2014-36-0101 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: simulação por meio de analise de elementos finitos a resistência a centrifugação do revestimento da embreagem
Autoria: IVAN ROGER SCANSANI GREGORI
Resumo: O trabalho propõe uma metodologia baseado em analise de elementos finitos, para prever o limite da resistência a centrifugação do revestimento da embreagem automotiva a seco para transmissões manuais. Basicamente o trabalho foi desenvolvido com o levantamento das propriedades mecânicas do material de fricção, tais como, Tensão de Ruptura, Módulo de Young, Poisson, densidade. Foram escolhidas três geometrias diferentes para validação entre resultados práticos do teste de ruptura em bancada, com o modelo em Elementos Finitos. Os resultados foram coerentes com um nível de acerto na ordem de 80%. Considerando que o revestimento é um material compósito de alta complexidade este resultado é bastante satisfatório e motivador para continuar os estudos.
2014-36-0103 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Chassis e Cabine
Título do Paper: Development of a Lightweight Fixed Steering Column applying DFSS methodology
Autoria: DEMERSON ALVES DE CAMPOS
Resumo: Development of a Lightweight Fixed Steering Column applying DFSS methodology ABSTRACT Over recent years, demands for fuel-efficient vehicles have increased with the rise of the fuel price and public concerns on environment. Recently, application of lightweight materials is increasing in the automobile industry in order to improve mass reduction and consequently fuel efficiency. On this particular study, with a goal of developing a Lightweight Fixed Steering Column, It was identified an opportunity to replace fixed steering column metallic upper and lower brackets by polymeric material. In order to fulfill NVH, Crash, Durability and Performance requirements, a DFSS methodology was applied. As a result, It was achieved 51% of mass reduction (~600g), 10% of performance improvement with 14% of cost increase (~R$ 0.59).
2014-36-0107 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Manufatura
Título do Paper: plm2m - plm no cenário da manufatura automotiva
Autoria: EVANDRO B. DA GAMA
Resumo: O cenário global da manufatura está induzindo as empresas automotivas a trabalhar dentro de ambientes colaborativos e necessita de soluções mais integradas ao modelo de empresa estendida - que permite colaborar a organização como um todo, incluindo parceiros, fornecedores e clientes. Na atualidade, as atividades de planejamento de processos de manufatura necessitam levar em consideração a dispersão de recursos (do ponto de vista sistema), que engloba inclusive o conhecimento e a informação. Um problema comum é a conexão (interface) entre as engenharias, os ambientes de produção e os ambientes de operações comerciais, principalmente na precisão do compartilhamento de dados. No contexto, a proposta do trabalho é a apresentação do novo modelo de colaboração denominado PLM2M (PLM to Manufacturing), suportado pelas iniciativas do PLM (Product Lifecycle Management) e Manufatura Digital (Digital Manufacturing). O PLM2M é um conjunto de procedimentos fundamentado em estratégias de modelagem de fluxos de trabalho WfMS (Workflow Management System) e arquitetura TIC (Tecnologia da Informação e Comunicação), que explora a modelagem de processos de negócios, as definições de produto (especificações de projeto, listas de materiais etc.), o layout de plantas industriais, os recursos (tempo, máquinas e dispositivos, matéria-prima e pessoas), o sequenciamento das operações de produção (que releva a demanda e envolve volume, variedade e prazos), e ainda, o controle e gerenciamento das informações de chão-de-fábrica. O modelo PLM2M tem o propósito de oferecer melhoria de produtividade, ajuste de capacidade de produção e melhor reuso dos ativos da planta, proporcionando melhores “time-to-market” de produtos, num cenário onde os processos de manufatura impõem alta flexibilidade, confiança e menores tempos de entrega, ampla combinação de variantes e menores ciclos de vida de produtos. Palavras-chave: PLM, Gerenciamento do Ciclo de Vida de Produtos, Desenvolvimento de Produtos, Planejamento de Processos de Manufatura, Manufatura Digital, Fábrica Digital, Simulação.
2014-36-0108 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: sistema didático para simulação de arrefecimento automotivo em altas e baixas temperaturas
Autoria: ALEXANDRE VAZZOLER IGOSHEFF
Resumo: Este equipamento permite que para fins de pesquisa, um sistema de arrefecimento automotivo seja utilizado para medições, testes e aquisição de dados, sem necessariamente existir um motor acoplado ao mesmo. A primeira versão do simulador chamava-se KIDEMA e não permitia operar em temperaturas baixas, condição em que o veículo se encontraria no inverno. Nesta segunda versão será utilizado um elemento de Peltier para ampliar a faixa de operação do equipamento. O LabVIEW foi o programa definido para a simulação e o controle do sistema SIDAR.
2014-36-0110 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Meio-Ambiente
Título do Paper: Regulated and Non-regulated Emissions from a Light-duty Diesel Car Fueled with Different Diesel Sulfur Content
Autoria: LUIZ CARLOS DAEMME
Resumo: INTRODUCTION Some chemical characteristics and natural impurities of diesel fuel used in diesel engines damage or impede the operation of emission control devices as well as contributing to the formation of secondary pollutants in the atmosphere. Sulfur is one of the natural impurities of diesel fuel, which upon burning, combines with oxygen to form SO2, creating emissions that adversely affect both the environment and human health. Many countries around the world have adopted stringent diesel emission standards to drastically reduce the sulfur content in diesel fuel and thereby improve air quality. Many authors have addressed the need to regulate transportation fuel emissions from pollutants, including sulfur (S), carbon monoxide (CO), particulate matter (PM), nitrogen oxides (NOx) and hydrocarbons (HC). OBJECTIVE The objective of this work was to measure both regulated and non-regulated emissions from four types of diesel fuels (with different sulfur concentration) from a diesel passenger vehicle. METHODOLOGY A diesel passenger vehicle has been tested over a chassis dynamometer according to the Brazilian standard NBR 6601, FTP -75 cycle, in a laboratory located in Curitiba/Brazil. The car was fueled with different diesel fuels: a) Ultra Low Sulfur Diesel S10; b) Very Low Sulfur Diesel S50, c) Low Sulfur Diesel S500, and d) High Sulfur Diesel S1800. A set of at least three tests were performed with each type of fuel. Regulated emissions of pollutants, such as HC, CO, NOx, and PM, were measured by Horiba 7000 series benches. Non-regulated emissions were analyzed for constituents, such as formaldehyde, acetaldehyde and sulfur dioxide. Specialized Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR – AVL/SESAM) was used to generate the data for this work. The result data were analyzed by using the analysis of variance (ANOVA) in conjunction with the Tukey`s test. CONCLUSIONS Regarding legislated emissions, it is observed that THC and CO increase directly with fuel sulfur content. This increase may be due to sulfur contamination of the catalytic converter. No significant changes occurred in NOx emissions. Oxidation catalyst converters are not expected to reduce these emissions, which are strongly affected by the engine design and regime. The results obtained indicate a correlation between fuel sulfur content and SO2 emissions from a light-duty diesel vehicle. Regarding particulate matter, no significant changes were observed between the four fuels tested, except S1800 diesel fuel. A correlation between sulfur content and PM formation was observed, which partially explains the emission of particulate matter. Additionally, a higher content of polyaromatic compounds in S1800 compared to the other fuels may contribute to increasing the PM formation. Aldehyde emissions levels are linearly correlated with the HC emissions, showing the relation with fuel combustion quality. Finally, many studies have been conducted on regulated emissions from diesel vehicles. However, unregulated emissions remain relatively unexplored. The number of articles dealing with the subject is small and do not always show the same trend. However, it is clear that emissions of non-regulated pollutants depend on several parameters such as driving cycle, fuel properties and catalyst technology, which greatly complicate the analysis of the results.
2014-36-0112 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: thermal analysis of a rear drum brake for lightweight passenger vehicles
Autoria: ZILDA DE CASTRO SILVEIRA
Resumo: This paper presents a thermal analysis of a sub-set drum/shoe brake lining of a braking system in a rear drum brake for a lightweight passager vehcile with engines of up to 1,000cc, for a future application to hybrid powertrains. In academic databases, as well as free research database, it is difficult to find papers and even technical works which show the complete cycle of the design of an automotive breaking system. It occurs mostly due to the confidentiality of industries and industrial parts suppliers, once the brake system is a product of high added value. In this study, transient temperature field distributions of the shoe lining were obtained by numerical simulations. Boundary conditions of the model were calculated according to a reference paper. The geometry and mechanical and thermal properties of the brake shoe lining were obtained form data provided by the manufacturer. Numerical results show the transient temperature field in the lining during different types of braking processes, such once emergency braking, continous downhill braking and repetitive braking, which are developed by the vehicle in urban situations. The maximum temperature reached on the lining surface was 375, 64 C for the continuos downhill braking case after 200 s of braking at 60 km/h, considering 10% slope. Key-words: drum brake; brale lining; themal analysis; finite element; passenger´s vehicle.
2014-36-0113 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Carroceria e Estrutura
Título do Paper: investigação do comportamento estrutural de elementos veiculares metálicos em situações de impacto não-linear a partir do método dos elementos finitos
Autoria: MARCELO SAMPAIO MARTINS
Resumo: Neste trabalho foram realizadas simulações de carregamentos dinâmicos em estruturas similares, representando componentes veiculares, através de software baseados no método de elementos finitos. Através de testes de impacto físico, utilizando uma máquina de ensaio Charpy, foram confrontadas as medições de deformações, com aquelas encontradas na simulação computacional, e desta forma, um modelo poderá ser calibrado para que componentes estruturais com maior complexidade geométrica possam ser simulados. Ao final, respostas importantes do comportamento da estrutura dos veículos em situações de choque foram analisadas e desta forma, com os materiais disponíveis no mercado e com variações referentes à sua geometria, espera-se encontrar as melhores soluções para o desenvolvimento de um projeto economicamente viável e que apresente bons resultados voltados à segurança dos passageiros.
2014-36-0116 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: junta de dupla função (junta defletora)
Autoria: MAURICIO CARLOS VITURI
Resumo: Os sistemas de transmissão manual veiculares costumam usar um dispositivo de ventilação ou respiro para permitir o controle da pressão no interior da estrutura principal. Esta variação de pressão está aliada a diferenças causadas pela faixa de temperatura de trabalho. No entanto, juntamente com o fluxo de ar estas aberturas podem, ocasionalmente, permitir a passagem de óleo notado pelo proprietário do veículo como um problema de vazamento de transmissão. Quanto mais sofisticado o mais custoso é o dispositivo de ventilação, que pode conter membranas, labirintos, chicanas e outras soluções para evitar vazamentos. O objetivo deste trabalho é apresentar uma solução simplificada para evitar vazamento do fluido da transmissão através da combinação de uma vedação padrão (junta de fibra) e um defletor para evitar que o respingo de óleo atinja o dispositivo de ventilação. O conceito proposto levou em consideração um aspecto de rápida implementação, baixo impacto financeiro e menos complexidade para todo o sistema l modificando um componente existente, adicionando uma função secundária em vez de criar componentes adicionais.
2014-36-0122 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Ruídos e Vibrações (NVH)
Título do Paper: avaliação numérica e experimental de sloshing em tanque de combustível automotivo
Autoria: FELIPE MORETTI LEILA
Resumo: O estudo do sloshing (definido como sendo as oscilações da superfície livre de um fluido dentro de um recipiente parcialmente cheio) tem muitas aplicações tanto na indústria automotiva como na aeronáutica e naval. Na indústria automotiva, o comportamento do sloshing em tanques de combustíveis faz parte das pesquisas de NVH (Noise, Vibration and Harshness) no projeto de veículos mais silenciosos e confortáveis ao dirigir. O sloshing em tanques de combustíveis ocorre geralmente durante a aceleração ou frenagem brusca do veículo, onde a inércia faz com que o fluido movimente abruptamente dentro do tanque, gerando ruídos indesejáveis aos passageiros. O estudo do sloshing permite prever este movimento do combustível dentro do tanque, de forma que possibilite reduzir o nível de ruído gerado pela interação do fluido com a estrutura do tanque através de um projeto otimizado da forma geométrica do tanque, da localização da bomba de combustível, e da introdução de quebra-ondas em seu interior. O uso de simulação numérica no estudo de sloshing pode tornar o processo de validação do produto menos oneroso, reduzindo os custos de procedimentos de “tentativa e erro” e aumentando a sua confiabilidade. Este trabalho teve como objetivo simular via técnica de elementos finitos o fenômeno de sloshing em um tanque de combustível automotivo, utilizando a formulação ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian), presente no software Radioss. Os resultados obtidos numericamente foram comparados com os obtidos pelo ensaio experimental, obtendo uma correlação satisfatória. Este trabalho representa um importante passo dentro de um escopo geral, que é a avaliação da emissão acústica do sloshing em tanques de combustíveis.
2014-36-0124 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Manufatura
Título do Paper: sistemas para detecção e combate a incêndio em máquinas-ferramenta.
Autoria: FABIO WAGNER PINTO
Resumo: O desenvolvimento dos processos de manufatura tem expandido as fronteiras do que se chama usual com relação à produtividade. Estre outros fatores, novas tecnologias de ferramentas e contínuo desenvolvimento do design e subsistemas das máquinas-ferramenta fazem com que seja possível a aplicação de potências de corte cada vez maiores. Coonsequentemente, há também um aumento da potência térmica dissipada e assim o aumento substancial do risco de incêndio gerados dentro da estrutura das máquinas-ferramenta. Há ainda mais fatores agravantes da situação, como a diminuição da supervisão humana do processo (com aumento do uso de alimentadores automáticos, por exemplo) e também o maior uso de óleos integrais como agentes lubri-refrigerantes do processo (de benefício comprovado em algumas situações de usinagem, mas que são, em sua maioria, inflamáveis a temperaturas abaixo de 180oC) Dentro da realidade de produção retratada, se faz necessária a aplicação de sistemas de detecção e combata à incêndio integradas nas máquinas-ferramenta. As principais responsabilidades destes sistemas são a detecção rápida e o combate à incêndio quando ainda na sua fase inicial, de modo que os danos ao equipamento e aos respectivos envolvidos são minimizados. Este paper apresentará um overview das tecnologias aplicadas atualmente para detecção e combate à incêndios em máquinas-ferramenta, bem como as tendências de desenvolvimento tecnológico neste ramo.
2014-36-0125 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Gestão e Desenvolvimento de Produtos
Título do Paper: inovar auto: oportunidades e armadilhas no caminho das montadoras
Autoria: CARLOS YUJI SAKURAMOTO
Resumo: Em 1990 eram somente 4 montadoras, em 2000, cresceu para 8, em 2010 atingiu-se a marca de 30 e em 2015 a expectativa é que se chegue a marca expressiva de 37 empresas, montando e/ou somente comercializando seus produtos em território brasileiro. Em meio a um cenário de estagnação industrial, representados pelo crescente desiquilíbrio na balança comercial, custos estruturais crescentes, limitações da infraestrutura logística do país, carência de mão de obra científica capaz de inverter a situação desvantajosa perante aos produtos importados com preços menores e com maior valor agregado, entre outros fatores, o governo brasileiro lançou o decreto no. 7819, de 3 de outubro de 2012, mais conhecido como INOVAR AUTO, com o objetivo de incentivar a inovação tecnológica e promover o adensamento da cadeia produtiva de veículos automotores, a segurança, a proteção ao meio ambiente, a eficiência energética e a qualidade dos veículos e das autopeças. Este decreto concede benefícios fiscais àqueles que investirem claramente em desenvolvimento de engenharia e principalmente em pesquisa e desenvolvimento no país, contribuindo para elevar o nível de competitividade industrial do país. Dentro deste contexto complexo e multifacetado, cabe as montadoras segregar e explicitar as atividades de engenharia pura com as atividades de pesquisa e desenvolvimento ao longo do processo de desenvolvimento de veículos e caminhões. O Brasil não tem uma empresa nacional de automóveis, ele acolhe dezenas de multinacionais, cujas matrizes estão localizadas em países bem distantes, cujos veículos, em geral, são globais ou regionais. Neste cenário globalizado, a grande dúvida que este artigo tenta minimizar, com relação as atividades executadas pelas montadoras multinacionais no pais, é delinear claramente a linha que separa as atividades de engenharia pura com as de pesquisa e desenvolvimento executadas no país, por meio de estudos de casos múltiplos.
2014-36-0126 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: novas tendências no projeto de sistemas embarcados automotivos
Autoria: ANTONIO CESAR GALHARDI
Resumo: Atualmente, embora ainda relativamente estável, as relações entre as montadoras e seus fornecedores estão passando por um período de estresse causado pelo aumento da importância e do valor adicionado da eletrônica. A maioria dos sistemas embarcados atuais é obrigada a funcionar em situações onde as características da carga computacional nem sempre podem ser previstas com antecedência. Os sistemas embarcados são, por natureza, inerentemente em tempo real. Além disso, a maioria dos sistemas embarcados trabalham sob várias restrições de recursos de: falta de espaço, peso, energia e limitações de custos impostas pela aplicação específica. Ainda respostas oportunas aos eventos devem ser fornecidas pontualmente às restrições precisas de tempo, a fim de garantir um nível desejado de desempenho. São necessários métodos e ferramentas inovadoras para a análise e modelagem em nível de sistema, não só para a previsibilidade e modularidade ao particionar funções end-to-end durante o projeto, como posteriormente na integração de sistemas, além de fornecer orientação e apoio para o desenvolvedor na fase muito precoce, quando a são avaliadas e selecionadas as arquiteturas dos sistemas e softwares de produtos em linha de produção. A fase crítica do projeto de arquitetura é a avaliação e seleção dos aplicativos, que irão afetar profundamente o custo, o desempenho e qualidade dos produtos. O objetivo deste artigo é apresentar as características de aplicações dos sistemas embarcados modernos, os problemas das abordagens atuais e discute as novas tendências.
2014-36-0127 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: estudo experimental do atraso da ignição para o etanol aditivado em uma maquina de compressão rápida.
Autoria: FERNANDO ZEGARRA SANCHEZ
Resumo: The period between the start of fuel injection into the combustion chamber and the start of combustion it’s known as Ignition Delay (ID) or Delay Time. Delay period in the diesel engine exerts a very great influence on both engine design and performance. Functionally, the ID can be divided into two parts: the physical and chemical delay. The physical delay, it is the time between the beginning of injection and the attainment of chemical reaction conditions. During this period, the fuel is atomized, vaporized, mixed with air and raised to self-ignition temperature. Viscosity governs the physical delay of fuel combustion process, for low viscosity fuels, the physical delay tends to be small and vice versa. The chemical delay, during this period reactions start slowly and the accelerate until inflammation or ignitions takes place. Generally, chemical delay is larger than the physical delay. However, it depends on the temperatures thus physical delay becomes longer than the chemical delay. The methods to determine the ignition delay can be broadly classified into two categories: The direct and the indirect methods. Once the rapid compression machine (RCM) already has a piston with a quartz visibility window, the method adopted in the present work was based on the direct method. All tests performed in the RCM had their combustions filmed using a high speed camera. A post-processing of these images enabled us to determine with good precision in which frame the combustion was initiated. Knowing the frame that the combustion starts, the frame rate used during the films and the exact moment when the fuel was injected was possible to evaluate the ignition delay.
2014-36-0128 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: Fuel tank - level sensor technology selection based on engineering criteria and application environment
Autoria: RAFAEL HILARIO FONSECA MAZZORANA
Resumo: The proper technology selection, depending on the application environment, will be discussed and exemplified in this paper through the analysis of the fuel level sensor technology selection applied to the Latin America environment. Commercial vehicles have a very particular requirement when it comes to fuel tanks configuration, usually depending on the usage (autonomy), road conditions, weight distribution and application. The most common layout is the dual tank configuration where two tanks are connected to each other by means of communication vessels. After the selection of the fuel tank layout, another challenge is to correctly choose the level sensor system, which provides very useful information to the vehicle driver. This is a significant logistic issue nowadays, as this measurement is not correctly performed - usually a commercial vehicle with full load carries up to 1200 liters of diesel (it will depend on the desired range). Even though sensor technologies are sometimes neglected during the product development, in this particular case its wrong choice can lead to errors and, as mentioned before, logistics issues. This paper will describe system characteristics, simulation and experimental results, available solutions on the market for fuel sensing and propose a engineering criteria for the best combination set.
2014-36-0130 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: o uso de um conjunto mecanico de sobresterço em um baja sae
Autoria: LUCAS RIBEIRO BRUCK
Resumo: Ao se projetar a suspensão traseira de um veículo Baja SAE deve-se considerar entre outros fatores, a dinâmica em curvas. Este trabalho apresenta uma suspensão traseira do tipo duplo A de braços desiguais, tipologia comum neste tipo de veículo, com um sistema inédito de controle de convergência e cambagem mecânico que visa aumentar a característica sobresterçante tão valorizada em veículos off-road. Foram utilizadas análises virtuais dinâmicas para se estabelecer a melhor geometria de suspensão bem como características elasto-cinemáticas (rigidez de molas e buchas). Os resultados encontrados mostraram que o sistema é eficiente ao induzir o deslizamento lateral do veículo e não traz grandes situações de risco e desconforto ao operador, sendo então uma boa solução a se empregar em veículos de competição off-road.
2014-36-0136 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: estimativa de vida à fadiga de um eixo entalhado baseada na combinação de amplitudes de deformação desviadora
Autoria: LUIZ HENRIQUE BRESSER CARDOSO DE MELLO
Resumo: Esse trabalho tem o objetivo de avaliar uma metodologia de estimativa de vida à fadiga baseada na abordagem deformação-vida. A metodologia emprega o modelo de encruamento cinemático de Chaboche para obtenção das tensões e deformações e o modelo de Fatemi-Socie para estimar o número de ciclos para falha por fadiga. Para avaliar a metodologia foram utilizados dados experimentais disponíveis na literatura obtidos em um eixo entalhado, fabricado em aço SAE 1045, submetido a carregamentos de flexão e torção em fase e fora de fase. Os resultados apresentaram uma correlação entre as vidas estimadas e observadas dentro de uma banda de fator 3, na região de baixo até alto número de ciclos para falha até um milhão de ciclos. Para vidas observadas acima de um milhão de ciclos, as vidas estimadas foram conservativas e ficaram dentro de uma banda de fator 10.
2014-36-0137 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: estudo do escoamento em uma válvula borboleta para adaptação de um motor diesel para operação com etanol
Autoria: JOSE RICARDO SODRE
Resumo: Este artigo apresenta o estudo de uma válvula borboleta a ser utilizada na linha do coletor de admissão de um motor diesel funcionando com diferentes características de operação como uma das alterações a serem realizadas para a sua conversão para o ciclo Otto, com etanol como combustível. Um sistema de controle eletrônico para a posição da válvula foi desenvolvido baseado em um modelo matemático que calcula a vazão mássica do ar de admissão de acordo com a abertura da válvula borboleta. Testes foram realizados com o motor operando com cargas de 0, 20 e 35 kW para diferentes ângulos de abertura da válvula. Dados foram obtidos para a vazão mássica do ar de admissão, consumo de combustível e temperatura de exaustão.
2014-36-0139 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: desenvolvimento de mola auxiliar para pedais de embreagem
Autoria: CLAUDIO JUNIOR FERRETO
Resumo: Embora a venda de carros automáticos e automatizados venha crescendo no Brasil, para os segmentos A e B o câmbio mecânico ainda é o mais utilizado representando aproximadamente 70% das vendas, conforme matéria publicada no site http://carros.uol.com.br/noticias/redacao em junho de 2013. Nestes casos, os tradicionais comandos para mudanças de marchas, a alavanca de câmbio e o pedal de embreagem, requerem um projeto robusto com boa ergonomia e esforço adequado (feeling) de acionamento. Além de não fadigar o motorista, o feeling do pedal de embreagem deve auxiliar no controle de acoplamento da embreagem. Isso é possível através da variação do esforço de acionamento, iniciando com um aumento progressivo de carga até o início do desacoplamento da embreagem, seguido de um decréscimo de carga até o pedal atingir o seu fim de curso, sendo que no retorno a ordem dos esforços é exatamente contrária a de avanço. Tal efeito é produzido através de uma mola auxiliar que altera a direção de sua reação no pedal durante o acionamento do mesmo. O objetivo deste trabalho é criar uma metodologia de dimensionamento de uma mola auxiliar e determinar sua geometria de instalação na pedaleira de modo que se obtenha o feeling pedal desejado a partir de um sistema de embreagem hidráulico conhecido. Para este desenvolvimento, serão utilizadas basicamente duas teorias de mecanismos conhecidos como biela-manivela e quatro barras. Cada uma destas duas teorias se aplica em função do tipo de mola que será escolhido para o projeto: compressão ou torção respectivamente.
2014-36-0140 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: inovação do sistema de vedação aplicada metodologia cae: estudo de caso flange estampado
Autoria: ROBERTO KENJI HAYASHI
Resumo: O objetivo do presente trabalho é mostrar a inovação do sistema de vedação aplicada metodologia CAE (Computer Aided Engineering). Ferramentas baseadas no método de elementos finitos (FEM) são normalmente utilizadas para oferecer novas soluções de processos / produtos para os clientes, reduzindo o tempo de desenvolvimento. Neste estudo de caso, mostraremos as fases do desenvolvimento de produto. O produto é baseado num flange estampado, um lábio de vedação flexível de baixo atrito e um cordão de junta liquida curado na superfície do flange em vez da construção usual vulcanizado. Todo o sistema foi modelado e simulado para demonstrar que o produto flange estampado atende a aplicação e que é capaz de substituir o sistema tradicional sem perder o desempenho. O projeto foi desenvolvido através da análise do desempenho do comportamento do material da junta liquida usando o método de elementos finitos (FEM) considerando a pior condição de montagem, definição da melhor geometria do flange estampado e a espessura adequada de acordo com os requisitos da aplicação etc. Os resultados da simulação também foram validados por testes de campo. O CAE é uma ferramenta eficiente para ajudar no desenvolvimento do flange estampado, minimizando custos e o tempo de desenvolvimento.
2014-36-0141 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Segurança
Título do Paper: mudança da colorimetria da luz emitida de lanternas a led devido à incidência da luz solar.
Autoria: EGIDIO VERTAMATTI
Resumo: Com o avanço da tecnologia, hoje é possível construir sistema de iluminação veicular com a aplicação de LED em substituição das lâmpadas incandescentes. A maior parte dos LEDs aplicados em iluminação veicular produz luz quase que monocromática nas cores vermelha e amarela, com faixa espectral em torno de 20nm, diferentemente de lâmpadas incandescentes que emitem luz branca com espectro bastante homogêneo e com faixa espectral de 300nm. Alguns projetos de iluminação veicular com aplicação de LEDs que emitem cor vermelha e que empregam lentes externas incolores apresentam uma mudança da cor emitida em função da incidência da luz solar. A mudança da cor emitida pela lanterna é dependente do ângulo de incidência e da intensidade da luz solar ou da luz proveniente de um farol. O objetivo desse trabalho é determinar a mudança da cor da luz emitida pela função freio/posição de uma lanterna de LED, com filtros protetores ou colimadores incolores e verificar se a mudança da característica cromática da luz emitida pela função freio/posição, devido à incidência de uma luz branca, continua a atender às especificações cromáticas especificadas pela legislação.
2014-36-0142 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Qualidade, Confiabilidade e Durabilidade
Título do Paper: Monitoring Quality Variables by Using Biplots: A Case Study in the Automotive Industry
Autoria: LUIS ALBERTO PARGAS CARMONA
Resumo: A vehicle is a product that encloses high levels of complexity. Assessing its quality requires taking into account several variables simultaneously. Usually, this kind of analysis is made over one variable at a time, ignoring the multidimensional nature of the quality. This is even more critical when two or more vehicles are included in the analysis (e.g. for benchmarking purposes), or when the aim of the analysis is to evaluate the performance of more than one variable over time. This study presents an overview of the biplot, which is a low-dimensional representation of observations and variables, and the possibility to use it in monitoring multiple quality variables. We show a case study demonstrating that Principal Components Analysis (PCA) allows us to summarize in a two-dimensional biplot the information that would require a correlation matrix, several conventional plots and further analysis when comparing eight variables measured on two vehicles over the last four years. This paper is intended to highlight the potential value of this methodology as a quality tool in the automotive industry.
