -2,2108 -0,7174 0,0237 0,0174<br />

1,7600 -3,5380 -2,1249 -0,7174 0,0864 -0,0341<br />

1,7800 -4,7572 -2,1035 -0,7174 0,1238 -0,0641<br />

1,8000 -4,5831 -2,1678 -0,7174 0,1184 -0,0583<br />

1,8200 -3,2767 -2,3396 -0,6957 0,0791 -0,0226<br />

1,8400 -1,8942 -2,3396 -0,7391 0,0354 0,0108<br />

1,8600 -1,4370 -2,2752 -0,7391 0,0214 0,0202<br />

1,8800 -0,7511 -2,3825 -0,6522 0,0030 0,0394<br />

1,9000 1,5334 -2,6186 -0,6304 -0,0663 0,1003<br />

1,9200 4,0348 -2,7903 -0,6087 -0,1423 0,1648<br />

149


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

1,9400 5,0571 -2,8118 -0,6087 -0,1736 0,1900<br />

1,9600 4,4263 -2,8118 -0,5652 -0,1529 0,1748<br />

1,9800 3,4258 -2,7044 -0,5000 -0,1203 0,1480<br />

2,0000 3,4149 -2,6615 -0,4783 -0,1193 0,1467<br />

2,0200 4,4372 -2,5971 -0,4565 -0,1499 0,1698<br />

2,0400 5,2529 -2,2966 -0,4130 -0,1736 0,1823<br />

2,0600 5,0353 -2,0820 -0,3261 -0,1643 0,1718<br />

2,0800 4,3828 -2,0605 -0,1739 -0,1396 0,1556<br />

2,1000 4,1762 -2,1893 0,0430 -0,1266 0,1537<br />

2,1200 4,8831 -2,2537 0,2363 -0,1424 0,1723<br />

2,1400 4,5677 -2,2108 0,3222 -0,1301 0,1637<br />

2,1600 2,5340 -2,1249 0,3867 -0,0658 0,1125<br />

2,1800 -0,8709 -2,0391 0,7948 0,0510 0,0282<br />

2,2000 -4,3000 -1,9747 1,1815 0,1680 -0,0561<br />

2,2200 -5,6608 -1,9532 1,3963 0,2162 -0,0895<br />

2,2400 -5,6281 -1,9103 1,4393 0,2165 -0,0898<br />

2,2600 -6,7821 -1,8459 1,5038 0,2539 -0,1192<br />

2,2800 -9,0464 -1,8244 2,0408 0,3397 -0,1744<br />

2,3000 -9,8084 -1,8888 2,7497 0,3848 -0,1912<br />

2,3200 -9,2750 -2,1678 2,9431 0,3743 -0,1716<br />

2,3400 -8,4150 -2,4898 2,9646 0,3487 -0,1431<br />

2,3600 -8,3061 -2,5327 2,9860 0,3460 -0,1394<br />

2,3800 -8,7851 -2,4469 2,9860 0,3607 -0,1530<br />

2,4000 -8,6762 -2,5542 3,0290 0,3586 -0,1478<br />

2,4200 -7,0651 -2,6830 3,1794 0,3139 -0,1058<br />

2,4400 -4,7355 -2,6615 3,5231 0,2530 -0,0501<br />

2,4600 -3,5489 -2,5757 3,6090 0,2193 -0,0235<br />

2,4800 -3,9626 -2,5113 2,3416 0,1932 -0,0350<br />

2,5000 -4,5722 -2,4683 1,0311 0,1717 -0,0508<br />

2,5200 -4,0279 -2,4039 0,9882 0,1537 -0,0392<br />

2,5400 -3,2332 -2,3396 1,3749 0,1412 -0,0216<br />

2,5600 -4,7572 -2,1464 0,7948 0,1701 -0,0630<br />

2,5800 -7,2393 -1,8888 0,0000 0,2218 -0,1292<br />

2,6000 -7,3590 -1,7386 -0,2174 0,2188 -0,1357<br />

2,6200 -6,0962 -1,7600 -0,2391 0,1795 -0,1047<br />

2,6400 -5,0947 -1,8459 -0,1522 0,1514 -0,0784<br />

2,6600 -4,7899 -1,8244 -0,0435 0,1454 -0,0716<br />

2,6800 -5,1274 -1,7815 -0,1522 0,1524 -0,0808<br />

