Relatório+SAE+UFVbaja

2010-002-01 PE

Relatório de Projeto - Veículo Tipo Fora-de-Estrada Mini Baja André Luiz Rocha D’ Oliveira, Breno Moreira Costa, Ronaldo Horácio Cumplido Neto Universidade Federal de Viçosa

EQUIPE UFVbaja – Universidade Federal de Viçosa Minas Gerais, Brasil Copyright © 2007 Society of Automotive Engineers, Inc.

2010-002-01PE

Relatório de Projeto - Veículo Tipo Fora-de-Estrada Mini Baja André Luiz Rocha D’ Oliveira, Breno Moreira Costa, Ronaldo Horácio Cumplido Neto Universidade Federal de Viçosa

Copyright © 2007 Society of Automotive Engineers, Inc.

1 - RESUMO: O projeto Baja SAE é uma competição entre Instituições de Ensino Superior que desafia estudantes de engenharia a projetar e desenvolver veículos de competição monopostos off-road, denominados mini-bajas. Em 1995, a SAE Brasil introduziu essa competição no país, tornando-se, desde então, uma das mais importantes atividades extracurriculares para estudantes de engenharia. Em 2008 foi criada a equipe de Mini Baja da Universidade Federal de Viçosa (UFV), a UFVbaja Pererecas. A equipe nasceu da iniciativa de alunos da primeira turma de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Viçosa em parceria com o Departamento de Engenharia Agrícola. Além de alunos da Eng. Mecânica e Agrícola, fazem parte da equipe graduandos de Engenharia Elétrica e Engenharia de Produção, que ajudam a fazer do UFVbaja um time multidisciplinar e robusto, com conhecimentos específicos em todas as áreas necessárias para a execução do projeto. A UFV é considerada uma das melhores instituições de ensino do Brasil e de Minas Gerais. A universidade tem como missão exercer ação integrada das atividades de ensino, pesquisa e extensão. Desta forma, a equipe Mini Baja UFV, possui grande relevância e contribuição para uma formação acadêmica ampla dos alunos envolvidos com o projeto. Com este intuito, a equipe visa utilizar metodologias de projeto específicas, que enfatizam as necessidades práticas e teóricas existentes em qualquer atividade de engenharia. Além disso, a ideologia adotada pelos membros da equipe se baseia no princípio da interdisciplinaridade, ou seja, é notável a necessidade de várias áreas do conhecimento científico para a realização do projeto.

Assim, a UFVbaja Pererecas desenvolveu uma metodologia de projeto específica, visando a união da teoria com a prática e um profundo estudo das diversas áreas tecnológicas envolvidas na competição. Com isso, as metas da equipe podem ser concluídas e seus objetivos alcançados. 2 - INTRODUÇÃO: A equipe UFVbaja Pererecas é composta por alunos graduandos dos cursos de engenharias mecânica, elétrica, agrícola e produção da Universidade Federal de Viçosa, totalizando 20 membros oficiais. Para a formação da equipe, visou-se focar em alunos que possuíssem um perfil dinâmico e empreendedor, preparado para trabalhar com diversas equipes e áreas do conhecimento. Além disso, sempre compreendendo a importância da atividade para o meio acadêmico e sua formação como profissional. Para as etapas do desenvolvimento conceitual do projeto, primeiramente dividiu-se o veículo mini-baja em áreas e sistemas distintos. Assim, para cada sistema, formaram-se grupos específicos, encarregados das melhores soluções de projeto para as respectivas áreas do veículo. Isso foi possível adotando metodologias de projeto, utilizadas no meio acadêmico e mercadológico. Para o desenvolvimento técnico e preliminar do projeto, foram usadas algumas ferramentas e métodos de engenharia. Softwares matemáticos, como o MATLAB® da empresa MATHWORKS® por exemplo, foram utilizados para obtenção de alguns resultados. Além deste, o CAD SolidWorks® foi escolhido por apresentar as plataformas de simulações de forças estáticas, dinâmicas e outras, fornecendo resultados que possibilitaram validar o projeto no que diz respeito à sua eficiência e confiabilidade mecânica. Assim, a equipe visou adotar uma metodologia capaz de fornecer as técnicas necessárias para projetar um veículo seguro, eficiente e de alta confiabilidade.