2014-36-0144 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Ruídos e Vibrações (NVH)
Título do Paper: rowing clunk em mt transmissões para pick-up
Autoria: LUIZ HENRIQUE BELLATINI FILHO
Resumo: Esse Paper tem o propósito de fazer um overview sobre o Rowing Clunk em transmissões manuais aplicado em pick-up através de simulações, medições de pressão de som, aceleração e vibração torsional em transmissões. A intenção é de identificar o melhor compromisso da sincronização e outras caracteristicas necessarias para a prevenção do fenômeno. Esse Paper irá introduzir o Rowing Clunk e a manobra necessaria para reproduzí-lo. A analise e composição do fenômeno foram feitos através de simulações e resultados de ruído e vibração em bancada. O objetivo é dividir com a comunidade de Engenharia do Produto a experiência para a prevenção do Rowing Clunk.
2014-36-0145 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: análise estatística do coeficiente de atrito cinético em ensaio de deslizamento sem lubrificação do tipo mancal sobre eixo do politetrafluoretileno
Autoria: JOAO LUIZ DO VALE
Resumo: This paper discusses the behavior of kinetic friction coefficient (KFC) and temperature on contact (TC) of Polytetrafluoroethylene (PTFE), a polymer widely used in industry, for many tribological applications without lubrication, from where you can highlight its use as plain bearings. It was performed essential tribological evaluations: the overall shape analysis of KFC and TC curves, regions identification with distinct behavior and the mean and the standard deviation of the values obtained. For this purpose, long duration tests were performed (120 minutes) in a kinetic friction machine, developed and built at the UTFPR’s Laboratory of Contact Surfaces, in which a PTFE bushing slides without lubrication over a stainless steel shaft with monitoring of KFC and TC. The test condition simulates the polymer real application as plain bearing. Four normal loading levels were performed, the PV condition, however, was kept constant and within the material application range. It was determined for KFC curves: running-in period and, through statistical inferences, periods of transition and stabilization. It was verified that the running-in period lasted about ten minutes, followed by a transition period lasting up to 70 minutes, from which the tribological system has stabilized. It was concluded that the beginning of KFC stabilization period was dependent on: the temperature rise in the contact and the contact area variation. The last one evolved, for the case studied, from non-conforming, at the inicial condition, to conforming contact due to material wear.
2014-36-0146 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Gestão e Desenvolvimento de Produtos
Título do Paper: otimização energética de sistemas de proteção contra gelo de aeronaves: o uso de métodos diretos de detecção
Autoria: TIAGO STIVAL
Resumo: Atualmente, as tecnologias mais comumente utilizadas nos sistemas de proteção contra gelo de aeronaves utilizam métodos indiretos que identificam condições atmosféricas propícias à formação de gelo, e não a real formação de gelo nas superfícies de interesse, além de não quantificar o gelo formado. Além disso, os sistemas de proteção contra gelo são projetados baseados em uma determinada fase do vôo considerada a mais crítica para o sistema e sua operação independe da severidade da condição de gelo. Através de métodos diretos de detecção, aplicados às regiões protegidas, e um sistema de controle baseado na leitura destes detectores pode-se reduzir o consumo energético e, quantificando este gelo formado, otimizar ainda mais a utilização da energia, reduzindo assim as penalizações para o sistema propulsivo e o projeto da aeronave. Este trabalho avalia a energia requerida pelo sistema de proteção contra gelo em diferentes fases típicas de vôo, comparando com a energia disponível calculada no ponto de projeto do sistema, quantificando a redução energética durante a operação de uma aeronave, propiciada pela aplicação destas novas tecnologias.
2014-36-0148 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Manufatura
Título do Paper: o desenvolvimento dos processos e dos produtos em uma indústria automobilística, com o uso dos princípios do pensamento enxuto.
Autoria: EMILIO CARLOS BARALDI
Resumo: A competição entre as indústrias automobilísticas aumenta a cada ano em todo o mundo. Indústrias tradicionais e também mercados tradicionais, acabam por ser alvo da expansão de novas indústrias no mercado global. No Brasil, estas novas indústrias, utilizam como estratégia, a oferta de produtos com design inovador, preços mais baixos dentro da mesma categoria de veículos, compatibilidade tecnológica dos seus produtos com os dos concorrentes, veículos com mais equipamentos de série, entre outros. Por outro lado, as indústrias automobilísticas mais tradicionais que já estão inseridas no mercado brasileiro, trabalham na proteção do seu mercado, o que as leva a procura de oportunidades para desenvolver seus produtos e os seus processos usando os princípios do lean thinking e do Toyota Production System (TPS). Pode-se afirmar que existe uma especial atenção das indústrias automobilísticas dedicada ao lean thinking e no Toyota Production System (TPS). Esta atenção não ocorre por acaso, e sim por que, estas empresas assim fazendo adquirem vantagens competitivas frente a seus concorrentes, como: melhor rentabilidade, maiores margens de negociação, possibilidade de aplicar menores preços de venda dos seus produtos, entre outros. Coloca-se como objetivo deste trabalho, apresentar os vários desperdícios, além de muitas atividades que regularmente ocorrem dentro do processo produtivo das indústrias automobilísticas (alguns casos estes tanto no projeto do produto quanto no do processo), que não agregam valor ao produto final para o cliente, mas que fazem parte da composição do custo final do veículo. Com a finalização deste estudo, apresentam-se diversas soluções para eliminar ou pelo menos reduzir esses desperdícios.
2014-36-0152 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: modelagem e simulação de um veículo off-road 4x4 awd com transmissão continuamente variável
Autoria: ELIAS DIAS ROSSI LOPES
Resumo: Este trabalho tem por finalidade apresentar a modelagem computacional de um veículo off-road 4x4 integral (AWD), composto por powertrain, suspensões, chassi rígido, rodas e pneus, seguida da simulação das dinâmicas longitudinal e vertical do veículo. A modelagem é realizada utilizando o fluxo de potência, de modo que os modelos são criados e testados paralelamente e integrados ao final para uma análise conjunta do comportamento do veículo. Tal comportamento é estudado com base nos ângulos de orientação e movimento do chassi, observando o que acontece com quem está no interior do veículo. Os pneus são modelados considerando o efeito de deslizamento devido à interface pneu-solo. Será ainda inserida na modelagem a inércia inerente ao conjunto roda-pneu, que altera consideravelmente os resultados da dinâmica longitudinal. O sistema de transmissão adotado na modelagem é a CVT (transmissão continuamente variável). Além disso, por se tratar de um veículo 4x4, comporá o sistema o modelo do diferencial central. A modelagem desse veículo tem por objetivo prepará-lo para implementar um Sistema de Controle de Tração (TCS, em inglês), que não será tratado nesse trabalho, mas em um posterior, no qual serão avaliados a eficiência do controle e o comportamento dinâmico do veículo quando o mesmo está em operação.
2014-36-0153 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: influência da contaminação entre rolamento de embreagem e tubo-guia no aumento da histerese no pedal de embreagem
Autoria: LEVI NASCIMENTO DA SILVA
Resumo: Experiments to study the effects of contamination under high temperature and speed on the friction and wear of PA66 filled with glass fibers have been performed. Clutch release bearings mounted with PA66 housing rubbing against steel tubes were tested. The advantages and disadvantages of using grease on the sliding tubes were also analyzed under dirty and clean environments.
2014-36-0155 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Carroceria e Estrutura
Título do Paper: análise de danos de fadiga do encosto do banco posterior de um veículo de passageiros
Autoria: GUSTAVO
Resumo: Esse trabalho apresenta uma avaliação de fadiga imposta a um banco posterior de um veículo e tem como objetivo levantar as piores solicitações impostas ao banco de um veículo em vários tipos de percursos de testes definidos por uma montadora automobilística criando ciclo de prova específico para bancos em laboratório correlacionados a um percurso específico do Brasil. Para se avaliarem as solicitações de fadiga, o banco será instrumentado através de extensômetros e acelerômetros. Assim os valores dessas solicitações serão avaliados e definidos quais os percursos mais críticos através de um software específico para esse tipo de análise. Através desse trabalho, será possível realizar uma prova de fadiga em bancada num tempo muito menor em relação ao percurso de teste de durabilidade, com custo ainda menor e sendo que esse teste poderá ser reproduzido várias vezes. Palavras-chaves: simulação, durabilidade, fadiga.
2014-36-0156 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: Case study: Production of biodiesel from frying oil for use in employees transport minibuses inside Fiat`s plant in Brazil.
Autoria: JÚLIO CESAR DE SOUZA
Resumo: Quando não descartado corretamente, o óleo de fritura proveniente do uso doméstico ou de restaurantes pode provocar entupimento de instalações internas e redes de esgotos, contaminação de águas e impermeabilização de solos. A produção de biodiesel a partir do óleo de fritura e seu aproveitamento para a geração de energia é uma alternativa potencial ao descarte, agregando valor a esse rejeito e utilizando-o como fonte de energia. Esse artigo apresenta um estudo de caso de uma proposta de produção de biodiesel a partir de óleo de fritura para utilização em veículos de transporte interno de funcionários na planta da Fiat em Betim. Além da avaliação técnica e econômica, foi realizada uma análise de ciclo de vida para ponderar a viabilidade ambiental da produção de biodiesel do óleo de fritura e o seu uso para o abastecimento dos micro-ônibus, substituindo-se o diesel B5 convencional pelo B50.
2014-36-0159 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: estudo dos sistemas de comunicação v2x e os projetos de pesquisa desenvolvidos atualmente
Autoria: BRUNO SCARANO PATERLINI
Resumo: O aumento da complexidade dos veículos vem alterando forma de se dirigir, sendo os veículos capazes de avaliar a situação do tráfico e de diversas variáveis ao seu redor muito mais rapidamente que os humanos, graças aos assistentes de direção (ADAS). O desenvolvimento de tecnologias ITS (do Inglês - Intelligent Transportation Systems) e wireless permitem a comunicação entre os veículos (V2V) e dos veículos com a infraestrutura (V2I). Essa comunicação é feita através das VANETs (do inglês – Vehicular Aplicattions and inter-Network Technologies), que são redes de comunicação sem fio estabelecidas para curtas e médias distâncias abrindo a possibilidade de um intercâmbio de dados com informações relevantes para a tomada de decisões em situações adversas. Desta forma os sensores utilizados em todos veículos à volta ajudam a determinar as mudanças no ambiente em que o veículo se encontra auxiliando o condutor. Inúmeros benefícios no que diz respeito ao aumento da segurança são esperados com a introdução desta tecnologia incluindo sistemas como o aviso/prevenção de colisão dianteira e em cruzamentos, avisos de frenagem brusca e de passagem para veículos de emergência, entre outros. Existem atualmente três grandes grupos de pesquisa em atividade envolvendo VANETs distribuídos entre Europa, Japão e EUA. Os três estão em nível de atividade acelerado nos últimos anos, mas iniciaram suas pesquisas desde a década de 70. Estes projetos já se encontram em fase de teste com frotas de veículos e vias equipadas, apresentando resultados bastante interessantes. Este paper tem por objetivo apresentar os sistemas envolvidos na comunicação V2X e o estado atual dos projetos de pesquisa em desenvolvimento.
2014-36-0160 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: Comparison between real and virtual strain gauges: a method to calibrate finite element models based on real measurements.
Autoria: ARTHUR EDUARDO DE FREITAS LAROCCA
Resumo: Real and virtual testing are extensively used tools in the product development cycle. Efficiency improvement demands on this development process, like cost and time reduction, usually presume the combination of testing with simulation even on the design stage of the component. This study aimed to demonstrate an example of how real measurements can be used as feedback loops in computer-aided engineering (CAE) analysis. For this purpose, a truck’s suspension component, instrumented with strain gauges on its hotspots, has been tested in a proving ground track located in Brazil. Using nCode Designlife 9.0, virtual strain gauges have been placed in the component’s finite element model and, with the measured forces inputs, theirs results were compared to the correspondents gauges on the real component. Despite the need for more studies, the comparison between real and virtual strain gauges suggested that this could be an efficient method to calibrate numeric models regarding its different variables, as force inputs, boundary conditions and material properties.
2014-36-0161 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: THE IMPACT OF FUEL COMPOSITION ON SI ENGINE CALIBRATION AND PERFORMANCE
Autoria: GUILHERME BASTOS MACHADO
Resumo: Gasoline is composed of hundreds of components. The fuel properties can present a wide range of variation, depending on the formulation. Commercial fuel specifications differ from country to country, based on the features of each market. Also, fuels for some specific engine applications can differ widely from commercial fuels. For the next decades it is expected that the fossil fuels and bio-fuels usage in internal combustion engines remains to be the main source for vehicular propulsion. This justifies the intense worldwide research and development to comply with the challenges of increasing efficiency and emissions reduction. In this context the fuel can play an important role, mainly when there is the possibility to optimize fuel formulation, engine design and engine calibration for the desired application. Continuing previous published works about methodologies for fuel development, the aim of this paper is to present the effect of different fuel formulations on the calibration, combustion and performance parameters of spark ignition engines. This paper discusses the potential advantages of using higher contents of iso-paraffins, n-paraffins or aromatics for different engine performance parameters in different applications. The experimental results and technical information presented can help fuel formulation in general and can be of particular interest for special usages such as motor sport or power generation.
2014-36-0162 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: USING FRACTAL MODELING TO PREDICT FLEX-FUEL ENGINE COMBUSTION PROCESS WITH DIFFERENT GASOLINE-ETHANOL BLENDS
Autoria: TADEU CAVALCANTE CORDEIRO DE MELO
Resumo: Combustion Modeling of Internal combustion engines is still a complex matter, requiring further developments to better simulate the performance and emissions of different fuels. In order to study the influence of gasoline-ethanol blends on a FLEX-FUEL engine, a computer model was designed to simulate the experimental conditions, by using Fractal combustion and Woschni heat transfer models. The simulations were validated with engine dynamometer experimental tests. In-cylinder maximum pressure, IMEP and emission data were calculated for different gasoline-hydrous ethanol blends at different engine conditions. The computer model presented a predictive behavior and a good agreement with experimental data for maximum in-cylinder pressure, fuel consumption and IMEP. Regarding emissions, the simulations of some pollutants could not match precisely the experimental data, showing the need for additional combustion modelling improvements.
2014-36-0166 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: estratégia do intervalo de troca de óleo para veículos comerciais diesel proconve p7
Autoria: CARLA K.M. GERULAITIS
Resumo: Este estudo descreve a estratégia de troca de óleo adotada para veículos comerciais baseada em uma nova tecnologia de motores disponível (Proconve P7), necessidade dos frotistas, utilização típica do veículo em questão, custos operacionais relacionados a troca de óleo, design do carter para adequação do volume de óleo do motor e tecnologia do óleo lubrificante disponível em mercado. Como resultado, esta análise busca o melhor custo operacional anual para o cliente em termos de troca de óleo.
2014-36-0167 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: alternativa para simplificação na estrutura de execução de projetos seis-sigma
Autoria: CRISTIANO MARQUES DE OLIVEIRA
Resumo: A rapidez na solução de problemas e melhorias de produtos e processos tem sido fundamental para garantir a competitividade no mercado atual. Dessa forma, a metodologia Seis-Sigma tem se mostrado como uma ferramenta poderosa para atingir esses objetivos com alta confiança. Esse trabalho tem a intenção de apresentar uma alternativa aplicada para a simplificação na estrutura de execução de projetos Seis-Sigma, que visa facilitar a utilização da metodologia através do aumento da flexibilidade na sua estrutura sequencial.
2014-36-0168 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: Usage of multi-disciplinary genetic optimization algorithm in the U-Shape crankshaft structural profile
Autoria: WILIAM TEAN SU
Resumo: Nowadays, the market trends on engine components development are focused in lower emissions, fuel consumption reduction, downsizing and higher peak combustion pressure. In this scenario, macro-profile bearing optimization plays an important rule on stresses reduction and consequently structural safety factor increasing. Thus, a structural optimization was performed to define the best crankpin profile for a given crankshaft (named U-Shape crankpin profile). This U-Shape profile can be designed with emphasis on mass and friction reduction without penalties on structural and torsional stiffness results. Since there is more than one objective, it is necessary to perform a multi objective optimization that will result in a Paretto frontier, in which all design points meet the targets. All in all, target of this work is to study the optimization step that was considered to define the U-Shape profile for a given crankshaft, especially the genetic algorithm (NSGA-II) as well as the benefits of the optimized macro-profile.
2014-36-0170 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: Oil dilution model for combustion engines - Detection of fuel accumulation and evaporation
Autoria: JAN-RICHARD LENK
Resumo: To reduce permanent CO2 storage in the atmosphere, as well as the consumption of conventional oil, several countries, especially Brazil, started to increase the amount of ethanol within the gasoline or even offer a replacement for gas. Combined with a trend to design new cold start systems for flex-fuel vehicles, the accumulation of fuel in the engine oil is rising significantly. Connected to high oil dilution, the influence of the fuel evaporation process out of the crankcase is rising collaterally. This evaporation behaviour, on the other hand is strongly dependent on the fuel used in the combustion process, since the components within are different. Characterizing for the evaporation behaviour is mainly the chemical composition of the fuel accumulated in the oil as well as the engine warmup behaviour. The majority of the accumulated hydrocarbons in the engine oil are evaporating again. Dependent on the amount of flammable gas coming from the crankcase, the impact on a system, that doesn’t consider this amount properly, can be dramatic. Effects like misfire or engine stalls are, besides others, common phenomena of unconsidered fuel evaporation. The Continental oil dilution model is able to determine the oil contamination during every engine operating point. It is possible to differ in between several typical fuel types and, based on that, a modelling of a mass fuel flow. This way the impact onto the overall system can be considered correctly and therefore the engine run be stabilized and eventual worst cases phenomena can be avoided. Based on these models, countermeasures can be applied in order to ensure a smooth motor run. The paper highlights the fuel accumulation and evaporation model for flex-fuel engines based on a more component approach. The general principle of the algorithm will be explained and the system reactions of the function are pointed out and compared to previous systems.
2014-36-0171 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Chassis e Cabine
Título do Paper: Suspension Dimensional Variation Influence on the Vehicle Dynamic Behavior
Autoria: ANTONIO CARLOS BOTOSSO
Resumo: This paper presents the results of a study about the influence of the suspension manufacturing and assembly induced dimensional variation on the vehicle dynamic behavior for a compound crank rear suspension. A selection of representative vehicle dynamics metrics has been considered for this assessment and each individual dimensional variation has been categorized with respect to its overall effects on the selected metrics. By doing this, it is possible to identify the critical points where the dynamic behavior of the vehicle is more sensitive to the resulting dimensional variation, therefore creating a new criteria to define the appropriate tolerance control for the manufacturing and assembly of the related parts. The analysis procedure is based on a DOE (Design of Experiments) with the position tolerance of the attachment points between the suspension and the body structure defined as variables, as well as the wheel carrier surface tolerance with respect to position and angle (toe and camber). The results were obtained by means of a K&C (Kinematic and Compliance) and a constant radius maneuver simulation for the vehicle using a multibody CAE (Computer Aided Engineering) model, where the metrics of interest have been calculated. Finally, these results have been used to rank the influence of each individual tolerance variable on the observed aspects of the vehicle dynamics.
2014-36-0172 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: Automotive Interior Injection Molded Parts Using Microcellular Foaming Technology
Autoria: ANDREA LOPES LATADO
Resumo: The MuCell microcellular foam injection molding process for thermoplastics materials provides design flexibility and cost savings opportunities not found in conventional injection molding. The MuCell process allows for plastic part design with material wall thickness optimized for functionality. The combination of density reduction and design for functionality often results in material and weight savings of more than 20%. The MuCell injection molding process involves the highly controlled use of gas in supercritical state to create millions of micron-sized voids in thin wall molded parts (less than 3mm). With the correct equipment configuration, mold design and processing conditions, these microcellular voids are relatively uniform in size and distribution. The use of MuCell provides significant reductions in cycle time, material consumption, injection pressure and clamp tonnage. This microcellular foam process can be applied to materials that cannot be foamed successfully with any other foaming technology. In this work, Mucell technology is applied to a polypropylene (PP) resin to make interior parts of the vehicle. The important properties are measured and the results show a significant weight reduction and little change in mechanical properties, such as stiffness and impact resistance. Besides the weight reduction, shrinkage is also reduced. MuCell technology also contributes to faster cooling from the melt, which can result in shorter injection mold cycle times. There is one issue that needs to be addressed when using MuCell. It often renders parts with poor appearance, exhibiting a dull finish and splay marks (silvery scratches across the surface of the injection molded part), that can be improved by using dry steam to heat the mold prior to the injection of material and then cooling it quickly. Test results were compared to Ford specifications in order to evaluate the possibility of replacement of the conventional injection molded PP for PP produced through MuCell process. Results show that this technology can be applied to interior parts of vehicles, contributing to weight reduction and productivity increase.
2014-36-0174 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: comparação entre ensaios de durabilidade em campo e em laboratório para o sistema de suspensão motopropulsor
Autoria: YGOR HENRIQUE DE ALMEIDA
Resumo: Atualmente o ensaio de durabilidade dos componentes ligados à suspensão do sistema motopropulsor dos veículos FIAT é realizado em percursos padrões que reproduzem as condições às quais o veículo é submetido pelo cliente durante sua vida útil. O ensaio realizado sobre esses percursos é extenso e de custo elevado. Há algum tempo engenheiros experimentais têm se esforçado para trazer os ensaios de fadiga dos componentes para dentro dos laboratórios. Esses ambientes proporcionam condições de teste mais controladas e são realizados em menor tempo. O presente trabalho analisa sobre os três pontos de fixação do sistema motopropulsor, as diferenças que se encontra entre um ensaio realizado nos percursos padrões de durabilidade e um ensaio realizado sobre o simulador de estradas do tipo 6 DOF. Como conclusão, apresenta alternativas para a realização do ensaio desses componentes em laboratório com a utilização de simuladores de estrada do tipo 6 DOF.
2014-36-0175 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Qualidade, Confiabilidade e Durabilidade
Título do Paper: inteligência operacional: melhorando a qualidade em fundições e produção de pneus
Autoria: LUIZ ROBERTO GALHARDO EGREJA
Resumo: Diversos processos produtivos complexos, como fundição ou fabricação de pneus, são sensíveis a características dos materiais, tempos de ciclo e variáveis de processo. O impacto na qualidade pode ser significativo, e é difícil identificar a causa raiz. Isto leva a perdas de produtividade, aumentos de custo e tempos mais longos para atingir volumes nominais de produção. Neste trabalho discutimos como a análise preditiva presente em nossa tecnologia de Inteligência Operacional pode ser usada para identificar padrões e regras baseadas em melhores práticas para ajudar a melhorar a qualidade, reduzir desvios e defeitos e melhorar a eficiência operacional. Inteligência Operacional utiliza dados reais de chão de fábrica para descobrir as causas ocultas dos problemas de qualidade e eficiência, e ao mesmo tempo definir regras que devem ser seguidas durante a execução do processo para evitar tais problemas. Uma vez implementadas num sistema estas regras são usadas para monitorar o processo e alertar o operador sobre qualquer situação que coloque em risco a qualidade do produto, permitindo que ações proativas sejam tomadas para evitar os problemas antes que eles ocorram. Além de uma visão geral da tecnologia, o trabalho apresenta exemplos reais de como a mesma tem sido aplicada na fabricação de pneus e em fundições, mostrando resultados alcançados.
2014-36-0176 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: estudo da viabilidade técnica com o objetivo de construir um open area test site no brasil – banda uhf – 300 mhz a 1 ghz
Autoria: KENEDY MARCONI GERALDO DOS SANTOS
Resumo: A utilização de equipamentos elétricos, eletrônicos e de telecomunicações tem aumentado significativamente no ambiente veicular. Neste contexto, os dispositivos eletroeletrônicos presentes no automóvel e nas suas proximidades precisam funcionar adequadamente, ou seja, apresentar um nível de imunidade eletromagnética adequada e também não interferir em si próprio e nos equipamentos adjacentes. Com o avanço tecnológico e o acréscimo dos sistemas eletroeletrônicos embarcados, a questão da compatibilidade eletromagnética ganha um aspecto proeminente também na indústria automobilística. Há diversas normativas vigentes internacionais que regulamentam o funcionamento dos automóveis e dos seus componentes eletroeletrônicos, estabelecendo os procedimentos de ensaio e os níveis de referência para campos eletromagnéticos. Novos produtos, antes de serem lançados no mercado, devem obedecer a estas normas. O objetivo deste artigo é investigar experimentalmente a viabilidade técnica da construção de um Open Area Test Site na banda de UHF – 300 MHz a 1 GHz. Para tal, é imprescindível conhecer os fenômenos eletromagnéticos que ocorrem inicialmente na região escolhida. O local estudado foi uma fazenda localizada, Latitude: 17.8651°S Longitude: 42.4313° W, próxima à cidade de Capelinha-MG. Realizou-se varias medições com o objetivo de caracterizar, na ótica eletromagnética, os campos nas direções norte, sul, leste e oeste com variações angulares iguais a 0◦, 90◦, 180◦ e 270 graus nas polarizações verticais e horizontais. Depois realizou-se uma simulação virtual com o objetivo de projetar a malha do plano de massa ( Ground Plane) e conhecer a atenuação medida pela antena receptora – NSA. Através das analises espectrais realizadas conclui-se que a região, Latitude: 17.8651°S Longitude: 42.4313° W, apresentou um ruído ambiente menor que 6 dB abaixo dos limites de distúrbio especificados pelas normativas vigentes CISPR 16-1-4 e CISPR 12. Referencias: [1] CISPR 16-1: 2004-05: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods; part 1 [2] John S. Maas, “The Effects of Ground Screen Termination on OATS Site Attenuation”, IEEE 1989 Int. Symp. on EMC, pp 166-170 [3] CISPR 12: 2009-03:Vehicles, boats and internal combustion engines – Radio disturbance características-Limits and methods of measurement for the protection of off-board receivers; [4] PAUL, C.R, Introduction to Electromagnetic Compatibility, John Wiley & Sons,Inc., New York, New York, 1992. [5] SADIKU,Matthew N.O., Numerical Techniques in Electromagnetics, CRC Press, Boca Raton FL, 2001. [6] CST MICROWAVE STUDIO® -Overview- , “© 2009 CST Computer Simulation Technology AG.”,, 26/02/2014.
2014-36-0177 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: desenvolvimento e teste de um sobre-alimentador elétrico para motores de combustão interna
Autoria: JOSE ANTONIO FERREIRA BORGES
Resumo: Este trabalho teve como principal objetivo estudar uma forma alternativa de aumentar a vazão de ar de admissão para o interior dos cilindros de um motor de combustão interna do ciclo Otto utilizado em um veículo automotor. Para esta finalidade foi utilizada um soprador axial com acionamento elétrico buscando melhorar o desempenho global do motor através do aumento de sua eficiência volumétrica. Tendo como parâmetro a atual tendência de downsizing pela qual passam os motores de combustão interna, onde busca-se obter torque e potência elevados a partir de baixas rotações em um motor de baixa cilindrada, foi avaliada a viabilidade de implementar um sobre-alimentador elétrico para atingir este objetivo. Na aplicação desenvolvida foi utilizado um motor elétrico sem escovas com capacidade de atingir 43.000 rpm para acionar um soprador axial EDF ( Electric Ducted Fan) com 122 mm de diâmetro. O controle do motor ficou a cargo de um controlador de velocidade com capacidade de corrente de 90A. Para a montagem do dispositivo, foi construído um duto em resina reforçada com fibra de vidro que foi introduzido na linha de admissão do motor de combustão interna. O controle da rotação do soprador foi definido em função da leitura da queda de tensão observada no sensor da borboleta do acelerador. A partir da leitura dos valores para a borboleta totalmente fechada e aberta, o controle da rotação do soprador é feito de forma proporcional à leitura instantânea. No caso específico do controlador de velocidade utilizado neste trabalho, foi necessário desenvolver e construir um hardware específico para estabelecer a interface proporcional entre o sinal do sensor de borboleta e um trem de pulsos de freqüência constante e comprimento variável que faz o acionamento do controle do motor elétrico. O dispositivo desenvolvido foi testado em dois motores, ambos de 04 cilindros, sendo um de 1.0 l de cilindrada e 02 válvulas por cilindro e outro de 1.6 l de cilindrada e 4 válvulas por cilindro. Para avaliar os resultados obtidos foram executados testes em dinamômetro de chassis que permitiram medir as curvas características de torque e potência. Os resultados obtidos mostraram um discreto aumento do torque e da potência máxima em cada caso analisado. Apesar da grande quantidade de dificuldades enfrentadas na adaptação dos componentes, o conjunto das análises comprova claramente a viabilidade técnica desta metodologia. Na seqüência deste trabalho estão sendo usados componentes de melhor qualidade, novas estratégias e hardware de controle visando a obtenção de um real acréscimo de desempenho nos motores analisados.
