AUTOentusiastas Classic (2008-2014): ÍCONES - PARTE 2

Dando seqüência ao tópico especial específico Desenvolvimento de Veículos, vou abordar outros atributos, conforme eu havia dito.

DIREÇÃO (Steering)

A importância do sistema de direção começa com o volante, que é a ligação direta do motorista com o veículo através das mãos.

O volante de direção deve ter uma  empunhadura  e acabamento superficial que mantenha o atrito (grip) suficiente com as mãos sem ser desconfortável ao contato. Ter uma empunhadura e diâmetro adequados que garantam os padrões de conforto e precisão.

Em adição, permitir que todos os controles operacionais como buzina, borboletas para troca de marchas, controle remoto do rádio etc, sejam alcançados sem que seja necessário tirar as mãos da empunhadura.

Os materiais e a cor do volante devem garantir que o motorista não queime as mãos após o veículo ficar muito tempo sob carga solar direta. Infelizmente por questões de estética a maioria dos volantes são pretos absorvendo calor.  Me lembro do Fusca nos idos da década de 60, com o volante claro cor de marfim.  O pomo da alavanca de mudanças e os botões de todos os controles inclusive os do rádio também na cor marfim

Resposta e Precisão (Response & Precision)

A direção deve passar ao motorista segurança de rodagem em todas as situações. As entradas (inputs) no volante devem sempre ter as respostas esperadas do veiculo, tanto em curvas como em mudanças de faixa (lane change).  A cada manobra, a reação do veículo deve ser  proporcional e previsível.

Dinamicamente o esforço no volante deve aumentar proporcionalmente ao ângulo de esterçamento (torque feedback) mantendo o motorista conectado com a manobra.

Retorno (return ability)

A direção deve ser capaz de auto-retorno após qualquer manobra de esterçamento. A capacidade de auto-centralização do volante  deve se dar com movimento uniforme e suave, garantindo a segurança nas manobras.

Esforço de direção (steering effort)

Tanto em manobras de estacionamento, baixas velocidades, quanto em manobras dinâmicas em velocidades maiores, os esforços direcionais devem estar de acordo com os padrões de conforto e segurança estabelecidos nas normas de engenharia (standards) do fabricante.

Perturbações (disturbances)

O sistema de direção não deve apresentar vibrações e impactos torcionais indesejáveis sentidos no volante.

Posição correta ao dirigir

Para avaliar bem é necessário se posicionar bem no veículo (vestir o carro).

O motorista quando confortavelmente posicionado, com o seu corpo totalmente encostado no banco e com o cinto de segurança colocado, deve poder posicionar os pulsos no topo do volante com os braços totalmente estendidos. Este procedimento facilita a mobilidade, principalmente em curvas fechadas.

As mãos devem se posicionar diametralmente no volante como os ponteiros de um relógio as 9h15.

Também o acerto (tuning) da direção, feito pelos especialistas, é facilitado dentro dos campos de provas em situações controladas de pista e medições específicas.

DESEMPENHO (Vehicle Performance)

Desempenho é basicamente a capacidade de força e da aceleração do veículo.

- Capacidade de subir e partir em  rampas com facilidade

- Acelerar em ultrapassagens com segurança

- Ter progressividade nas acelerações e desacelerações em tráfego urbano e rodovias

- Ter freio-motor suficiente para ajudar a manter a integridade do freio de serviço em desacelerações e principalmente em decidas com o veículo carregado.

- Acelerar através das marchas, sem apresentar falhas (buracos) que passem insegurança ao motorista.

O desempenho, assim como todos os outros atributos, é simplesmente sentido pelo motorista sem que seja necessário conhecer as métricas para o seu julgamento: valores de aceleração, velocidade máxima etc.

Os valores medidos de aceleração e velocidade máxima são apenas referências para a comparação entre dois ou mais veículos entre si em testes específicos.

Desempenho é na realidade a sensação de desempenho (performance feel) do veículo sendo avaliado inconscientemente  pelo motorista nos seguintes pontos

- Resposta do motor a plena carga, acelerador em seu curso total

- Resposta do motor em cargas parciais, acelerador em cursos intermediários.

- Descontinuidades nas mudanças de marcha

- Qualidade dos engates e seleção das marchas

- Facilidade em partir e subir rampas

- Capacidade do freio-motor nas desacelerações

- Ruído do motor em intensidade e qualidade sonora. Este é particularmente um ponto interessante, pois tem influência marcante na sensação de desempenho. Muitos fabricantes fazem a acerto sonoro do escapamento para passar a sensação de potência ao motorista, obviamente respeitando a legislação.

Para que tudo isso aconteça simultaneamente, o trabalho de acerto (tuning) do motor + transmissão é de fundamental importância.

Adequação motor / transmissão (powertrain matching)

É basicamente casar as características de torque e potência do motor com as relações das engrenagens do câmbio, considerando-se o peso, a aerodinâmica e a economia de combustível esperada para uma determinada classe de veículo.

Começando pelo motor, suas curvas características de torque e potência são fundamentais para o seu bom desempenho

Regras gerais

1. Quanto maior o torque disponível no acoplamento da embreagem (engagement torque) durante a partida do veiculo no plano e/ou em rampas, tanto melhor. O engagement torque se dá em torno de 1.000 rpm do motor.
2. Torque máximo a rotações mais baixas do motor é sempre melhor
3. Potência máxima a rotações mais elevadas é sempre melhor
4. Quanto maior a diferença entre a rotação de torque máximo e a de potência máxima, tanto melhor.

