Otimização de uma Suspensão Double Wishbone para um Protótipo de Formula SAE

Abstract

A competição Formula SAE (FSAE) é um desafio proposto aos acadêmicos de engenharia em todo o mundo, no qual estes são submetidos ao trabalho de desenvolver um protótipo de competição, desde sua concepção até a construção. Sendo a dinâmica veicular uma das áreas críticas no desempenho de um veículo, o Formula SAE Tire Test Consortium (FSAE TTC) surgiu para disponibilizar às equipes uma série de dados característicos de pneus, visando avançar os estudos relacionados à dinâmica veicular. Buscando otimizar o desempenho do protótipo da equipe Cataratas Formula SAE na prova de skid pad, o presente trabalho aborda uma análise detalhada de dados experimentais do pneu, aplicados em uma condição de regime permanente, sendo a velocidade e o raio de curva constantes, tratados em MATLAB®, onde buscou-se identificar a melhor faixa de operação do pneu, que corresponde à maximização de sua área de contato com a pista. A partir daí foi desenvolvida a cinemática de uma suspensão double wishbone, de modo que possibilite ao pneu operar em sua faixa ótima de geração de força lateral, melhorando a manobrabilidade do protótipo e reduzindo assim o tempo necessário para se completar o percurso da prova. Adicionalmente, com a definição da faixa ótima de operação do pneu, foi desenvolvida uma geometria de suspensão com braços convergentes e de comprimento desigual, o qual possibilita ao pneu alcançar um melhor ganho de cambagem quando submetido à um aumento da carga vertical atuante devido à rolagem da massa suspensa do veículo, maximizando sua área de contato e atingindo maiores valores de ângulo de deriva. Com isso, foi definido a geometria da suspensão sendo do tipo double wishbone, pois esta possui mais versatilidade quanto aos seus parâmetros de ajuste visando alterar suas características cinemáticas e também por ser um conjunto de baixo peso.