2014-36-0180 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: o emprego da comunicação v2v e v2i para manutenção da distância em um comboio de veiculos autônomos
Autoria: RICARDO MOREIRA VAZ
Resumo: Por meio de um radar instalado na parte frontal do veículo, um sistema Adaptive Cruise Control calcula a distância e a velocidade relativa do veiculo à frente, possibilitando a manutenção automática da velocidade para conservação de uma distância pré-ajustada entre veículos. Tal conceito forma a base para o distanciamento entre os componentes de futuros sistemas de comboio composto por veículos totalmente autônomos, que visam melhorar o fluxo em ruas e rodovias. No entanto, devido ao tempo de reação às variações de velocidade da cadeia de veículos, o sistema composto apenas por um radar apresenta limitações que podem comprometer a estabilidade de um comboio. Esta obra mostra como sistemas de comunicação sem fio entre veículos (V2V) e entre veículo e infraestrutura (V2I) podem otimizar a manutenção da distância entre veículos.
2014-36-0185 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Gestão e Desenvolvimento de Produtos
Título do Paper: projetos do futuro – como o mundo mudará a máquina
Autoria: HENRIQUE MARTINS ROCHA
Resumo: As mudanças percebidas na indústria automotiva nas últimas décadas tornam-se, cada vez mais, evidentes: conceitos revolucionários como a produção em massa, o JIT, Qualidade Total, bem como o surgimento de novos materiais, eletrônica embarcada, etc., são hoje aspectos corriqueiros de tecnologias de produtos e processos dessa importante indústria. Por outro lado, novas demandas, motivadas principalmente por preocupações ambientais, sociais e de segurança, apontam novos caminhos a serem trilhados no desenvolvimento de novos produtos. Tais desafios ocorrem em um cenário turbulento de acirrada competição e redesenhos organizacionais e de mercado: fusões e aquisições, novos concorrentes, ciclos de vida de produtos mais curtos, mudanças regulatórias, junto a um panorama econômico global incerto e interrelação com outras tecnologias de informação e comunicação, robótica, interfaceamento homem-máquina, nanotecnologia, novos sistemas de propulsão, sistemas de controle e redes para veículos autônomos, etc. Neste contexto, métodos, práticas e ferramentas tradicionais de desenvolvimento de produtos tornam-se inadequados. O presente artigo aborda as mudanças necessárias no processo de desenvolvimento de produtos e o papel das novas tecnologias. São abordados os conceitos de desenvolvimento enxuto de produtos/engenharia simultânea baseada em conjuntos de possíveis soluções (SBCE), bem como o desenvolvimento de produtos baseado no fluxo, denominada a “segunda geração do desenvolvimento enxuto de produtos”, o qual se apropria de fundamentos da manufatura enxuta, teoria das filas, teoria das restrições, gerenciamento de portfólio de projetos, fluxo de dados e controles dinâmicos, organizando o desenvolvimento, reduzindo as interrupções no fluxo e ampliando a geração de valor para o cliente. Discutem-se, também, sistemas ágeis de desenvolvimento da indústria de software, bem como a evolução da prototipagem rápida para um novo patamar de impressão 3-D nos processos produtivos. O arcabouço teórico é explorado de forma a apontar uma nova abordagem no desenvolvimento de produtos, no qual, em lugar do tradicional modelo de aversão e combate à variabilidade, junto à falaciosa tentativa de tomar decisões prematuras e, “fazer certo da primeira vez”, o novo paradigma se encontra na flexibilidade de lidar com riscos e incertezas inerentes ao processo de desenvolvimento, explorando ágeis processos interativos, otimimizando o balanço recursos-trabalho gerado, reduzindo desperdícios de retrabalhos, gargalos, esperas, transferências em blocos, etc. Os achados da pesquisa mostram que, além dos benefícios de redução do tempo e do custo, bem como o aumento da confiabilidade do processo de desenvolvimento, a flexibilidade obtida permite avançar de forma robusta no desenvolvimento de produtos não padronizados, habilitando a plena adoção do conceito de customização maciça.
2014-36-0191 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Meio-Ambiente
Título do Paper: nova metodologia para análise de impacto global de novas tecnologias
Autoria: HÉLDER ALVES ALMEIDA JÚNIOR
Resumo: É cada vez mais urgente definir uma tecnologia que permita a substituição de veículos poluentes, tais como os atuais motores de combustão interna por veículos que têm menos impacto ambiental. Existem várias opções tecnológicas, tais como veículos elétricos, híbridos e veículos movidos a biocombustíveis. Até o momento não existe uma metodologia clara para comparar os pontos fortes e fracos dessas alternativas tecnológicas. Este trabalho apresenta uma metodologia que tem como objetivo comparar a partir de um ponto de vista estratégico alternativas tecnológicas de forma abrangente, considerando todos os impactos, proporcionando assim uma base mais clara para tomada de decisão.
2014-36-0193 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: Performance Study of Unmanned Supersonic Aircraft
Autoria: LUCIANO MAGN0 FRAGOLA BARBOSA
Resumo: Abstract: The aim of this work is to present the preliminary performance studies of the unmanned, lightweight (less than 10 kg), supersonic research aircraft. The studies comprise the typical mission for the aircraft’s 1st supersonic version, based on the aerodynamic, thrust, and mass characteristics presented in a previous work. The aircraft, named as “Pohox”, is an Unmanned Air Vehicle, or “UAV”, and is intended to be the flying test bed for a multicycle engine capable to provide thrust in subsonic, transonic and supersonic regimes. In the analysis, different flight paths are considered in order to provide insights in terms of fuel consumption, altitude and speed gain. Drag dependency with Mach number is considered in the analysis. Two important regions in the Aircraft’s Altitude vs Speed diagram are determined: the “feasibility flight corridor” to climb and accelerate in order achieve supersonic speed, and the “supersonic jump region”, which is the most suitable Altitude-Speed location to cross the sound barrier. The present analysis can be considered as the natural step, after aircraft first definitions, towards the aircraft detailed design; and the results obtained provide good indications of the technical feasibility of the aircraft.
2014-36-0194 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: o uso do gás natural e biogás em frotas de ônibus urbanos – uma abordagem dos aspectos técnicos, operacionais e ambientais
Autoria: FABIO COELHO BARBOSA
Resumo: A partir da década de 90, houve um grande interesse no uso de gás natural comprimido – GNC (predominantemente composto por metano) em frotas de ônibus urbanos em todo o mundo . Em um primeiro momento, países desenvolvidos (EUA, UE e Japão) têm focado seus esforços para solucionar os sérios problemas de poluição do ar causados pelos motores diesel pesados - vez que as emissões de PM e NOx foram inicialmente mais fáceis de se controlar com o uso motores a gás natural que o uso de motores diesel convencional - e também para controlar as crescentes importações de petróleo. Assim, por muitos anos ônibus urbanos a gás natural homologados para os requisitos de emissões ( Euro IV, V e EEV ,dos EUA e da Califórnia, e Japão), de tecnologia de mistura pobre ou estequiométrica, foram disponiblizados ao mercado. Ao mesmo tempo, os rigorosos padrões de emissão desenvolvidos para os novos motores estimulou a indústria dos países desenvolvidos a desenvolver novas tecnologias de motores, sistemas de pós-tratamento e de combustíveis (com baixo teor de enxofre), o que tornou o moderno motor diesel eletrônico competitivo frente aos motores a GNV do ponto de vista de emissões. Isso, de alguma maneira, diminuiu o ímpeto inicial para a adoção generalizada do GNV nos mercados de ônibus urbanos. Estratégia de uso do CNG para ônibus urbanos também foi adotada por alguns países em desenvolvimento, como a Índia, devido à impossibilidade de se atingir os limites de emissão já estabelecidos (Euro III) com os motores operados com combustível diesel com alto teor de enxofre. Atualmente, com o advento das metas ainda mais rígidas de emissões - notadamente os limites US 2010 e Euro VI, e as barreiras técnicas existentes para se adequar os limites extremamente baixos de emissões de NOx com uma abordagem motor diesel/sistemas de pós-tratamento - motores a gás natural ou biogás têm sido vistas como uma ferramenta promissora para reduzir as emissões tóxicas e reduzir as emissões de CO2, em especial quando o metano for obtido a partir de biomassa (gás de esgoto ou de aterro sanitário). Além disso, a atual alta disponibilidade e baixo custo do gás natural nos EUA e alguns países europeus, bem como a perspectiva próxima do aumento da oferta de gás natural nos países em desenvolvimento, como o Brasil, têm fomentado o interesse do governo e da indústria em motores movidos a metano para o uso em ônibus urbanos. Este trabalho propõe-se a apresentar uma visão geral de opções tecnológicas para motores pesados a gás natural & biogás (metano), as suas características operacionais e desempenho ambiental, bem como um visão das experiências de utilização de ônibus urbanos a gás natural & biogás explorados em algumas cidades do mundo.
2014-36-0200 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: estudo para modelamento de torque de atrito a frio em motores de combustão interna sem o uso de dinamômetro de motores comparando óleos de diferentes viscosidades.
Autoria: ARTHUR LAPOLLA MAINARDI
Resumo: O objetivo do estudo é avaliar, por meio do módulo de controle eletrônico do motor, o torque necessário para manter a rotação do motor estável em marcha lenta durante um warm-up completo em veículo. Os dois pontos principais do estudo são: simplificar um procedimento de modelamento que exigiria um dinamômetro de motor complexo com habilidade de controlar óleo e água a temperaturas abaixo de zero; e também realizar uma análise objetiva da diferença de atrito a frio em motores com óleos de diferentes viscosidades. Os teste serão conduzidos em veículo equipado com motor aspirado flexfuel de 1.4L, instalado em câmara fria e módulo de controle motor instrumentado. Os testes serão realizados fazendo partidas no veículo a aproximadamente -10°C e mantendo em marcha lenta até que atinja a temperatura normal de trabalho do motor, monitorando temperatura de água, óleo e ar de admissão, rotação do motor, consumo de combustível e torque comandado para manutenção de rotação de marcha lenta. Serão utilizados óleos SAE 0W20, 5W30 e 20W50 para comparativo dos torques de atrito. Desta forma, pretende-se diminuir custo e tempo de calibração de um motor e avaliar eventuais ganhos de consumo de combustível e desempenho a frio com óleos de menor viscosidade.
2014-36-0202 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: efeito do ar-condicionado no consumo e nas emissões de co2 em diferentes tecnologias de veículos
Autoria: SERGIO WILLIAM BOTERO
Resumo: Os veículos com tração não convencional, tais como elétrica e híbrida, estão aumentando a participação no mercado em diversos países - por conta da redução nos custos de produção, dos incentivos fiscais e não fiscais, do domínio da técnica e das vantagens trazidas pelos mesmos, como maior eficiência energética e ambiental. Normas para ensaios de emissões e consumo já estão padronizadas e em vigor mundialmente. Entretanto, essas normas não incluem procedimentos detalhados para avaliar qual é o efeito em emissões e consumo quando o sistema de ar-condicionado está ativo, cenário típico em países tropicais. Dessa forma, este artigo apresenta um estudo comparativo sobre o efeito da utilização do ar-condicionado no desempenho dos veículos. Foram utilizados três veículos de diferentes tecnologias: um veículo puramente elétrico, um utilizando o paradigma híbrido misto e um veículo convencional. Para estes três veículos foram realizados testes para avaliar as emissões de CO2 ou equivalente de CO2 para o veículo elétrico, consumo e autonomia, quando os veículos estão ou não utilizando o ar-condicionado. O presente artigo também apresenta um estudo comparativo quando diferentes ciclos são utilizados, neste caso, foram utilizados o ciclo urbano (BR75), o ciclo estrada (HIGHWAY) e o ciclo de velocidade constante. Para todos os cenários foi feito uma análise para avaliar qual a tecnologia mais afetada pelo uso do ar-condicionado.
2014-36-0205 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: visão geral da tecnologia de ônibus elétricos puros – um caminho para a otimização do desempenho ambiental e eficiência para frotas de ônibus urbanos
Autoria: FABIO COELHO BARBOSA
Resumo: A crescente concentração da população nas metrópoles mundiais causada pelas crescentes taxas de urbanização tem pressionado a demanda por sistemas de transporte público eficientes e de alta capacidade. Ao mesmo tempo, as preocupações ambientais tem levado os padrões de emissão a limites cada vez mais rigorosos. Nesse contexto, as autoridades têm se esforçado no sentido de fazer com que as frotas de ônibus sejam cada vez mais eficientes e limpas, por meio do uso de novos combustíveis alternativos e tecnologias de propulsão mais limpas. Isso tem levado a um interesse crescente em tecnologias de propulsão elétricas, com suas características intrínsecas de eficiência, baixo nível de emissões de ruídos e poluentes. O Trólebus, considerado uma tecnologia elétrica madura e já adotado em algumas cidades, apesar de eficiente e limpa, é penalizada pelos altos custos de infra-estrutura e falta de flexibilidade operacional. Ônibus com célula de combustível a hidrogênio, uma tecnologia recente e atualmente em estado precomercial, ainda apresenta algumas dificuldades de durabilidade de sistemas e de abastecimento de hidrogênio, que precisam ser superadas antes de alcançar o status comercial. Ao mesmo tempo, tem havido um progresso técnico importante no desenvolvimento do conceito de eletromobilidade para sistemas de ônibus urbanos, por meio do uso propulsores puramente elétricos apoiados pela melhoria de alcance, durabilidade, processos de carregamento e custo dos sistemas de armazenamento de energia (baterias ou / e supercapacitores), considerados os principais componentes dos chamados ônibus elétricos puros. Nesse cenário, a tecnologia de ônibus elétrico puro tem despertado interesse do segmento de sistemas de ônibus urbanos, como uma estratégia para melhorar a eficiência e o desempenho ambiental das frotas. Embora ainda não comercialmente competitivos com ônibus a diesel, tem-se observado um progresso técnico importante no desenvolvimento de ônibus elétricos puros, notadamente com melhorias significativas na tecnologia de baterias de íon de lítio (com suas variantes) e supercapacitores e os procedimentos de carga, na perspectiva técnica e de custos. Este trabalho apresenta uma visão geral de tecnologia de ônibus de tração elétrica pura, com foco nas características técnicas, operacionais, ambientais e econômicas, com destaque para os caminhos a serem seguidos para se alcançar viabilidade comercial, com o objetivo de se cumprirem as rigorosas metas ambientais estabelecidas e consolidar o conceito eletromobilidade para a indústria de ônibus urbanos. Além disso, será apresentada uma visão geral sobre as principais experiências de eletromobilidade em ônibus em curso em algumas importantes cidades do mundo.
2014-36-0208 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: Self-controlled Electronic Cold Start System for Flexible Fuel Vehicles
Autoria: TADEU MIGUEL MALAGÓ AMARAL
Resumo: Veículos flex têm se apresentado um desafio para o desenvolvimento do setor automotivo devido às propriedades químicas de combustão do etanol. Especialmente em dias cuja temperatura ambiente está abaixo de 18°C, a partida em veículos flex é um fator crítico devido ao alto ponto de fulgor deste combustível. Para solução deste problema, sistemas de partida a frio foram implementados em veículos flex. Sistemas de partida a frio que injetam gasolina para auxiliar na partida são amplamente utilizados. Porém, estes elevam drasticamente o índice de emissões de poluentes na fase de partida a frio e dependem da iteratividade do condutor para reabastecer o sistema com gasolina. Sistemas de partida a frio por pré-aquecimento elétrico foram recentemente lançados no mercado automotivo. Porém, estes sistemas dependem de uma unidade de monitoramento eletrônico dedicada para correções de temperatura em tempo real e proteção contra superaquecimento, oque o torna complexo em “hardware” e calibração veicular, demandando elevado custo para implantação da tecnologia. Este “paper” apresenta o conceito da nova tecnologia de partida a frio eletrônica auto-controlada por semicondutores, oque permite a eliminação de controles eletrônicos adicionais. O princípio de funcionamento desta tecnologia e a alta performance em partida a frio atingida são estudados e apresentados através de simulações numéricas e testes em laboratório.
2014-36-0209 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: Influence of understeer gradient variation during cornering in the vehicle stability perception
Autoria: FRANCISCO GANZAROLLI
Resumo: Drive a vehicle through corners is a very complex activity, since it means change of movement states. Considering a typical corner, the driver starts in a transient state, changes to a steady state and again changes to transient. Those variation make the vehicle change its behavior due specific suspension and steering characteristics. The idea of this paper is show how only one of those characteristics, the understeer gradient, have influence in the stability perception of the driver. The focus is show how the understeer gradient variation can induce perception of low stability in vehicle when cornering no matter the vehicle still keeps its correct path. This variation means a understeer gradient “acceleration”, the metric human being can perceive, in other words the feeling of stability or its lack of.
2014-36-0213 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Chassis e Cabine
Título do Paper: SUSPENSION FOR AN ENTRY LEVEL MINI CAR
Autoria: BRUNO HENRIQUE ROCHA DE LIRA
Resumo: The Brazilian automotive market presents special characteristics: at the same time that it demands similar technologies applied in developed markets like USA and Europe for luxury cars, in the sub-compact entry-level segments (a segment where the profit margin is very tight) there are unique characteristics that justify the development of different cars. Taking into consideration the mini cars segment, there is no car developed specifically for the Brazilian market. While the mini cars development for the entry level segment is still rare, every new auto show presents new proposals and some of them are on the streets, but most are mainly focused in the luxury segment. These vehicles currently in the market are in a price range where it is not economically feasible for them to be acquired by someone who is coming from a motorcycle-based usage. The same economical reason limits the usage of these cars as a second smaller car for urban mobility (go to work, school, shopping, etc.), where the traditional (and bigger) family car could be left normally at home, with considerable improvements on urban mobility, pollution and fuel economy. The feasibility for a mini car development aiming this specific entry level market niche for Brazilian and other emerging markets depends on several technical and economic factors, and this paper in intended to investigate how this could work for the suspension architecture point of view, which is a first and crucial step for the vehicle development. This is done by means of analyzing the types of suspensions available and their construction and dynamic features applied to mini cars, whose dimensions generally do not favor stability. These studies consider that a key factor for the success of such development is related to the economical aspects related and the conclusions are based on the balance between construction and maintenance costs with the comfort and stability provided by each design, considering that they will have predominant urban usage.
2014-36-0215 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: CHASSIS DESIGN FOR ELECTRIC CAR PROTOTYPE
Autoria: ANDRÉ CERVIERI
Resumo: Nowadays, the cars that use on fossil fuels are the means more used to transport the people,and are being touted as the villains of the pollution of our planet, and with that, there is the pressure on automakers to build large-scale powered cars to electric power. This paper aims the design and analysis of torsional rigidity of the chassis of a prototype powered by electricity. The relationship between mass and structural stiffness of a chassis has fundamental importance to evaluate the efficiency of a project. The geometry was developed in software CAD with three dimensons and the numerical analysis was performed using the Finite Element Method (FEM), where the model is discretized by shell elements. A study of ergonomics was also made in the design phase to provide adequate use of the occupants. The chassis structural stiffness obtained was 2363 Nm/degree with a mass of 84 kg.
2014-36-0218 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: estudo da dinâmica vertical de suspensão dotada de amortecedores sensíveis a aceleração
Autoria: GUILHERME CARAVIERI DE ABREU
Resumo: Este estudo teve como objetivo investigar os possíveis benefícios da utilização de amortecedores com válvulas inerciais em termos da qualidade de rodagem e segurança, fornecendo uma referência teórica para uma tomada de decisão do investimento em experimentações práticas, onde geralmente emprega-se considerável tempo de pessoas especializadas, máquinas e equipamentos específicos e recursos com construção de protótipos e testes. É realizado um estudo comparativo entre sistemas de suspensão com amortecedores dotados de válvulas inerciais e sistemas com amortecedores convencionais. Para isso, foram elaborados modelos matemáticos para investigar a dinâmica vertical em termos de conforto e segurança resultante da utilização de amortecedores convencionais ou com válvulas inerciais. um modelo de ¼ de veículo com 2GdL é utilizado para uma análise da resposta do veículo em diferentes condições do pavimento utilizando critérios objetivos de conforto e de segurança. O trabalho também compara um amortecedor inercial sensível à aceleração da massa suspensa a outro sensível à aceleração da massa não suspensa. Os resultados apontam um bom potencial para o emprego de amortecedores inerciais, porque mostram possibilidade de melhoria dos índices de conforto sem prejuízo à segurança.
2014-36-0219 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Ruídos e Vibrações (NVH)
Título do Paper: otimização do projeto de uma vedação de painel corta fogo
Autoria: MARCOS FABIO COLOMBINI
Resumo: Product Design is a process of creating new product by an organization or business entity for its customer. Being part of a stage in a product life cycle, it is very important that the highest levels of effort are being put in the stage. The Design for Six Sigma (DFSS) methodology consists of a collection of tools, needs-gathering, engineering, statistical methods, and best practices that find use in product development. DFSS has the objective of determining the needs of customers and the business, and driving those needs into the product solution so created. In this paper the DFSS methodology is employed to develop the optimal solution to enhance sound transmission loss in a vehicle front of dash pass-through. An integrated approach using acoustic holography and beamforming Noise Source Identification (NSI) techniques is presented as a manner to improve sound insulation during a the vehicle development. Both vehicle and component level measurements are employed in order to identify the dominant sound transmission paths and add the appropriate acoustic treatments. At the end the reader will be able to notice, with objective measurements, the improvement of the pass-through performance as well as the overall vehicle sound insulation improvement.
2014-36-0220 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: Use of seat cushion accelerometer as a tool to support vehicle dynamics ride development by the objective characterization of vehicle ride
Autoria: FRANCISCO GANZAROLLI
Resumo: The definition of the ride attribute is very difficult because it is part of human perception during driving. For vehicle dynamics work, have details of what is good or what is bad considering driving comfort, usually, induces some controversial opinions. In this work, the use of a single accelerometer is shown as a tool to characterize the basic vehicle vibrational behavior and so support the correlation between human perception and the resulting ride comfort presented. By using PSD theory it is possible to “see” how the vehicle vibrates and so have a better understanding of where in the vehicle is located a possible issue and how to fix it. In a more advanced point of view is possible to characterize each vehicle with a ride “personality”, this meaning how each brand and model behave and so how vehicle behave to the consumer approve or complain about it.
2014-36-0223 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Segurança
Título do Paper: aplicação da iluminação externa durante o dia (daytime running light -drl) em veículos brasileiros
Autoria: ADONIS SHU TOYOTA
Resumo: O Brasil, que está entre os países com maiores índices de acidentes de trânsito no mundo, não tem legislação específica relacionada ao uso da iluminação externa durante o dia, para que o veículo em movimento se torne mais visível. Estudos indicam que o uso desta iluminação durante o dia aumenta a visibilidade do veículo proporcionando maior tempo de resposta para os outros usuários do sistema viário. Diversos países da Europa e América do Norte mostram resultados positivos desde que o uso de luzes acesas durante o dia foi adotado, reduzindo não só acidentes entre veículos, mas também os índices de atropelamento de pedestres e ciclistas. O objetivo deste trabalho é mostrar os benefícios do uso da iluminação externa durante o dia (Daytime Running Light – DRL) e a sua relação com a redução dos acidentes de trânsito, assim como uma breve análise sobre a utilização de um sistema dedicado, que pode ser mais eficiente, visto que ele poderá ser projetado para proporcionar distribuição da luz de forma que permita maior visibilidade possível.
2014-36-0227 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: sistema automatizado para teste de amortecedores automotivos
Autoria: MARCELO VANDRESEN
Resumo: Os amortecedores automotivos são elementos chave no comportamento dinâmico dos veículos. O seu desgaste é lento, gradual e progressivo, de forma que o condutor do veículo acaba por se acostumar com a diminuição de seu desempenho e não percebe a perda de ação do mesmo. Este artigo descreve como foi desenvolvida uma bancada de teste de amortecedores, baseada nos modelos existentes no mercado, porém, tendo como premissa principal o baixo custo. Foram analisados os mecanismos Biela Manivela e Scotch Yoke de maneira analógica, simulando os mecanismos em software CAD. Após essa análise, o sistema Scotch Yoke foi escolhido, pois seu movimento descreve uma senoidal perfeita; para a sua movimentação, foi escolhido um motor de 5CV, já para o controle de velocidade foi utilizado um variador de frequência com capacidade de 7,33A, permitindo que o dispositivo pudesse testar, além de amortecedores de veículos fabricados em linha, amortecedores de competição. O artigo descreve detalhes construtivos da bancada desenvolvida e também o sistema embarcado escolhido para o gerenciamento dos testes, bem como o registro e exibição dos gráficos com o uso do Raspberry Pi, em conjunto com os sensores de deslocamento, LVT (transdutor linear de velocidade), acelerômetro, temperatura infravermelho, força célula de carga e posicionamento angular encoder; para interface homem máquina, foi utilizado uma tela sensível ao toque. O artigo apresenta testes preliminares, ajustes do sistema e também os diferentes gráficos, que podem ser utilizados para analisar o estado de amortecedores automotivos.
2014-36-0228 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: testes de comparação entre diferentes métodos em relatórios dimensionais de peças complexas. benefícios e particularidade de cada método.
Autoria: JEFFERSON ANTUNES MARTINS
Resumo: Com a tendência do mercado de produção de componentes cada vez menores e mais robustos, direcionam as empresas a desenvolverem e utilizarem diferentes equipamentos e técnicas dimensionais visando rapidez e precisão. O objetivo deste trabalho é apresentar a diferença de precisão relacionada ao tempo de medição em comparação com métodos atualmente existente no mercado com novas tecnologias. Estes métodos mais convencionais por meio de tridimensionais óticas serão comparados com os resultados obtidos através de tomografia computadorizada.
2014-36-0231 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Ruídos e Vibrações (NVH)
Título do Paper: otimização local de perfis parametrizados de camos aplicada à dinâmica do trem de válvulas
Autoria: RUBENS GONÇALVES SALSA JUNIOR
Resumo: Ao longo dos anos, os motores de combustão interna têm sido pesquisados e aprimorados, seja na busca de maior potência, seja na busca de menor consumo de combustível. Um subsistema automotivo que afeta diretamente o desempenho dos motores é o sistema de acionamento de válvulas, que permite controlar a entrada e saída dos gases da câmara de combustão. Este sistema atua em todas as fases/tempos do motor, garantindo que as válvulas abram e fechem corretamente, bem como assegurando a vedação do cilindro. Diversos pesquisadores têm estudado a cinemática e dinâmica do sistema de acionamento de válvulas para melhorar o desempenho do motor. Como o acionamento das válvulas se dá normalmente através de camos, que são componentes usados em mecanismos onde se deseja converter movimento de rotação em movimento de translação, todo movimento e sincronismo do sistema são ditados pelas características construtivas do perfil dos camos: ele tem ação preponderante sobre a dinâmica do sistema. Muitos fenômenos, como vibração do sistema de acionamento, impactos da válvula com a sede e perda de contato físico entre camo e seguidor (descolamento), podem ser compreendidos e otmizados pela manipulação do perfil. Podem-se minimizar efeitos indesejados com o entendimento conciso da manipulação computacional da curva representativa do perfil. Na indústria, são poucas as instituições detentores de tal conhecimento estruturado, o que dificulta e encarece o desenvolvimento e a otimização de projetos. Assim, o objetivo deste trabalho é apresentar uma forma computacional eficaz de manipular a curva que representa o perfil dos camos, objetivando a sua aplicação em simulações computacionais e rotinas de otimização do mecanismo.
