O desenvolvimento aerodinâmico, módulos eletrônicos e o motor do Project Cars #100

fala  galera  voltando agora para a segunda parte do projeto  quero falar de algumas coisas mais especificas  pra quem nao lembra muito do projeto  recomendo lerem o primeiro post antes de prosseguir  agora que ja temos o projeto apresentado  a competiçao e tudo mais  podemos ir para assuntos mais detalhados  o que acham      antes de começarmos  gostaria de deixar pra voces um video da nossa volta na competiçao  de novo  so que dessa vez sem musica de fundo  so o som do carro  aproveitem   [youtube id= zanjychlrpk  width= 620  height= 350 ]  uma pergunta que fazem muito quando apresentamos o carro e falamos do projeto nos mais diversos lugares  inclusive nos comentarios aqui no flatout  e  quanto custa pra fazer um carro desse    honestamente falando e bem dificil saber o preço exato  sao varias as coisas que conseguimos atraves de patrocinadores ou da propria universidade  material  metais e compositos   maquinario  ferramentas  manufatura de varias peças  componentes eletronicos e por ai vai   alem disso  conseguimos aproveitar bastante coisa de anos anteriores  por exemplo  mantivemos os mesmos amortecedores e diferencial usados do projeto anterior  entao isso faz com que o projeto va ficando mais barato   considerando que voce queira começar um projeto do zero  comprar praticamente tudo  mandar fazer todas as peças  pagar viagens e tudo mais  voce precisaria reservar um valor de mais ou menos r$ 230 000 por ano  e voce dividiria mais ou menos assim     e realmente e um valor bem alto  mas graças ao incansavel pessoal do marketing e mais um esforço pra reutilizar alguns componentes  nosso custo pode cair pra ate 20% disso — que e o que gastamos mais ou menos para fazer o e60   falando em fazer  nessa parte do texto eu queria mostrar para voces um pouco mais de algumas areas do carro  começar a entrar em alguns detalhes e tudo mais  como dividimos o projeto em oito areas  infelizmente nao vou conseguir falar de todas em um post so  por isso vou começar falando da aerodinamica  da eletronica e do motor     aerodinamica   no e60 foi o ano que decidimos implementar aerodinanica pra valer e com tudo que tem direito  asas dianteira e traseira  assoalho difusor e carenagem especial   tudo isso surgiu da ideia de um membro de engenharia aeronautica que tinha entrado na equipe no ano anterior e ja era o responsavel por essa area no e60  logo na primeira reuniao que fizemos ele bateu no peito e falou que iria fazer  claro  apoiamos a ideia   e entao começamos um periodo de simulaçoes e desenhos em softwares que tinhamos utilizado muito pouco  como o star ccm+  que temos a foto logo acima  foi um desafio enorme traçar a meta para nossas asas  tivemos que unir muito o trabalho do pessoal do chassi  da suspensao  do motor e  agora  da aerodinamica  depois de muita conversa definimos o que queriamos  analisamos a potencia e torque que nosso motor poderia chegar numa curva realista  apos modificaçoes e calibraçao para o nosso modulo de controle  e disso definimos o drag maximo que gostariamos que o carro tivesse em determinadas velocidades  depois disso  foi so mirar no maximo de downforce possivel   usamos como base do projeto a velocidade de 50 km/h  que foi o que determinamos que era a velocidade media em um circuito normal  como aquele do video que deixei para voces la em cima  e disso podemos tirar alguns valores legais   asa traseira  35 kg de downforce e 12 kg de drag;    asa dianteira  24 kg de downforce e 8 kg de drag;    difusor  15 kg de downforce e 2 kg de drag;    tivemos um resultado bem legal e foi dentro do esperado para o primeiro ano de asas  atingimos nossa meta de drag  somando ao que a carenagem gera  e tambem atingimos quase 70 kg de downforce  o que e um valor bem bacana para o nosso carro  claro  tivemos que fazer algum estudo tambem para ver se nossas asas iriam aguentar a força que elas geravam           porque senao esse tipo de coisa acontece     isso foi bom porque aprendemos que uma coisa e o carro andando no circuito  outra e ele indo no caminhao ate o local de testes  a partir dai a asa começou a ir em um local mais seguro  preferencialmente sem muito vento contra alem do planejado   claro  depois de projetar tudo  tivemos que faze las  e nessa hora foi necessaria muita calma  pois fizemos tudo com fibra de vidro e carbono  com uma ajudinha de isopor  e nessas horas usar a quantidade certa de resina e fibra e critico  nossa meta era que a aerodinamica inteira representasse por volta de 6% do peso do carro  ou seja  12kg  no maximo  e no final das contas passamos um pouco  nosso pacote  asas + difusor  fechou com 14kg  sem contar nossa carenagem   bom  o resultado final desse projeto inteiro foi muito bom  aprendemos um monte sobre aerodinamica  como projetar  simular  saber dar limites nos parametros e ate bastante do processo de manufatura  alem disso  o carro ficou animalmente bom de pilotar  a sensaçao das asas e difusor colando o carro no chao e indescritivel     eletronica e motor agora entram duas grandes areas que fica bem dificil falar em separado no nosso carro  isso porque todo nosso controle do motor e feito eletronicamente  com um modulo de injeçao da protune electronics  parceira da equipe desde 2011  e tambem porque toda nossa eletronica e interligada com modulos que desenvolvemos e conseguimos ver