2,7000 -5,1383 -1,9961 -0,3043 0,1481 -0,0759<br />

2,7200 -4,1585 -2,2752 -0,3696 0,1161 -0,0455<br />

2,7400 -2,9175 -2,2537 -0,3696 0,0781 -0,0160<br />

2,7600 -2,0901 -2,1464 -0,3696 0,0527 0,0014<br />

2,7800 -2,4929 -2,1893 -0,3913 0,0644 -0,0073<br />

2,8000 -4,0714 -2,2752 -0,4783 0,1101 -0,0434<br />

2,8200 -6,3902 -2,2966 -0,5217 0,1798 -0,0988<br />

2,8400 -9,1226 -2,2966 -0,5435 0,2629 -0,1648<br />

2,8600 -10,7337 -2,2322 -0,6304 0,3096 -0,2053<br />

2,8800 -11,3325 -2,1249 -0,6087 0,3286 -0,2223<br />

2,9000 -11,4631 -1,9747 -0,5000 0,3359 -0,2291<br />

150


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

2,9200 -10,0479 -1,9317 -0,4348 0,2945 -0,1960<br />

2,9400 -7,3373 -2,1035 -0,4348 0,2115 -0,1264<br />

2,9600 -2,7324 -2,4898 -0,3913 0,0717 -0,0059<br />

2,9800 0,6743 -2,8547 0,1719 -0,0154 0,0852<br />

3,0000 1,6857 -2,9620 0,9023 -0,0240 0,1122<br />

3,0200 2,8167 -2,9835 1,1171 -0,0521 0,1400<br />

3,0400 3,6759 -2,9835 0,7948 -0,0883 0,1608<br />

3,0600 3,0016 -2,7903 0,4296 -0,0788 0,1398<br />

3,0800 1,0223 -2,4683 0,1504 -0,0267 0,0843<br />

3,1000 -0,4246 -1,9317 -0,1304 0,0090 0,0364<br />

3,1200 -1,4479 -1,6313 -0,2391 0,0370 0,0044<br />

3,1400 -2,8848 -1,5454 -0,3261 0,0784 -0,0323<br />

3,1600 -4,7790 -1,4595 -0,3043 0,1371 -0,0801<br />

3,1800 -6,3140 -1,5025 -0,3043 0,1841 -0,1162<br />

3,2000 -7,8707 -1,7171 -0,3043 0,2318 -0,1486<br />

3,2200 -8,6545 -1,8674 -0,3478 0,2545 -0,1639<br />

3,2400 -8,6000 -1,9532 -0,4130 0,2508 -0,1605<br />

3,2600 -8,9811 -2,1893 -0,3913 0,2632 -0,1640<br />

3,2800 -10,2438 -2,4898 -0,3913 0,3019 -0,1872<br />

3,3000 -11,3216 -2,7688 -0,3913 0,3349 -0,2065<br />

3,3200 -11,0821 -3,0049 -0,3696 0,3282 -0,1950<br />

3,3400 -11,7788 -3,5630 -0,1522 0,3562 -0,1984<br />

3,3600 -13,8036 -4,5289 0,9237 0,4512 -0,2239<br />

3,3800 -15,3386 -5,4947 3,4157 0,5746 -0,2377<br />

3,4000 -17,0803 -8,6070 7,2395 0,7451 -0,2046<br />

3,4200 -19,6604 -14,0159 12,0301 0,9709 -0,1363<br />

3,4400 -22,2077 -18,2443 16,5199 1,1864 -0,0957<br />

3,4600 -25,2667 -20,6911 21,6756 1,4380 -0,1105<br />

3,4800 -30,0675 -25,0054 26,5091 1,7329 -0,1222<br />

3,5000 -34,9880 -28,3537 31,2782 2,0295 -0,1602<br />

3,5200 -37,5136 -28,8689 35,5532 2,2376 -0,2087<br />

3,5400 -38,6131 -29,5986 39,6563 2,3967 -0,2177<br />

3,5600 -39,8324 -29,4698 43,1579 2,5411 -0,2502<br />

3,5800 -41,6830 -27,7527 45,7358 2,6765 -0,3363<br />

3,6000 -42,5539 -26,2503 47,6477 2,7616 -0,3936<br />

3,6200 -42,6845 -25,2200 49,1300 2,8109 -0,4217<br />