2014-36-0232 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Qualidade, Confiabilidade e Durabilidade
Título do Paper: integração da qualidade assegurada com a cadeia de fornecedores
Autoria: SILVIO CÉSAR BASTOS
Resumo: A Excelência da Qualidade tem sido objetivo de empresas que buscam vantagem competitiva no setor automotivo globalizado. Características do produto e suas funções devem atingir as expectativas dos clientes em termos de garantia e confiabilidade . O objetivo deste trabalho é apresentar um método na melhoria na sincronização de requisitos dos produtos dos clientes junto aos seus fornecedores em termos de controles de processo de produção e prevenção de modos de falhas, para que os fornecedores possam atingir as métricas de acompanhamento de performance de qualidade junto ao cliente. A melhoria permite aos Fornecedores tomarem ações preventivas e corretivas pelo maior conhecimento de especificações de aplicação de seus componentes nos motores e veículos. As interfaces de componentes considerados em Planos de Controle de Inspeção com métodos e características do produto importantes para a montagem e funcional são disponibilizadas em portal de fornecedores que possibilita a interação entre Engenharia da Qualidade de Fornecedores, cadeia de fornecedores e Qualidade Assegurada . Também é possível otimizar a utilização de recursos para maior eficiência nos processos dos fornecedores e aumento da confiabilidade da garantia da qualidade junto aos clientes.
2014-36-0234 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Carroceria e Estrutura
Título do Paper: estudo rig. tors. formula sae usando a.e.f.
Autoria: JOÃO AUGUSTO DA COSTA
Resumo: The Formula SAE competition has the purpose to stimulate the engineering students to work in teams to develop a concept, design and build small racing vehicles. In this competition, students are motivated to build a high performance car, reliable and with low development cost. The success of the team in the competition is determined with a detailed analysis of all aspects involved. Considering the frame development, some key points must be considered for the structural performance: stiffness, durability, modal and safety response. This papers focus on the stiffness analysis to verify if the frame torsional stiffness is compatible with the respective suspension for the level of performance required. The study was performed using the frame of 2012 Formula SAE from Instituto Mauá de Tecnologia using beam elements to model the frame structure in a FEA (Finite Elements Model) software to simulate the system stiffness. The vehicle mass and CG properties to support the studies were obtained in laboratory measurements. The FEA calculated frame torsional stiffness was then compared to the suspension stiffness using analytical methods, making it possible to assess the compatibility between the frame and the suspension. This compatibility was checked in terms of an objective criteria based on the comparison of the roll stiffness distribution versus lateral load transfer distribution. Finally, these results led to the correct identification of the balance between the stiffness values of the frame and suspension for the vehicle proposed, allowing potential improvements for the frame structure in terms of mass and cost. The basics of the modal response can be assessed through the identification of the frame structure natural frequencies, where the analysis criteria involves the understanding if the resonance frequencies could generate noises and/or excessive vibrations, the later with potential to cause structural failures in extreme cases. The durability study identify the reaction of the frame structure to external excitations (road, powertrain, etc.) with respect to the fatigue behavior of the materials and the limits for yielding and rupture. The study was performed using the frame of 2012 Formula SAE from Instituto Mauá de Tecnologia and the purpose of this analysis is verify the compatibility of the frame torsional stiffness with the suspension torsional stiffness, once that this analysis represents the highest influence in the ride and performance of a formula car. The frame of the proposed vehicle was modeled in finite elements with Altair® OptiStruct®, which was chosen because of the level of correlation required. Basically, the goal of this project was determine the frame stiffness that is sufficiently sensitive to ensure calibration, considering changes in the distribution of roll stiffness and lateral load distribution. Finally, it was possible to effectively check the balance between frame and suspension of the vehicle proposed, allowing improvements in the frame, leading to mass and cost reduction and reduced the development time of the vehicle proposed.
2014-36-0238 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: Emission of CO2 correlated with the activation energy of renewable fuels.
Autoria: CHARLES CORREA CONCONI
Resumo: Biofuels have become an alternative to replace the diesel fossil to use in diesel engine. In this study evaluated the emission of CO determined in European Stationary Cycle (ESC) in a diesel engine OM 926 LA Euro 5 with two types of biofuels, biodiesel from soybean constituted of methyl esters with oxygen in your molecule and farnasane (renewable diesel from sugar cane) which is constituted of hydrocarbons without oxygen in your molecule and mixture theses biofuels with diesel fossil and correlation with activation energy of the thermal decomposition . The result showed that for the CO2 of Fanasane with activation energy of 82.24 kJ/mol -1 emits 4,66% less CO2 than diesel fossil with activation energy of 86.69 kJ/mol-1 and soybean biodiesel with activation energy of 96.64 kJ/mol-1 emits 1,95% less CO2 than diesel fossil. Comparing both blends we can observe that bend soybean biodiesel and diesel fossil have less emission of CO2 then blend farnasane and diesel fossil with increase the activation energy due the presence of oxygen in the molecule of methyl ester.
2014-36-0241 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: proposta de classificação de funções baseada no ciclo de vida do produto
Autoria: GUSTAVO DOS SANTOS GIORIA
Resumo: A análise funcional do produto no processo de desenvolvimento de produto se originou com a técnica de análise do valor, onde se associava custos às funções desejadas pelo cliente. Posteriormente a análise funcional serviu de base para diversas outras ferramentas de desenvolvimento de produto, principalmente para o desenvolvimento conceitual do produto. As funções são inicialmente classificadas em funções de uso ou funções de estima e são nas funções de uso que se investem os maiores esforços para o desenvolvimento técnico do produto. Outra classificação mais comumente utilizada é quanto à hierarquia das funções. Na literatura se encontra uma grande variedade de termos relacionados a esta classificação, adicionalmente se nota uma imprecisão na definição de cada um deles. O trabalho apresenta uma revisão bibliográfica para identificar os termos utilizados pelos autores de referência e propõe uma abordagem dos processos do ciclo de vida do produto para, ao identificar todos os clientes do produto ao longo da sua vida, propor uma definição e uma classificação hierárquica das funções. Este trabalho elabora uma proposta de classificação hierárquica de funções que serve de base para análises funcionais mais amplas e complexas do produto, permitindo identificar e visualizar diversas funções diferentes da função que define o propósito da existência do produto, a qual é o foco das ferramentas de desenvolvimento do produto e que restringe o potencial dessas ferramentas ao desenvolvimento do conceito do produto.
2014-36-0242 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: análise de elementos finitos para estimativa das forças internas em um trambulador
Autoria: FABRÍCIUS VIANA MAIA
Resumo: Em uma transmissão, uma das partes mais importantes do sistema é o sistema de mudança de marchas. Uma vez que sua função é controlar a mudança e a sincronia das marchas, pode-se dizer que este sistema é um dos responsáveis pela ação da transmissão e, em uma escala maior, por uma parte importante da operação do veículo. Na concepção de novos sistemas de mudança de marcha, é importante conhecer as forças às quais o sistema é submetido a fim de definir adequadamente os parâmetros de concepção durante o projeto, tais como material, geometria e montagem; entretanto, é comum que estes valores sejam desconhecidos para a maioria, devido a sigilo das empresas ou mesmo devido à indisponibilidade de estudos detalhados sobre o assunto. Existem várias formas de se obter as forças, tensões e outros parâmetros gerais que estão agindo sobre os componentes de tais sistemas, mas a simulação computacional pode ser vista como uma ferramenta de destaque devido a seu baixo custo no geral, resultados rápidos e possibilidades de trabalhar com diferentes condições simultaneamente. A Análise de Elementos Finitos, ou FEA, é uma opção que forneceria dados precisos sobre o comportamento estrutural dos componentes do sistema sendo uma boa fonte para começar a trabalhar em novas possibilidades de projeto. Este trabalho apresenta um estudo sobre um trambulador utilizado em um pequeno motor de motocicleta, em que uma Análise de Elementos Finitos foi realizada para determinar as forças internas do sistema. Diferentes condições foram comparadas, e com os resultados da análise é possível conceber novos designs de trambulador.
2014-36-0243 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: reutilização de energia térmica desperdiçada para aplicações automotivas, visando a redução de consumo de combustível.
Autoria: CELSO RICARDO DE LIMA
Resumo: Na indústria automotiva atual , incluindo o Brasil , há iniciativas significativas para reduzir o consumo de combustível e emissões, como INOVAR Auto e outros em todo o mundo . Há várias iniciativas para veículos híbridos, veículos elétricos e veículos de célula de combustível. Além do fornecimento adicional de energia , a fim de reduzir o consumo de combustível e, consequentemente, as emissões . Os acessórios elétricos/eletrônicos do veículo representam uma grande parte do consumo de energia, pois o alternador precisa alimentar todos esses recursos. Para reduzir esta energia necessária do alternador e, consequentemente, do motor em si, temos como objetivo reutilizar um das energias desperdiçadas em maior escala no motor de combustão, a térmica. Para esse fim, o gerador de energia térmica deve ser aplicado em grandes fontes de calor e usado para converter a energia térmica em energia elétrica devido a "células de efeito Seebeck " . A intenção do projeto é mostrar uma aplicação alternativa para esse efeito conhecido, as entradas necessárias para definir um sistema viável, os requisitos das cargas e a saída maximizada do sistema, buscando assim melhorar o consumo de combustível .
2014-36-0244 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: Headlamp H4 Bulb Socket: Importance of the Bulb Serviceability
Autoria: ISRAEL JOAO CANCINO JUNIOR
Resumo: Normally the automaker uses a specific Engineering criteria for serviceability with minimum clearance specification. Due to Front Over Hang reduction regarding to Emerging Markets countries and technology inside in the hood compartment, the H4 bulb serviceability is affected. This paper shows a solution that provides an easy service procedure reducing package and complete sealed connector system for an H4 head lamp bulb.
2014-36-0247 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Segurança
Título do Paper: Traffic Accidents of Children Passengers Travelling in Powered Two Wheels Vehicles
Autoria: ELOI BOIX
Resumo: Motorcycles sales are increasing lately. According to the “Report 2010” of the Association des Constructeurs Européens de Motocycles (ACEM) (European motorcycle manufacturers’ association), the number of motorcycles throughout the European Union rose from 16 million to more than 22 million between 2001 and 2008. Taking all two-wheeled motor vehicles into account, in 2008 approximately 33 million vehicles were registered. At the same time, motorcycles are by far the most dangerous means of transport. In 2008 the European accident database CARE (Community database on road accidents) recorded 5,126 fatalities amongst motorcyclists (EU-24), which is around 14% of the 37,234 fatalities in these 24 States. According to CARE, two-wheeled motor vehicles account for just 2%. This underlines the potential risk for motorcyclists on Europe’s roads. Among PTW users, two groups (children and elderly people) are especially troubled due to their weaknesses against impact, reflex and educated reaction against the risk, resistance to the generated forces, etc. According to the latest accidents data from the European Community database on road accidents (CARE), more than 110 children under 14 years old, who were passengers on PTW were killed on the roads of the Community between 1991 and 2000. The European Commission is not aware of any specific national standard in the Member States apart from requiring helmet use by motorcycles drivers and passengers. The KID-SHELL project aims to design and develop a protection system addressed to children who are travelling as PTW passengers. The main aim of the first stage of this project is to know the main characteristics of the traffic accidents occurred where motorcycle children passengers are involved and what are the injuries they suffer. This study takes into account both urban and non-urban areas and sorts accident scenarios and injuries suffered by PTW children passengers not only in frequency but also in severity.
2014-36-0248 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: An Overview of Cognitive Radio Perspectives in the Automotive Market
Autoria: FABRICIO BRAGA SOARES DE CARVALHO
Resumo: Cognitive Radio (CR) is an important technology for the evolution of wireless communications worldwide. Cognitive radio enables the verification of the electromagnetic spectrum availability. Consequently, it permits the modification of the transmission parameters through the interaction with the environment. By monitoring the available frequency band, cognitive users can opportunistically occupy spectral bands with no harming or interference to other users or applications. Cognitive vehicular networks represent a new tendency in the automotive market. New and future models are being released with pre-installed reconfigurable devices; software defined radio (SDR) offers new possibilities for the transmission of intra-vehicular commands as well as dynamic access to Wi-Fi and other wireless services while the car is in movement. In this context, this paper aims to describe the cognitive radio technology and its potential applications and perspectives in the automotive market.
2014-36-0249 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: implementação de interface automatizada para bancada de fluxo
Autoria: MARCELO VANDRESEN
Resumo: Existe uma bancada de fluxo no IFSC onde, em projetos de pesquisa anteriores, foram estudados instrumentos e sensores para automatização do processo de leitura. Esse artigo descreve a nova instrumentação para a automatização da bancada de fluxo e seus resultados. Foi elaborada uma placa de circuito impresso contendo transdutores de pressão (sensor de pressão absoluta para coletor de admissão) que enviam os sinais elétricos a um microcontrolador (Arduino) e é mostrado em uma placa de interface. Para a temperatura optou-se pelo uso de um sensor digital, com margem de erro menor para a mesma faixa de preço (comparado ao sensor analógico). A verificação do nível de abertura da válvula é feito por um paquímetro digital. Na interface homem máquina são indicadas as pressões de teste e a porcentagem de fluxo, as temperaturas na admissão e no escapamento bem como são indicados os orifícios calibrados que estão abertos. O sistema calcula automaticamente o fluxo para cada posição de levante da válvula e também permite que seja medida a velocidade do fluxo através do uso de tubos de pito. São apresentados resultados de testes comparativos entre a instrumentação analógica e a automatizada para aferir o novo sistema, evidenciando o aumento de precisão nas medições e a redução da interferência do operador nos resultados.
2014-36-0250 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: efeito de cromo e cobre na formação da microestrutura e propriedades mecânicas em volante de motor
Autoria: SILVIO CÉSAR BASTOS
Resumo: O volante de motor tem como uma de suas funções conduzir força à transmissão com o auxílio da embreagem acoplada em sua face. A resistência à tração é uma das propriedades mecânicas especificadas para o corpo do volante, como parte estrutural. Em motor diesel o material comumente utilizado para o corpo do volante é ferro fundido cinzento. O objetivo de trabalho é mostrar o efeito de elementos de liga como cromo e cobre na microestrutura, dureza e resistência à tração em volante produzido em Ferro Fundido Cinzento GG30. Dependendo do tipo de microestrutura, especificamente grafita, pode ocorrer atendimento a dureza, porém não atendimento à resistência à tração. Análises metalúrgicas realizadas em espessura mais crítica do volante em termos estruturais, mostram a necessidade de adição controlada de cromo e cobre para controle de tipo de grafita A e C, indesejáveis por reduzirem os valores de resistência à tração. A adição de Cromo e Cobre é dosada pois pode aumentar significativamente a dureza além dos valores recomendados por normas.
2014-36-0251 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: Water Ingestion and Pressure analysis of Automotive Vehicles using Multiphase CFD
Autoria: FILIPE FABIAN BUSCARIOLO
Resumo: Com os avanços nos códigos CFD e no tamanho e capacidade de processamento dos clusters HPC, as simulações multifásicas de CFD tornaram-se mais acessíveis não somente em nível acadêmico, mas também em nível de produção. Este trabalho apresenta uma análise de um veículo automotivo atravessando certa altura de água com o objetivo de verificar ingestão de agua pelo sistema de tomada ou indução de ar e também a pressão gerada por esta passagem. Todos os cálculos foram feitos por Dinâmica dos Fluidos Computacional, considerando um veículo cruzando uma altura de água de 300 mm com uma velocidade de 20 km/h e com tempo de simulação suficiente para que a água atinja o comprimento total do veículo. Os resultados mostram a trajetória da água na região da tomada de ar e alguns exemplos da carga de pressão devido a água em determinados componentes, que podem ser usamos para realizar simulações estruturais.
2014-36-0252 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Meio-Ambiente
Título do Paper: OZONE FORMATION - REACTIVITY EMISSION FACTORS OF LIGHT DUTY VEHICLES USING GASOLINE AND ETHANOL
Autoria: TADEU CAVALCANTE CORDEIRO DE MELO
Resumo: The secondary pollutants formation in the atmosphere, such as ozone (O3), comes from the reactions between volatile organic compounds (VOCs) and so-called photochemical oxidants (OH radical, ozone, NO3) in the presence of oxygen and nitrogen oxides (NOx). The understanding of VOCs reactivity emitted by light duty vehicles is very important to construct reactivity scales regarding ozone formation. In 2003, started the flex-fuel vehicles sales on Brazilian market and in 2007, it was implemented new tailpipe limits for NMHC (no methane hydrocarbons), a group of pollutants included in VOCs . In 2010, an environmental Brazilian agency published a study mentioning the need to revise the discount of unburned ethanol from the flex-fuel vehicles NMHC emissions, since this compound contributes to ozone formation in the troposphere. In 2012, it was created a working group in Brazil to study this subject, including discussions about the reactivity of the light duty exhaust gases to form ozone. This article presents a calculation methodology to estimate the potential reactivity to ozone formation using the scale of reactivity MIR (Maximum Incremental Reactivity). Experimental results are presented for different vehicles using gasoline and ethanol.
2014-36-0253 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Manufatura
Título do Paper: solução de problemas na indústria automotiva: estudo de caso de montagem de pneus em rodas.
Autoria: RONALDO CARACCIOLO
Resumo: Este trabalho tem como objetivo efetuar uma análise sobre os problemas encontrados na linha de montagem de componentes de veículos automotores, em especial, um estudo de caso da montagem de pneus nas rodas de veículos, executados pela própria montadora, que aplica conceitos de manufatura enxuta (Lean Manufacturing) em seu processo produtivo. Tal estudo tem por objetivo não só analisar a melhor forma de aplicar uma metodologia capaz de identificar as causas dos problemas, como também auxiliar na sua solução definitiva e eventuais medidas de contenção dos problemas encontrados, definir soluções robustas, capazes de impedir a incidência problemas semelhantes. Esta metodologia pode ser aplicada para a solução de problemas de qualquer processo produtivo, mesmo fora da indústria automotiva.
2014-36-0254 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Qualidade, Confiabilidade e Durabilidade
Título do Paper: adaptador de medição "hard mess"
Autoria: SÉRGIO DIAS DE FARIA
Resumo: Hard Mess Este trabalho consiste na criação de adaptadores ópticos para a medição e avaliação de carrocerias e veículos prontos (carros sobre rodas) na Indústria Automotiva. Para a medição óptica de um veículo ou carroceria é necessário o posicionamento do mesmo através da medição de furos específicos, localizados na parte inferior das Longarinas Dianteira e Traseira. Atualmente, para o posicionamento do veículo, em um processo de medição óptica, é necessária a aquisição de imagens da região dos furos ou a medição dos mesmos através de apalpadores, porém existe uma dificuldade natural para está aquisição, uma vez que o local é de difícil acesso em qualquer veículo. Este posicionamento é um processo que leva aproximadamente 4 horas em que são necessários 4 etapas: Uso de elevador – elevar o carro para realizar o trabalho; Desguarnecer o veiculo – Retirada de parachoque, revestimentos e acabamentos que obstruem a visão dos furos; Realização da fotogrametria (“Tritop – Medição com câmera fotográfica”); Medição dos Furos com apalpador ou com digitalização. Nosso trabalho consistiu na criação de um conceito de medição óptica utilizando adaptadores batizados de “Hard Mess”. O “Hard Mess” é constituído com elementos padronizados já utilizados como referencia em máquina de medição táctil (Junker and Partner) acrescentado de prolongadores que desviam dos obstáculos do veiculo (Parachoque, revestimentos e outros) se tornando visíveis do lado externo do mesmo. Assim, em um processo de medição óptica, estes dispositivos são fixados nos furos das longarinas e quando o equipamento os “enxerga” na parte externa ele automaticamente reconhece o centro dos furos. Para este processo de medição são necessárias apenas 2 etapas: Colocação dos adaptadores (sem necessidade de elevar o veiculo); Realização da fotogrametria (“Tritop”). O tempo de posicionamento com a utilização do “Hard Mess” é de 1 hora (ganho de 3 horas). Este conceito “Hard Mess” que foi desenvolvido na planta de Taubaté da Volkswagen do Brasil foi apresentado para as demais plantas da empresa no Brasil, que já estão iniciando o uso do mesmo. As vantagens do conceito “Hard Mess” São: Custo reduzido, fácil fabricação (qualquer usuário pode construi-lo) e tamanho reduzido, tudo isso sem nenhuma perda de qualidade quanto aos resultados obtidos.
2014-36-0255 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Manutenção e Reposição
Título do Paper: Mud deposition simulation at the CRFM of an automobile using CFD simulation
Autoria: FILIPE FABIAN BUSCARIOLO
Resumo: CFD está se tornando cada vez mais popular nas indústrias e o uso de simulações multifásicas vem crescendo devido à computadores cada vez mais poderosos e códigos de CFD mais confiáveis. O escopo deste trabalho é de apresentar uma metodologia de predição de acumulo de lama no CRFM de um automóvel utilizando uma análise multifásica de CFD, visando prevenir baixo rendimento do condensador e do radiador e assim comprometer o rendimento dos trocadores de calor. A lama atinge a parte frontal do veículo e os resultados mostram a trajetória da lama e o acúmulo da mesma no CRFM do veículo, assim como a área bloqueada.
2014-36-0256 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: Multiphase water flow simulation of a vehicle’s roof
Autoria: FILIPE FABIAN BUSCARIOLO
Resumo: Com o aumento do poder computacional e consequente maior acurácia nos resultados, as ferramentas de engenharia virtuais tem ganhado cada vez mais espaço nas indústrias, sobretudo na indústria automotiva, buscando reduzir o custo e o tempo de desenvolvimento de um projeto. Aproveitando os modernos recursos computacionais disponibilizados, foi desenvolvida uma metodologia de simulação para verificar o perfil que o escoamento que a água segue do teto até à calha de drenagem nas laterais do teto do veículo. Com essa metodologia, é possível ensaiar o veículo mesmo sem um protótipo real e, com isso, avaliar o comportamento do teto e sugerir mudanças de geometria, antes mesmo de existirem peças-protótipo, gerando economia de recursos e auxiliando na diminuição do tempo de desenvolvimento de um veículo.
2014-36-0260 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Meio-Ambiente
Título do Paper: medição de emissões legisladas, álcool não queimado e potencial de formação de ozônio de um veículo leve bicombustível
Autoria: KATIA CRISTINE DA COSTA SILVA
Resumo: INTRODUCTION Non-methane organic gases, which include both hydrocarbons and oxygenated methane has been controlled in Brazil, as well as alcohols and carbonyls contained in the exhaust gases. With the rapid increase in the number of Flex Fuel vehicles on the market in recent years, consumption of ethanol also increased. As a result, a large presence of alcohol is expected in the unburned gas emissions from vehicles. Another important factor arising from the use of ethanol is the formation of tropospheric ozone. OBJECTIVE The objective of this study was to measure the unburned alcohol and legislated emissions as well as the ozone formation of a passenger vehicle powered by gasoline blended with different concentrations of ethanol. METHODOLOGY A passenger vehicle, Flex Fuel, Otto cycle, has been tested on a chassis dynamometer according to the Brazilian standard NBR 6601, FTP -75 cycle, in a laboratory located in Curitiba/Brazil. The car was fueled with different gasoline/ethanol blends such as A22, A31, A85 and hydrous ethanol (EHR). Legislated emissions such as HC, CO, NOx , CO2 and CH4 were measured in one automotive laboratory. The aldehydes were measured by the HPLC technique according to the Brazilian standard NBR 12026. The unburned alcohol was measured by two different techniques: GC and FTIR. The ozone from the exhaust gas was measured by using one specific ozone analyzer according to a new technique developed in this work. The exhaust gas was collected in the laboratory, FTP75 cycle, and conditioned in a Tedlar bag. The bag was exposed to sunlight for 8 hours and samples were taken at intervals of one hour in order to measure the ozone gas. Simultaneously, meteorological data were taken including the solar radiation. The result data were analyzed by using the analysis of variance (ANOVA) in conjunction with the Tukey`s test. The results are presented in the form of graphs and charts and the paper also presents an updated literature review. CONCLUSION The main conclusion was that the unburned alcohol emissions increase directly with the proportion of ethanol in the fuel. As ethanol-fueled vehicles are widely used, the effect of the unburned alcohol emissions is not negligible. Two important conclusions are related to the formation of ozone. It was concluded that the ozone formation increases directly with the exposure of the exhaust gases to solar radiation. The ozone formation increases directly with the ethanol content in the fuel, as well. INNOVATION PROVIDED BY THE PAPER Regarding unburned alcohol emissions, the paper presents measuring results from two different techniques (GC and FTIR). Vantages and disadvantages of each technology are discussed in details and the results are analyzed and compared. Regarding the ozone formation, a new measuring technique was presented. The results clearly indicate the influence of fuel ethanol in the ozone formation.
2014-36-0262 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: Study the contact geometry between the clutch release bearing and the clutch fingers
Autoria: LUDMILA CORREA DE ALKMIN E SILVA
Resumo: The clutch actuation system has the function of convert force made by the user in the pedal to a force acting on the clutch fingers. This system is compound with many components and one of than is the clutch release bearing. The clutch release bearing has direct contact with the finger of the clutch and materials in contact suffer of a relative motion in some case desired and other undesired. Thus this contact surface and the relative motion are important to correct operation and to avoid wear. This paper will study the contact mechanic of this system and for this a large bibliographical review will be made and rise. Basic models and simulations will be developed to visualize the behavior of this system and also some experimental test will be done with different contact surface. This work will help to better understand the contact behavior and to new design contact geometry for minimum wear.
2014-36-0263 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: VEHICLE EFFICIENCY ON CHASSIS DYNAMOMETER TESTS
Autoria: ANTONIO CARLOS SCARDINI VILLELA
Resumo: Nowadays, due to the global warming questions related to CO2 emissions, many countries legislation lead automotive and fuel industries to search for higher efficiencies in their products. Therefore, new engine technologies and cleaner fuels are being developed and launched in the market. This paper presents a study of efficiencies on chassis dynamometer tests, in order to evaluate vehicle and fuel contributions. Three different Brazilian flex fuel vehicles were tested using hydrous ethanol, with 5%v/v of water (H100) and gasoline type C, with 25%v/v of anhydrous ethanol (E25). Tests were performed in full load at constant speeds to evaluate the losses of each part of the system, such as, dynamometer, tires, air resistance, transmission and engine. The dynamometer system and vehicle energy parcels were determined. So, it was possible to assess vehicles mechanical losses, aerodynamic losses and also the efficiencies running with H100 and E25.
2014-36-0264 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: Kinematic optimization of the windshield wiper system based on MATLAB
Autoria: SUELI KRATZ
Resumo: In order to have a windshield wiper system according to the wiped area and the kinematic behavior requirements since the early phases of vehicle development, this paper makes use os a MATLAB optimization function to optimize the windshield wiper system. In general, such automative systems have to achieve the maximum wiped area by optimizing wiper blades lengths and orientations. In this work, additional constraints are imposed to the optimization problem to consider the mechanism mobility, the available area to attach the linkage on the car body and the quality of blades oscillatory motion. The optimization process is performed on an existent windshield wiper system of a domestic passenger car to present the benefits of the developed model.
2014-36-0266 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Gestão e Desenvolvimento de Produtos
Título do Paper: processo de alteração técnica com redução de custo em motores ciclo diesel para a indústria automotiva
Autoria: JEFFERSON MASSAKI
Resumo: A alta competitividade no mercado automotivo, aliada às exigentes legislações de emissão de poluentes, nos força a entrar em uma corrida contra o tempo, pelo aumento de qualidade e redução de custo dos produtos. A iniciativa e liderança de projetos de redução de custo para motores em desenvolvimento, de produção corrente, de peças de reposição ou motores descontinuados com qualidade e agilidade é uma atividade da Engenharia de Custos. Esta possui grande relevância para que os mesmos sobrevivam a esse mercado tão competitivo. A proposta deste trabalho é apresentar a metodologia e detalhar o processo de alterações técnicas com redução de custo em peças de motores de combustão interna (Ciclo Diesel), já de produção, para a indústria automotiva. O detalhamento das etapas do processo vão desde o nascimento da ideia da alteração técnica até a implementação em linha de produção (Início da produção). Este trabalho baseia-se em procedimentos e metodologias aplicadas para o processo de redução de custo do produto levantados a partir de um estudo de caso. A parte conceitual dessa metodologia demonstrada com motores Diesel pode ser estendida a alterações técnicas de quaisquer produtos manufaturados que agreguem tecnologia e que estejam expostos a um mercado agressivo como o automotivo.
