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ANALISE COMPARATIVA DE UMA SUSPENSÃO VEICULAR CONSIDERANDO ELEMENTOS PASSIVOS E ATIVOS

MOURA, E. D. A.
LIMA Jr., J. J.

Departamento de Mecânica, Escola Federal de Engenharia de Itajubá, EFEI,
Av. BPS 1303, 37500-903, Itajubá, MG, [email protected]

Palavras-chave: Dinâmica Veicular, Controlador Ativo, Equação de Jourdain e Controle.

RESUMO

Neste trabalho, faz-se um estudo dinâmico de um modelo plano de um veículo, com eixos dianteiro e traseiro (Figura 1), no qual é introduzido elementos passivos e ativos. A lei de controle do elemento ativo é obtida através da teoria de controle clássica, considerando como parâmetros a serem otimizados o conforto, a segurança e a estabilidade do veículo, isto é, o espaço de trabalho da suspensão. São comparados os desempenhos do sistema considerando a suspensão com elementos passivos e com elementos ativos.


Após uma revisão bibliográfica dos trabalhos existentes na área de análise dinâmica de veículos e de controle aplicado em sistemas mecânicos, considerou-se o modelo plano envolvendo a suspensão dianteira e traseira, como sendo representativo do estudo proposto.

Utilizando os Métodos de Newton-Euller-Jourdain, que se baseiam no Princípio da Potência Virtual e no Método de Newton, que se baseia na Lei da Conservação da Energia, obteve-se as equações dinâmicas para o modelo proposto.


Realizou-se, em laboratório, o levantamento experimental dos parâmetros da suspensão de um veículo. Posteriormente esses parâmetros foram introduzidos no modelo dinâmico, Figura 2, desenvolvido no programa SIMULINK da Mathworks. Obteve-se assim como resultados os modos de vibrar, as respostas em deslocamento e rotação do centro de massa do veículo, da suspensão ativa e a aceleração linear e angular do centro de massa do corpo do veículo, à uma excitação degrau, impulso e seno, conforme diagrama apresentado na Figura 3.



Finalmente realizou-se um levantamento dos tipos de suspensão ativa existentes atualmente, encontrando-se algumas como as suspensões ativas pneumáticas com válvula solenóide, com fluido Magneto-Reológico, com Bomba de Óleo e com Algoritmo Lógica Fuzzi, cuja dinâmica poderia ser implementada no modelo.

O comportamento do veículo usando suspensão, com elementos ativos, apresenta grandes melhorias nos índices de conforto, segurança e estabilidade, em comparação com a suspensão com elementos passivos.

Agradecimentos: Agradeço a DEUS que me possibilitou a vida, aos meus pais, amigos e ao Prof. Juliano por sua amizade e incentivo.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

ALVES, P. S. L., Análise Comparativa do Desempenho de uma Suspensão Veicular Considerando Elementos Passivos e Ativos, Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 131p., 1997.
BARBIERI, N., The Optimal Active Suspension Systems for an off-road vehicle.
International Journal of Vehicle Design, v 16, Nos 2/3, p. 219-228, 1995.
CHALASANI, R. M., Ride Performance Potential of Active Suspensión Systems-Part´s I and II, ASME, AMD, v 80, p. 187-204, 1987 and p. 205-234, 1987.
THOMPSON, A. G. Optimal and Subopitimal Linear Suspensions for Road Vehicles. Vehicles Systems Dynamics, v. 5, 13 and 187 3.
K. J. KITCHING, et all., Performance of a Semi-Active Damper for Heavy Vehicles, Cambridge University, Engineering Depart, Trumpington Street, cambridge, CB2 1pz, United Kingdon; International Journal of Vehicle Design, v 122, p. 498-506; 09/2000.