ANÁLISE DE DESEMPENHO DA FRENAGEM DE EMERGÊNCIA

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Modelagem

Muitos pesquisadores têm se preocupado com a análise termodinâmica dos freios, vários modelos têm sido usados ​​para isso, incluindo os modelos mais restritas e específicas em alguns casos.

A razão para a utilização de vários modelos é o problema de escolher a mais adequada para a situação em estudo, avaliar os custos, facilidade de utilização e a área de aplicação.

É importante lembrar que o travão é um componente que não é fácil de modelar para diferentes configurações e utilizações possíveis. No entanto, uma grande parte dos estudos realizados foram acompanhados por testes em pista ou no banco de rolos, desta forma procurando validação do modelo escolhido.

Basicamente, os métodos de cálculo podem ser separados em métodos contínuos, discretos e empíricos. Embora não é normalmente predominância de um desses métodos, observa-se que, na prática, um dos métodos escolhidos sempre predomina sobre os outros, quer durante os cálculos ou simplesmente na validação do modelo.

Entre os pesquisadores desta área destacam-se: Limpert (1992), Winkler (1976), Gillespie, Fancher e Johnson (1978), Sartori (1972), Ramachandra Rao, Ramasubramanian e Seetharamu (1989), Pauletti (1993), Morgan e Dennis (1972), Canale (1989), Sheridan, Kutchey e Samie (1988) e Ritz, Adas e Francisco (1995).

Observando as modelagens estudaram a conclusão tem que o método que deve ser escolhido é o melhor adaptado para as condições do processo de avaliação da travagem, bem como das condições de contorno consideradas.

Neste trabalho de travagem de emergência foi avaliada usando o modelo de placa por meio do método de conservação de energia, mostrada por Canale (1989), porque nesta situação de travagem de uma porção muito pequena da energia é dissipada para a atmosfera.

Em rodovias, devido às altas velocidades atingidas, a preocupação com a segurança também é maior. Para isso, o veículo escolhido para este trabalho foi um autocarro de longo distância, em que a segurança de uma série de pessoas é tomado em consideração.

O veículo escolhido foi um Mercedes-Benz ônibus de longa distância (OHL1635), com dois eixos, capacidade de carga para 44 passageiros e bagagem, somando um peso máximo de 18 toneladas. Equipado com o sistema de travões de tambor, do tipo simplex com veio-s.

Um algoritmo, em seguida, foi desenvolvida tal como representado na figura 1, que se tornou um programa de computador.

[pic 1]

As características físicas, mecânicas e carga do veículo foram usados como dados de entrada.

A variação da velocidade do veículo para uma pressão escolhida no cilindro do freio e tendo a massa do veículo conhecido, é possível calcular a quantidade total de energia envolvido na travagem.

[pic 2]

No entanto, é preciso considerar que o total de energia varia de acordo com a distribuição das forças de travagem no equilíbrio do sistema de travagem.

A partir de uma temperatura inicial, sabendo que o material do tambor e o seu respectivo calor específico e sabendo também a área da superfície de contacto entre o revestimento e o tambor, a utilização da equação utilizada por Canale (1989) conduz aos valores para as temperaturas que atinge-se após cada uma travagem de emergência em cada eixo.

[pic 3]

Usando os resultados dos testes em dinamómetro realizadas por FRAS-LE *, o factor de travagem (C *) ** (Limpert, 1992) foi calculado, dependendo da temperatura, pressão e velocidade envolvido na travagem. A Figura 2 mostra a variação do factor de travagem em relação à temperatura para o veículo, o que foi estudado, desde que a temperatura foi considerado ser o factor mais prevalente na variação do factor de travagem durante os testes.

[pic 4]

Em modelagens, o factor de travagem é freqüentemente encontrado para ser considerada constante. Neste trabalho, no entanto, o seu comportamento real, que varia principalmente da temperatura, visava.

Os pontos, que são indicadas na Figura 2, foram obtidos em testes e uma função polinomial de terceira potência foi utilizado para a interpolação. Esta função foi usada para simular a travagem barramento dentro do programa de computador.

Um modelo matemático foi elaborado de acordo com Fernandes (1994), que é descrito como se segue; usando as Leis de Newton aplicado no equilíbrio de forças e equilíbrio de força dinâmica. Figuras 3 e 4 mostram, respectivamente, as forças do sistema de travagem e as forças que atuam no veículo. As forças de travagem foram então calculadas em ambos os eixos do veículo e as suas respectivas forças normais.

[pic 5]

[pic 6]

Considerando-se as forças de travagem, a massa do veículo e as desacelerações do veículo foram como apresentado.

[pic 7]

Relacionando as forças normais e as forças de travagem para o coeficiente de aderência de cada eixo, o qual foi calculado até ao ponto derrapagens do veículo, por outras palavras, quando este coeficiente é igual à aderência oferecido pela faixa.

[pic 8]

Neste caso, a eficiência do sistema de freio foi calculada, definida como a razão entre a desaceleração máxima durante a travagem e o coeficiente de adesão máxima do contacto entre os pneus e pavimento, sem qualquer deslizamento do eixo, de acordo com Limpert (1992).

[pic 9]

O programa de computador, que foi desenvolvido, tem como saída as desacelerações, forças e reações normais durante a travagem, distribuição de frenagem, temperaturas dos tambores de freio e coeficientes de aderência, mostrando o momento em que o veículo começa a derrapar.

A fim de comparar os resultados teóricos obtidos pelo programa de computador, Mercedes-Benz do Brasil forneceu resultados de seus testes de pista executados utilizando o autocarro em estudo.

Resultados

A Figura 5 mostra as variações de temperatura, dependendo da velocidade inicial de travagem de paragem total, o que comparam as temperaturas finais obtidos teoricamente com os resultados experimentais. Os resultados experimentais pertencem