3,6400 -41,8136 -23,6961 49,9248 2,8086 -0,4374<br />

3,6600 -40,5182 -21,0775 50,8271 2,7965 -0,4694<br />

3,6800 -41,6395 -18,2657 51,5360 2,8525 -0,5643<br />

3,7000 -42,9893 -16,0549 52,3953 2,9200 -0,6503<br />

3,7200 -42,0096 -14,1232 51,7938 2,8717 -0,6733<br />

3,7400 -40,6488 -12,0841 50,2041 2,7815 -0,6897<br />

3,7600 -40,6379 -10,9466 49,8818 2,7713 -0,7169<br />

3,7800 -41,9769 -9,5729 50,8271 2,8411 -0,7823<br />

3,8000 -42,9784 -8,3280 52,0945 2,9105 -0,8366<br />

3,8200 -42,3906 -8,8216 54,3716 2,9621 -0,8105<br />

3,8400 -40,4855 -9,0577 55,1880 2,9288 -0,7588<br />

151


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

3,8600 -38,7220 -7,6197 55,5961 2,8874 -0,7509<br />

3,8800 -38,7002 -6,4177 56,3480 2,9097 -0,7794<br />

3,9000 -39,3751 -6,8684 57,2073 2,9566 -0,7848<br />

3,9200 -39,7779 -7,8128 57,1214 2,9663 -0,7717<br />

3,9400 -39,7344 -7,9416 56,2406 2,9380 -0,7676<br />

3,9600 -39,8215 -6,6109 54,8657 2,8987 -0,8018<br />

3,9800 -40,6924 -5,7094 52,2019 2,8439 -0,8446<br />

4,0000 -41,9878 -5,0869 49,6026 2,8040 -0,8909<br />

4,0200 -42,2273 -4,4215 48,2277 2,7693 -0,9127<br />

4,0400 -39,7126 -4,0137 45,9506 2,6228 -0,8619<br />

4,0600 -35,4452 -3,6489 42,2127 2,3780 -0,7677<br />

4,0800 -32,2992 -3,1766 40,2578 2,2220 -0,7031<br />

4,1000 -29,4034 -2,6830 37,8733 2,0604 -0,6451<br />

4,1200 -24,7877 -2,2752 31,6864 1,7298 -0,5435<br />

4,1400 -17,7662 -1,9317 23,2438 1,2563 -0,3823<br />

4,1600 -10,2003 -1,4381 14,8657 0,7680 -0,2116<br />

4,1800 -3,1243 -0,5795 6,5951 0,2978 -0,0614<br />

4,2000 4,4589 1,0517 1,1386 -0,1017 0,0823<br />

4,2200 13,8010 4,9581 -0,9130 -0,4508 0,2135<br />

4,2400 24,0892 10,6031 -2,2609 -0,8073 0,3256<br />

4,2600 34,2251 17,3642 -3,8261 -1,1657 0,4071<br />

4,2800 42,3056 25,0912 -5,7174 -1,4711 0,4156<br />

4,3000 48,3089 32,5606 -7,6739 -1,7148 0,3802<br />

4,3200 53,3116 39,4291 -11,2609 -1,9777 0,3352<br />

4,3400 57,4660 45,9970 -15,6739 -2,2398 0,2769<br />

4,3600 61,5008 52,2859 -18,8913 -2,4617 0,2225<br />

4,3800 64,2088 57,1582 -20,2609 -2,5863 0,1702<br />

4,4000 64,9701 61,6656 -19,9783 -2,6010 0,0798<br />

4,4200 64,4698 65,2071 -19,6739 -2,5764 -0,0178<br />

4,4400 63,8499 67,1174 -19,3261 -2,5468 -0,0789<br />

4,4600 64,9266 67,6969 -18,7609 -2,5624 -0,0669<br />

4,4800 66,5797 68,1047 -17,8913 -2,5864 -0,0368<br />

4,5000 67,2648 69,5214 -16,6522 -2,5694 -0,0545<br />

4,5200 66,9712 71,4102 -15,5870 -2,5279 -0,1072<br />

4,5400 66,7428 72,2902 -14,0652 -2,4744 -0,1339<br />