3 - OBJETIVOS:

FUNÇÃO – “PROBLEMA”

Os objetivos do protótipo mini-baja da equipe UFVbaja Pererecas são que este atenda todos os requisitos de segurança e performance automotiva proposto pela SAE. Em outras palavras, o veículo deve ser capaz de superar obstáculos decorrentes de diversos tipos de terreno, sendo eficiente e resistente estruturalmente. Deve suportar vários tipos de esforços provenientes das distintas condições de trabalho que podem ser impostas pelo usuário, sendo seguro e eficaz. Assim, sendo um produto com características mercadológicas desejadas para consumidores em geral.

Figura 1: Utilização “problemas”.

Além disso, o projeto visa a interação de alunos graduandos de engenharia com atividades práticas e dinâmicas, fornecendo experiência e uma visão ampla do cotidiano de um profissional desta área.

Com todas as informações em mãos foi construída uma matriz morfológica, que informa as funções e os possíveis princípios de solução encontrados.

4 - METODOLOGIA CONCEITUAL: O projeto da equipe UFVbaja seguiu todas as etapas de projeto, desde a fase conceitual até a fabricação do protótipo. A metodologia utilizada no projeto foi proposta por Pahl et al, 2005, com as etapas apresentadas no Apêndice 1 - figura A.1. Antes de iniciar a fase conceitual, a equipe foi dividida em seis sub-equipes técnicas, sendo estas as seguintes: Estrutura e Acabamento; Suspensão, Direção e Rodado; Transmissão e Motor; Freios e Acionamentos; Eletrônica, Instrumentação e Comunicação; Gestão e Marketing. Inicialmente, cada sub-equipe realizou uma pesquisa na literatura (livros técnicos e artigos) para adquirir um embasamento técnico sobre as respectivas áreas estipuladas. Através disso, reuniram-se informações suficientes para a elaboração de uma lista de requisitos, na qual foram expostas a maioria das características do veículo, como geometria, material, cinemática e ergonomia. Além disso, foi possível a observação de certas variáveis que, ao longo da fase conceitual, tiveram que ser determinadas para o andamento do projeto. Através dessa lista, após discussões para o clareamento e otimização das funções, foi possível determinar uma estrutura de funções, na qual o protótipo foi reduzido a “problemas”. Assim, para o desenvolvimento do projeto, princípios de solução foram elaborados para que as funções fossem atendidas, de acordo com as necessidades de cada sub-equipe. A figura 1 representa este processo esquematicamente.

PRINCÍPIO

SOLUÇÃO

de

princípios

para

funções

Assim, após finalizado a montagem da matriz morfológica, deu-se início a próxima fase do projeto conceitual, que é a criação de variantes de solução. Nessa fase, foram estabelecidas doze variações de veículos mini-bajas. Em cada variação, podiam-se perceber características predominantes diferentes (alguns eram extremamente ousados em seus princípios de solução, e outros eram conservadores). Após o estabelecimento dessas variantes, restava avaliá-las, determinando a concepção final do protótipo UFVbaja Pererecas. Porém, para a avaliação dessas variantes, foi necessário definir uma árvore de critérios, representada no Apêndice 1 - figura A.2 que seria baseada em parâmetros definidos pela equipe e exigidos pelo regulamento da competição Baja SAE Brasil. As variantes foram analisadas em três principais características – Eficiência, Confiabilidade e Segurança – sendo essas subdividas em outros itens. Para todos os itens foram atribuídos pesos, de acordo com sua importância no projeto. Assim, após a definição da árvore e a avaliação das variantes, aquela que obteve a maior pontuação foi definida como variante final, ou seja, aquela que representa as melhores configurações para o veículo baja. Com o conceito definido, finalizou-se a fase conceitual do projeto, passando-se para a fase de projeto preliminar. Nesta, começam a serem definidas as características de finalização e construção propriamente ditas das funções do protótipo.

