Aquisição de forças dinâmicas atuantes na suspensão dianteira de um veículo protótipo BAJA SAE

Abstract

O projeto Baja SAE visa o desenvolvimento de um protótipo monoposto de competição fora de estrada, com o intuito de propiciar um desafio aos estudantes e formar melhores profissionais para o mercado de trabalho. Trata-se de uma oportunidade de ver na prática conceitos de engenharia automotiva. O sistema de suspensão, normalmente duplo A, desse tipo de veículo é responsável pelo comportamento dinâmico, sendo de grande importância o seu correto dimensionamento. Assim, torna-se necessário o conhecimento dos esforços dinâmicos atuantes no sistema de suspensão, obtendo um dado que pode ser usado para o projeto de outras estruturas de suspensão adequadas ao Baja SAE. Este trabalho desenvolve um modelo simplificado da suspensão e faz uso de sensores dispostos de tal forma a adquirir dados de força, aceleração e variação de posição da suspensão relevantes para calcular esforços nas barras e forças dinâmicas do contato pneu-solo. Foram utilizados extensômetros, potenciômetro e acelerômetro ligados em pontos estratégicos da suspensão. Alguns testes foram realizados com o veículo em uso e deles foram identificadas as forças verticais, longitudinais e transversais atuantes no contato pneu-solo. Um trecho da aquisição foi selecionado e discutido. Avaliou-se que os resultados encontrados foram da mesma ordem de grandeza dos dados obtidos em pesquisas semelhantes, comprovando a validade da metodologia empregada e o bom funcionamento do sistema de aquisição e do modelo simplificado de suspensão proposto. Para uma futura oportunidade o sistema de aquisição aqui projetado será utilizado para adquirir dados da pista oficial da competição Baja Sul em situações mais próximas a realidade de competição.

The Baja SAE project intends to develop a single-seat off-road racing car prototype, in order to provide a challenge to the students and train better professionals for the market. This is an opportunity to see the practical concepts of automotive engineering. The suspension system, usually double-A, used in this type of vehicle is responsible for the dynamic behavior, being great interest your correct project. Then, it is necessary to know the dynamic forces acting on the suspension system, obtaining a data which can be used for the design of others suspension structure appropriated for Baja SAE. This paper develops a simplified model of the suspension and makes use of sensors arranged in such a way to acquire data of force, acceleration and change of position of the suspension to calculate the dynamic forces. It was used strain gauges, potentiometer and accelerometer attached at strategic points of the suspension. Some tests were performed with the vehicle to identified vertical forces, longitudinal forces and transversal forces acting in the ground-tire contact. An recorded data track was selected and discussed. The results were at the same order of magnitude of the data obtained in similar studies, demonstrating the validity of the assumed methodology, the correct operation of the acquisition system and the proposed simplified model of the suspension. In the future, the designed here acquisition system will be used to acquire data of the Baja Sul official track in a situation closer to a real competition.