Entenda o projeto estrutural da suspensão dos carros Fórmula SAE
O desempenho de um carro não está atrelado somente a potência do motor, mas depende também de uma boa dinâmica veicular. É esse o papel da suspensão, que é determinar as várias características de desempenho. Ela detém a capacidade de atenuar os desníveis e descontinuidades da pista de rolagem e manter o contato dos pneus com o solo. Ao mesmo tempo, uma suspensão deve ter a capacidade de absorver as forças geradas pelas irregularidades da pista de forma a minimizar a transmissão dessas forças para o chassi.
Foto de uma suspensão dependente
Podemos dividir os tipos de suspensão em: suspensão dependente e suspensão independente. Suspensão dependente é caracterizada quando as suspensões de ambos os lados de um mesmo eixo funcionam de maneira dependentes, normalmente ligadas por um eixo rígido transversal. Ela é muito utilizada no eixo traseiro de veículos de passeio e suas maiores vantagens são o custo e o fato de suportarem altas cargas verticais.
Diferenças entre os tipos de suspensão.
Já as suspensões independentes, são aquelas em que as suspensões de ambos os lados do eixo funcionam sem a necessidade de qualquer eixo transversal, dentre elas destacam-se a Mc Pherson e a Duplo-A.
Foto de uma suspensão Mc Pherson
A primeira é muito utilizada nos eixos dianteiros de carros de passeios, e tem como principal vantagem, além de sua grande eficiência, o empacotamento, promovendo um grande ganho de espaço. O sistema de suspensão Duplo-A é o sistema utilizado na maioria dos carros de corrida, e também utilizado por nós do Fórmula UFMG. As vantagens deste tipo desse sistema são a eficiência, o baixo peso e custo, além de possuir uma infinidade de geometrias e ajustes, fator fundamental para um carro de alto desempenho.
Foto de uma suspensão Duplo A
No caso do Fórmula UFMG, o projeto da suspensão se inicia a partir da definição das bitolas e da distância entre-eixos do veículo, complementadas por um estudo aprofundado dos pneus, que serão cruciais na determinação dos parâmetros geométricos. A partir desse ponto, são determinados parâmetros, como Inclinação do Pino Mestre, Scrub radius, ângulo de cáster e ângulo de cambagem, que influenciarão no comportamento e na dirigibilidade do protótipo.
Distância entre-eixos ilustrado em linha vermelha e bitola em linhas pretas.
Com a geometria pronta, começamos a fase de projetar os componentes: manga de eixo, cubo de roda, rodas, balancins e etc. Nesse momento, outro desafio é lançado: é imprescindível que os elementos da suspensão possuam uma rigidez suficientemente grande e suportem as altas tensões geradas nos vários casos de carregamento, além de ter como objetivo ser o mais leve possível, já que estamos tratando de um carro de corrida, tudo isso para que não interferiram no comportamento dinâmico do veículo. Visando cumprir esses fatores, são realizadas análises estruturais nas peças com o objetivo de otimizar os desenhos desses componentes e definir o material que será empregado, atingindo os objetivos descritos anteriormente. Toda a modelagem dos componentes é feita utilizando o Software CAD SolidWorks, já as simulações são feitas utilizando o software CAE Ansys.
Vídeo de teste da suspensão.
Para que a construção dos componentes da suspensão tenha alta tolerância dimensional e geométrica, dependemos de um processo de usinagem bem feito, e para isso contamos com as empresas: Certha Usinagem, Delta Torneamentos e Tecnifox. O cubo de roda e os balancins contam com o acoplamento de rolamentos para que funcionem de maneira perfeita, para os rolamentos usados no carro foram fornecidos pela renomada empresa neste setor NTN. Por fim, todas as chapas metálicas necessárias foram fornecidas e cortadas a laser pela parceira RDmec.
Assim, para validar o projeto são realizadas medições por meio de extensômetros e sensores. Vale ressaltar a importância dessa etapa, visto que todo projeto de engenharia precisa ser validado para ser um projeto de qualidade.
