Análise de Sistema de controle da suspensão automotiva

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engenharia mecatrônica– módulo modelagem

eduardo aguiar azeredo – RA 260132012

JOão estevão tertuliano de souza – ra 259452012  romario moreira dos santos – Ra 257162012

Modelagem, simulação e análise de sistema de controle da suspensão automotiva

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Guarulhos

2016

Eduardo aguiar azeredo

JOão estevão tertuliano de souza

romario moreira dos santos

Modelagem, simulação e análise de sistema de controle da suspensão automotiva

Trabalho apresentado ao Curso Engenharia Mecatrônico da Faculdade ENIAC para a disciplina  Projeto de Modelagem.

Prof. José Carvalho

Guarulhos

2016

MODELAGEM, SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE SISTEMA DE CONTROLE DA SUSPENSÃO AUTOMOTIVA

EDUARDO AGUIAR AZEREDO

ROMARIO MOREIRA DOS SANTOS

JOAO ESTEVAO TERTULIANO DE SOUSA

1. INTRODUÇÃO

Este artigo tem como objetivo modelar, simular e analisar da suspensão automotiva, que será aplicado a um controle de sistema de amortecimento de o automóvel cujo objetivo verificar o deslocamento da suspensão em ambientes de irregularidades.

A suspensão automotiva é de suma importância no funcionamento do automóvel. É através da junção das peças amortecedor e mola que se efetua o amortecimento de superfícies irregulares. A escolha deste componente através da metodologia de modelagem matemática, simulação, através do software Mathlab, e análise dos resultados obtidos nos mostrará que como a suspensão atuará quando aplicado o deslocamento, através da superfície irregular, com duas massas agregadas (uma massa suspensão e outra não suspensão), apresentará a melhor resposta de estabilidade.

2. DESENVOLVIMENTO

2.1 Suspensões Automotivas

A Suspensão no automóvel é construída com vários componentes que integram um sistema muito eficiente para a geração de conforto, estabilidade e segurança na condução do automóvel. (Rocha, 2009).

A suspensão automotiva é conjunto de peças, mola e amortecedor, que tem como função atuar como um filtro mecânico para a estabilidade do veículo. Com isso gera conforto e segurança principalmente em superfícies irregulares, onde há vários níveis nas superfícies, como na lombada, onde o veículo precisa absorver essa excitação para não provocar um possível acidente.

A determinação de conforto pode ser objetiva, ou subjetiva. Além da configuração das molas se dos amortecedores, a percepção de conforto é influenciada por diversos fatores que não se relacionam diretamente com o sistema de suspensão, como: se o assento é ergonômico, a temperatura do habitáculo, a ventilação, o espaço do interior do veículo, se há apoio para os braços e mãos, o nível dos ruídos acústicos, etc. (GILLESPIE, 1992).

Ou seja, o sistema de suspensão busca isolar as vibrações mecânicas que serão transmitidas para os passageiros, proporcionando um conforto, devido as irregularidades e impactos.

2.2 Amortecedor

Para isso existe o amortecedor, um dispositivo que controla o deslocamento indesejado da mola através de um processo conhecido como amortecimento. Os amortecedores reduzem a magnitude dos deslocamentos oscilatórios. Isso ocorre quando o equipamento transforma a energia cinética do movimento da suspensão em calor, energia essa que é dissipada através do fluido hidráulico. Para entender como isso funciona, é melhor olharmos o amortecedor por dentro e conhecermos sua estrutura e função. (William Harris, 2005).

Figura 1 - Funcionamento dos carros

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Fonte: - http://carros.hsw.uol.com.br/suspensoes-dos-carros1.htm.

Um amortecedor, teoricamente funciona como uma bomba de óleo, que será presa na massa suspensão (o que corresponde ao chassi) e a massa não suspensão (roda), sendo que o suporte superior é preso à massa suspensa, enquanto o suporte inferior ficará preso a massa não suspensa, este tipo de configuração é o mais comum.

Este amortecedor funciona em dois ciclos:

Ciclo de extensão - ocorre quando o pistão se move para cima dentro do tubo de pressão, que está preso a uma haste que fica ligada a parte do suporte superior, onde fica mergulhado num fluido hidráulico onde fica armazenado no tubo de pressão. Este fluido passa pelos orifícios do pistão, dessa forma o fluido é comprimido para a câmara de cima.

Ciclo de compressão – ocorre quando o fluido está sendo comprimindo para baixo na câmara, força o fluido ir para o tubo externo, onde armazena o excesso de fluido.

2.3 Mola

Agora o foco é para a linha de molas helicoidais aplicadas na linha leve cuja participação no conjunto de esforço de trabalho da suspensão é igualmente importante na questão de segurança e estabilidade do veículo, além de garantir maior conforto para motoristas e passageiros. (Duque, 2013).

Figura 2 - Molas Automotivas

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Fonte: - http://www.maranto.com.br/molas-especiais.php

A mola é uma peça em espiral usada para armazenar esforços mecânicos, geralmente é feita normalmente de aço temperado. Os principais tipos de molas são:

Molas em lâminas – realizam auto amortecimento devido ao atrito;

Molas de flexões em espirais – são formadas por uma fita elástica e possuem seção retangular constante;

Molas de torções – utilizadas para serviços onde as torções predominam;

Molas helicoidais – são feitas enrolando um fio entorno de um cilindro, onde temos cerca de três tipos: por compreensão, por tração e por torção.

Para estudo de suspensão automotiva, estudaremos a mola helicoidal por compressão. Pois são as mais usadas nas linhas automotivas, tem a forma em espiral, quando aplicada uma força sobre elas, os espaços entre as espirais, diminuindo o comprimento da mola.

Por definição são objetos que dão impulso ou resistência a outras peças, imprimindo movimentos, amortecendo pancadas, devendo reagir quando solicitadas. As molas possuem grande potencial elástico e suas características são: flecha (deformação ocasionada por determinada força), rigidez (não deformam permanentemente) e flexibilidade (capazes de serem dobradas, curvadas, etc.). (Nascimento, 2016).