2014-36-0267 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: análise comparativa da severidade de danos a parachoques, em impactos frontais do veículo a baixa velocidade, contra barreira estática e dinâmica.
Autoria: FABRÍCIO XAVIER FAUSTINO
Resumo: Dentre os componentes de acabamentos externos, os para-choques se destacam devido ao elevado nível de exigência de performance, principalmente quanto a aerodinâmica, resistência a impactos e design. Devido a sua complexidade geométrica e a necessidade constante de redução de peso, na seleção de materiais para tais componentes os polímeros e compósitos levam vantagem na relação densidade/peso e custo, o que leva a sua larga aplicação em veículos de diferentes seguimentos. Visando um ganho de qualidade e desempenho, normas como a E.C.E. United Nations Agreement, Regulation no. 42, 1994, geram resultados que são utilizados como base de cálculo para seguradoras e impactam diretamente no custo e manutenção dos veículos. O objetivo deste presente trabalho é fazer a análise da performance mecânica e estudo dos possíveis danos ligados a impactos frontais a baixa velocidade de veículos em situações dinâmica e estática, mostrando um comparativo entre a severidade das diferentes situações. O trabalho visa também relacionar o desempenho aos quesitos mínimos exigidos pela E.C.E 42, realizar a correlação entre estudos virtuais versus dados experimentais visando a otimização de projetos e ganho de tempo no desenvolvimento de novos produtos. Palavras chave: Para-choques, impacto frontal e E.C.E 42.
2014-36-0268 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: sistema de transmissão híbrido hidráulico aplicado em ônibus urbano, análise preliminar de viabilidade no mercado brasileiro.
Autoria: CRISTIANO DA LUZ COIMBRA
Resumo: Nas últimas duas décadas o mercado brasileiro de ônibus praticamente quadruplicou de tamanho. Estimativas indicam que nos próximos anos este mercado poderá ter o dobro do tamanho do mercado Europeu inteiro. Grande parte dos ônibus produzidos no país, são destinados para o transporte de passageiros nas regiões urbanas de médias e grandes cidades. Em 2013, ocorreram muitas manifestações populares nas ruas do Brasil, sendo que o principal estopim para os mesmos foi o aumento do preço das passagens do transporte público. Em meio a essas manifestações, discutiu-se em muitas cidades sobre os principais fatores que compõe o custo do transporte. Entre esses fatores, o custo com combustíveis destacou-se na grande maioria das cidades. Neste cenário, novas tecnologias para redução do consumo de combustível em ônibus urbanos são bem-vindas e podem proporcionar redução nos custos do transporte público. Isso a médio prazo, pode resultar em menor preço do transporte para o usuário final. A tecnologia de tração híbrida hidráulica não utiliza componentes elétricos tais como motores e baterias como nos veículos híbridos elétricos convencionais. Os componentes principais desses sistemas são bombas, motores e acumuladores hidráulicos os quais utilizam óleo hidráulico como meio de condução da energia. Este estudo visa analisar a viabilidade técnica de aplicação de sistemas híbridos hidráulicos no mercado brasileiro, principalmente em relação a compatibilidade com características de trânsito e relevo do país, requisitos de desempenho, custos de manutenção e redução do consumo de combustível.
2014-36-0273 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: a influência da umidade e da temperatura nas propriedades mecânicas da poliamida 6 reforçada com fibra de vidro.
Autoria: MÔNICA MARTINIANO FERREIRA
Resumo: A poliamida, aplicada amplamente na indústria de componentes automobilísticos, apresenta características que a torna adequada para a fabricação de diversos componentes do veículo. Entretanto, para típicas aplicações a projetos, deve-se levar em consideração que as poliamidas absorvem umidade, podendo afetar significativamente suas propriedades e sua estabilidade dimensional. Este trabalho tem como objetivo analisar a influencia da umidade e temperatura no comportamento mecânico da poliamida 6. Para avaliação do desempenho mecânico sob tensão estática deste material, foram realizados ensaios de tração em corpos de prova de poliamida 6 com 30% de carga de fibra de vidro. Após condicionamento dos corpos de prova em diferentes temperaturas (variando entre -30 e 150 °C) e teores de umidade pré-definidos, o desempenho das amostras foi caracterizado quanto ao módulo de Young, à resistência a tensão e ao alongamento de ruptura. As conclusões desta investigação fornecem uma compreensão crítica dos efeitos da umidade e temperatura nas propriedades mecânicas e na performance do material, especificamente impactando na resistência e ductilidade da poliamida 6.
2014-36-0275 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: influência da área de filtragem e vazão no dimensionamento de pré-filtros de combustível
Autoria: DANILO FANTON RIBEIRO DA SILVA
Resumo: Brasil está entre alguns países da América Latina, África e Ásia considerados como mercado de combustível ruim. Pesquisas mostram que, apesar de possuir uma boa viscosidade e lubricidade, o combustível brasileiro possui quantidades de água e níveis de contaminação de partículas acima do aceitável, devido às adulterações realizadas no campo. Isso reduz consideravelmente o tempo de vida útil do pré-filtro de combustível. Por este motivo, o correto dimensionamento desse componente é de extrema importância nestes mercados. Em um conjunto bomba de combustível, o pré-filtro é um dos componentes mais difíceis de ser dimensionado devido às diversas restrições da aplicação. Um dos principais desafios no desenvolvimento é utilizar de forma eficiente o pouco espaço disponível para o tamanho do filtro. Em certa aplicação, foi detectado que o espaço disponível para o pré-filtro de combustível era muito inferior ao de aplicações existentes, colocando em dúvida a capacidade do filtro de atender às expectativas mínimas de vida útil do cliente. Sendo assim, foi necessário conhecer os limites deste projeto e trabalhar na otimização do design desse componente. O objetivo desse trabalho é correlacionar a área de filtragem com a vazão de combustível, estimando assim a quantidade de sujeira e o tempo para colapso do pré-filtro de combustível.
2014-36-0279 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Qualidade, Confiabilidade e Durabilidade
Título do Paper: avaliação do crescimento da confiabilidade utilizando dados experimentais
Autoria: ALVARO CANTO MICHELOTTI
Resumo: Um método de crescimento da confiabilidade é avaliado como ferramenta de apoio para preparação da produção de uma nova linha de produtos, com o objetivo de estimar a probabilidade de ocorrerem falhas de campo prematuras durante a produção regular. Para isso faz-se uso de uma base de dados de testes de bancada em protótipos e avalia-se o potencial do método proposto para o planejamento da melhoria contínua do produto ou ajustes no projeto para atender aplicações mais exigentes. Um estudo de caso com dados preliminares ao lançamento de uma nova linha de polias para alternador é utilizado para avaliação prática do método. As curvas de crescimento da confiabilidade planejadas são comparadas com as curvas baseadas nos testes de durabilidade, que incluem dados de testes do conceito até os testes das amostras representativas de produção. A análise de modos de falha é parte inerente da metodologia, e auxiliou na definição de ações corretivas para adaptar o conceito inicial para as características específicas de cada nova aplicação. O método de crescimento da confiabilidade foi capaz de demonstrar a evolução do desempenho do produto com base em dados experimentais. Os resultados obtidos no presente trabalho demonstram que o método do crescimento da confiabilidade pode ser aplicado como um meio efetivo de auxílio no planejamento avançado da qualidade do produto por meio de dados de testes experimentais.
2014-36-0281 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Segurança
Título do Paper: analise das áreas cegas em diversas categorias de veículos considerando a evolução dos projetos e a legislação vigente
Autoria: GELCINO DE PAULA BRITO
Resumo: A segurança veicular é um tema relevante no Brasil, afinal, morreram no país mais de 40.000 pessoas no ano de 2013 em função dos acidentes de trânsito. Este trabalho investiga as alterações observadas nas áreas cegas de vários tipos de veículos ao longo dos anos e a legislação vigente. Os estudos associam os resultados à evolução das estruturas veiculares (colunas laterais), aspectos específicos de alguns projetos (rigidez estrutural) e à adoção de acessórios (apoios de cabeça, retrovisores, jaquetas e bagageiros nas motos). Foram medidas as áreas cegas nas proximidades de veículos de diferentes modelos e categorias, utilizando condutores de várias estaturas visando representar as condições reais encontradas no trânsito. O estudo constatou que veículos de grande porte, principalmente nos modelos mais antigos (maioria da frota brasileira), possuem áreas cegas maiores que os de passeio, contrariando a tese que altura elevada garante maior visibilidade. As técnicas de projeto baseadas em simulação e otimização computacional proporcionaram melhora significativa na rigidez estrutural dos veículos. Isso permitiu aumentar a distância entre eixos, o espaço interno e melhorar a estabilidade direcional. Entretanto, tal rigidez estrutural foi obtida ao custo de uma geometria mais fechada na traseira dos veículos, prejudicando a visibilidade externa. Nas motocicletas, o uso dos retrovisores originais e acessórios adequados proporciona área cega quase nula. Porém, adaptações realizadas sem critério técnico ou preocupação com este aspecto da segurança do piloto e terceiros comprometem ainda mais a situação. Os resultados obtidos indicam também que a instalação e uso de acessórios fora das normas dos fabricantes e das resoluções que os normatizam podem interferir significativamente na visibilidade dos condutores devido ao surgimento de novas áreas cegas, aumentando ainda mais a insegurança no trânsito. Palavras chave: Segurança veicular, Áreas cegas, Projetos, Legislação.
2014-36-0282 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: otimização computacional numérica aplicada ao comportamento dinâmico de um articulado, cursor, biela e manivela mecanismo – estudos de caso para a implementação de um motor de stirling beta
Autoria: GELCINO DE PAULA BRITO
Resumo: Neste trabalho foi implementado um procedimento de otimização numérica aplicado a um mecanismo de quatro barras do tipo cursor, biela e manivela tendo como objetivo a sua posterior utilização no desenvolvimento de um protótipo de motor Stirling. O objetivo deste procedimento foi a obtenção de uma configuração geométrica que potencialize o aumento da eficiência associada aos aspectos termodinâmicos do protótipo, bem como a redução das perdas por bombeamento de ar e das forças de inércia. Nesta aplicação, os métodos dos algoritmos genéticos, NSGA II e SQP foram usados para promover a evolução do projeto do protótipo através do uso de funções multiobjetivo. O motor Stirling é um dispositivo que tem potencial para uso em aplicações onde o objetivo é fazer uso de uma energia que esteja sendo desperdiçada na forma de uma fonte de calor. Pensando desta forma, a ideia que motiva este trabalho é desenvolver um protótipo capaz de aproveitar a energia contida nos gases de escape de um motor de combustão interna de aplicação automotiva. Nesta situação, a grande diferença de temperatura entre os gases de combustão que passam pelo coletor de escape e o ar do ambiente interno do cofre do motor tem potencial energético para que o trabalho realizado pelo motor Stirling seja usado para acionar um gerador elétrico. Para esta aplicação, o motor Stirling foi definido em sua configuração beta, de forma que o trabalho mecânico é realizado por meio de um pistão e um deslocador que operam em um mesmo cilindro que possui suas câmaras quente e fria em cada uma de suas extremidades. Ao longo do desenvolvimento deste trabalho foram testadas algumas alternativas tecnológicas para a implementação prática do protótipo que abrangeram desde a configuração clássica do motor Stirling beta com seu sistema de manivela dupla até uma variação onde o deslocador é acionado por meio de um dispositivo eletromagnético controlador por um micro controlador Arduino Uno. Palavras-chave: Otimização multiobjetivo, algoritmo genético, NSGA II, SQP e motor
2014-36-0286 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: medição e análise de fatores de influência do torque de atrito de trem de válvulas de motores
Autoria: EVANDRO DE ALMEIDA LEME
Resumo: Um percentual significativo de energia é perdido nos motores de combustão interna devido ao torque de atrito do trem de válvulas. A redução dessas perdas é um importante fator para melhorar significativamente a eficiência do consumo de combustivel e consequentemente a redução de emissões. As perdas de atrito do trem de válvulas incluem as perdas de componentes individuais e fatores, como força das molas, temperatura, tipo do lubrificante, massa dos componentes, condições de operação e outros. O detalhamento dessas perdas dentro do trem de válvulas é necessário para a implementação de medidas efetivas para a otimização do projeto. Este trabalho apresenta uma análise dos fatores de influência associados a perda por atrito, utilizando a bordagem de Projetos de Experimentos (DOE). Os resultados são baseados em medições dinâmicas de um trem de válvulas tipo SOHC, realizadas em uma bancada de testes desenvolvida para medições de torque de atrito.
2014-36-0287 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: análise numérica via cfd para cálculo do coeficiente aerodinâmico de um veículo monoposto empregado na competição formula sae
Autoria: BRUNO CESAR POCKSZEVNICKI
Resumo: Este trabalho apresenta uma análise aerodinâmica de um automóvel monoposto projetado pela para a competição da Fórmula SAE. A análise foi conduzida utilizando o método de volumes finitos via fluido-dinamica computacional, considerando um regime estacionário tridimensional. No caso, foram avaliados o conceito inicial e também uma proposta de melhoria aerodinâmica. Também verificou-se o emprego de aerofólios dianteiros e traseiros. A proposta consistiu modificações geométricas para amenizar o impacto causado pelo vento ao longo da carroceria, visando minimizar o coeficiente de arrasto. Com o estudo aerodinâmico efetuado, pode-se gerar propostas onde o coeficiente de arrasto fosse minimizado. São apresentados os resultados obtidos para cada alteração geométrica descrevendo onde se obteve melhora e onde se obteve resultados indesejáveis.
2014-36-0288 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Manufatura
Título do Paper: ganho de produtividade com o oee na produção de juntas
Autoria: ALFREDO MARTINS PAIVA NETO
Resumo: GANHO DE PRODUTIVIDADE COM O OEE NA PRODUÇÃO DE JUNTAS RESUMO O objetivo do presente trabalho é demonstrar a aplicação do OEE (Overall Equipment Effectiveness) em uma planta de fabricação de juntas. O OEE é uma métrica muito eficiente para avaliar como efetivamente os recursos produtivos são utilizados. Vamos apresentar o processo de implementação e como obter resultados na operação utilizando a métrica. O OEE tem sido muito importante para construir uma forma de ir direto ao ponto e obter resultados efetivos. A produção de juntas é realizada pelo processo de injeção de borracha e a métrica opera em todas as injetoras, o que possibilita visualizar o OEE por equipamento e também para toda a planta. As injetoras de borracha são nosso gargalo no processo produtivo e também a etapa que mais agrega valor ao nosso produto. Tivemos resultados consistentes com ganhos em eficiência e disponibilidade(parcelas da métrica OEE) que refletiram positivamente em nossa capacidade de atendimento a demanda on time, disponibilização de capacidade e aumento nos volumes de produção sem a necessidade de novas contratações. Iniciamos a métrica em um equipamento específico e OEE em 69% e atualmente estamos com toda a planta implementada com OEE em 74%. Chegamos a obter 86% em equipamento específico que está gerando referência positiva para os demais. Esta métrica é realmente muito eficiente e auxilia muito com informações precisas para tomadas de decisões acertadas. Autor: Alfredo Martins Paiva Neto Sabó Ind. e Com. Autopeças Ltda
2014-36-0290 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Meio-Ambiente
Título do Paper: veículos elétricos e híbridos: explorando alternativas para o brasil a partir da visão japonesa e da sul-coreana
Autoria: AILTON CONDE JUSSANI
Resumo: Os meios de propulsão para veículos - fontes de trabalho mecânico - compreendem motores ciclo Otto ou Diesel. Entretanto, nas motorizações híbrida ou puramente elétrica, os arranjos de power train podem ser configurados em uma vasta gama de novas possibilidades. As demandas de regime de trabalho e de desempenho específico de aplicações automotivas são agora impostas à motorização elétrica. O armazenamento de energia elétrica tem sido de interesse da ciência e da tecnologia pela multiplicidade de soluções que dependem dessa função. Os princípios teóricos evoluíram, bem como os recursos tecnológicos e o conhecimento dos materiais. Este estudo, de caráter exploratório, investiga os tipos de veículos leves urbanos nas versões elétrica e híbrida em desenvolvimento e suas principais características em termos de propulsão veicular buscando evidenciar os progressos alcançados por empresas que já comercializam alguns modelos tais como a Hyundai (Sonada), KIA (Optima), Nissan (Leaf) e Toyota (Prius). Dados secundários são compilados a partir da literatura especializada e de publicações técnicas. Adicionalmente, consideram-se políticas públicas adotas no Japão e Coreia do Sul em diferentes estágios e especificidades da cadeia de valor do carro-elétrico e híbrido. A partir deste estudo, espera-se contribuir para um maior mapeamento das possibilidades e alternativas de desenvolvimento sustentável da emergente indústria dos carros elétricos e híbridos no Brasil.
2014-36-0292 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: desafios na integração dos sistemas de drivetrain em pick ups
Autoria: DEMETRIO VETTORAZZO NETO
Resumo: O aumento das vendas de Pick ups no mercado brasileiro causado pelo aumento da renda resultou em uma alteração nas tendências de mercado. Uma considerável parte dos novos consumidores estavam habituados as características dos veículos de passageiros e agora tem a oportunidade de comprar pick ups as quais possuem arquitetura e performance totalmente diversos. Este fenômeno implica que os consumidores do mercado brasileiro esperam que as pick ups tenham os níveis de conforto, dirigibilidade e NVH similares ao de um veículo de passageiros. Uma das conclusões desta tendência é que a perfeita integração entre os sistemas do veículo é essencial para se atingir a expectativa do cliente. Entre estes sistemas está a integração do Drivetrain. O propósito deste paper é prover uma lista de cuidados essenciais e de features de design cruciais requeridos para uma integração otimizada entre os sistemas de Drivetrain em Pick ups. Uma integração otimizada entre a Transmissão, o Cardam e o Eixo Traseiro permite a mitigação de ruídos e vibrações, pode promover a performance do veículo resultando em maior satisfação do cliente final. O objetivo deste paper é de explicar os vários potenciais problemas de integração por meio de simulação e identificar os features de design necessários para sua resolução. O proposito final deste paper é de compartilhar com a comunidade de Engenharia preciosas lições e recomendações para se atingir a otimização na integração entre diferentes sistemas de Drivetrain em Pick ups.
2014-36-0297 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: The Use of Advanced Silicon CMOS Transistor as Hardness-By-Design Technique to Improve Radiation Tolerance for Integrated Circuits Dedicated to Space Applications.
Autoria: LEONARDO NAVARENHO DE SOUZA FINO
Resumo: The detailed study of cosmic ray’s influence is recent, as well as the invention of the transistor. Ionizing particles from space that focus on silicon integrated circuits (IC) can cause many undesirable effects. These particles are mainly from solar activity, and can be classified into two basic groups: charged particles, eg, electrons, protons or heavy ions, and electromagnetic radiation (photons), as X-rays, gamma -rays, or ultraviolet light. When they collide in an IC, these energetic particles cause a current pulse, which can affect the correct functioning of the device. These electronic circuits have become increasingly susceptible to the effects of radiation, due to miniaturization, thus increasing the incidence of failures. In this sense many researches are being conducted in order to develop integrated devices tolerant to radiation and can thus benefit from the exploitation aerospace, satellite development, military security systems, medical and transportation, usually is adopt different materials or process steps in order to mitigate de radiation effects, but these techniques increase the transistor’s final cost. Currently the researchers are adopting the hardness-by-design technique to increase transistors tolerance changing only transistor’s layout. New semiconductors such as enclosed transistor arises as a HBD option but with a large area consumption. Whereas with the advent of the new advanced transistor with octagonal style, the HBD requirements is achieved without any extra cost on the manufactures process and with die area reduction when compared with the standard device (rectangular style).
2014-36-0298 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: simulação da aerodinâmica do escoamento em cilindros de motores de combustão interna com sistema lança chamas
Autoria: FABRICIO TORRES BORGHI
Resumo: Numerical techiniques were applied in order to study the in-cylinder flow field in a commercial 4-valve spark ignition engine. Investigation was focused in analyze the generation and evolution of tumble and swirl structures during the intake and compression strokes, and the capacity of this engine to promotes the turbulence enhancemnt during tumble and swirl degradation at the end of the compression stroke.In this work the numerical simulations were carried out in order to assess CFD estimations and understand the in-cylinder flow under dynamic conditions.
2014-36-0300 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: análise numérica da influência da geometria da coroa do pistão no tumble e squish em um motor monocilindrico
Autoria: MARILIA GABRIELA JUSTINO VAZ
Resumo: O presente trabalho tem como objetivo simular o escoamento a frio em um motor monocilíndrico para diferentes geometrias da coroa do pistão e investigar a influência das mesmas no coeficiente de Tumble e Squish. Com o uso do software comercial Star-CD, com o modulo es-ice (Expert Solution-Internal Combustion Engine) realiza-se a simulações numéricas do escoamento em um pistão reto. Uma vez definida a metodologia de simulação, pela sua correlação com os resultados experimentais, altera-se a geometria da coroa do pistão e outras simulações numéricas são realizadas. Dessa forma, pela comparação dos resultados obtidos para diferentes geometrias, caracteriza-se o escoamento dentro da câmara de combustão, verificando o efeito dessas geometrias no coeficiente de Tumble, Squish e demais parametros importantes do escoamento.
2014-36-0301 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Manufatura
Título do Paper: tecnologia altos sólidos para pintura automotiva
Autoria: CRISTINA EMICO KAWAKAMI
Resumo: High Solids paint technology is a new concept to reduce volatile organic compounds (VOC) and improve Quality metrics. This technology is very well known in the United States and Europe, but very little diffused in Brazil. Ford replaced the medium solids (traditional system) to High solids technology that increased almost 100% of solids in paint material. Due to this increased solids content and lack of solvent, these coatings have much higher viscosities, 3 to 4 times thicker. The removal of solvents, which are used in traditional paints to compensate for viscosity, flow and curing, requires the new coatings to have very different characteristics and also requires new methods of handling. The VOC reduction is a concern for every company with sustainability goal even if Kyoto Protocol and São Paulo environmental license (CETESB) do not require an emissions target for current industries, just for new plants (40 ton/year). A new Clearcoat with higher scratch resistance was also implemented in order to attend Ford specification and reduce customer complaints. This new material opens the opportunity to implement other technologies: Tinted Clear coat that increases quality of pearl effect, and Tricoat colors that increases deeply effect. The last can be reached because this paint system requires two different basecoat and Clearcoat applications. High Solids paint technology presents many advantages, such as the reduction of VOC content more than 50%, better scratch resistance, gloss and appearance. Besides that, paint shop facilities improvement is required by upgrading enamel spray booth, oven, Air house and paint kitchen. Such changes on production line also lead to more parameters control as temperature, humidity, solvent quality and pump pressure. During Feasibility tests, some lessons learned come out as operator training (behavior, new materials), scrap units available and some process issues to solve (stripes, spots, color mismatch, etc.). All compatibility tests needed to be performed (sealers, wash fillers, deadeners, adhesives, polyurethane for glass bonding, paint repairs, flash primers) and all quality metrics were verified (film build, wave scan, gloss, color match and dirt in paint).
2014-36-0302 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: Folded metal effect on lube film thickness and friction using a mixed lubrication deterministic model
Autoria: EDUARDO M. TOMANIK
Resumo: Despite the effect of torn and folded metal on engine cylinders has been largely investigated, its effect has not been isolated from the other surface properties yet (Sq, Sa, Vo, Rpk etc.). In this paper, the isolated effect of the folded metal on engine cylinder performance was investigated by comparing lube film thickness, hydro and asperity contact pressures and finally engine friction losses using a deterministic model for mixed lubrication. Pieces extracted from a production car engine block were topography characterized using a Non-Contact Surface Profiler System. Folded metal was quantified using an in-house algorithm. Afterwards, the folded metal occurrences were digitally removed. The surfaces with and without folded metal were then investigated in terms of film thickness and friction losses. The effect of the lube flow through the topography asperities between the flat face of the oil control ring and the liner was deterministically modelled by Reynolds equation, where the cavitation phenomena were taken into account by adopting the JFO boundary conditions. The asperity contacts were also deterministic calculated for different surface separations. After that, a full-cycle model predicted the engine friction losses using the ‘correlation factors’ from the deterministic model.
2014-36-0304 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: Improving the ESD Performance and Its Effects in CMOS-SOI/BULK Technologies and Automotive Electronic Components
Autoria: LEONARDO NAVARENHO DE SOUZA FINO
Resumo: The reliability of the microelectronic devices and circuits is a major factor that determines both their manufacturability and application lifetime. One of the most pervasive problems on the integrated circuit (IC) industry is the electrostatic discharging (ESD) failure. ESD damage has become more prevalent in newer technologies due to the higher susceptibility of smaller circuit components. In addition, changing the IC technology, the ESD protection techniques also changing, requiring a continuous improvement and study. ESD causes about 40 % of IC failures and represents annually a loss of billions of dollars due to repair, rework, shipping, labor and overhead costs associated with the damage, which highlights the importance of fundamental understanding of ESD aspects and design of efficient ESD protection. Considering these aspects, this paper will analyze the ESD effects in a single transistor and in a complex circuit (electronic modules), considering also the next generation of transistors (SOI MOSFET) that need different solutions than those used in bulk technology due another physical construction. The introduction of each new generation of silicon technology results in new challenges in terms of ESD capability, protection circuit design and the physical mechanisms, affecting the transistors, electronic circuits, manufacturer process and the final product, such as the vehicle. On this way, this work also investigates the ESD robustness, covering the ESD control, ESD failures and device physics, ESD testing, ESD protection and design methods and a robustness comparison between the technologies
2014-36-0306 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: entendendo como atenuar as falhas induzidas por radiação atmosférica com novos "layouts" de transistores para processadores
Autoria: RAFAEL NAVARENHO DE SOUZA
Resumo: Este artigo descreve um estudo comparativo experimental da "Total Ionizing Dose" (TID) entre o "Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor" (MOSFET) fabricado com novas propostas de "layouts" e o layout padrão (convencional), para dispositivos expostos a 10 keV de irradiação de raios-X utlizando o equipamento Shimadzu XRD-7000, a fim de atenuar as falhas induzidas pela radiação atmosférica. Com base em que os dispositivos e soluções teria um melhor desempenho, custos mais baixos, menor consumo de energia, mais velocidade e, especialmente para a indústria aeroespacial, eles poderiam manter a robustez e segurança.
2014-36-0309 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: Optimization of lemon shape big end profile connecting rod under engine operation in elastohydrodynamic regime
Autoria: LARISSA GALERA
Resumo: Nowadays, due to the emissions regulations and customer requirements for more economic vehicles there is a demand of more efficient internal combustion engines (ICE). The hydrodynamic bearings play an important rule converting the piston reciprocating displacement into a rotational motion. Thus, considering the sliding bearings vital to define the engine life and also responsible for part of friction loss inside the engine, it is important to optimize its profile and consequently tribological performance parameters, which impact on fuel consumption. All in all, this work shows the analysis between lemon shape big end bearing and cylindrical one, in order to evaluate the advantages and disadvantages related to this micro profile.
