Projetando uma direção automotiva

ESCOLA DE ENGENHARIA INDUSTRIAL E METALÚRGICA DE VOLTA REDONDA

Matheus Ramos Siqueira Nunes

TRABALHO DE DIREÇÃO PROGRAMA TRAINEE VR BAJA

Volta Redonda
2012

CÁLCULO DA GEOMETRIA DE ACKERMAN

- Definição das dimensões do carro O primeiro fator a ser analisado para a definição das dimensões do protótipo foi o regulamento da SAE Brasil, o qual determina que a medida no ponto de maior largura com os pneus apontando para a frente de ser 1,62m e comprimento irrestrito. O primeiro parâmetro definido então foi a bitola dianteira, 1,50m, e a distância do entre eixos, 1,60m. A seguir, foi considerada a geometria de Ackerman para determinarmos os ângulos de esterção das rodas e definir o raio teórico de giro. Para isso, devemos definir o ângulo maior (o da roda interna em relação a curva) que vai ser chamado de β2 e com valor de 60º, assim descobrindo o menor raio teórico de giro do veículo através da seguinte fórmula: p= l.cot β2 + t/2 (1)
Onde l é a distância entre eixos e t é a dimensão da bitola dianteira. Logo, o menor raio teórico do veículo com esses parâmetros seria aproximadamente 1,67m e usando a expressão abaixo podemos calcular o valor do ângulo de esterção na outra roda β1 e no caso seria aproximadamente 33,4°. p=l.cot β1+t/2 (2)

- Definição do ângulo de giro do volante Por questão de segurança, o piloto deve estar “algemado”, logo o ângulo de giro do volante não deve exceder 180º. Vamos definir o ângulo então de 120° para que ele não cruze os braços e ter bastante controle sobre o movimento do carro, apesar de não poder executar as manobras muito rápido.
- Definição do diâmetro do pinhão 40 mm.
- Definição do curso da cremalheira Calculada baseada na planilha do sistema de direção fornecida, de onde foi retirada a fórmula, o curso da cremalheira encontrado foi de 83,78mm.