4,5600 67,8630 72,1614 -12,8261 -2,4707 -0,1038<br />

4,5800 69,7336 71,3458 -12,0217 -2,5033 -0,0389<br />

4,6000 71,1691 70,1009 -10,9565 -2,5147 0,0258<br />

4,6200 71,1474 69,5857 -9,5435 -2,4708 0,0377<br />

4,6400 70,5927 69,3926 -8,2174 -2,4133 0,0290<br />

4,6600 69,2985 67,8686 -7,1957 -2,3424 0,0345<br />

4,6800 67,5911 63,2968 -6,2826 -2,2623 0,1037<br />

4,7000 64,9592 57,6089 -5,0000 -2,1425 0,1775<br />

4,7200 55,1387 54,1103 -5,4783 -1,8566 0,0248<br />

4,7400 47,5041 51,4488 -5,3913 -1,6203 -0,0952<br />

4,7600 51,1691 46,3833 -4,2826 -1,6985 0,1156<br />

4,7800 55,5193 39,3432 -3,5652 -1,8097 0,3906<br />

4,8000 55,6824 31,4660 -3,2174 -1,8041 0,5847<br />

4,8200 52,0718 22,9448 -3,0217 -1,6875 0,7032<br />

152


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

4,8400 45,6770 15,0676 -2,7826 -1,4844 0,7390<br />

4,8600 40,7613 5,7094 -2,6957 -1,3313 0,8463<br />

4,8800 37,6291 1,0517 -2,7609 -1,2373 0,8831<br />

4,9000 33,6378 0,4937 -2,6739 -1,1124 0,8002<br />

4,9200 27,8847 0,9873 -2,5435 -0,9322 0,6494<br />

4,9400 22,3056 0,5366 -2,4348 -0,7580 0,5256<br />

4,9600 18,3252 -0,3649 -2,3043 -0,6321 0,4513<br />

4,9800 15,2474 -0,9444 -2,1739 -0,5338 0,3909<br />

5,0000 11,7455 -1,2664 -2,0217 -0,4218 0,3142<br />

5,0200 8,3741 -1,8244 -1,8478 -0,3132 0,2462<br />

5,0400 4,5459 -2,4683 -1,5652 -0,1872 0,1694<br />

5,0600 0,0870 -2,9191 -1,2609 -0,0413 0,0726<br />

5,0800 -3,6795 -3,3269 -0,9348 0,0841 -0,0085<br />

5,1000 -6,5426 -3,8635 -0,6087 0,1818 -0,0647<br />

5,1200 -8,7198 -5,1513 -0,2391 0,2598 -0,0862<br />

5,1400 -10,9514 -6,8040 0,9882 0,3658 -0,1001<br />

5,1600 -12,5735 -6,9328 3,6090 0,4958 -0,1362<br />

5,1800 -13,1069 -6,9328 6,0795 0,5878 -0,1491<br />

5,2000 -13,9451 -7,8772 7,7121 0,6635 -0,1465<br />

5,2200 -15,4039 -9,1007 8,5285 0,7332 -0,1522<br />

5,2400 -16,6340 -9,1865 9,3878 0,7972 -0,1798<br />

5,2600 -18,2343 -7,7699 9,9678 0,8640 -0,2527<br />

5,2800 -20,6945 -6,1172 10,5048 0,9558 -0,3520<br />

5,3000 -21,7396 -4,8938 10,5693 0,9898 -0,4067<br />

5,3200 -21,1844 -4,0352 10,3545 0,9662 -0,4141<br />

5,3400 -21,4348 -3,6918 10,1611 0,9680 -0,4284<br />

5,3600 -22,8826 -3,4342 9,0011 0,9768 -0,4696<br />

5,3800 -23,0895 -3,1552 7,1966 0,9279 -0,4813<br />

5,4000 -21,3150 -2,9191 6,9817 0,8669 -0,4442<br />

5,4200 -18,5500 -2,9620 7,3040 0,7921 -0,3764<br />

5,4400 -16,5469 -3,0693 7,4329 0,7347 -0,3254<br />

5,4600 -15,6760 -3,0049 6,8528 0,6902 -0,3059<br />

5,4800 -14,9902 -2,9405 5,9076 0,6403 -0,2909<br />