2014-36-0314 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Ergonomia
Título do Paper: a importância da analise ergonômica para onibus e equipamentos agricolas
Autoria: LEONARDO DOS SANTOS CARVALHO
Resumo: Atuando em um mercado cada vez mais competitivo, o mercado de ônibus e implementos agrícolas vem enfrentando mudanças muito similares as do mercado de caminhões e veículos comerciais afetando drasticamente no custo final do produto e consequentemente a sua relação com o consumidor. Essa constante por preços mais competitivos levou as empresas a elaborar estratégias mais agressivas de padronização de componentes em um nível mundial, propiciando o surgimento de produtos globais em aplicações regionais, que mantem particularidades muito expressivas quando em atuação em campo. No mercado de ônibus é constatado, em várias mídias e publicações acadêmicas, recorrentes reclamações de conforto do motorista por diversos fatores relacionados com a ergonomia do posto de trabalho, assim como acontece com operadores de implementos agrícolas. Esclarece-se no entanto, visa-se aqui a analise ergonômica e propostas de comunicação para maior interação na relação de parceria entre a indústria montadora (Chassi e força motriz) e a indústria de encarroçamento (Carrocerias de ônibus) Entendendo as corresponsabilidades deste mercado, apresenta-se nesse trabalho o resultado da analise de dois casos com a influencia da indústria CNH Industrial de modo a mitigar problemas futuros através de analises do posto de trabalho de cada aplicação, sendo no primeiro caso a definição adequada para o motorista em um cockpit a ser encarroçado em um chassi de ônibus de 17 toneladas e outro para uma analise de visão dos equipamentos do painel de trabalho.
2014-36-0317 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Ruídos e Vibrações (NVH)
Título do Paper: balanceamento de virabrequim para otimização de nvh de motor 2 cilindros
Autoria: RAFAEL AUGUSTO DE LIMA E SILVA
Resumo: O contexto político-economico atual está induzindo o uso de motores de combustão interna com baixo número de cilindros para redução de emissões gasosas assim como minimização dos custos de fabricação e operação. A tendência de downsizing está estabelecida no mercado automotivo com exemplos comuns substituição de motores 4 cilindros em linha por motores 3 cilindros em linha e o uso de motores V6 no lugar de V8. Neste cenário o balanceamento do motor torna-se mais desafiador uma vez que quanto menor o número de cilindros, pior é o desempenho em NVH. Portanto, este trabalho explora alternativas ao balanceamento de virabrequim 2 cilindros para otimização de características de NVH num estudo de caso de motor de aplicação agrícola.
2014-36-0318 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: caixa de transmissão com dupla redução para veículo baja sae
Autoria: RAFAEL BARBOSA DE MOURA
Resumo: Na intensão de transmitir potência do motor às rodas de um protótipo do tipo baja da forma mais conveniente, considerando as solicitações do veículo durante uma competição organizada pela SAE-Brasil, foi projetado uma caixa de marchas de duas velocidades associada a um CVT. A escolha das relações de redução foram considerando o torque máximo fornecido pelo motor Briggs & Stratton, modelo 20S232, torque necessário na roda para que o protótipo parta do repouso em um aclive de 40º na marcha trativa e a potência máxima deste motor para que na marcha de menor força o mesmo veículo alcance uma velocidade de 70 Km/h. As engrenagens selecionadas para este sistema foram cilíndricas de dentes retos com ângulo de pressão de 20º. A preferência por dentes retos em detrimento dos helicoidais foi devido à preferência por um sistema mais simples, com menor custo de fabricação e sem cargas axiais. A redução requerida provém de três trens de engrenagens em conjunto, sendo que para cada marcha dois trens funcionam simultaneamente.
2014-36-0320 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: análise do consumo de combustível em veículos flex fuel aplicando a otimização numérica com validação experimental
Autoria: ANDRE ALMEIDA MARTINS
Resumo: Com a crescente escalada no preço dos combustíveis, os consumidores tendem a assumir comportamentos mais econômicos com relação ao consumo de seus veículos. É de conhecimento popular que a utilização de etanol em detrimento a gasolina, proporciona economias ao consumidor sempre que atingida aproximadamente um fator de 0,7, ou inferior, em relação ao preço da gasolina. Contudo, quando considera-se o fator ambiental, pode-se otimizar esta proporcionalidade. A literatura científica demonstra que com a utilização exclusiva do etanol, verifica-se menor impacto ao meio ambiente devido ao seu processo produtivo e sua transformação energética. Em se tratando da gasolina há ganhos no desempenho energético, contudo, há maior impacto ambiental devido as suas características de processamento e combustão. O estudo de otimização busca orientar a tomada de decisão em problemas de alta complexidade, onde o volume de decisões torna-se impossível o calculo sem o auxílio de computadores. É aplicado em diversas áreas e para diversos tipos de problemas. O desafio deste trabalho foi utilizar a otimização combinatória para encontrar relações ótimas entre o consumo e rendimento dos veículos Flex Fuel, analisando principalmente o fator financeiro. Além disso o trabalho propõe apresentar uma abstração ao modelo ambiental baseado em misturas ótimas de combustíveis. Os testes realizados em circuitos urbanos e de estrada demonstraram coerência entre os resultados obtidos numericamente, considerando-se custo dos combustíveis, percurso e motorizações. Palavras-chave: Otimização, veículo bicombustível, flex fuel, consumo energético, eficiência energética, emissões de poluentes
2014-36-0321 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: caracterização e simulação numérica de um spray diesel utilizando o modelo euleriano-lagrangeano
Autoria: DEBORAH DOMINGOS DA ROCHA
Resumo: Cumprir as restrições de emissões é a tarefa mais desafiadora do futuro desenvolvimento do motor. Neste contexto, as melhorias relacionadas ao spray e a formação da mistura em motores de combustão interna são necessárias. Investigações experimentais e simulações numéricas estão sendo utilizadas para prever e analisar os processos complexos que ocorrem dentro do cilindro. Neste trabalho, a caracterização de um spray diesel utilizando técnicas de medição óticas foi feita, a fim de fornecer dados de entrada e condições de contorno para a simulação fluidodinâmica computacional (CFD) de um spray diesel. A simulação computacional envolve a utilização do modelo de atomização Euleriano-Lagrangeano. Este modelo, que combina as vantagens das abordagens Euleriana e Lagrangeana, é capaz de prever continuamente toda a evolução do spray. A principal dificuldade da simulação numérica é a correta representação das duas zonas características do spray: a zona densa perto do orifício do injetores e a zona diluída, a medida que ocorre o desenvolvimento do mesmo. Na zona densa, o ambiente gasoso e o spray são considerados como um fluido monofásico com densidade muito variável. Para descrever a dispersão do líquido, as equações de transporte para a fração de massa e para densidade da interface líquido/gás são resolvidas. A transição para o cálculo Lagrangeano é aplicada quando a pulverização é considerada suficientemente diluída. Características do spray como ângulo de cone, campo de velocidade e penetração são determinadas. As simulações são realizadas no Laboratório de Fluidodinâmica Computacional do Centro de Tecnologia da Mobilidade da UFMG (CTM-UFMG).
2014-36-0323 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: Folded metal and other surface parameters on combustion engine cylinders
Autoria: RAFAEL BRISOLLA OBARA
Resumo: In the last years, sophisticated analyses and control topography parameters have been introduced to study engine bore cylinders. Such surface characteristics have impact on friction and wear of the engine, with effects on fuel consumption and durability. Among such characteristics, folded metal blocking the honing grooves has received much attention, but its quantification and actual impact on engine performance is still under discussion, both in the academia and in the industry. In this work, a methodology was developed to mathematically quantify the folded metal present in engine bores. The method is compared to others described in the literature and in use by some European automotive manufacturers. The quantification method, based on topography measurements, was also compared with other analyses, such as optical and scanning electron microscopy. The necessary resolution of the topography measurement and some recommendations for the analysis are given. This work also discusses some limitations of the method, for example, when applied on non-usual bore honing, coated bores or nano-layered bores.
2014-36-0324 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: Avaliação da Resistência Absoluta de Utilização de Pontos de Solda em Comparação com Adesivos Estruturais Epóxi e Possível Controle de Aplicação
Autoria: ANDERSON AMARAL BELO CANTARUTI JUNIOR
Resumo: Os projetos envolvendo estruturas metálicas buscam cada vez mais a redução de custos mantendo-se a rigidez do conjunto e a redução de peso total. Uma das soluções utilizadas pelas indústrias em geral é a substituição de solda a ponto por materiais adesivos estruturais, que vem ganhando espaço pela maior resistência à fadiga das estruturas assim unidas, bem como pelo custo de implantação, por vezes inferior às instalações de solda. A substituição em questão necessita de um estudo de eficácia da resistência do adesivo perante a qualidade do produto e principalmente o controle de aplicação. O trabalho tem objetivo de verificar a resistência (força absoluta) de utilização de pontos de solda em comparação com utilização de adesivos estruturais epóxi além do controle da qualidade da colagem. Foi verificado que um cordão de adesivo de no mínimo 30 x 12mm (C x L) equivale a um ponto de solda (Æ≈ 5,0mm – aço grau EP/EEP x 0,8mm espessura) por apresentar mesmo valor de resistência, além da criação de uma metodologia de verificação da aplicação ”in loco” com parâmetros de controle simples e aplicáveis a qualquer processo construtivo envolvendo esta tecnologia.
2014-36-0326 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: análise do escoamento do ar no duto de admissão de um veículo de fórmula sae
Autoria: IVAN SANCHES PROVASE
Resumo: O motor e os seus periféricos de um veículo de fórmula SAE, assim como o da grande maioria dos veículos, estão sujeitos a dimensões máximas impostas pela estrutura do veículo. Assim, o tão desejável duto de admissão, doravante denominado runner, completamente reto, assim como um plenum simétrico, se tornam na verdade um sonho impossível de se realizar. O plenum, devido ao seu volume, é obrigado a moldar-se de acordo com a estrutura do veículo (ou mais especificamente, a região do cofre do motor) e o runner acaba ganhando uma curvatura que, em muitos casos, é acentuada. Devido à alta performance do motor do veículo de Fórmula SAE, que gira a aproximadamente 13 mil rotações por minuto, as conseqüências dessa excessiva curvatura são ainda mais notáveis. Observou-se no veículo uma instabilidade no fluxo de ar, diagnosticada pela instabilidade na rotação do mesmo. Um possível causador dessa instabilidade pode ser o descolamento do fluido da parede interna do runner, que possui curvatura acentuada em relação ao diâmetro do mesmo. No presente trabalho realizou-se um estudo sobre o comportamento do escoamento do fluido (ar) no interior do duto de admissão de um veículo de fórmula SAE, contando com simulações computacionais (CFD) e validações experimentais. Uma análise inicial em CFD utilizando o modelo SST k-w, em uma simulação estática, indicou uma redução da velocidade na região interna do duto, ainda sem pronunciável recirculação, mas com diminuição da seção transversal útil para passagem do fluido. Um runner, idêntico ao simulado, com tomadas de aquisição de pressão foi construído em prototipagem rápida e foi ensaiado com diferentes fluxos de ar, a fim de se obter o perfil de pressão ao longo do mesmo. Este perfil foi utilizado como principal indicador de recirculação ou descolamento do fluido. Com estes dados, pode-se refinar o modelo em CFD: parâmetros como a turbulência inicial, assim como a malha (y+ em diversas posições do escoamento) tiveram alterações a fim de garantir que a simulação estivesse de acordo com os resultados experimentais. Posteriormente foram feitas outras simulações com pequenas variações no raio de curvatura, a fim de analisar a sensibilidade do escoamento em função desta grandeza. Ainda, outros dois perfis de runner de mesmo diâmetro e raio de curvatura, mas com diferentes perfis internos, foram ensaiados nas mesmas condições do perfil de referência a fim de comparar se tais perfis seriam possíveis soluções para a recirculação/descolamento do fluido. O primeiro perfil assemelha-se a perfis encontrados em sistemas de arrefecimento: possui um defletor longitudinal posicionado na região meridional. O segundo perfil possui em sua montante, aletas direcionais. Estas deveriam promover rotação do fluido, impelindo-o para as regiões mais periféricas do runner, postergando o seu descolamento.
2014-36-0327 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: análise aerodinâmica de um veículo micro ônibus
Autoria: ANTONIO FLAVIO AIRES RODRIGUES
Resumo: A finalidade deste trabalho foi de desenvolver o estudo aerodinâmico de uma carroceria de um veículo do tipo micro-ônibus. Tendo como objetivo reduzir o consumo de combustível e consequentemente a emissão de gases nocivos ao meio ambiente, tendo em vista que a melhoria aerodinâmica tem um custo reduzido comparado a melhoria do motor de combustão interna. A proposta do projeto inicial do projeto foi de identificar o coeficiente aerodinâmico da carroceria já existente a partir de um modelo em CAD 3D. Após análise preliminar do modelo, com base nos estudos realizados, foram feitas modificações com o objetivo de alcançar melhores resultados, podendo assim servir como parâmetro em projetos de novas gerações do veículo. A simulação do escoamento de ar sobre o modelo 3D da carroceria foi realizada em três etapas: geração de geometria em programa de CAD SolidWorks, discretização do modelo e do domínio computacional, com uso de programa de geração de malha ICEM CFD e ANSA BETA CAE e resolução do escoamento em programa de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), ANSYS (FLUENT). Para a solução do escoamento, utilizou-se o modelo de turbulência de duas equações o k-ε Standard e o modelo k-ε Realizable, que possui uma melhor aproximação do resultado real. Foi verificado que através de pequenas alterações na geometria é possível melhorar o desempenho aerodinâmico do veículo micro-ônibus e consequentemente reduzir o consumo de combustível e a emissão de gases nocivos ao meio ambiente. Observando os resultados, verificou-se que com pequenas alterações na geometria da carroceria foi possível atingir uma redução de quase 20% do coeficiente aerodinâmico que resulta numa economia de combustível em torno de 10%. Sendo possível implantar esta modificação em qualquer modelo atual de micro ônibus devido a serem alterações que não impactam na estrutura e no projeto existente.
2014-36-0329 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Manufatura
Título do Paper: uso da fábrica digital na análise de cenários de produção automotiva: software disponíveis e recursos
Autoria: GUILHERME CANUTO DA SILVA
Resumo: A Fábrica Digital (FD) pode ser definida como um conjunto de softwares/programas computacionais aplicados no projeto, desenvolvimento, implementação e nas operações de fabricação. O objetivo deste trabalho é investigar o uso da FD na análise da necessidade de mão de obra e de máquinas, em cenários de alteração de volumes de produção de um determinado modelo de automóvel. Para isto, um referencial teórico é desenvolvido. Posteriormente, se tem a investigação dos recursos disponíveis para esta aplicação, atualmente comercializados pelas quatro principais empresas de venda de softwares para FD. Os resultados da pesquisa são apresentados e discutidos. Sugestões para desenvolvimentos futuros são identificadas, e o trabalho é finalizado com as considerações pertinentes. Palavras-chave: Fábrica Digital. Montadoras. Setor automotivo. Software. Volume de produção.
2014-36-0330 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: análise numerica do processo de refrigeração em um sistema de ignição por lança chamas
Autoria: THIAGO AUGUSTO ARAUJO MOREIRA
Resumo: Os motores de combustão interna necessitam de um eficiente sistema de arrefecimento, devido às altas temperaturas geradas no momento da combustão, podendo chegar a 2500 K de pico do gás queimado. Os materiais utilizados na construção da parede do cilindro devem operar dentro de um valor máximo, assim como o filme fluido do óleo lubrificante. Um sistema de arrefecimento mal dimensionado pode gerar consequências graves no motor como a perda de desempenho e/ou eficiência, a pré-ignição e aumento das emissões gasosas, podendo ate mesmo levar a destruição do motor. No sistema de ignição por lança chamas o sobreaquecimento da pré-câmara é ainda mais critico, podendo levar a perdas significantes. Dessa forma sistema de ignição por lança chamas necessita de um sistema de arrefecimento eficiente para evitar a deterioração das pré-câmaras e consequentemente do motor, causado pelo superaquecimento. A solução proposta para sanar este inconveniente é a utilização da galeria de arrefecimento no cabeçote do motor, para a refrigeração da pré-câmara sendo que motor selecionado, permite esta adaptação. Para este sistema de arrefecimento utilizando a galeria de água em torno da pré-câmara, um modelo computacional é proposto, utilizando o balanço de energia e condução tridimensional de calor em regime permanente e transiente. Para a modelagem numérica do sistema de arrefecimento da pré-câmara é usado o software comercial Fluent. Os resultados obtidos foram analisados, validados através de testes experimentais e utilizados para a melhoria do sistema de arrefecimento proposto.
2014-36-0331 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Ruídos e Vibrações (NVH)
Título do Paper: correlação dos padrões de contato das engrenagens ao ruído de um eixo veicular
Autoria: LUIZ ROBERTO FRANZONI JUNIOR
Resumo: O conjunto coroa e pinhão exerce papel fundamental no funcionamento de um eixo trativo veicular. O par coroa e pinhão também representa a maior contribuição na emissão de ruidos do sistema. Alem de um projeto robusto, a manufatura destas engrenagens exerce grande influencia ao produto final. Este trabalho visa mostrar, atraves de metodos computacionais e medições aliados a dados estatisticos da manufatura, a correlação entre o padrão de contatos dos dentes do conjunto coroa e pinhão no eixo ao ruído propriamente dito. Os resultados do trabalho, bem como os melhoramentos do sistema são obtidos atraves do relacionamento do nivel de energia de um conjunto de engrenagens (medidos atraves de micro acelerometros) somados a padroes de contato com o indice de ruido em um veiculo.
2014-36-0332 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: análise do desempenho de um sistema de ignição por lança-chamas homogeneo utilizando um modelo de simulação computacional unidimensional
Autoria: THIAGO AUGUSTO ARAUJO MOREIRA
Resumo: Um sistema de ignição por lança chamas com carga homogênea é analisado numericamente utilizando um modelo computacional unidimensional. O sistema de ignição analisado é implementado em um motor com 4 cilindros, 1600 cm3 . Parâmetros de desempenho como torque, pressão media efetiva, potência, consumo especifico de combustível entres outros parâmetros são comparados com os dados experimentais obtidos com o sistema de ignição por lança chamas com carga homogênea operando com relação estequiométrica. O modelo computacional utiliza informações como, pressão na pré-câmara em função do ângulo de manivela, pressões de admissão e exaustão, temperaturas na admissão, exaustão e dentro do cilindro, eficiência volumétrica, mapas de injeção e ignição, coeficiente de descarga das válvulas, levantamento das válvulas, entre outros. A simulação computacional do sistema de ignição por lança chamas, após ser validada com os dados experimentais, devem fornecer informações sobre uma maior velocidade de queima, possibilidade de queimar misturas mais pobres, queima mais completa da mistura, menor sensibilidade a composição e estado da mistura, entre outros pontos que poderão ser melhorados no controle e projeto do sistema de ignição por lança chamas. Para a simulação é utilizado o programa comercial GT-POWER e os resultados serão utilizados para obter informações importantes do escoamento de ar e da combustão no cilindro de forma a melhorar o projeto original do sistema de ignição por lança chamas.
2014-36-0333 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: caracterização de um sistema de ignição por lança-chamas multicilindro operando com carga homogênea e mistura pobre
Autoria: THIAGO AUGUSTO ARAUJO MOREIRA
Resumo: Este trabalho visa analisar um sistema de ignição por lança-chamas com carga homogênea, operando com misturas pobres, adaptado a um motor do Ciclo Otto. O objetivo principal é a obtenção de economia de combustível para o mesmo torque produzido. O motor utilizado nos testes é um motor comercial, de dezesseis válvulas, quatro cilindros em linha e cilindrada de 1600 cm³. Os resultados obtidos com o sistema de ignição original e modificado operando com mistura estequiométrica servirão de referência para a comparação com o sistema operando com misturas pobres. Os parâmetros de desempenho como torque, pressão media efetiva e potência, serão mantidas constantes em todas as configurações de testes para a análise do rendimento térmico e consumo específico de combustível, possibilitando a comparação entre os dois sistemas. O sistema de ignição por lança chamas permite trabalhar com menores avanços de ignição para a mesma condição de mistura e carga em comparação ao sistema convencional, como resultado da maior turbulência e maior velocidade de queima de combustível dentro do cilindro, minimizando o fenômeno da detonação. Assim, a utilização de misturas pobres neste tipo de sistema se torna extremamente viável tendo à possibilidade de compensar a perda de desempenho através do aumento do avanço de ignição, aumento da taxa de compressão ou turbo alimentação. Mesmo sem estes dispositivos, os resultados mostram ganhos em consumo especifico que tornam o projeto interessante.
2014-36-0341 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: estudo comparativo dos sistemas de arrefecimento de veículos a combustão interna e elétrico
Autoria: GUSTAVO DOS SANTOS NASCIMENTO
Resumo: Este trabalho analisa e compara um motor elétrico com um motor à combustão interna, desde as características de cada, até os dimensionamentos dos sistemas de arrefecimento. São apresentadas as reações de combustão da gasolina e elétrica da bateria de cloreto de sódio e níquel. Para o veículo elétrico, a partir dos conceitos de entalpia da reação química de cloreto de sódio e níquel e do aquecimento das barras de cobre da bateria, é calculada a quantidade de calor que deve ser rejeitada pelo sistema de arrefecimento para se manter a temperatura ideal de funcionamento. Já para o motor à combustão interna, essa quantidade de calor é calculada a partir das curvas de potência e consumo específico. Os balanços energéticos de cada veículo também são contemplados. Para finalizar são projetados os sistemas de arrefecimento para cada veículo, elétrico e à combustão, desde a definição dos parâmetros iniciais do projeto até o dimensionamento dos radiadores para troca térmica com o meio, com o intuito de se apresentar os coeficientes globais e analisar a capacidade térmica do sistema de arrefecimento, verificando assim se o radiador é capaz de absorver toda a carga térmica dos sistemas na situação mais crítica.
2014-36-0342 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: método para avaliar o comportamento dinâmico de uma bancada de testes de engrenagens
Autoria: ANDRE HEMERLY MAIA
Resumo: No conceito de uma bancada de testes de engrenagens por recirculação de potência, dois conjuntos de engrenagens são montados em malha fechada. Torque e rotação são inseridos de forma independente, e em pontos distintos da malha. Isso permite otimizar a seleção dos componentes responsáveis por cada função. Porém, essa configuração torna complexa a solução analítica do equacionamento matricial dinâmico. Esse projeto propõe a criação de um método computacional para a análise das flutuações de torque e rotação em cada eixo da bancada. Adicionalmente, diversas condições operacionais podem ser rapidamente simuladas para se avaliar o comportamento do sistema. A ferramenta utilizada é o software LMS Imagine.Lab AMESim, uma plataforma de simulação 1D multidomínio. As entradas para a simulação são os dados de inércia, de rigidez e de atrito do sistema modelado. Em conjunto com as curvas de torque e aceleração, avaliam-se os torques de pico nos eixos e carregamentos nos demais elementos. A saída mais importante é a potência que precisa ser suprida pelo motor elétrico. O dimensionamento desse componente pode então ser feito de forma sistemática, evitando seleção arbitrária para um elemento de custo elevado. Os resultados mostram coerência com o apontado pela literatura.
2014-36-0345 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: análise do spray de etanol de um injetor de injeção direta em um motor monocilíndrico de pesquisa com acesso óptico
Autoria: MÁRCIO EXPEDITO GUZZO
Resumo: p { margin-bottom: 0.21cm; } Neste trabalho, foram analisados parâmetros da atomização de um injetor de injeção direta operando em um motor monocilíndrico de pesquisa com acesso óptico. Características tais como ângulo de cone, penetração e geometria do spray de etanol para determinados ângulos de eixo de motor, em diferentes rotações, e as respectivas variabilidades foram estudadas. Fotogramas do spray foram capturados para as condições desejadas, sendo que as imagens foram obtidas para cada rotação para a análise do ângulo de cone e a geometria do spray. Para o estudo da penetração a aquisição das imagens ocorreu com variação do ângulo de virabrequim para a obtenção de uma média do deslocamento do spray, de modo que curvas foram ajustadas aos dados obtidos e a taxa da penetração (velocidade) foi avaliada com base em sua derivada. Para a análise do ângulo de cone e geometria do spray, uma rotina automatizada de tratamento de imagens no Matlab foi utilizada. O ângulo de cone foi analisado a partir de uma metodologia que considera arcos concêntricos a um dado ponto de referência, tomado como origem de um sistema de coordenada polar, e confinados entre as bordas do spray, obtendo-se assim uma relação deste parâmetro com a distância ao injetor. Para a análise da geometria, dados das bordas em coordenadas cartesianas foram analisados e ajustes lineares foram obtidos, fornecendo uma medida única do ângulo de cone com base na inclinação das retas ajustadas.
2014-36-0350 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: Cylinder Pressure Based Engine Calibration of a Formula SAE Racing Engine
Autoria: GABRIEL AZEVEDO TATSCH
Resumo: Formula SAE racing engines must provide high output with maximum fuel efficiency despite the air restriction imposed by the rules. Throttle response and engine load control are very important due to the track characteristics with a few straights zones and many curves. In cylinder pressure cyclic variations harm vehicle control and increase fuel consumption, due to the torque fluctuations. In order to reduce fuel consumption and improve vehicle driveability this paper describes the cylinder pressure based engine calibration on testbench and combustion evaluation, using the COV IMEP as combustion stability index. Tests were carried on a motorcycle engine modified to run under Formula SAE competition rules. A piezoelectric sensor was installed inside the combustion chamber to provide the instantaneous pressure, which was used to perform combustion and heat release analysis. The objective was to reduce the combustion variability at speeds and loads conditions which were defined as critical when analyzing track logged data from previous competitions. In order to calibrate the engine, air-fuel ratio and spark timing were varied and combined to reach the optimum point, which was defined as a compromise among COV IMEP, torque and fuel consumption. Values in the range of 2-5% on COV IMEP were achieved at part load operation conditions with an increase on torque and an expressive reduction on fuel consumption.
2014-36-0351 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: modelagem, simulação e análise dos modos de operação em um trem-de-força do tipo série-paralelo com mecanisco de distribuição de torque
Autoria: IVAN MIGUEL TRINDADE
Resumo: This paper presents the analysis of a series-parallel hybrid drivetrain using a planetary gear set as torque split device. This powertrain configuration is well known to provide various modes of operation and combination of the electric motors and combustion engine speed. The system architecture is first described with a comparison against the main powertrain topologies adopted for hybrid vehicles. Next, the mathematical modeling of the system is presented and the different modes of operation across the torque split device are analyzed. At the end, another vehicle with a parallel hybrid topology containing CVT is presented and a comparison of both powertrains is done via simulations that incorporates the urban driving schedule under NBR-6601 standard (FTP-75).
2014-36-0354 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Sistema de Transporte
Título do Paper: utilização de material descartável para a movimentação de peças em uma indústria automotiva
Autoria: TIAGO DOS SANTOS ALMEIDA
Resumo: Dentro das atividades inerentes à logística, a movimentação de materiais cada vez mais tem ganhando destaque em estudos que visam o aprimoramento de métodos de abastecimentos, melhorias nos acondicionamento das peças, ergonomia e otimização de layout. Além disso, as empresas têm buscado cada vez mais métodos que evitem os desperdícios de materiais e gastos em projetos/confecção de dispositivos de movimentação. Desta forma, este trabalho tem o intuito de apresentar as metodologias aplicadas e desenvolvidas em uma indústria automotiva, que possui o foco de redução financeira, o uso de materiais descartáveis para a utilização no desenvolvimento de embalagens e conceitos que visam o melhor acondicionamento das peças. Nas confecções de novas embalagens ou de melhorias são utilizados diversos materiais que normalmente seriam descartados na logística, tais como: Borracha de EVA “etil, vinil e acetato”, grampo metálico, polionda, parafusos, cintas, madeiras, entre outros materiais. O desenvolvimento de embalagens com materiais descartáveis se tornou possível com a utilização da criatividade, experiência e foco na resolução de problemas de forma objetiva e eficiente. Neste trabalho é possível verificar os comparativos financeiros das embalagens desenvolvidas com materiais descartáveis em relação a embalagens metálicas confeccionadas por um fornecedor externo. Por fim, este trabalho contribui para a disseminação de práticas que visem à redução de custos logísticos, além de reforçar o máximo uso dos recursos disponíveis de uma empresa, com o uso da criatividade e foco em conceitos inovadores.