5 – SISTEMAS DO VEÍCULO: De acordo com a metodologia, foi possível determinar cada área do veículo de acordo com suas funções e necessidades conceituais. Para o desenvolvimento da fase preliminar do projeto, foram desenvolvidos, então, os sistemas do veículo. São eles: 5.1 - Transmissão e Motor: O sistema de transmissão escolhido para este protótipo é composto por um motor Briggs and Stratton de 10hp (motor padrão), uma CVT (Transmissão de Variação Continua) de polias expansivas, representada na figura 2, e uma redução secundária, feita através de uma caixa de engrenagens cilíndricas de dentes retos. A partir da escolha do sistema citado, partiu-se para um detalhado estudo dos seus componentes.

Figura 3: Desenho esquemático do Power train. A partir das características estabelecidas, foi possível calcular a relação de transmissão secundaria da seguinte forma: primeiramente a velocidade teórica máxima desejada do veiculo v  é estabelecida e, como é conhecido o conjunto roda/pneu do veiculo, conseqüentemente é conhecido o raio deformado, ou de rolagem, do veículo Rd  . Logo, a partir da equação 1 , pode-se calcular a velocidade angular wr  da roda.

(1)

Figura 2: Representação de uma CVT.

As características do motor necessárias ao projeto, como curvas de torque por giro e desenhos técnicos do mesmo, foram estudadas visando auxiliar a construção e distribuição dos componentes do power train (conjunto dos elementos que transmitem potência do motor), assim como a eficiência deste sistema.

A velocidade angular de saída no eixo do motor wm  para esta velocidade teórica é conhecida, sendo de 3800rpm (limitação imposta pelo regulamento da competição). Sabendo a relação de redução da CVT, pode-se calcular a velocidade angular na polia movida da CVT w p pela

 

equação 2. (2)

A partir da escolha da CVT como parte do sistema de transmissão do veiculo, foi feito um estudo das características físicas e de funcionamento deste mecanismo. Para isso, alguns artigos e teses acadêmicas foram analisados para estimar as relações de transmissão da CVT.

Assim, é possível calcular a relação secundaria pela equação 3.

Assim, foi possível estabelecer a redução secundária de acordo com a CVT, já que a redução total do carro foi estipulada visando que este atingisse velocidades altas e que possuísse, também, tração e torque necessários em baixas velocidades.

Com este resultado, partimos para o dimensionamento das engrenagens em função dos diâmetros primitivos necessários das mesmas. De fato, para que não haja falhas mecânicas na caixa, foi determinadas as forças existentes nos contatos de engrenamento, em função do torque necessário existente nas rodas. O material adotado para as engrenagens foi o aço SAE 8620 e alguns dos critérios adotados foram: flexão nos dentes, fadiga e durabilidade superficial. Com isso, garante-se a confiabilidade desejada do sistema em função dos esforços e solicitações existentes.

A figura 3 mostra uma configuração conceitual do power train estabelecido para o protótipo.

(3)

5.2 - Suspensão, Direção e Rodado: De acordo com as etapas do projeto conceitual do Minibaja, foi eleito, tanto para suspensão dianteira quanto para a traseira, o tipo de amortecedor duplo A (braços triangulares sobrepostos). Essa escolha apresenta vantagens como alta resistência, fácil cálculo do movimento das rodas e a não necessidade do conjunto mola-amortecedor como elemento estrutural, eliminando o risco de flambagem do mesmo. A figura 4 mostra a configuração deste tipo de amortecedor, utilizado nas rodas dianteiras do veículo. Os amortecedores e molas são personalizados, feitos sob encomenda pela Offlimits, empresa parceira da equipe UFVbaja Pererecas.

momento produzido nas rodas dianteiras pela resistência a rolagem dos pneus. Para nosso sistema, a inclinação do pino mestre foi de 4, 693°. Outro parâmetro relevante é o ângulo de caster, gerado na fixação dos braços de suspensão no chassi. Para o mesmo, foi escolhido o valor de 12°±30’. A manga de eixo foi concebida com o desenho simétrico ao plano horizontal, assim, sendo possível intercambiar essa peça para todas as rodas. Para as rodas traseiras, as juntas esféricas serão substituídas por juntas que permitam apenas um grau de liberdade. Serão usados dois rolamento cônicos para que haja resistência a esforços axiais, além de retentores de rolamento. A configuração da manga de eixo está representada na figura 5.

Figura 5: Vista explodida da manga de eixo do veículo. Figura 4: Suspensão dianteira tipo duplo A.