O maior torque disponível durante a partida do veículo facilita a modulação da embreagem e diminui o tempo de acoplamento da mesma, resultando em maior durabilidade do disco e platô. A partida do veiculo se torna muito mais fácil!

O torque máximo a rotações mais baixas facilita a rodagem em tráfego urbano e também nas rodovias, permitindo rodar em marchas mais longas, com economia de combustível.

A diferença entre a rotação de torque máximo e a rotação de potência máxima estabelece a característica fundamental da elasticidade do motor.  Quanto maior a diferença, maior será a sensação de performance (performance feel) notada pelo motorista. As acelerações através das marchas e em recuperação de velocidade também são favorecidas. Também a faixa ótima do consumo especifico de combustível do motor é visitada com maior freqüência, gerando economia.

Os motores modernos com comando de válvulas variável no tempo e no levantamento (timing & lift) facilitam muito o tuning de gerar o bom compromisso de maior torque a baixas rotações e maior potência a altas rotações, proporcionando a desejável elasticidade do motor que faz a diferença.

Vamos falar agora da transmissão, outro componente fundamental para o bom  powertrain matching

A função da transmissão é receber o torque do motor e transmiti-lo às rodas gerando a força de tração que movimenta o veículo.

As relações das marchas (+ diferencial) são fundamentais para garantir as funções necessárias de dirigibilidade do veículo. A primeira marcha curta o suficiente para facilitar ao máximo a partida em rampas e a última marcha (5ª ou 6ª) para garantir a velocidade de cruzeiro nas rodovias com economia de combustível e sem que o motorista tenha que trocar de marcha a todo instante. As outras marchas são escalonadas proporcionalmente entre a 1ª e a última marcha, gerando o diagrama "dente de serra" que define a função rotação do motor versus a velocidade do veiculo. Veja exemplos.

Diagrama dente de serra bem escalonado mostrando as trocas de marcha sempre acima da rotação de torque máximo do motor:

Diagrama dente de serra mal escalonado sem progressividade, gerando buracos nas trocas de marchas. Notem que as trocas caem abaixo da rotação de torque máximo do motor:

Diagrama aceleração versus velocidade do veículo mostrando a correta mudança de marcha no ponto de máxima aceleração, mostrando que o dente de serra está correto

Diagrama aceleração versus velocidade do veículo mostrando  mudança de marcha incorreta aquém do ponto de máxima aceleração, mostrando que o dente de serra está incorreto:

FREIOS (Brakes)

Os  freios dissipam a energia cinética do veículo  através do torque de atrito resultante no contato das pastilhas com os discos e das lonas com os tambores, gerando calor durante a desaceleração.

Conceitos

Ocorrência de travamento das rodas durante as frenagens é condição indesejável, pois a energia dissipada no escorregamento dos pneus com o solo é bem menor que a dissipada nos freios.

Travamento das rodas causa perda relevante de eficiência na desaceleração do veículo. Além disso, o escorregamento dos pneus nas frenagens causa instabilidade direcional.

Quando as rodas dianteiras travam, o veículo mantém a mesma trajetória que estava antes do travamento, não possibilitando qualquer correção na manobra através do volante de direção.

Quando as rodas traseiras travam antes das rodas dianteiras, o veículo se desequilibra e tende a rodar no eixo de seu centro de massa, ocorrendo "cavalo de pau" com conseqüências desastrosas de segurança.

O balanceamento do sistema de freio é projetado de maneira que para qualquer condição de carregamento do veículo, as rodas dianteira travem sempre antes que as traseiras.

Com o sistema ABS (anti-lock brake system), hoje obrigatório para  todos os veículos novos, sensores sinalizam a iminência de travamento das rodas para um conjunto controlador, que reduz a pressão hidráulica no circuito correspondente, evitando assim o bloqueio de cada roda  individualmente.

Avaliações dinâmicas dos freios

1 - Avaliar o esforço, curso e modulação do pedal do freio e se a desaceleração do veículo ocorre progressivamente, veículo vazio e carregado. O freio transmite confiança?

Exemplo de curva de modulação do pedal do freio, esforço versus curso do pedal

              

Exemplo de curva de modulação do pedal do freio, desaceleração versus esforço do pedal

Exemplo de curva de modulação do pedal do freio, desaceleração versus curso do pedal

       
2 - Avaliar se o veículo se mantém na trajetória ou apresenta desvios laterais nas frenagens

3 - Avaliar a ocorrência indesejável de travamento prematuro das rodas

4 - Avaliar a estabilidade do veículo e a eficiência dos freios em curvas

5 - Avaliar se existe perda significativa de eficiência dos freios após sucessivas desacelerações (fading)

6 - Avaliar se as frenagens ocorrem sem ruídos e vibrações.

As vibrações (brake roughness) são sentidas no pedal do freio, volante de direção e mesmo no assoalho do veículo. Normalmente as vibrações são causadas por desgaste irregular e/ou excentricidade dos discos (faces não perpendiculares ao eixo de giro) e por ovalização dos tambores.

Notar também os ruídos de alta freqüência notados principalmente no final das frenagens (squeal noise)

7 - Avaliar o esforço e curso da alavanca ou pedal de acionamento do freio de estacionamento no plano e em rampas, com o veículo vazio e carregado.

8 - Avaliar a ergonomia considerando a posição do pedal do freio, sua forma, tamanho e atrito (grip) da sapata.  Avaliar também a distância entre o pedal do freio com relação aos pedais do acelerador e embreagem. Avaliar a posição da alavanca ou pedal de acionamento do freio de estacionamento.

Nos próximos posts continuarei a detalhar os outros atributos funcionais do veículo

CM