5,5000 -13,1287 -2,9405 4,7905 0,5490 -0,2460<br />

5,5200 -9,7213 -2,9405 3,6090 0,4084 -0,1637<br />

5,5400 -6,7385 -3,0049 3,1579 0,3032 -0,0901<br />

5,5600 -6,3357 -2,9620 2,9431 0,2843 -0,0815<br />

5,5800 -6,6732 -2,8547 2,4919 0,2808 -0,0922<br />

5,6000 -6,2595 -2,7688 2,1697 0,2583 -0,0843<br />

5,6200 -5,5084 -2,7903 1,7401 0,2221 -0,0656<br />

5,6400 -4,8552 -2,8332 0,9237 0,1771 -0,0488<br />

5,6600 -4,3218 -2,7044 0,6445 0,1522 -0,0391<br />

5,6800 -4,3871 -2,4469 1,2245 0,1719 -0,0468<br />

5,7000 -3,9952 -2,3610 1,3749 0,1645 -0,0395<br />

5,7200 -2,4058 -2,3396 0,7519 0,0968 -0,0016<br />

5,7400 -1,1104 -2,3610 0,2793 0,0426 0,0302<br />

5,7600 -0,8491 -2,4683 0,1933 0,0319 0,0391<br />

5,7800 -0,9689 -2,4469 0,1933 0,0356 0,0357<br />

5,8000 -1,3608 -2,2537 0,0859 0,0443 0,0216<br />

153


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

5,8200 -1,0342 -2,1249 -0,1522 0,0270 0,0263<br />

5,8400 -1,2628 -2,0605 -0,3478 0,0280 0,0193<br />

5,8600 -5,0076 -2,0391 -0,4130 0,1408 -0,0717<br />

5,8800 -9,2423 -1,9532 -0,4565 0,2692 -0,1760<br />

5,9000 -12,6061 -1,8459 -0,7609 0,3629 -0,2598<br />

5,9200 -15,8611 -1,6313 -1,3696 0,4440 -0,3436<br />

5,9400 -13,0742 -1,5239 -1,4130 0,3573 -0,2789<br />

5,9600 -4,7028 -1,5669 -0,8043 0,1194 -0,0757<br />

5,9800 1,2507 -1,6527 -0,3696 -0,0496 0,0701<br />

6,0000 1,5552 -2,0391 -0,3261 -0,0576 0,0868<br />

6,0200 0,1196 -2,5113 -0,3478 -0,0143 0,0635<br />

6,0400 -0,3701 -2,8547 -0,3478 0,0007 0,0600<br />

6,0600 0,8809 -3,4986 -0,3696 -0,0383 0,1057<br />

6,0800 1,7183 -3,4986 -0,3696 -0,0640 0,1260<br />

6,1000 -1,2954 -2,4039 -0,3043 0,0304 0,0268<br />

6,1200 -3,6142 -1,4810 -0,1957 0,1047 -0,0515<br />

6,1400 -3,3420 -1,3737 -0,1957 0,0964 -0,0475<br />

6,1600 -2,1555 -1,7600 -0,2826 0,0574 -0,0095<br />

6,1800 -1,9051 -2,0605 -0,3261 0,0484 0,0038<br />

6,2000 -3,3094 -1,9532 -0,3261 0,0914 -0,0327<br />

6,2200 -4,3327 -1,7386 -0,3043 0,1234 -0,0626<br />

6,2400 -3,5924 -1,9747 -0,2826 0,1014 -0,0391<br />

6,2600 -2,6127 -2,2966 -0,2826 0,0714 -0,0076<br />

6,2800 -2,1772 -2,3825 -0,3043 0,0574 0,0050<br />

6,3000 -2,3187 -2,3396 -0,3261 0,0611 0,0005<br />

6,3200 -3,4618 -2,2108 -0,3478 0,0954 -0,0302<br />

6,3400 -4,1258 -2,1249 -0,4565 0,1124 -0,0483<br />

6,3600 -3,8210 -2,1678 -0,5652 0,0998 -0,0399<br />

6,3800 -4,0388 -2,1464 -0,5870 0,1058 -0,0457<br />

6,4000 -4,7790 -2,0605 -0,5870 0,1284 -0,0656<br />

6,4200 -5,2145 -1,8888 -0,6304 0,1405 -0,0803<br />