A geometria e posicionamento dos braços da suspensão foi otimizada através de uma rotina no programa MATLAB®, da empresa MATHWORKS®. Essa rotina foi desenvolvida na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006 e está disponível em domínio público, sendo modificada pela equipe UFVbaja Pererecas de forma a atender os requisitos de nosso projeto. Como dados de entradas, usa-se a características do veículo, como peso, bitola, comprimento entre outros. Os cálculos realizados controlam as medidas dos braços, fixação na manga de eixo e no chassi, de forma que a variação de bitola e cambagem estejam dentro de um intervalo pré-estabelecido. No Apêndice 2 - figura A.3 encontra-se o diagrama exibido pela rotina usada para a geometria otimizada da suspensão.

É importante ressaltar que o braço de direção será fixo em uma peça móvel. Desta forma, em projetos futuros, será possível mudar a geometria da direção sem substituir a manga de eixo. Em relação aos materiais escolhidos, o cubo será feito de aço SAE 4340 e a manga de eixo de alumínio 6160. Pelo bom desempenho, baixo custo e facilidade de fabricação, a caixa de direção do veículo será formada por um conjunto pinhão-cremalheira. A mesma será posicionada atrás do eixo dianteiro do veículo, com as respectivas dimensões do pino de direção, do braço e do ângulo entre eles. A figura 6 mostra a caixa de direção do veículo.

Uma das modificações feitas na rotina foi o fato do programa garantir que os braços estejam o mais próximos de serem paralelos, ou seja, de pólo infinito. Desta forma consegue-se uma boa altura entre o assoalho do veículo (300 mm) e o solo, além de um baixo roll center, diminuindo a rolagem do bólido em curvas. Foi certificado também, que a inclinação do pino mestre (KPI) ficasse dentro de um valor de 4° a 9°, reduzindo o

Figura 6: Caixa de direção do veículo.

Para obrigar o braço de direção a fazer o mesmo arco que as bandejas da suspensão quando estes estiverem trabalhando, (minimizando esforços sofridos pelo volante), o pino de direção será paralelo à roda e ortogonal ao pino mestre. O braço da direção ficará em um espaço entre as balanças da suspensão duplo A, o que torna a direção mais leve, além de possibilitar que a caixa de direção fique mais próxima do eixo dianteiro. A cremalheira terminará em um ponto situado no mesmo eixo onde serão colocados os pontos de fixação das bandejas da direção. Tanto para a cremalheira como para o pinhão foram feitas verificações para critérios de falha sob flexão, fadiga e desgaste. Os componentes obtiveram respostas satisfatórias e resistirão bem aos esforços solicitantes.

foi possível caracterizar a matéria-prima (aço ANSI 1020) através do tipo de processo mecânico utilizado. Assim, foi possível definir a curva SN, necessária para fazer os cálculos de fadiga no SolidWorks®. Além do teste de fadiga, também foi realizado o teste estático, supondo uma situação máxima, onde o pedal seria solicitado ao extremo. Para a distribuição de pressão no sistema de frenagem, foram utilizados tubos flexíveis de Teflon PTFE, envolvidos por uma malha de aço inoxidável. Esse tubo é extremamente resistente à temperatura e sua malha de aço inox lhe permite baixas perdas de pressão durante a frenagem.

5.4 - Estrutura e Acabamento: 5.3 - Freios e Acionamentos: Mecanismos de frenagem possuem o objetivo de reduzir progressivamente a velocidade de um veículo, ou fazê-lo parar travando as quatro rodas, e/ou conservá-lo imóvel se já estiver parado. O sistema de freios do veículo mini-baja foi desenvolvido para travar as quatro rodas usando o tipo de freio a disco. Na solução, foi adotado, no eixo dianteiro, um disco em cada roda, e no eixo traseiro apenas um disco. A pinça, pastilha e disco, foram calculados devido às características globais do carro. Após isso, foi feita uma pesquisa de mercado, onde foram encontradas peças semelhantes às dimensionadas, sendo tais já utilizadas em veículos tipo ATV – All-Terrain vehicle. Assim, pela facilidade em se encontrar essas peças no mercado, as mesmas foram adotadas. As pinças são supridas por dois cilindros mestres simples da Wilwood®, com ¾’’ de polegada de furo de saída. Os dois cilindros mestres são utilizados para aumentar a segurança do sistema de freios (como exigido no regulamento). Assim, a falha de um componente não implica que o sistema falhe de modo geral. Outro fator que implicou na escolha desse componente foi o tamanho, peso e a facilidade de montagem nos pedais. Na saída dos cilindros, consta uma válvula de pressão residual, que regula o fluxo de fluido de freio, permitindo regulagem de vazão do mesmo para as pinças, sendo a maior frenagem no sistema dianteiro. Os cilindros-mestre são montados nos pedais em um esquema de alavanca na sua haste. Com isso, a força exercida pelo piloto é multiplicada por quatro vezes ao chegar ao cilindro mestre, sendo necessário menor esforço do condutor para parar o veículo. O projeto do pedal foi feito com o intuito de se obter vida infinita para a peça. Com o auxilio de um rotina no MATLAB®, produzida pelos membros da equipe UFVbaja,