todo sensoriamento do carro atraves da telemetria que desenvolvemos tambem  entao vamos por partes     vou começar explicando um pouco da nossa eletronica  que dividimos em duas partes  eletronica de aquisiçao de dados  daq   onde concentramos toda a parte de sensoriamento e telemetria do carro  e eletronica do motor  que fica responsavel pela instalaçao do chicote eletrico do carro e tambem pela instalaçao dos sensores e componentes eletronicos do motor  alem  claro  do modulo de injeçao     na eletronica daq  existe um objetivo  simples   fornecer um sistema de aquisiçao de dados confiavel  utilizando sensores por todo o carro  de forma que a equipe consiga ter informaçoes para determinar se o comportamento do prototipo esta dentro do esperado ou nao  e isso e feito tanto com a telemetria em tempo real quanto com a analise de dados depois dos testes  e para isso  primeiro de tudo  precisamos saber quais sao as necessidades de sensores que a equipe tem para que o projeto possa começar  para o e60 usamos os seguintes   sensores do motor  temperatura de agua do radiador  temperatura do oleo  temperatura do combustivel  temperatura do ar da admissao  pressao da linha de combustivel  pressao do ar da admissao  sensor de neutro  sensor de rotaçao  sensor de posiçao da borboleta  sensor lambda e sensor de fase   sensores do carro  acelerometro  esterço do volante  pressao da linha de freio  temperatura dos discos de freio  temperatura dos pneus  sensor de velocidade das quatro rodas  gps   depois disso  partimos para o projeto dos modulos de leitura  aqui na equipe sempre tivemos um grande time na eletronica  o que nos permite que possamos fazer todos modulos eletronicos de aquisiçao de dados que usamos  isso quer dizer que partimos da escolha do microcontrolador  design do circuito  manufatura das placas  essas com apoio da nossa universidade   solda dos componentes e testes  atualmente temos diversos modulos no carro  cada um com uma funçao especifica  dependendo da regiao que o modulo se encontra  ele vai ler determinados sensores  fizemos isso para que tivessemos o minimo de chicote possivel no carro  menos fios  menos peso e menos possiveis problemas     todos os modulos do sistema de sensoriamento estao interligados atraves da rede can  que e um protocolo de comunicaçao muito utilizado no automobilismo hoje em dia  todos esses modulos se comunicam com um transmissor central  que com a ajuda de uma antena  consegue enviar todos esses dados para um notebook com um outro pequeno modulo ligado numa porta usb  e no computador temos a informaçao que quisermos na tela  todo o programa da nossa telemetria foi desenvolvido por nos tambem nos labview  que permite com que qualquer computador nosso facilmente possa servir como uma estaçao para receber os dados     e ligado junto no sistema de sensoriamento  temos nosso modulo de injeçao  a protune pr440  a ecu nos permite calibrar os mapas de injeçao do motor com base em diversos parametros  o que nos da uma maior precisao na hora de determinar as curvas de torque  potencia e tambem o consumo do nosso motor  alem disso  temos uma quantidade imensa de informaçoes em tempo real do nosso motor  entao conseguimos ter bastante noçao do funcionamento dele  e falando do motor       motor como eu disse no primeiro texto  no e60 decidimos trocar um motor de 600cm³ por um de 450cm³  sendo que a principal vantagem pra gente seria poder modelar melhor a curva de torque do motor para o carro ficar mais ‘na mao’ do piloto  alem  claro  de o motor ser bem mais leve  dentre as opçoes que nos tinhamos  decidimos por um yfz450r de 2009  que ja vinha pronto para injeçao     e entao tivemos que começar um trabalho pesado no motor  o yfz450r vem de fabrica com mais ou menos 40hp de potencia  e depois de fazermos a instalaçao do restritor da entrada de ar e instalar o sistema de admissao e exaustao  chegamos a 32 hp  entao decidimos fazer a troca de alguns componentes do motor e trabalhar um pouco com a taxa de compressao  que inicialmente era 11 5 1 e subimos para algo proximo de 13 5 1  e dai começou o trabalho junto com o pessoal da protune  fizemos um estudo de target para o nosso motor  estimar a curva de torque e de potencia para deixa las do jeito que queriamos  e disso partimos para o dinamometro e dois dias depois tinhamos um motor funcionando   [youtube id= tbiyymua1rq  width= 620  height= 350 ]  infelizmente o video nao e no dyna  e sim a gente rodando o motor na nossa oficina  pra coletar alguns dados que precisavamos   no final de tudo conseguimos uns valores bem legais para o motor  potencia maxima de 55hp e torque maximo de 48nn  e tudo isso com o motor rodando bem suave  deixando o carro bem na mao do piloto  que era a nossa intençao inicial  claro que tambem houve uma preocupaçao com o consumo do carro  afinal 10% da nossa pontuaçao na competiçao envolve quanta gasolina  podium  por sinal  vamos consumir depois de rodar 22km  nosso tanque foi projetado para ter 6l  entao tinhamos um limite    heheh  bom galera  vou parar por aqui por enquanto  nessa parte de hoje tentei ilustrar algumas partes do nosso projeto  e na proxima quero trazer algumas outras que deixei de fora por enquanto  tal como a suspensao e os freios   valeu pela atençao e pela leitura  deixem sugestoes e comentarios pro proximo post e assim a gente vai melhorando os textos   abraço   por danilo porto  project cars #100