6,4400 -3,8755 -1,6742 -0,6522 0,0988 -0,0531<br />

6,4600 -1,6547 -1,6313 -0,6522 0,0307 -0,0006<br />

6,4800 -0,1633 -1,8030 -0,6087 -0,0136 0,0396<br />

6,5000 1,0332 -1,8459 -0,5652 -0,0490 0,0695<br />

6,5200 0,5546 -1,8030 -0,6957 -0,0383 0,0569<br />

6,5400 -5,0947 -1,7600 -1,0652 0,1235 -0,0805<br />

6,5600 -10,1241 -1,7171 -1,3261 0,2696 -0,2030<br />

6,5800 -8,9919 -1,6313 -1,4783 0,2302 -0,1777<br />

6,6000 -6,0853 -1,5669 -1,7391 0,1332 -0,1091<br />

6,6200 -5,5193 -1,5239 -2,0000 0,1078 -0,0965<br />

6,6400 -5,5302 -1,3737 -1,7609 0,1155 -0,1004<br />

6,6600 -3,2658 -1,3522 -1,2391 0,0621 -0,0462<br />

6,6800 0,2936 -2,2752 -0,7826 -0,0330 0,0620<br />

6,7000 2,7950 -3,2625 -0,4783 -0,1003 0,1463<br />

6,7200 4,2741 -3,1123 -0,0870 -0,1336 0,1783<br />

6,7400 5,0462 -2,5757 1,2675 -0,1158 0,1840<br />

6,7600 6,9059 -2,3181 2,1053 -0,1471 0,2227<br />

6,7800 6,8407 -2,2966 2,0838 -0,1457 0,2206<br />

154


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

6,8000 6,8624 -2,2108 1,9119 -0,1517 0,2191<br />

6,8200 6,9386 -1,9317 2,1482 -0,1468 0,2142<br />

6,8400 6,5688 -1,6098 3,5016 -0,0940 0,1975<br />

6,8600 7,1343 -1,3308 4,2535 -0,0883 0,2044<br />

6,8800 7,4606 -1,1805 2,8357 -0,1417 0,2086<br />

6,9000 6,1881 -1,1161 2,5779 -0,1106 0,1764<br />

6,9200 2,9364 -1,3093 5,0269 0,0641 0,1025<br />

6,9400 2,1533 -1,2449 7,1966 0,1545 0,0821<br />

6,9600 3,0560 -0,9444 6,4232 0,1032 0,0966<br />

6,9800 1,0875 -0,7512 2,8786 0,0549 0,0444<br />

7,0000 -7,0651 -0,7298 1,2460 0,2546 -0,1530<br />

7,0200 -16,6776 -0,7512 1,8260 0,5669 -0,3845<br />

7,0400 -15,9808 -0,8586 0,7519 0,5127 -0,3651<br />

7,0600 -12,1707 -1,0303 -0,4348 0,3596 -0,2690<br />

7,0800 -9,9282 -0,8800 -0,6739 0,2835 -0,2185<br />

7,1000 -8,2952 -0,7083 -0,7174 0,2322 -0,1832<br />

7,1200 -8,1755 -1,2020 -0,9783 0,2205 -0,1684<br />

7,1400 -7,5441 -2,4683 -1,3261 0,1905 -0,1226<br />

7,1600 -8,1755 -3,7132 -1,5217 0,2039 -0,1077<br />

7,1800 -11,7244 -3,4342 -1,6304 0,3093 -0,2002<br />

7,2000 -14,7289 -3,0264 -1,7391 0,3980 -0,2826<br />

7,2200 -13,9996 -3,0693 -2,0652 0,3657 -0,2639<br />

7,2400 -12,4755 -3,1337 -2,0652 0,3190 -0,2256<br />

7,2600 -12,8239 -3,0693 -1,8043 0,3376 -0,2355<br />

7,2800 -12,2469 -2,8762 -1,6739 0,3239 -0,2263<br />

7,3000 -10,5813 -2,9405 -1,3913 0,2816 -0,1845<br />

7,3200 -8,6871 -4,0137 -1,1739 0,2302 -0,1128<br />

7,3400 -5,7261 -5,2586 -1,3913 0,1328 -0,0113<br />

7,3600 -4,9858 -4,5074 -1,4130 0,1095 -0,0116<br />

7,3800 -3,9734 -3,7347 -1,2826 0,0824 -0,0058<br />

