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EMC5005 – Projeto Integrado em Engenharia Mecânica Projetos Informacional e Conceitual Equipe: Alexandre Neves Trichez Júnior Fabricio Pereira Gabriela.

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1 EMC5005 – Projeto Integrado em Engenharia Mecânica Projetos Informacional e Conceitual Equipe: Alexandre Neves Trichez Júnior Fabricio Pereira Gabriela Khouri Giménez Isasi Raphael Weber Mello Thiago de Jesus de Araujo Rios Thyane Fuhrmann Gonçalves de Oliveira Vinicius Ferigollo Manfio Professor: Lauro Cesar Nicolazzi, Dr. Eng. Outubro/2012 Amortecedor de alta performance para veículo off-road

2 EMC5005 – Projeto Integrado em Engenharia Mecânica Sumário Contextualização – Baja SAE e Suspensão Trailing Arm; Histórico e funcionamento dos amortecedores; Requisitos de usuário e projeto: a casa da qualidade; Brainstorming: geração de concepções; Seleção da concepção. Amortecedor de alta performance para veículo off-road

3 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Monoposto Robusto All-terrain Vehicle Regulamento da SAE International Suspensão Trailing Arm Também é chamada de Braço Arrastado Suspensão que permite movimento independente das rodas em um mesmo eixo Permite o uso de barra anti-rolagem O único parâmetro variável com o curso de suspensão é a distância entre-eixos do veículo Contextualização: Baja SAE e Suspensão Trailing Arm Protótipo Baja SAE

4 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Histórico e funcionamento dos amortecedores Histórico: Até 1910: amortecedores eram dificilmente utilizados 1910 – 1925: eram utilizados principalmente amortecedores do tipo sólido-sólido 1925 – 1980: inicialmente amortecedores hidráulicos simples. Desenvolvimento progressivo até a criação de amortecedores ajustáveis. [1934: Monroe inicia a produção do tipo telescópico. 1947: Koning introduz o modelo telescópico ajustável. 1950: Carbon inventa e produz amortecedores telescópico com gás-pressurizado.] 1980 – 1985: grande entusiasmo quanto a possibilidade da utilização de suspensão ativa (o que eliminaria o amortecedor), porém não foi posto em prática devido a seu alto custo – : desenvolvimento de amortecedores rapidamente auto-ajustáveis 2000 – : introdução, para veículos de alto custo, de um amortecedor magnetoreológico controlável.

5 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Histórico e funcionamento dos amortecedores Funcionamento: O amortecedor tem três funções básicas distintas: Manter o contato dos pneus com o solo Controlar os movimentos de abertura e fechamento das molas Proporcionar conforto, estabilidade e segurança ao veículo

6 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Histórico e funcionamento dos amortecedores Funcionamento: Os amortecedores pressurizados diminuem a possibilidade de formação de bolhas no fluido quando este é submetido altas temperaturas ou quando há movimentação intensa da suspensão. O gás nitrogênio produz uma ação mais rápida no trabalho do amortecedor. Seu desempenho é mais constante trazendo melhor dirigibilidade e segurança. Amortecedor telescópico com óleo

7 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Histórico e funcionamento dos amortecedores Patentes: US – Shock Absorber For Automobiles C. A. Petersen (1910) US – Shock Absorber H. B. Stanton (1912) US – Shock Absorber B. W. Matthews (1913)

8 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Histórico e funcionamento dos amortecedores Patentes: US – Hidropneumatic Shock Absorber For Automotive Vehicles F. Wössner (1965) US – Shock Absorber Having Adjustable Damping Means Including na Auxiliary Oil Tank Satoru Tonu (1985)

9 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Histórico e funcionamento dos amortecedores Normas: ABNT NBR 13308:2010: Veículos rodoviários automotores – Amortecedor da suspensão Verificação de desempenho e durabilidade Método de ensaio ABNT NBR 15830:2010 : Veículos rodoviários automotores Amortecedor da suspensão Classificação, terminologia e identificação

10 Projeto Conceitual Questionário e Pesquisa de Mercado Avaliação das Respostas Necessidades de Usuário Requisitos de Usuário Requisitos de Projeto Avaliação dos Requisitos Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Projeto Informacional Construção da Casa da Qualidade Organograma das Atividades Realizadas Importância dos Requisitos

11 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Pesquisa de Mercado

12 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Pesquisa de Mercado

13 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Requisitos de Usuário e Projeto Requisitos de Usuário Custo Segurança Design/Formato Manutenção Conforto proporcionado Dificuldade para montagem Massa Tamanho Resistência a ambientes agressivos Material Utilizado Durabilidade Eficiência Requisitos de ProjetoUnidade associada Eficiência Estrutural% Condutividade TérmicaJm²/K Intervalo de Manutenção h Horas Úteis de Usoh Usinabilidade-- Volume Ocupadom³ Tempo de Regulagemh Tempo de Montagemh PesoN Custo com ProduçãoR$ Custo com Manutenção R$ Custo com MateriaisR$ Número de Componentes --