2014-36-0356 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: Challenges on the Design of Automotive Radar Systems and V2V Technology
Autoria: JULIANO FUJIOKA MOLOGNI
Resumo: Automotive radar and Vehicle to Vehicle (V2V) technology are currently being developed focusing in the safety of the drivers and passengers. The U.S. Department of Transportation’s National Highway Traffic Safety Administration (NTHSA) announced that it is going to create a formal path forward for vehicle-to-vehicle communication for light vehicles meaning that NTHSA will start regulatory proposals on how this technology could become mandatory in the future. Automotive short-range radar (SRR) uses the electromagnetic field distribution around a vehicle including reflection from other objects to detect obstacles. If the vehicle is moving the radars can warn the driver to possible impacts and even automatically trigger safety devices such as seat belts or air bags. One of the biggest challenges on the design of SRR is the high frequency of operation which makes it difficult the use numerical simulation due to the small wavelength, leading to electrical large models. SRR works on 24 GHz and 79 GHz bands. The 79 GHz band is considered to be the long-term operating frequency for SRR. The challenges on the design of V2V technology are related to security issues of the system. Since V2V can act in a passive way (alerting the driver only) and in an active way (triggering actions and devices in the vehicle) the security of the information that is being transmitted must be very protected. Nevertheless, this work focuses only on the physical layer of the system, meaning that only the physical devices are going to be detailed. As for V2V, the one of the biggest challenge is to early predict communication between vehicles using simulation due to the large model that would include many vehicles. This work presents the design of an automotive SRR system on silicon technologies and its performance on a vehicle. A V2V example showing the communication among vehicles is also. Lastly an application including V2V and SRR in a vehicle is demonstrated.
2014-36-0357 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: Heat Transfer Evaluation of an Internal Combustion Engine Operating at Wet Ethanol Fuel - Part B
Autoria: NINA PAULA GONÇALVES SALAU
Resumo: The two-zone models are seen as an interesting tool for engine simulation. The two-zones, spatially homogeneous, are set during the combustion process. Such models take into account an interface of infinitesimal thickness for the separation between zones. These zones are called "unburned", in which the fuel-air mixture has not yet reacted, and "burned", which consists in the combustion products. The success of this approach simulation depends on the accuracy of the heat transfer model. Models of heat transfer, in turn, aims to obtain the heat transfer coefficient from the combustion gases in contact with the cylinder walls. Aiming to make easier the analysis and calculations, empirical models are commonly used. These models are distinguished on the type of convection considered for gases, i. e., natural or forced, and on the engine for which they were originally used, i. e., Otto cycle or Diesel cycle. Several heat transfer correlations from the literature can be used to obtain the heat transfer coefficient. To evaluate which of these correlations is able to better fit the experimental data of pressure within the cylinder, a comparative study of the correlation of Eichelberg that considers natural convection of combustion gases, with correlations of Woschni, Hohenberg, Sitkei (made originally from tests with IC engines) and Annand (specific for SI engines) that consider the forced convection of these gases. Comparisons were made using the Matlab ® software for an internal combustion engine using different fuel blends: hydrous ethanol fuel (HEF) and mixtures of ethanol and water in the proportions of 90 % ( E90W10 ) 80% ( E80W20 ), 70 % ( E70W30 ) and 60 % ( E60W40 ) by volume of ethanol. The tests were performed considering that the ignition timing was advanced until MBT (Minimum Spark Advance for Maximum Brake Torque) or knock occurrence (knock limit). The results have shown that the correlation of Hohenberg is most suitable for the type of engine and fuel considered in this study, being able to predict efficiently the pressure curve inside the cylinder.
2014-36-0359 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Sistema de Transporte
Título do Paper: sistema de controle inteligente para semáforos utilizando lógica fuzzy
Autoria: ALESSANDRO CEZAR PINTO
Resumo: Este artigo descreve o desenvolvimento de um Sistema de Controle inteligente para semáforos utilizando o conceito de lógica fuzzy. A lógica fuzzy oferece a possibilidade de "calcular com palavras" por meio de um mecanismo para representar construções linguísticas comuns sobre os problemas do mundo real. Isto é muito importante quando a complexidade de uma tarefa (problema) excede um determinado limite. Problemas complexos do mundo real controlados por tais sistemas envolvem certo grau de incerteza, o que não pode ser tratado pela tradicional teoria dos conjuntos binários. A implementação do algoritmo será feita no software Mathworks MATLAB, e os resultados serão mensurados por meio da ferramenta Simulink, para criar cenários de trânsito e comparações entre algoritmos tradicionais e o sistema proposto. Durante a fase de projeto, um Diagrama de Parâmetros (P-Diagram) para robustez será usado para projetar o sistema e cobrir as suas variáveis, estados de erro, possíveis ruídos e fatores de controle. O projeto também compreende uma pesquisa sobre os algoritmos usados atualmente (incluindo Inteligência Artificial) e tecnologias para o controle de Semáforos Inteligentes. Os benefícios da utilização de semáforos inteligentes são bem conhecidos na sociedade, e este artigo pode inspirar acadêmicos e profissionais a utilizar abordagens diferentes para desenvolver tais sistemas.
2014-36-0360 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: validação de um modelo matemático 2d aplicada para obter o "zero bump steer"
Autoria: WALACE TALDIVO CHICUTA
Resumo: Este estudo se baseia em um modelo matemático feito em Excel que corrige o posicionamento do braço de direção tanto na fixação da manga quanto na caixa de direção (cremalheira) a fim de obter o mínimo ganho de esterço no trabalho de roda. Esse modelo pode ser utilizado em dois tipos de suspensão Duplo A (Bandeja Dupla) ou do tipo Mcpherson. O modelo leva em consideração a influência do ângulo de inclinação do pino mestre, o ângulo de Caster bem como a geometria da Suspensão. O modelo foi validado em um software de analise cinemática ADANSCAR.
2014-36-0361 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: Heat Transfer Evaluation of an Internal Combustion Engine Operating USING Wet Ethanol Fuel - Part A
Autoria: NINA PAULA GONÇALVES SALAU
Resumo: The two-zone models are seen as an interesting tool for engine simulation. The two-zones, spatially homogeneous, are set during the combustion process. Such models take into account an interface of infinitesimal thickness for the separation between zones. These zones are called "unburned", in which the fuel-air mixture has not yet reacted, and "burned", which consists in the combustion products. The success of this approach simulation depends on the accuracy of the heat transfer model. Models of heat transfer, in turn, aims to obtain the heat transfer coefficient from the combustion gases in contact with the cylinder walls. Aiming to make easier the analysis and calculations, empirical models are commonly used. These models are distinguished on the type of convection considered for gases, i. e., natural or forced, and on the engine for which they were originally used, i. e., Otto cycle or Diesel cycle. Several heat transfer correlations from the literature can be used to obtain the heat transfer coefficient. To evaluate which of these correlations is able to better fit the experimental data of pressure within the cylinder, a comparative study of the correlation of Eichelberg that considers natural convection of combustion gases, with correlations of Woschni, Hohenberg, Sitkei (made originally from tests with IC engines) and Annand (specific for SI engines) that consider the forced convection of these gases. Comparisons were made using the Matlab ® software for an internal combustion engine using different fuel blends: hydrous ethanol fuel (HEF) and mixtures of ethanol and water in the proportions of 90 % ( E90W10 ) 80% ( E80W20 ), 70 % ( E70W30 ) and 60 % ( E60W40 ) by volume of ethanol. The tests were performed considering that the ignition timing was fixed and equal to the greater spark advance used for hydrous ethanol fuel in the established experimental conditions The results have shown that the correlation of Hohenberg is most suitable for the type of engine and fuel considered in this study, being able to predict efficiently the pressure curve inside the cylinder.
2014-36-0365 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: análise do desenvolvimento do escoamento proximo da vela em um motor duas valvulas através da mecânica dos fluidos computacional
Autoria: LEONARDO GUIMARÃES FONSECA
Resumo: As estruturas do escoamento em motores de combustão interna influenciam diretamente o desempenho do motor tanto em termos de potência quanto em termos de emissões. A intensidade, localização e direção dos movimentos conhecidos como tumble, cross tumble e swirl são parâmetros chave no projeto e dimensionamento das câmaras de combustão, dos pórticos de admissão e exaustão, bem como do posicionamento da vela. Neste trabalho utilizou-se a mecânica dos fluidos computacional e um software comercial tridimensional para avaliar o desenvolvimento das estruturas de escoamento dentro do cilindro durante os tempos de admissão e compressão em um motor de combustão interna. Para estudar o escoamento, observaram-se planos de pressão, velocidade e energia cinética turbulenta nos três eixos em diferentes posições ao longo do cilindro, de forma a se obter uma visão tridimensional de como o escoamento se comporta durante os tempos de admissão e compressão. Os vortices principais observados no movimeto de tumble tem seu eixo paralelo à direção dos pórticos de admissão, provavelmente devido à predominancia do escoamento nesta direção. Os vórtices do movimento de tumble com eixo de rotação perpendicular aos pórticos apresentam intensidade inferior. O eixo de rotação do movimento de swirl se desloca de forma circular e ordenada durante o tempo de admissão e persiste até o fim da compressão, próximo ao centelhamento.
2014-36-0366 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: simulacao computacional de um motor sobrealimentado operando com etanol
Autoria: THIAGO RODRIGO VIEIRA DA SILVA
Resumo: A crescente demanda do mercado automobilístico por inovações de tecnologias de motores de combustão interna impulsiona o desenvolvimento dos mesmos operando com combustíveis alternativos, como o etanol. As novas tecnologias envolvem o emprego de elementos como turbos-compressores, que aumentam a massa específica do ar que alimenta o motor, aumentando o torque produzido, e downsizing, que consiste em motores com baixa capacidade volumétrica, proporcionando baixos níveis de emissões de poluentes, porém sobrealimentados, o que retoma o desempenho perdido pela redução de volume do motor. O tempo e o custo gasto para o desenvolvimento dessas tecnologias é uma das maiores questões em inovações tecnológicas. Visando reduzir ambos, utiliza-se a simulação computacional de motores. Este trabalho utiliza essa ferramenta para simular o funcionamento de um motor de ignição por centelha sobrealimentado. A simulação é capaz de fornecer resultados de desempenho satisfatórios do funcionamento de motores. Para a validação do modelo matemático construído comparou-se dados de desempenho (Torque, Pressão Média Efetiva, Consumo Específico) e dados de evolução da combustão (Taxa de Liberação de Calor, Fração de Massa Queimada) com resultados obtidos experimentalmente em um trabalho anterior. A comparação dos dados obtidos pela simulação computacional e os dados obtidos experimentalmente revelaram que o modelo matemático proposto é capaz de reproduzir de forma satisfatória o funcionamento do motor escolhido.
2014-36-0368 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: um método usando critérios integrais para determinar transições ótimas entre modos de controle.
Autoria: JAIRO CAVALCANTI AMARAL
Resumo: Sistemas de controle que chaveiam entre diversos modos de controle têm a vantagem de serem mais simples de projetar do que um sistema equivalente de um único modo. No entanto, a transição entre modos de controle pode introduzir degraus ou sobressinais nas variáveis de estado, e isso pode degradar o desempenho ou até danificar o sistema. Neste trabalho, utilizaremos critérios integrais de uma maneira original, para determinar um coeficiente no sistema que otimize a trajetória de transição do sinal de controle, durante o chaveamento entre dois modos. Efetivamente, cada transição será feita por um subsistema específico para ela, de acordo com o critério escolhido. As simulações serão feitas em MATRIXx, usando como modelos o sistema de controle de atitude da Plataforma Multimissão, e um sistema que busca manter a sincronia entre dois motores de indução.
2014-36-0371 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: analise numérica de parâmetros do escoamento em motores de combustão interna com validação experimental
Autoria: LEONARDO GUIMARÃES FONSECA
Resumo: A simulação do comportamento fluidodinâmico em motores de combustão apresenta, nos últimos anos, crescente importância no projeto e desenvolvimento de motores de combustão interna. A metodologia da mecânica dos fluidos computacional (CFD) permite avaliar o escoamento em regiões onde as tecnologias experimentais atuais não conseguem alcançar um bom resultado. Uma vez que o modelo seja validado a partir de dados experimentais, é possível prever o comportamento de motores que estão em fase de desenvolvimento, possibilitando alterações na sua estrutura e configuração antes mesmo de serem fabricados prototipos do motor, reduzindo o tempo de projeto. O presente trabalho apresenta a avaliação dos coeficientes de descarga, tumble e swirl obtidos através do cálculo numérico CFD, juntamente com sua validação. O cálculo numérico foi feito utilizando o programa STAR-CD, com o módulo ES-ICE, específico para modelagem de motores de combustão interna. Foram realizados estudos de independência de malha no espaço e no tempo, conferindo confiabilidade aos resultados obtidos. Os resultados obtidos indicam que o motor em estudo foi otimizado para que os maiores valores de coeficientes de Tumble e Cross Tumble ocorram em um instante próximo ao centelhamento, tendendo a aumentar a velocidade de propagação da chama. Desta forma é possível trabalhar com maiores eficiências de combustão, aumentando a eficiência térmica do motor. A validação foi realizada comparando-se os resultados numéricos com os resultados experimentais obtidos em um motor monocilindro de pesquisa, apresentando boa conformidade com os dados experimentais.
2014-36-0373 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Carroceria e Estrutura
Título do Paper: metodologia para avaliação da influencia de pontos de solda na estrutura de um nó veicular utilizando o método de elementos finitos e uma análise doe
Autoria: FELIPE GROSSI LAMAS AMORIM
Resumo: A carroceira de um veículo está constantemente sujeita à diversos tipos de carga. Uma vez que os pontos de solda são a parte mais frágil dessa estrutura, eles normalmente são superdimensionados pelos projetistas. Este artigo estuda como a posição e o numero de pontos de solda afeta a durabilidade e a performance de um nó de carroceria veicular quando submetido a um tipo de carregamento específico. Consequentemente, ao otimizar esse processo, há uma redução do tempo e dos custos de manufatura. Ferramentas computacionais foram utilizadas e um DOE (Design of Experiments) foi realizado, caracterizando estatisticamente o problema através da análise de sensibilidade das variáveis envolvidas. Utilizou-se um software de Elementos Finitos para o cálculo das tensões presente em cada um dos experimentos, recalculando de maneira iterativa para cada distribuição de pontos de solda. Dessa forma, o design ótimo foi escolhido a partir da melhor relação entre performance e o número de pontos de solda.
2014-36-0377 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: avaliação cinemática e dinâmica da suspensão traseira de um veículo de competição baja para validação da condição de manobra oversteer.
Autoria: RODRIGO STRUCK DA ROSA
Resumo: Através do desenvolvimento de um veículo monoposto estilo off-road, o projeto Baja SAE oferece aos estudantes de engenharia, a chance de aplicar na prática os conhecimentos adquiridos em sala de aula, visando incrementar sua preparação para o mercado de trabalho. Ao participar do projeto, o aluno se envolve com um caso real de desenvolvimento de produto, desde sua a concepção, projeto detalhado e construção para serem desafiadas anualmente na Competição Baja SAE, evento que reúne os estudantes e promove avaliações estáticas e dinâmicas de forma comparativa dos veículos. O sistema de suspensão somando ao sistema de direção interfere diretamente no comportamento cinemático e dinâmico de um veículo, sendo de grande importância a análise e dimensionamento detalhado destes sistemas. O objetivo deste trabalho é garantir que o veículo da Equipe Baja de Galpão UNISC possua a condição de manobra oversteer através da quantificação da velocidade de guinada e da aceleração lateral do mesmo. Para isso, se realizará a avaliação e desenvolvimento cinemático e dinâmico da suspensão traseira através dos softwares ADAMS CAR e CarSim, onde se efetuará o modelamento e setups no sistema de suspensão traseiro, obtendo-se então o comportamento dinâmico através da análise das simulações. Com os resultados, será possível quantificar os ganhos obtidos com a nova proposta de geometria comparada ao conceito atual.
2014-36-0379 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: Root Cause Analysis, and Influence of Environmental Characteristics on a Heavy Duty Diesel Engine Fault in High Altitude
Autoria: MARCO ANTONIO MASSUCHETTO
Resumo: The objective of this article is to present a root-cause analysis performed to support the fault trace of a heavy duty diesel engine breakdown, operating in high altitude. The process to elaborate a cause-effect diagram, also known as Ishikawa diagram is briefly described. Some factors that can influence the engine behavior and its reliability are listed in the cause-effect diagram. According to the failure mode analyzed, the selected factors are then described, and how they could interfere in the engine functioning.
2014-36-0381 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: um novo método para a coleta e análise de material particulado emitido por um motor diesel
Autoria: DANIEL MOUSINHO LAGO
Resumo: Os motores de combustão interna emitem gases da combustão que contêm partículas metálicas nano e micrométricas nocivas à saúde humana. Provocam comprovados danos no sistema respiratório humano. Veículos pesados, como ônibus e caminhões, no Brasil, possuem motores diesel que operam com cargas elevadas e em regiões metropolitanas ou em estradas de fluxo intenso. São considerados hoje os principais emissores de partículas sólidas em diversas regiões do Brasil e do mundo. Há sistemas convencionais para análise e coleta de gases em locais de grande circulação de pessoas, como pontos de transporte público, os quais analisam, a um custo relativamente alto, quantitativa e qualitativamente, os gases emitidos pelos veículos. Este trabalho apresenta um novo método de análise, simples e de custo relativamente baixo, que retém partículas sólidas micrométricas emitidas por motores diesel. Um elemento retentor têxtil desenvolvido em Laboratório foi encapsulado em um sistema que permite um boa aderência de partículas oriundas das emissões de um motor diesel monocilíndrico operando em bancada e acoplado a um gerador elétrico. Uma blenda de óleo diesel S10 e 5% de biodiesel adquirido em posto de abastecimento da distribuidora BR foi utilizado em todos os ensaios, totalizando 20 horas descontínuas, torque e rotação constantes. Coletaram-se gases de emissão a cada hora de ensaio, trocando-se o elemento coletor têxtil a cada repetição do procedimento. Nos ensaios foram utilizados têxteis com diferentes gramaturas para uma análise comparativa das respectivas aderência e saturação de partículas. Após os ensaios no motor, foram realizadas análises por microscopia eletrônica de varredura e microanálise por EDS para visualização e caracterização das partículas. A eficácia do método é demonstrada pela análise dos espectrogramas obtidos, pelas fotos do MEV e pela variação mássica dos elementos têxteis empregados. Discutem-se os resultados à luz de trabalhos recentes publicados nas áreas de Engenharia, Ciências do Ambiente e Pneumologia. Palavras-chave: Saúde ambiental. Emissões diesel. Material particulado.
2014-36-0382 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: uma discussão sobre a avaliação do desempenho de algoritmos de sincronização de tempo para sistemas de controle por rede por meio de modelagem e simulação
Autoria: ELOY MARTINS OLIVEIRA JUNIOR
Resumo: Com o crescimento da complexidade e integração de sistemas, tais como satélites, automóveis, aviões, turbinas, controles de energia e controles de tráfego, como prescritos pelo padrão SAE-ARP-4754A, a de-sincronização de tempo pode causar graves falhas ou até mesmo a falência do sistema. A sincronização de tempo é um aspecto muito importante para se atingir alto desempenho, confiabilidade e determinismo em sistemas de controle por rede. Tais sistemas operam em um ambiente de tempo real distribuído que muitas vezes requer uma consistente visão do tempo entre diferentes dispositivos, níveis e granularidades. Assim, para garantir o alto desempenho, confiabilidade e determinismo é necessário uma avaliação do desempenho dos algoritmos de sincronização de tempo do sistema. Esta avaliação do desempenho da sincronização de tempo pode ser feita de diferentes formas, como experimentos e/ou modelagem e simulação. Com o aumento da complexidade e da integração, principalmente em sistemas aeroespaciais e automotivos, a avaliação do desempenho de algoritmos de sincronização de tempo por meio de experimentos torna-se cada vez mais difícil e cara. Este trabalho apresenta uma discussão sobre a avaliação do desempenho de algoritmos de sincronização de tempo para sistemas de controle por rede por meio de modelagem e simulação. A discussão mostra como a avaliação de desempenho da sincronização de tempo pode ser realizada de forma acessível usando modelagem e simulação, com base em diferentes modelos de tempo para sistemas de controle por rede.
2014-36-0384 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: co-simulação do sistema de gerenciamento de potência de um veículo hibrido paralelo
Autoria: JONY JAVORSKI ECKERT
Resumo: O veículo hibrido combustão/elétrico híbrido (VEH) é uma alternativa para reduzir a elevada dependência dos produtos petrolíferos. O VHE mantém as características dos veículos convencionais, tais como desempenho, segurança e confiabilidade, mas reduz o consumo de combustível. Algumas modificações são necessárias no equacionamento da dinâmica veicular longitudinal para possibilitar um sistema de gerenciamento de potência específico, devido ao acréscimo da potência elétrica que complementa o motor a combustão e o sistema de transmissão convencional. Neste trabalho foi apresentada a configuração HEV paralela, onde ambos os sistemas de acionamento estão diretamente ligados às rodas do veículo, mantendo o motor de combustão e a transmissão nas rodas dianteiras, e motores elétricos ligados diretamente às rodas traseiras do veículo. O objetivo deste trabalho é a avaliação do desempenho longitudinal do HEV e o consumo de combustível por meio de co-simulações entre os programas AdamsTM, (onde está localizado o modelo de multicorpos do veículo) e Matlab/SimulinkTM (onde foi desenvolvido o algoritmo de gerenciamento de potência baseado em técnicas de controle heurísticas). O ciclo de condução urbana da norma brasileira NBR6601 foi utilizado para representar o comportamento do motorista, e avaliar o desempenho do veículo, em comparação com o perfil de velocidades padrão aplicado. Os resultados são comparados com uma simulação de um veículo convencional 1.0L observando-se as alterações no mapa de consumo de combustível do motor e o desempenho do veículo.
2014-36-0385 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: análise computacional e experimental de consumo de combustível de um veículo hibridizado
Autoria: EDUARDO DOS SANTOS COSTA
Resumo: Veículos Elétricos Híbridos (VEH) representam, atualmente, uma alternativa para a redução do consumo de combustível fóssil utilizado pelos motores de combustão interna. Este trabalho analisa, em uma plataforma de simulação computacional e em condição experimental, o consumo de combustível de um veículo automotor, antes e após a hibridização. Busca-se a verificação da similaridade de comportamentos e/ou investigação de possíveis divergências entre o modelo matemático desenvolvido e os experimentos realizados. Simulações computacionais auxiliam, através de modelos matemáticos, um maior entendimento dos fenômenos físicos relacionados com os problemas de engenharia. Um modelo computacional bem elaborado possui um elevado grau de fidelidade em relação aos sistemas reais, tornando-se uma poderosa ferramenta de análise. A realização de experimentos, além de permitir uma comprovação de resultados, contribui para um refinamento dos modelos simulados. A tecnologia híbrida em estudo é caracterizada pelo acoplamento de dois motores elétricos diretamente nas rodas traseiras do veículo. Um modelo de dinâmica veicular longitudinal descrito pela literatura é implementado no software MATLAB/Simulink e os resultados são comparados com os experimentos realizados em um dinamômetro de rolo.
2014-36-0386 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: discussão sobre a incerteza de predição de vida em fadiga de juntas de solda de componentes eletrônicos
Autoria: ALIRIO CAVALCANTI DE BRITO
Resumo: A crescente complexidade dos empacotamentos de dispositivos eletrônicos faz com que as juntas de solda sejam uma das principais fontes de preocupação com relação à confiabilidade dos componentes eletrônicos, empregados em várias áreas, desde sistemas aeroespaciais até automotivos. Nestas áreas destacam-se aplicações de altíssima confiabilidade, como aviões de passageiros, usinas nucleares, satélites de comunicação que nos motivam a estudar a confiabilidade das juntas de solda, sobretudo quando sujeitas à ambientes severos de funcionamento. Entretanto, as predições do número de ciclos térmicos de falhas de juntas de solda de componentes eletrônicos apresentam algumas incertezas devido às incertezas nos fatores e parâmetros da distribuição de Weibull, no fator de aceleração e no número de ciclos térmicos para falha de 50% da população inicial (N50%) dos testes acelerados de ciclagem térmica. Este artigo apresenta uma discussão sobre a incerteza na predição do número de ciclos térmicos para falha para qualquer teste acelerado de ciclagem térmica para um dado percentual de falha. A incerteza é calculada por meio da incerteza padrão combinada junto com um fator de cobertura (k) constante empregada para desenvolver a equação da incerteza do número de ciclos térmicos para falhar em teste acelerado. A incerteza padrão combinada foi derivada das incertezas padrão dos fatores citados acima, usando a lei de propagação de incerteza baseada na série de aproximação de primeira ordem de Taylor. Na maioria das vezes é desejável uma estimativa conservadora de intervalo de confiança de 95% nas predições de vida em fadiga de juntas de solda. Neste caso, uma aproximação da incerteza expandida na equação para qualquer número de ciclagem térmica de teste acelerado para um dado percentual de falha com um fator de cobertura (k) igual a 2 aproxima-se de uma incerteza de 25% do número de ciclos térmicos para falhar em testes acelerados, podendo ser empregado como intervalo de confiança. Espera-se demonstrar que essa afirmação é válida, ou seja, 95% das vidas em fadiga das juntas de solda estão dentro da faixa de 25% do número de ciclos térmicos para falhar dos testes acelerados.
2014-36-0390 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: Advances on Electromagnetic Numerical Codes to Solve for Radar Cross Section of Aircrafts
Autoria: JULIANO FUJIOKA MOLOGNI
Resumo: Radar Cross Section (RCS) is the equivalent effective area of a given target intercepting a radar wave. In other words, RCS is a measure of how detectable a solid is with radar. For the past years several electromagnetic numerical codes were used to calculate the RCS of aircrafts including the well known and commonly used Finite Element Method (FEM), Finite Difference Time Domain (FDTD) and Method of Moments (MoM). An incident planar wave is used to simulate the radar signal. Today a hybrid method known as Finite Element Boundary Integral (FEBI) solves a RCS model using the advantages of both FEM and MoM. This paper shows a series of RCS benchmarks listed in the literature comparing the results and performance of FEM, IE and FEBI. In order to show the state of the art of electromagnetic numerical codes and a more realistic analysis, several RCS of aircraft models are presented using FEBI and a true radar source.
2014-36-0398 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: Digital Image Correlation Technique Applied to the Study of the Plastic Behavior of an Interstitial Free Steel
Autoria: ALEXANDRE DE MELO PEREIRA
Resumo: Digital Image Correlation Technique Applied to the Study of the Plastic Behavior of an Interstitial Free Steel First Author Alexandre Melo Pereira, MS., Metallurgical Engineering Department, Universidade Federal Fluminense, Av. Dos Trabalhadores, 420, CEP 27255-125, Volta Redonda, RJ, Brazil, amelo_pereira@yahoo.com.br Luciano Pessanha Moreira, DSc., Mechanical Engineering Department, Universidade Federal Fluminense, Av. Dos Trabalhadores, 420, CEP 27255-125, Volta Redonda, RJ, Brazil, luciano.moreira@metal.eeimvr.uff.br Marcelo Costa Cardoso, MS., Metallurgical Engineering Department, Universidade Federal Fluminense, Av. Dos Trabalhadores, 420, CEP 27255-125, Volta Redonda, RJ, Brazil, marcelocardoso@metal.eemivr.uff.br Abstract In the present paper the digital image correlation (DIC) technique applied to analyze the plastic behavior of an interstitial-free (IF) steel sheet is evaluated by means of the uniaxial tensile testing to measure the in-plane strains and to define the plastic anisotropy coefficient, which is an important formability parameter used in sheet metal forming processes. The proposed methodology consisted in perform uniaxial tensile testing in six specimens taken along the rolling direction and three specimens from the transversal direction. The sheet specimens of a nominal thickness equal to 0.78 mm were machined with width and length gauge dimensions equal to 20 and 146.5 mm, respectively. DIC was performed with the help of the Automated Strain Analysis Environment Software (ASAME) wherein the in-plane surface strains were determined from a speckle pattern by taking digital images during the tensile testing. Moreover, for comparison purposes, the longitudinal strains were recorded with 50 mm gauge length extensometer. The uniaxial tensile tests were carried out on a 200 kN Wolpert-Amsler universal machine. A good correlation was verified for both engineering and true strain at the same crosshead displacement from the measurements determined with the DIC technique and the extensometer recordings. Also, an averaged value of 2.2 was found for the plastic anisotropy coefficient or Lankford value calculated from the principal in-plane true strain DIC measurements which is consistent with the IF steel used for the automotive stamping. Thus, it is concluded that the proposed DIC technique to evaluated the plastic behavior of thin metallic sheets can be successfully used in lab testing as well as for at the production control of uniaxial tensile mechanical properties. Key-words: DIC, Speckle Pattern, Tensile Test, Sheet Metal Forming.