7,4000 0,2284 -3,6703 -1,3261 -0,0476 0,0941<br />

7,4200 2,8059 -3,8420 -1,1957 -0,1226 0,1605<br />

7,4400 4,0674 -3,8850 -0,7391 -0,1473 0,1920<br />

7,4600 4,6765 -3,7347 -0,3261 -0,1533 0,2031<br />

7,4800 5,9271 -3,0479 -0,1304 -0,1856 0,2167<br />

7,5000 7,8521 -2,8118 0,0859 -0,2379 0,2575<br />

7,5200 7,7977 -2,7688 0,6660 -0,2185 0,2551<br />

7,5400 5,1659 -2,2752 1,6971 -0,1063 0,1797<br />

7,5600 1,1419 -1,8888 1,0311 -0,0034 0,0732<br />

7,5800 -0,1742 -1,5883 0,3437 0,0159 0,0341<br />

7,6000 -1,9160 -1,3737 0,2148 0,0653 -0,0131<br />

7,6200 -5,3124 -1,1805 0,1289 0,1667 -0,0998<br />

7,6400 -6,4990 -1,0517 -0,1087 0,1958 -0,1315<br />

7,6600 -6,6623 -1,1590 -0,4348 0,1908 -0,1329<br />

7,6800 -5,9547 -1,3737 -0,5217 0,1665 -0,1106<br />

7,7000 -3,1570 -1,6313 -0,3478 0,0861 -0,0368<br />

7,7200 -1,7200 -1,7600 0,6445 0,0724 0,0010<br />

7,7400 -6,1071 -2,1678 0,8808 0,2141 -0,0951<br />

7,7600 -6,9127 -2,7474 0,0430 0,2131 -0,1006<br />

155


Anexo B – Tabela com Da<strong>do</strong>s Registra<strong>do</strong>s em Prova a 60 Km/h<br />

Tempo<br />

teste<br />

(s)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Esq.<br />

(mm)<br />

Transd.<br />

Curso<br />

tras. (mm)<br />

Transd.<br />

curso<br />

D.Dir.<br />

(mm)<br />

Ângulo<br />

roll<br />

(graus)<br />

138<br />

Ângulo<br />

Pitch<br />

(graus)<br />

7,7800 -6,9780 -2,6401 -0,4348 0,2005 -0,1047<br />

7,8000 -7,4679 -2,3396 -0,5870 0,2108 -0,1238<br />

7,8200 -6,2378 -2,1893 -0,7609 0,1678 -0,0977<br />

7,8400 -5,2798 -1,9747 -0,9130 0,1338 -0,0798<br />

7,8600 -4,0061 -2,0605 -0,9348 0,0941 -0,0470<br />

7,8800 -3,7666 -2,7474 -0,9130 0,0874 -0,0246<br />

7,9000 -3,3856 -2,6401 -0,8913 0,0764 -0,0180<br />

7,9200 -3,8646 -2,5327 -0,8696 0,0918 -0,0322<br />

7,9400 -2,1228 -2,8976 -0,9348 0,0364 0,0187<br />

7,9600 0,3045 -3,0049 -0,9565 -0,0386 0,0799<br />

7,9800 0,1088 -2,7259 -0,8913 -0,0306 0,0684<br />

8,0000 0,1849 -2,4469 -0,8478 -0,0316 0,0635<br />

8,0200 0,2284 -2,3825 -0,8043 -0,0316 0,0630<br />

8,0400 0,1305 -2,4469 -0,7391 -0,0266 0,0622<br />

8,0600 -0,4681 -2,7044 -0,6739 -0,0063 0,0540<br />

8,0800 -1,5023 -2,4898 -0,6304 0,0267 0,0238<br />

8,1000 -1,7636 -1,9532 -0,5435 0,0374 0,0046<br />

8,1200 -1,1975 -1,7815 -0,4783 0,0220 0,0141<br />

8,1400 -0,9689 -1,8030 -0,4783 0,0150 0,0201<br />

8,1600 -2,5800 -1,9317 -0,5000 0,0637 -0,0157<br />

8,1800 -4,0388 -2,0176 -0,5435 0,1071 -0,0488<br />

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