Olá, pessoal! Continuando o processo de construção do nosso Baja SAE da equipe Velociraptor/UDESC, vamos falar um pouco sobre o powertrain e os primeiro testes do Baja Velociraptor 2014. Este subsistema é o principal responsável pelo desempenho longitudinal do carro onde a tração, aceleração e velocidade dependem de todo o seu projeto.
MOTOR
Os Bajas são impulsionados por um motor estacionário de 10HP Briggs & Stratton de 305cc padronizados pela competição com 18,6 N.m de Torque a 2600 rpm girando a até 4200rpm, como não é permitido fazer nenhum tipo de modificação que ocasione aumento de potência é preciso projetar um sistema capaz de extrair o máximo possível do motor
Motor utilizado
SISTEMA DE TRANSMISSÃO
Acoplado ao eixo de saída do motor utilizamos um CVT ou Transmissão continuamente variável, porém um sistema muito mais simples que os automotivos, ao invés da variação ser controlada eletronicamente, no nosso caso é puramente mecânica. Com a rotação do motor é exercida uma força centrípeta, esta é responsável pela abertura e fechamento das polias, sendo suas “marchas” reguladas por molas e pesos que empurram ou pressionam os cones, a polia motora e a polia movida são ligadas através de uma correia variadora de velocidade, como o nome já diz ela é utilizada para variações de velocidade onde é possível alterar a relação de transmissão (trocar a marcha) sem perda de contato entre as polias.
Polia motora a esquerda e polia movida a direita
Como resultado, o protótipo não dá trancos ao mesmo tempo que se torna um “fugueti” por andar quase sempre na rotação ideal
Devido à redução do CVT não ser suficiente para o torque e velocidade ideais, necessitamos de uma segunda redução de transmissão. Essa redução é feita por um trem com dois pares de engrenagens de dentes retos devido a sua maior eficiência.
Redutor com duplo par de engrenagens.
Um ponto muito importante a ser analisado para se projetar a transmissão de um veículo off-road é o seu vão livre, pois ao mesmo tempo em que desejamos uma melhor transponibilidade dos obstáculos, tivemos de tomar um cuidado especial com a liberdade angular das homocinéticas.
A solução encontrada foi um estudo de posicionamento e dimensionamento do semi-eixo analisando as variações da suspensão, possibilitando a utilização de homicinéticas do golzinho bola, encontrada em qualquer farmácia ou padaria. Embora seu peso seja um pouco maior, estas custam cerca de onze vezes menos do que as homicineticas de quadriciclo amplamente utilizadas por outras equipes.
Com isso a velocidade final fica na casa dos 60 km/h e o tempo para percorrer os primeiros 30 metros é de 4,1s.
TESTES
O primeiro teste consistiu em passear (literalmente) pelo estacionamento da universidade, pois nenhum componente havia sido posto a prova antes disso, portanto avaliou-se o carro como um todo na essência de seu funcionamento, ou seja, se nenhum componente estava entrando em conflito com outro, se a dinâmica longitudinal e lateral da suspensão e direção estava comportando-se conforme calculado, além de avaliar o balanceamento do freio nas 4 rodas e a capacidade trativa do powertrain. Afinal por mais que façamos o projeto de todos os componentes em CAD, sempre acontece algum erro principalmente na fabricação ou montagem, sabem como é né? “SHIT HAPPENS”
Enfim, tirando um parafuso da caixa de direção meio solto, uma bucha de suspensão com folga, um cabo de acelerador instalado sem lubrificação e dois pneus perdendo pressão, tudo deu certo, é pra isso que servem os testes, afinal é melhor que o carro tenha problemas um mês antes da competição do que durante ela.
Sabendo que o carro andava corretamente era o momento esperado para testar o carro de verdade, ou seja… flatout
Começando pelos testes de manobrabilidade tivemos um pouco de dificuldade até acertar a pressão correta dos amortecedores em função da pressão dos pneus, mas após fazer uma lubrificação interna nos amortecedores e explorar a rigidez da barra estabilizadora traseira obtivemos um carro com comportamento tão agressivo quanto o anterior, o que é excelente para a pista fechada característica do Baja Sul.
Comprimindo os pneus para tirar a curva K(rigidez) x pressão
Medindo o raio de giro prático para comparar com o teórico
Simulação de prova de tração
Testes de rebound e pressão dos amortecedores
Como pode se ver, foi realizada uma bateria intensiva de testes, fazendo aprimoramentos e colhendo dados, simultaneamente nos preparamos para a apresentação de projetos onde cada integrante teria 10 min para apresentar uma área de projeto, dentre os quais: Suspensão & direção, transmissão, freio, estruturas, ergonomia, design, marketing e por aí vai.
Equipe treinando as apresentações de projeto
No próximo post vamos apresentar o que aconteceu na competição regional em Novembro de 2014! Até logo.
Por Matheus Rizzieri, Project Cars #103