Foram feitos estudos ergonômicos e de resistência para o projeto da estrutura do veículo. Em termos ergonômicos, analisar a relação homem máquina tem sua importância devido às condições em que o veículo será submetido. Condições severas de uso carecem de uma preocupação maior com o piloto, pois este pode sofrer conseqüências caso esta relação não esteja adequada. O veículo baja proposto pelo nosso projeto passou por uma análise ergonômica detalhada, enquadrando-se às normas de ergonomia automotiva e ao regulamento da competição Baja SAE. A definição da disposição do condutor do veículo se deu partindo-se do SgRP (Seating Reference Point – Apêndice 3 - figura A.4), ponto este definido sobre o quadril do modelo antropométrico que abrange 95% da população. Identificou-se, então, a categoria em que o veículo se encontra, analisada pela altura do banco. De fato percebe-se que quanto mais baixo mais esportivo e quanto mais alto maior será o caráter utilitário do veículo. De forma análoga, outros pontos propostos pelo modelo foram utilizados para estipular a posição dos pedais, da coluna de direção, curso do banco etc., sendo possível determinar as principais dimensões necessárias do habitáculo (em mm), mostradas na figura 7. A partir dos requisitos ergonômicos e dos requisitos de segurança (impostos pelo regulamento da competição), foi desenvolvido um chassi de forma a garantir boa relação entre rigidez, resistência e peso da estrutura, chegando-se à uma massa total de 37 kg. Além dos aspectos estruturais foram considerados também aspectos referentes à fabricação da estrutura, evitando-se acúmulo de juntas soldadas em poucos pontos, reduzindo e padronizando as dobras. A figura 8 mostra a configuração final da gaiola (estrutura) do veículo mini-baja.

Tabela 1: Parâmetros dos tubos de aços 1018 e 1020. Características AISI AISI 1018 1020 Módulo de Young (E) 205 GPa 205 GPa Limite de escoamento (Sy)

370 MPa

393MPa

Diâmetro (mm)

Externo

25,4

31,75

de

3,05

1,60

Espessura parede(mm) Figura 7: Dimensões do habitáculo do piloto.

O tubo selecionado para a fabricação da estrutura é um tubo de aço SAE 1020 que apresenta uma densidade mássica linear cerca de 30% menor que a do tubo mínimo proposto pelo regulamento (1018).

Momento de Inércia (m4)

1,362 10-8

x

1,699x 10-8

Produto E x I (N x m2) Momento Fletor (N x m)

2792,28

3540,1

396,829

424,24

Optou-se por analisar a estrutura quanto a cargas estáticas equivalentes sob diferentes condições de solicitação. As condições adotadas foram as seguintes: Impacto frontal, impacto lateral, capotamento frontal, impacto sobre duas rodas, solicitação estática sobre quatro rodas e rigidez torcional. As simulações foram executas com o auxílio do pacote Simulation contido no software SolidWorks®. Os resultados encontram-se no Apêndice 3 - figuras A.5 a A.10 e, de fato, comprovam a alta confiabilidade e resistência da estrutura. 5.5 – Eletrônica:

Figura 8: Estrutura desenvolvida para o veículo.

Os elementos estruturais foram escolhidos por meio de cálculo da rigidez flexional e pela resistência a flexão do material. A tabela 1 mostra os valores obtidos pelas equações 4 e 5 que representam a resistência à flexão e a rigidez flexional, respectivamente, além das dimensões para cada tubo de aço.

