Suspensao

Projeto de suspensao automotiva

Faca mais quilometros com menos combustivel e menor desgaste dos pneus.

Veja como:

O consumo de combustivel e o desgaste dos pneus dependem da geometria da suspensao e dos amortecedores. As principais caracteristicas da geometria da suspensao sao os angulos abaixo:

Os angulos precisam ser mantidos em todas as condicoes de trabalho.

Boas suspensoes nao sao obra do acaso. Para projeta-las e preciso usar as tecnologias Cotagem Funcional, GD&T e Simulacao Monte Carlo.

Bons produtos sao consequencias de bons projetos, que por sua vez, sob o ponto de vista dimensional, sao consequencias de boas cotagens.

A cotagem e uma etapa muito importante do projeto mecanico. E o elo entre a concepcao do produto e a sua materializacao. Nao basta fazer o modelo 3D, e preciso cota-lo adequadamente.

Para impedir a propagacao dos erros dimensionais e geometricos a cotagem deve ser funcional. As pecas nao devem ser cotadas isoladamente, sem levar em conta a analise cinematica das interfaces de montagem dos componentes.

Veja abaixo algumas das tolerancias envolvidas na cotagem funcional dos componentes da suspensao, que e feita utilizando-se o GD&T - Geometric Dimensioning & Tolerancing.

Veja abaixo a cotagem funcional do componente Knuckle:

Os demais componentes tambem sao cotados funcionalmente para estabelecer a cadeia cinematica das tolerancias da suspensao.

A seguir executa-se a simulacao Monte Carlo cinematica

A missao da simulacao Monte Carlo e ajustar as tolerancias para obter os valores estabelecidos pela diretriz do projeto. O software combina os possiveis valores das tolerancias dimensionais e geometricas dos componentes e analisa as variacoes dos angulos da suspensao para verificar as seguintes condicoes:

Dirigibilidade

Os angulos da suspensao devem atender aos valores especificados no projeto.

Simetria

Os angulos da suspensao do lado esquerdo devem ser iguais aos do lado direito. Porem na manufatura a variacao e inevitavel. No caso do caster o veiculo tende a puxar para um dos lados se a diferenca for muito grande. A simulacao Monte Carlo calcula a diferenca admissivel entre os angulos de cada lado. Isso permite fazer o gerenciamento dimensional da simetria da suspensao. As tolerancias sao ajustadas para enquadrar a variacao angular nos limites de simetria especificados.

Primeira simulacao

Veja abaixo o resultado da simulacao Monte Carlo realizada para calcular os angulos toe, camber e caster.

O relatorio tambem informa o range, que e a diferenca entre os valores extremos. No caso acima o range e de 22.7% do nominal. Como este valor e excessivo deve-se alterar as tolerancias para reduzi-lo, caso contrario o veiculo vai puxar para um dos lados.

Veja abaixo o relatorio com as demais informacoes da primeira simulacao Monte Carlo.

Alguns valores do relatorio acima:

Cp = 0.6591 / Cpk = 0.4699 / % Out Of Spec = 10.6%

Se as suspensoes forem fabricados com estas tolerancias havera 10.6% de nao conformidades, o que recomenda alterar as tolerancias que afetam o caster.

Observa-se que a tolerancia que esta no topo da relacao e responsavel por 10,83% da variacao do caster. Esta informacao e muito valiosa porque aponta a raiz do problema dimensional e a causa principal.

A tolerancia indicada em primeiro lugar devera ser apertada e uma nova simulacao Monte Carlo executada. Isso se repete ate se alcancar os valores especificados.

A simulacao Monte Carlo usa o metodo das aproximacoes sucessivas. A cada rodada ajusta-se a tolerancia indicada e repete-se a simulacao ate alcancar os valores especificados. O conjunto final de tolerancias representa a solucao de compromisso entre custo e qualidade.

Sob o ponto de vista dimensional o projeto esta terminado. Pode-se garantir maior quilometragem com menor consumo de combustэivel e menor desgaste do pneus, alщm de mais conforto e seguranca nas frenagens em alta velocidade.

Ensinamos as tecnologias acima e prestamos servicos. Entre em contato, podemos ajuda-los a desenvolver produtos competitivos.