A Modelagem de Veículos

MINISTÉRIO DA DEFESA

EXÉRCITO BRASILEIRO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARA MECÂNICA

PATRÍCIA SENATORE RIBEIRO

MODELAGEM DE VEÍCULOS - TRABALHO 1

Rio de Janeiro

2015

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

PATRICIA SENATORE RIBEIRO

MODELAGEM DE VEÍCULOS - TRABALHO 1

[pic 1]

Rio de Janeiro

2015

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SUMÁRIO

LISTA  DE ILUSTRAÇÕES3

1     OBJETIVO4

2     CARACTERÍSTICAS DO VEÍCULO4

2.1  Raio Dinâmico do Pneu

3     DESEMPENHO DO VEÍCULO6

3.1  Velocidade Máxima em cada Marcha9

3.2  Forças que Atuam sobre o Veículo11

4     SIMULAÇÃO DO COMPORTAMENTO DO VEÍCULO5

4.1  Transferência Dinâmica de Peso16

5     CONCLUSÃO17

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LISTA DE ILUSTRAÇÕES

FIG.  3.1: Gráfico de Torque e Potência do Motor em Função da Rotação (RPM)6

FIG. 3.1.1: Diagrama da Caixa 7

FIG. 3.1.2: Diagrama de Desempenho8

FIG. 3.1.3: Gráfico do Torque na Roda8

FIG 3.2.1: Forças que Atuam sobre o Veículo com Peso em Ordem de Marcha (EOM) 10

FIG. 3.2.2: Forças que Atuam sobre o Veículo com Peso Bruto Total (PBT) 10

FIG. 4.1: Powertrain do Veículo para a Simulação11

FIG. 4.2: Gráficos da Aceleração do Veículo13

FIG. 4.3: Gráficos de Velocidade do Veículo14

FIG. 4.4: Gráficos de Deslocamento do Veículo15

FIG. 4.2.1: Gráficos de Distribuição de Peso nos Eixos16

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1. OBJETIVO

Este trabalho visa simular o comportamento de um veículo, com o motor funcionando o tempo todo em WOT, em duas situações: em estrada nivelada(rampa = 0º) e subindo uma rampa de inclinação constante igual a 20%. Esta simulação será feita com a massa do carro em ordem de marcha (EOM) e com massa bruta total (PBT), afim de comparar o desempenho do veículo nessas condições. Ao atingir a velocidade máxima em cada marcha é simulada a troca de marcha pelo motorista.

1. CARACTERÍSTICAS DO VEÍCULO

Características gerais do veículo:

• Peso em ordem de marcha (EOM) -- 1.325 kgf;
• Distância entre os eixos (L) -- 2,66 m;
• a1/L -- 0,48;
• hcg -- 0,52 m;
• Número de ocupantes -- 5 (considerando 70 kg cada);
• Porta malas -- 390 kg;
• Tanque de combustível -- 56 kg;
• Coeficiente de arraste (Cx) -- 0,33;
• Área frontal Af -- 2,01 m;
• Pneus -- 215/60R15;

Relações de Transmissão:

• 1ª marcha (icx) -- i1 = 3,44;
• 2ª marcha (icx) -- i2 = 2,18;
• 3ª marcha (icx) -- i3 = 1,30;
• 4ª marcha (icx) -- i4 = 1,00;

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• 5ª marcha (icx)  -- i5 = 0,72;
• Diferencial -- id = 3,42;
• Rendimento da transmissão -- ɳ = 0,96;
• Transmissão: 5 marchas, tração dianteira;

• Coeficiente de resistência ao rolamento: µr = 0,0015 + (7.10-6 . Vv²).[pic 2]
• Peso Bruto Total (PBT): PBT = m_EOM + m_ocupante*n_ocupante + m_bagagem = 2065 kg;

1. Raio Dinâmico do Pneu

Pneu 215/60R15           Diâmetro do aro em polegadas[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

                           [pic 8]

[pic 9]

O raio efetivo do pneu é dado por:

Rind =  +  [pic 10][pic 11]

Rind =  +  = 319,5 mm = 0,3195 m[pic 12][pic 13]

O raio dinâmico do pneu é dado pela multiplicação do raio efetivo pela constante:

Rdin = 0,95 x Rind = 0,3035 m

 

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1. DESEMPENHO DO VEÍCULO

• Curvas de Torque e Potência do motor:

[pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]

Figura 3.1: Gráfico de Torque e Potência do Motor em Função da Rotação (RPM)

A FIG. 3.1 representa a variação do torque e da potência, o que caracteriza o motor, com a rotação variando entre 850 e 7000 RPM , esses valores são calculados da seguinte forma, com a velocidade do motor (we) em rad/s :

Potência: P = 562,1 we + 0,895 we² - 1,42.10-3 we³

Torque: Tm = [pic 19]

Pode ser observado que o torque e potência máximos não são atingidos com a máxima rotação do motor.

1. Velocidade Máxima em cada Marcha

A velocidade de cada marcha é calculada utilizando-se a rotação máxima do motor em rad/s, assim tem-se:

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Vv  = [pic 20]

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