Mf 

Sy I

EI

c

(4)

(5)

O veículo possui um sistema eletrônico de instrumentação com a utilização de diversos sensores para a aquisição de dados, tornando possível medir e monitorar as seguintes variáveis:  Velocidade;  Rotação do motor;  Temperatura do motor;  Nível de combustível;  Quilometragem percorrida pelo veículo;  Tempo de funcionamento do motor;  Posição do freio. O processamento dessas informações é feito através de um circuito microcontrolado (composto pelo Microchip PIC16F877A), que envia esses dados para os mostradores localizados no painel do veículo, permitindo ao piloto visualizar as condições de funcionamento. Além disso, o sistema de telemetria envia, por ondas de radiofreqüência, as informações para os membros da equipe nos boxes, onde são mostradas em displays em um painel alimentado por

rede elétrica ou baterias. Esse painel possui função de comunicação com o computador através da conexão USB, no qual, por meio de um software, é possível acessar, armazenar e gerar gráficos em tempo real dos dados na tela do computador. A função de armazenamento dos dados proporciona a equipe futuros estudos de comportamento e possíveis melhoramentos no veículo. A figura 9 apresenta um fluxograma simplificado do processo. No circuito de instrumentação eletrônica, são utilizados os seguintes sensores: Sensor de pressão analógico (combustível); Sensor de pressão on/off (freio); Sensor de temperatura analógico; Sensores indutivos digitais (velocidade e rotação).

Nos painéis, tanto do veículo quanto dos boxes, são utilizados LED’s e displays de cristal líquido. Esses dispositivos são de fácil visualização e de baixo consumo de energia. Nesses displays são mostrados em tempo real os valores de velocidade, rotação, temperatura do motor, nível de combustível, quilometragem e tempo de funcionamento do motor do veículo. A interface no computador (conexão USB) foi desenvolvida no programa MATLAB® e possui um executável (.exe). No sistema de Telemetria, é utilizado um par de transceptores digitais presentes no veículo e nos boxes que comunicam entre si por radiofreqüência através do protocolo ZigBee. As informações enviadas aos boxes são recebidas e recebem tratamento por outro circuito microcontrolado que faz a comunicação com o painel dos boxes e com o computador através da porta USB. Além do circuito eletrônico de instrumentação e telemetria, há também mais dois sistemas elétricos independentes no veículo: para a luz de freio e o circuito de controle de funcionamento do motor (Kill Switches), esquematizados no Apêndice 4 - figuras A.11 e A12. Para o sistema elétrico do freio optou-se por utilizar LED’s em vez de lâmpadas incandescentes, devido seu baixo consumo de energia e melhor efeito visual. São 10 LED’s brancos ligados em paralelo, cada um com seu respectivo resistor limitador de corrente. Por cima dos LED’s brancos são adicionados filtros ópitcos de cor vermelha. Para o controle de funcionamento do motor do veículo, são utilizadas duas chaves normalmente abertas (kill switches tipo soco: apertar para travar e girar para destravar). Essas duas chaves são ligadas em paralelo, de forma que pressionando qualquer uma delas, o motor do veículo é desligado. Um desses botões ficará localizado no painel interno e o outro no lado externo do veículo.

Figura 9: Fluxograma da transmissão de dados do veículo. 6 - RESULTADOS: Esses sensores são conectados ao microcontrolador PIC16F877A, que por sua vez processa os dados obtidos e os envia para os mostradores do veículo e para a transmissão sem fio. A escolha do microcontrolador PIC16F877A foi baseada no fato desse componente conter os recursos exigidos pelo sistema, como: conversores analógico/digital, entradas digitais, comunicações seriais, interrupções e memória EEPROM, além de ser de fácil acesso, baixo custo e reprogramável. Para a realização das tarefas específicas do microcontrolador, é necessário a criação de um firmware. É nesse firmware que estão as configurações de funcionamento específicas da eletrônica do UFVbaja. A linguagem de programação utilizada foi a “C”, utilizando o programa CCS Compiler.