14 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Casa da qualidade Requisitos de Projeto 1 – Número de Componentes 2 – Eficiência Estrutural 3– Custo com Materiais 4 - Peso 5 – Custo com Manutenção 6 – Volume Ocupado 7 – Horas úteis de uso 8 – Tempo de montagem

15 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Projeto Conceitual Solução Ideal Projeto Informacional Estrutura de Funções Brainstorming Seleção das ideias mais relevantes Escolha das concepções Matriz morfológica Matriz de Pugh Avaliação das concepções Atividades Desenvolvidas Projeto Preliminar

16 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Estrutura de Funções Dissipar Energia Fricção Configuração do amortecedor RegulagemFixação no carro Fixação no braço de suspensão Batente de fim de curso Posicionamento das molas Compressão rápida Compressão lenta Rebound Ponto Superior Ponto Inferior Armazenamento do material para fricção Foi desconsiderado o uso de eletricidade gerar o efeito de amortecimento!

17 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Brainstorming: geração de concepções Fricção Sólido - Sólido Fluido Viscoso Efeito Fluidodinâmico Configuração do Amortecedor Alavanca de Palhetas Telescópio Alavanca com Pistões Paralelos Fluido NitrogênioAr Fluido Viscoso Buscar soluções para as funções do produto descritas anteriormente Não se deve julgar nenhuma idéia nessa etapa de projeto Feita em reunião com a equipe durante o período de aula A seleção das ideias é feita posteriormente, eliminando soluções inviáveis

18 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Soluções Funções elementaresPrincípios de Solução Armazenamento de fluidoInternoExternoExterno suspenso Fixação no carroOlhalJunta esférica Fixação no braço de suspensãoOlhalJunta esférica Posicionamento molaExterno em paralelo Dois batentes com rosca Flanges roscadasDuas flanges fixas Batente de fim de curso traçãoMola interna na carcaça Elastômero interno na carcaça Batente de fim de curso compressãoElastômero na haste Elastômero fixo na carcaça Mola interna na carcaça Elastômero interno na carcaça FluidoÓleo viscosoArNitrogênio Regulagem compressão rápida Agulha regulável com parafuso externo Regulagem mola/esfera Regulagem parafuso/esfera Regulagem compressão lenta Agulha regulável com parafuso externo Regulagem mola/esfera Regulagem parafuso/esfera Regulagem rebound Regulagem na haste interna Regulagem na haste externa

19 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Concepções Funções elementares Concepções do produto Opção I (pistões paralelos) Opção II (telescópio)Opção III (telescópio) Armazenamento de fluidoInternoExternoExterno suspenso Fixação no carro Fixação no braço de suspensão Posicionamento mola Mola externa ao amortecedor Batente de fim de curso tração Batente de fim de curso compressão FluidoNitrogênioAr Regulagem compressão rápida Regulagem compressão lenta Regulagem rebound

20 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Matriz de Pugh Requisitos de UsuárioPesoConcepção 1Concepção 2Concepção 3 Custo2,611 Segurança4,2010 Design/Formato3,4011 Manutenção411 Conforto proporcionado3,601 Dificuldade para montagem3,410 Massa4,811 Tamanho4,411 Resistência a ambientes agressivos4,2100 Material Utilizado4111 Durabilidade4,8000 Eficiência3,4110 SOMA (SEM PESO)-2105 SOMA (COM PESO) -7,637,819,6 Foi utilizado como referência o amortecedor da Elka

21 Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção Amortecedor de alta performance para veículo off-road Concepção Final Funções elementaresConcepção II - Configuração do tipo "Telescópio" Armazenamento de fluido Externo, fixo à carcaça do amortecedor Fixação no carro Junta esférica Fixação no braço de suspensão Junta esférica Posicionamento mola Flanges roscadas, permitindo a regulagem de pré-carga Batente de fim de curso tração Elastômero na haste, externo ao amortecedor Batente de fim de curso compressão Mola interna na carcaça Fluido Nitrogênio Regulagem compressão rápida Regulagem mola/esfera Regulagem compressão lenta Agulha regulável com parafuso externo Regulagem rebound Regulagem na haste externa

22 Dúvidas Amortecedor de alta performance para veículo off-road Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção

23 Referências https://www.monroe.com.br/ - acesso em 05/10/ acesso em 2/10/2012 h ttp://www.lcool.org/technical/shock_absorbers/shock_absorbers.html - acesso 7/10/2012 DIXON, J. C. The Shock Absorber Handbook. Second Edition. Warrendale: SAE, 2007 Amortecedor de alta performance para veículo off-road Contextualização Histórico Requisitos Concepções Seleção


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