Á partir da metodologia utilizada foi possível adotar as melhores soluções de projeto para cada função do veículo (transmitir potência, controlar movimento, absorver impacto etc.). A tabela 2 resume as principais características do protótipo em função de cada sistema. Com as soluções desenvolvidas e garantindo uma construção eficiente dos sistemas elaborados, o veículo da equipe UFVbaja Pererecas possui a confiabilidade e segurança necessárias para um bom desempenho na competição baja SAE.

Tabela 2: Configurações desenvolvidas para os sistemas do veículo. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS TRANSMISSÃO E MOTOR Motor Briggs and Stratton, 10 HP (definido por regulamento) Sistema de CVT e Caixa de transmissão Engrenagens SUSPENSÃO, DIREÇÃO E RODADO Suspensão dianteira e Tipo duplo A traseira FREIOS E ACIONAMENTOS Cilindro mestre Duas unidades tipo simples Disco de freio Três unidades – 2 dianteiras e 1 traseira Fluido Tipo DOT 5.1 ESTRUTURA E ACABAMENTO Material selecionado SAE 1020

7 - CONCLUSÃO: Seguindo a metodologia adotada, e tendo o auxílio de softwares e CAD’s de engenharia, foi possível desenvolver o protótipo da equipe UFVbaja Pererecas. O mesmo atende a todos os requisitos de segurança, sendo capaz de vencer diversos tipos de obstáculos e esforços, sendo eficiente e competitivo. Além disso, o protótipo se enquadra nas normas de ergonomia automotiva existentes. O projeto ainda trouxe benefícios acadêmicos e profissionais para os alunos envolvidos, visto que este possui como base a interdisciplinaridade, promovendo o crescimento profissional dos membros da equipe.

8 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 1 - Behar, M. "Defying Gravity." Scientific American. vol. 286, No. 3 (Março de 2002): 32 - 4. 2 - Peacock, B., Karwowski, W. Automotive Ergonomics. CRC, 1993. 3 - Linder, A., Avery , M. et al. Change of Velocity and Pulse Characteristics in Rear Impacts. Folksam Research, Sweden, No. 285 – 2002. 4 - Gillespie, T. D. (Thomas D.), Fundamentals of Vehicle Dynamics, Warrendale, PA: Society of Automotive Engineers, c1992.

5 - Nicolazzi, L. C. (Lauro C.), Uma Introdução à Modelagem Quase-Estática de Veiculos Automotores de Rodas, Florianópolis, SC; Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, 2008 6 - Fernandes, M. A. , Estudo em Sistemas de Direção Veicular, São Paulo, SP. Escola Politecnica da Universidade Federal de São Paulo, 2005 7 - PEREIRA, F. Microcontroladores PIC: Programação em C.São Paulo: Érica, 2007; 8 - Manual: Microchip. PIC16F87XA Datasheet. USA: Microchip, 2001; 9 - SHIGLEY, J.E; MISCHKE, C.R; BUDYNAS, R.G. Mechanical Engineering Design. 7th Edition, McGraw – Hill Professional. 10 - http://ruralwillys.tripod.com/ - acesso em 01/11/09.

9 - APÊNDICE: 9.1 – Apêndice 1:

Figura A.1: Etapas da metodologia definida por Pahl et. al. 2005

Figura A.2: Árvore de Critérios

9.2 – Apêndice 2:

Figura A.3: Diagrama exibido pela rotina em MATLAB para a geometria da suspensão 9.3 – Apêndice 3:

Figura A.4: Modelo ergonômico de referência utilizada no projeto. Fonte: PEACOCK et. al. 1993

Figura A.5: Distribuição de tensão sobre a estrutura para a condição de capotamento frontal.

Figura A.6: Deslocamento da estrutura para a condição de carregamento estático sobre quatro rodas.

Figura A.7: Deslocamento da estrutura para a condição de carregamento de torção.

Figura A.8: Distribuição de tensão sobre a estrutura para a condição de impacto frontal.

Figura A.9: Distribuição de tensão sobre a estrutura para a simulação de impacto sobre duas rodas.

Figura A.10: Distribuição de tensão sobre a estrutura para a simulação de impacto lateral.

9.4 – Apêndice 4:

Figura A.11: Diagrama esquemático do circuito da Luz de freios.

Figura A.12: Diagrama esquemático do circuito de controle do motor (Kill Switches).