2014-36-0405 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: Polymeric Coated Lead Free Bronze Bearings for High Durability in Medium Duty Diesel Engines
Autoria: MATHEUS DOS SANTOS FERREIRA
Resumo: Lead free bronze substrate associated with a lead free electroplated coating has been the standard bearing material technology for medium size Diesel engines. However the increasing engine demands are putting this technology on the limit. With the increase of Peak Cylinder Pressure (PCP) to improve power density and reduce CO2 emissions the bearings are subjected to higher loads which usually reduce their durability. The new operating conditions are more prone to wear and eventually scuffing occurrences. Therefore materials with higher scuffing and wear resistance without a significant cost increase are welcome. To meet the requirements of highly loaded Medium Duty Diesel (MDD) applications, MAHLE has developed a lead free material based on a high resistant bronze substrate associated with a polymeric coating. The polymer is sprayed onto the substrate and cured on a high temperature to provide performance improvement and adequate thickness control. The solution brought the necessary wear and scuffing resistance with increased Load Carrying Capacity (LCC) when compared to the current electroplated lead free material. Other bearing surface features - e.g. conformability - were not compromised by adopting this technology. This paper will demonstrate the results of bench and engine tests emphasizing the distinct advantages of this technology.
2014-36-0407 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: ciclo atkinson - razões para sua utilização em veículos híbridos
Autoria: ITALO CAVALHEIRO MARQUES
Resumo: O motor de ciclo Atkinson, criado em 1886, apresenta melhor desempenho nos quesitos consumo de combustível e emissões atmosféricas, quando comparado aos motores de ciclo Otto, por esta razão este motor tem sido utilizado em veículos Híbridos. Este trabalho apresenta dados sobre o funcionamento de motores dos ciclos Otto e Atkinson e as vantagens e desvantagens de cada um, através de estudos comparativos. Para a realização destes estudos foram coletados dados de funcionamento (torque, potência, consumo específico, pressão média efetiva, perfil dos cames de admissão, tempo de abertura das válvulas e ocorrência do Pumping Loss) dos ciclos, obtidos em testes realizados por diversas empresas, pioneiras em tecnologia, como a Toyota Motors e Tata Motors. Os resultados obtidos foram comparados visando apresentar as vantagens e desvantagens de cada ciclo. A análise dos dados e os estudos acerca dos mesmos permitiu identificar as principais características, qualidades e deficiências de cada ciclo e permite visualizar aquilo que cada um apresenta de melhor em relação ao outro. Provando que o ciclo Atkinson apresenta resultados de emissão de poluentes e consumo, porém com uma pequena redução de torque e potência máxima, fatores tornam o ciclo Atkinson mais vantajoso em relação ao ciclo Otto para sua atual aplicação em veículos Híbridos.
2014-36-0408 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: estudo da influência do rendimento volumétrico sobre o aprendizado de combustível em um motor de combustão interna multiair flex fuel
Autoria: MARCUS SCARPELLI PINTO
Resumo: A crescente demanda por novas tecnologias que buscam o aumento da eficiência energética e redução de emissões de poluentes em motores de combustão interna tornou-se uma necessidade em um mercado cada vez mais exigente e com requisitos legislativos severos. Diante deste cenário a tecnologia Multiair foi desenvolvida e aplicada em motores de combustão interna com objetivo de redução de consumo de combustível e emissões de poluentes além de proporcionar um ganho de desempenho. Este sistema consiste em controlar a quantidade de ar admitida nos cilindros através da abertura e fechamento das válvulas de aspiração. Estas válvulas são controladas por uma central de controle do motor atuando sobre um sistema eletro-hidráulico. A introdução desta tecnologia impacta diretamente sobre o rendimento volumétrico do motor e consequentemente na gestão da estratégia de reconhecimento de combustível em motores flex fuel. O objetivo deste paper é avaliar o impacto do rendimento volumétrico nos diferentes modos de atuação do sistema Multiair sobre o aprendizado de combustível. Esse estudo é realizado através de ensaios em banco de prova veículo medindo a relação ar-combustível (A/F) em todo o regime de funcionamento do motor para os diferentes modos de atuação da válvula de aspiração e verificando a influência no aprendizado de combustível para gasolina (E22%) e etanol (E100%).
2014-36-0410 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: análise cinemática e cinética do mecanismo biela manivela de motores automotivos
Autoria: RAFAEL AGUERA REZENO DA SILVA
Resumo: A indústria automotiva trabalha no sentido de aperfeiçoar o projeto de motores, tendo em vista a demanda pela redução dos níveis de consumo sem que haja perda de eficiência. As ferramentas de simulação computacional são de extrema importância para que o componente em questão seja dimensionado de forma rápida e precisa. Esse trabalho propõe a obtenção da posição, velocidade e aceleração dos pontos de interesse de um mecanismo biela – manivela, através da análise do movimento plano geral do mecanismo, porém com uma abordagem matricial, implementada no Software MatLab®, agregando assim uma ferramenta barata, rápida e versátil ao desenvolvimento de componentes como bielas e virabrequins. As forças nas juntas da biela foram encontradas através da aplicação do método de Kane, método de análise multicorpo que possibilita ao usuário obter a equação do movimento do sistema, assim como as forças nos pontos de contato sem que seja necessária a descoberta de todas as forças reativas. Os resultados obtidos pelo método citado foram comparados aos obtidos com a modelagem do mecanismo no programa SimMechanics® e com os valores fornecidos na literatura, apresentando grande concordância. Com relação aos esforços nas juntas da biela, notou-se que a componente axial está diretamente relacionado com a força de pressão, demonstrando um comportamento muito semelhante à curva de pressão por angulo de manivela do motor estudado. Já a componente transversal a peça apresentou um comportamento oscilatório, resultado da ação dos esforços de inércia de cada componente, estando esses esforços diretamente relacionados à velocidade de rotação da manivela.
2014-36-0412 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: estudo comparativo da utilização de componentes fotovoltaicos para energização de ar condicionado automotivo
Autoria: DENIS RODRIGUES FIGUEIRA DE CASTRO
Resumo: Este trabalho visa analisar a viabilidade de aplicação de componentes fotovoltaicos em um automóvel com o objetivo de energização de um compressor do sistema de climatização veicular. Para isso, comparam-se duas situações de aplicação, via módulos fotovoltaicos rígidos versus filmes finos fotovoltaicos. O objetivo deste estudo é propor uma solução de engenharia ecoeficiente relativo às reclamações dos clientes brasileiros em relação a perda de desempenho do veiculo e o aumento de consumo de combustível durante a utilização do ar condicionado, sobretudo, para os veículos de baixa cilindrada em que tais reclamações são acentuadas. Além disso, propõem se uma nova gama de produtos atualmente não disponíveis no mercado brasileiro. Os cálculos realizados mostraram que em relação aos componentes fotovoltaicos é melhor utilizar filmes finos ao invés de placas fotovoltaicas de substratos rígidos, visto que a economia financeira durante a hipotética utilização do ar condicionado fotovoltaico ao se aplicar os módulos fotovoltaicos rígidos mostrou-se irrisória (R$ 29,00 economia/ano) se comparado à mesma situação, entretanto, usando os filmes finos. Além disso, os filmes finos possuem uma qualidade percebida melhor, menor massa e menor investimento de aquisição.
2014-36-0417 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: estudos para otimização dos mapas de controle motor e controle câmbio, sob a ótica de desempenho e consumo de combustível, para aplicação em seletor de modos de dirigibilidade veicular
Autoria: RONALDO QUINTAO MARINHO
Resumo: Um dos grandes desafios para as áreas de desenvolvimento de motores e integração veicular é oferecer produtos que possam compatibilizar eficiência energética x performance ou ainda, veículos que apresentem boas propostas de desempenho e ao mesmo tempo tenham números de consumo de combustível mais atraentes aos consumidores. Este objetivo é muitas vezes atingido em seus extremos evidentemente, mas nem sempre ao mesmo tempo. As diversas áreas em um setor de engenharia automobilística podem se interagir também em busca destes objetivos, e de fato podem atingir as metas traçadas no projeto de acordo com sua capacidade de otimização e recursos tecnológicos destinados a este fim. A proposta deste trabalho é apresentar as metodologias, procedimentos e resultados atingidos no estudo de uma configuração ótima que visa obter redução no consumo de combustível sem perdas de desempenho, para ser aplicado à uma proposta de produto e configuração de modos de dirigibilidade veicular. Esta seleção é realizada através de uma interface com o motorista e oferece, entre outros, a possibilidade de desfrutar de um modo de operação do conjunto motopropulsor especificamente desenvolvido para a otimização do consumo. Este trabalho demonstrará as modificações realizadas nos sistemas de controle do motor e da transmissão, as metodologias desenvolvidas e os resultados obtidos sobre um veículo com câmbio automatizado.
2014-36-0421 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Chassis e Cabine
Título do Paper: proposta de procedimento de análise aplicado ao desenvolvimento do posto do motorista de chassi de ônibus
Autoria: ALEXANDRE
Resumo: Na idealização de um projeto de chassi de ônibus são dispendidos grandes recursos no desenvolvimento da estrutura do veículo, há exemplo dos sistemas: de direção e trem de força. Em alguns casos, devido ao tempo e orçamentos escassos, são deixados de lado maiores detalhamentos de alguns sistemas. Diante disto, a proposta do presente trabalho visa auxiliar a elaboração do projeto do sistema posto do motorista. Para tanto foi criado um procedimento de análise e decisão de características, tais como: ergonomia, projeto, processos e custos, possibilitando a escolha do projeto mais adequado. A aplicação do presente procedimento visa possibilitar a unificação do posto de motorista de famílias de chassi de ônibus, obtendo além da redução de custos, um produto extremamente funcional, permitindo a padronização da ergonomia.
2014-36-0422 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: determinação virtual da topografia de rotas para estudos de desempenho veicular
Autoria: FABIO ANDREASSA GUEDES CEZAR
Resumo: Estudos de desempenho veicular são utilizados pela indústria automotiva para a verificação do desempenho dinâmico de veículos, o qual é resultado da combinação de componentes do trem de força, como o motor, a transmissão, o cardam, a redução do diferencial e o tamanho dos pneus. Nesses estudos de desempenho veicular, os principais fatores externos ao trem de força são a carga transportada e a topografia da rota. A carga transportada é um fator conhecido, relacionado à aplicação do veículo e se compreende em limites pré-estabelecidos. Comumente, a topografia da rota é o fator de maior incerteza, visto a imensa abrangência de caminhos que podem ser percorridos pelos veículos. Tradicionalmente, a determinação da topografia da rota tem sido realizada com a utilização de dispositivos de posicionamento global (GPS). Nesse método, a toda a rota deve ser percorrida por um veículo equipado com GPS. A complexidade, o tempo e os custos para a aquisição aumentam quando diversas rotas devem ser analisadas, em locais geograficamente distantes, como diferentes regiões, províncias, estados ou países. O método para a determinação da topografia da rota proposto neste artigo utiliza recursos virtuais, através de programas computacionais de livre acesso, disponíveis na internet; baixando-se drasticamente os tempos e custos envolvidos. Este artigo descreve a utilização da metodologia virtual e apresenta os resultados das análises comparativas com a metodologia tradicional. Além de oferecer um tabelas dos custos e tempos envolvidos, evidencia-se o boa correlação entre as topografias obtidas através dessas diferentes metodologias.
2014-36-0425 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: Multiphysics Simulation of Quenching Process of a SAE 1080 Steel Cylinder, Coupling Electromagnetic, Thermal and Microstructural Analysis
Autoria: PEDRO AUGUSTO LANZA PAULA
Resumo: Mechanical components, such as parts of internal combustion engine, subject to cyclic loads are often submitted to quenching process in order to improve mechanical properties preventing fatigue failures in service. It is important that such components have a high hardness surface layer, increasing the resistance to fatigue, and a tenacious core, with a high capacity of absorbing impacts. In this paper, a multiphysics simulation method of quenching process using Finite Element Theory will be presented. The proposed simulation method include two stages: heating and cooling. In the first stage, the mechanical component, initially at ambient temperature, is heated by electromagnetic induction to a temperature above the steel austenitization. In the second one, the component is cooled by liquid immersion. The resulting microstructure is calculated using the Johnson–Mehl–Avrami–Kolmogorov model and Sheil’s additive rule for diffusional transformation, while austenite-martensite transformation is calculated by Koistinen-Marburguer equation. The simulation takes into account the variation of the thermal properties as a function of temperature and microstructure, while the electromagnetic properties are a function of temperature and strength of the electromagnetic field (magnetic permeability). As a result the distribution of microstructure and hardness profile after quenching is obtained.
2014-36-0430 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: Response time estimation of a hydraulic actuator applied at automated manual transmissions
Autoria: JOAO VITOR PETERMANN MAZZIERO
Resumo: A hydraulic accumulator used in gear selection phase of an automated manual transmission was studied to employ numerical simulations which could predict response time of the entire phase. A spring-mass-damper mathematical model was created from real data and response time measured in acquisitions of a first prototype system built. The model objective was determining values for damper coefficient and spring mass rate to be used in the design of pair of springs with enough stiffness to achieve system response time desired. With prototype system data and mathematical model developed, predictions about response time of a final system were performed and a spring rate value was determined to satisfy with response time requested. From model data, numerical structural analyses were performed in order to predict eventual final system failures due to the stiffness values involved. Designed springs according to specified stiffness were assembled at final system and response time data were acquired and compared to the model predictions, accomplishing the response time desired.
2014-36-0435 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Ergonomia
Título do Paper: ergonomia aplicada em reprojeto de sistema mecânico de máquina agrícola
Autoria: EVANDRO BERTOLDI
Resumo: Resumo O ritmo acelerado da economia obriga as empresas a manterem atualizados e competitivos seus produtos no mercado, tendo a necessidade de serem constantemente melhorados. A ergonomia tem sido usada como um fator de melhoria da qualidade dos produtos para aumentar a sua competitividade. Isto faz com que os projetos, na maioria dos casos, sejam aperfeiçoamentos de um produto já existente. Desta maneira identificou-se a necessidade de reprojetar o sistema de regulagem de peneiras, que é um componente montado no sistema de limpeza dos grãos das colheitadeiras, com os objetivos de melhorar aspectos ergonômicos, reduzir o custo, manter o desempenho e resistência do projeto original, fácil operação e manuseio e fácil de produzir e montar. Desenvolveu-se a melhoria analisando o projeto original com a finalidade de definir os pontos que podem ser melhorados. Para isso, precisou-se fazer uma pesquisa sobre regras e considerações de projeto, principalmente sobre ergonomia, que tem como objetivos a segurança, satisfação e o bem-estar dos trabalhadores. Os principais aspectos ergonômicos considerados foram a qualidade técnica, que é a eficiência com que o sistema executa a função, a qualidade ergonômica, que inclui a facilidade de manuseio, adaptação antropométrica, fornecimento de informações e itens de conforto e segurança, e a qualidade estética, que envolve a combinação de formas geométricas. A partir do reprojeto e testes do protótipo do novo sistema, pode-se verificar que é possível através de um estudo para identificar possíveis melhorias, desenvolver um novo sistema a partir de um projeto simples, atendendo os objetivos anteriormente descritos. Palavras chave: Ergonomia, Redução de Custos, Reprojeto, Sistema de Regulagem, Colheitadeira.
2014-36-0437 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: Statistical analysis of the drivability impacts with ethanol
Autoria: EDGARD MARCELO ASSIS
Resumo: In the competitive environment of the automotive industry, the search for efficiency and quality differential requires the development of verification processes that leverages both aspects. For the Brazilian market, a further complexity is added to the powertrain calibration development and verification process, which is the need to design and verify the calibration considering the two fuels available in the market and its blends. In this paper, a study is presented analyzing the difference of the drivability response, measured with the objective Drivability measurement system, the AVL Drive, when the vehicle is running with gasoline and with ethanol. Statistical methods are applied to analyze the data and identify the significant differences.
2014-36-0442 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: unidade de gerenciamento eletrônico de um motor volkswagen 2.0l
Autoria: BRUNO CÉSAR FERNANDES PEREIRA
Resumo: The present project developed an electronic management unit (also known as ECU - Electronic Control Unit) for an internal combustion engine. The system properly manage ignition, injection, relays and throttle valve to control the engine speed, even under load conditions. The project execution involved hardware development (printed circuit board) with all inputs and outputs necessary to interconnect sensors and actuators to the system, besides providing a communication interface for real time monitoring. The hardware is composed of three Freescale microcontrollers of automotive standard that share the engine control tasks reducing the complexity of the firmware. In addition to the hardware, the project also involved firmware development, corresponding to the microcontroller programming present in the system, and software development, corresponding to an application which, once running on external computer with Windows operating system, is able to communicate to the hardware in order to allow the visualization of parameters and error variables. The same application also provided an option to control the engine from the computer, by simulating the sensor of the acceleration pedal. The project had the final goal is to control an Volkswagen 2.0L engine applied to a vehicle model Polo Sedan 2004, in such a way that it is possible to evaluate the engine performance under load conditions, by using an inertial dynamometer. The obtained results had similar characteristics to those from the original ECU. The elaboration and execution were done in cooperation with the Automotive Electronic Department of Faculdade de Tecnologia de Santo André, which provided the vehicle and dynamometer for testing.
2014-36-0443 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: identificação da combustão e da detonação em um motor a combustão interna utilizando a corrente iônica.
Autoria: LEONARDO LOPES LIMA
Resumo: O uso da corrente iônica em sistemas de gerenciamento de motores a combustão interna vem se mostrando viável nos últimos anos. Entre suas aplicações se destacam a identificação do momento da combustão no respectivo cilindro, substituindo o sensor de fase e também a identificação da ocorrência da detonação do motor, substituindo o sensor de detonação que teve sua importância aumentada no gerenciamento dos motores flex. O objetivo do presente trabalho é descrever inicialmente o processo de ionização na câmara de combustão e sua influência na resistência entre os terminais da vela. Apresentar o circuito para obtenção da corrente iônica após centelha, aplicando no secundário da bobina. Posteriormente caracterizar a corrente iônica a partir das variações de parâmetros como pressão interna na câmara de combustão, rotação, torque e potência, tipo de combustível e outros. Ainda será obtido o sinal de detonação e avaliação do potencial de aplicação do sinal em ECU desenvolvida pelo grupo de Eletrônica Automotiva da EPUSP/FATEC.
2014-36-0447 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Eletro-Eletrônica e Eletrônica Embracarda
Título do Paper: obtenção de parâmetros e modelamento matemático de uma válvula borboleta.
Autoria: CYNTHIA THAMIRES DA SILVA
Resumo: O objetivo do presente trabalho é estabelecer uma sequência de procedimentos experimentais e de simulação para estabelecer o modelo matemático mais completo possível para uma válvula borboleta automotiva. Este trabalho passa inicialmente por medidas realizadas sobre o circuito de armadura do motor DC da válvula borboleta , obtendo-se parâmetros como resistência, indutância e constante contra eletromotriz. A seguir, por medidas relacionadas à grandezas do eixo do motor e do eixo da válvula borboleta, obtendo-se parâmetros como atrito viscoso , atrito estático e momento de inércia, bem como a constante da mola que atua na abertura e no fechamento em relação à posição de Limp Home. Com estes parâmetros são realizados experimentos e simulações com diversos tipos de sinais de entrada como degrau, rampa, onda triangular, onda quadrada e onda senoidal. Posteriormente compara-se estes resultados entre si visando validar o modelo matemático estabelecido. Este trabalho será complementado com a aplicação de um controle proporcional integral, comparando-se novamente resultados experimentais e simulados.
2014-36-0455 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: estudo da influencia do tempos na formação da estrutura bainítica do aço sae 4340
Autoria: CRISTINA DE CARVALHO ARES ELISEI
Resumo: O aço, assim como outros metais fazem parte da cultura atual, notoriamente todos os segmentos cotidianos do homem são influenciados pelos metais. Observa-se isso nos meios de transporte, habitação, vestuário, produção de alimentos dentre outros. No aço SAE 4340 é importante um perfeito entendimento dos mecanismos atuantes na temperatura intercrítica buscando estabelecer uma correlação entre o processamento térmico realizado e a microestrutura formada. Neste trabalho analisou-se o comportamento do aço SAE 4340 com adição de molibdênio na formação da estrutura bainítica em diferentes tempos de resfriamento. O material foi submetido a um recozimento intercrítico a 815°C em forno convencional seguido de tratamento isotérmico a 380°C por 100, 5000 e 8436 segundos, tendo resfriamento em óleo. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia óptica, utilizando-se os reagentes de Nital, Metabissulfito de Sódio 10% e Le Pera. Os resultados mostraram que na identificação da austenita retida a técnica de ataque químico com metabissulfito de sódio direto é mais eficaz do que o ataque químico realizado em 2 etapas, sendo primeiro atacado com Nital e posteriormente Metabissulfito. E para os maiores tempos de permanência na temperatura isotérmica houve um aumento significativo na quantidade formada de bainita.
2014-36-0458 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: variação do teor de água no etanol e os impactos em motores ciclo otto
Autoria: CELSO RICARDO RABELLO
Resumo: Durante a crise do petróleo, na década de 70, o Brasil lançou o programa PROÁLCOOL que estabeleceu condições para que fosse criada toda uma infra-estrutura de cultivo de cana de açúcar, produção e distribuição de etanol como alternativa ao petróleo. Os motores da época foram adaptados para receber o álcool hidratado como combustível. Atualmente o padrão estabelecido pela ANP (Agência Nacional do Petróleo) de teor de água no etanol é cerca de 8% em massa. A VSE (Vale Soluções em Energia) se propôs a estudar outras proporções de água no bio-combustível para avaliar os impactos em motores ciclo Otto modernos . O objetivo deste estudo foi avaliar se a porcentagem de água estabelecida pela ANP, na época dos motores carburados, poderia ser otimizada com o uso da tecnologia de injeção eletrônica. Outra motivação para esta investigação seria a redução do custo do combustível através da não remoção de parte da água presente nas etapas intermediárias do processo produtivo do etanol. Este artigo visa detalhar, com base em dados experimentais, as principais características em termos de desempenho, eficiência energética e emissões gasosas de poluentes variando-se o conteúdo de água no etanol.
2014-36-0459 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: modelo de simulação de um motor diesel incluindo o processo de troca de gases
Autoria: JOSE RICARDO SODRE
Resumo: Este trabalho apresenta um modelo computacional para simular motores de ignição por compressão. O modelo realiza a análise termodinâmica do gás no cilindro considerando a pressão e a temperatura espacialmente uniformes. A primeira lei da termodinâmica foi usada para calcular o balanço de energia da mistura, que foi considerada como um gás ideal. O programa desenvolvido considera duas fases: a fase fechada e a fase aberta do ciclo. A fase fechada do ciclo consiste dos processos em que as válvulas de admissão e de exaustão estão fechadas, ou seja, os processos de compressão, combustão e expansão. A fase aberta do ciclo consiste dos processos de exaustão e admissão, em que pelo menos uma das válvulas está aberta. Os parâmetros de desempenho do motor, como pressão média efetiva, potência, torque, consumo específico de combustível e eficiência de conversão de combustível, são calculados. O modelo foi validado com os dados de um motor diesel de quatro cilindros, 3,922 litros de volume deslocado e potência nominal de 44 kW.
2014-36-0460 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Meio-Ambiente
Título do Paper: impactos nos sistemas de controle de emissões de motores diesel pesados euro vi utilizando diesel de alto enxofre
Autoria: LEONARDO DE OLIVEIRA COSTA
Resumo: A crescente preocupação com o impacto ambiental dos veículos automotores fez com que as legislações de emissões ao redor do mundo se tornassem cada vez mais rigorosas. No caso dos veículos diesel pesados, as legislações brasileiras de emissões de gases poluentes são desenvolvidas conforme legislações já existentes na Europa (Euro), como por exemplo a legislação vigente no Brasil desde Janeiro de 2012 denominada Proconve P7 segue os mesmos requisitos da Euro V. E a Europa (mantendo sua posição de liderança tecnológica no segmento automotivo) implementou em Janeiro de 2014 a mais restringente legislação de emissões até o momento denominada Euro VI. Como consequência, as tecnologias de pós-tratamento dos gases de escape envolvidas para cumprir tais exigências (como o Sistema de Redução Catalítica Seletiva (SCR), o Filtro de Particulado (DPF) e o Catalisador de Oxidação Diesel (DOC)) evoluiram rapidamente e atingiram nível muito alto de eficiência e complexidade de aplicação, exigindo em contrapartida evolução da qualidade do óleo diesel quanto ao seu nível de enxofre para garantir performance e vida prolongada de tais sistemas. Considerando uma possível futura legislação Proconve P8 sendo baseada na atual européia Euro VI e a atual baixa oferta de diesel de baixo enxofre no Brasil, este trabalho apresenta um estudo dos impactos nos sistemas de controle de emissões de um motor certificado conforme requisitos Euro VI quando utilizando diesel com alto teor de enxofre de forma prolongada. O objetivo é identificar os novos desafios para a futura legislação de emissões adaptada à realidade do mercado brasileiro. Para tal foram realizados estudo das novas exigências da legislação de emissões Euro VI, levantamento do panorama de evolução do nível de enxofre no diesel brasileiro e a análise completa tanto de cada sistema individualmente quanto do real impacto nas emissões finais conforme os ciclos de homologação estabelecidos em legislação. Para tal foram realizados estudo das novas exigências da legislação de emissões Euro VI, levantamento do panorama de evolução do nível de enxofre no diesel brasileiro e a análise completa tanto de cada sistema individualmente quanto do real impacto nas emissões finais conforme os ciclos de homologação estabelecidos em legislação.
2014-36-0463 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: MECHANICAL CHARACTERIZATION OF COMPOSITE MATERIALS MATRIX HYBRID POLYESTER REINFORCEMENTS SISAL/GLASS JUTE/GLASS
Autoria: DOUGLAS SANTOS SILVA
Resumo: The growth of the study of new materials developed in recent years, especially in the category of materials that are less harmful to the environment and, moreover, have a low production cost. From this study composites made with natural fibers that can replace satisfactorily a wide variety of materials arise. This work aims to study the properties that can be assigned to a composite plate-shaped in accordance with ASTM D3039 when reinforced by jute/sisal fiber only and this together with a blanket of fiberglass. The composites were produced by composing overlapping jute/sisal and glass mat that after impregnation under pressure were placed in a hydraulic press under 500 kg payload fiber fiber layers. Specimens in accordance with ASTM D3039 and extracted and tested according to its procedures. The appearance of the fracture will be assessed by light microscopy.
2014-36-0464 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: AGING IN SALT WATER OF COMPOSITE MATERIAL OF POLYESTER RESIN AND PIASSAVA FIBER
Autoria: JOAO HENRIQUE SANTOS SOUZA
Resumo: This work will evaluate the mechanical properties of composite material of polyester matrix reinforced by piassava fibers according to ASTM D638 standard. The fibers were acquired in the metropolitan market of Belém and were cut in the size of 15 mm. The composite was produced by handmade ways. Once ready, some of the specimens were submitted to the tensile test without passing through aging. Other batches of specimens were produced to undergo aging in salt water in order to observe the influence on the mechanical property. The samples were immersed for a period of 60 days. After this time the samples were submitted to tensile tests, and the results were compared to the first specimens. The aspect of the fractured zones of the samples, with and without aging process were visualized by optical microscopy.
2014-36-0465 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: COMPOSITE MATERIAL OF POLyESTER MATRIx REFORCENED BY FIBERGLASS BLANKET AND JUTE FIBER PARTICULATE.
Autoria: JOAO HENRIQUE SANTOS SOUZA
Resumo: The composite materials are an intense target of research by the scientific community for their versatility and mechanical properties, they could satisfactorily replace many traditional materials largely used nowadays. The natural fibers are an interesting option of reinforcement for composites because of their relatively high tensile strength. This research has as objective, the study of the properties that can be attributed for a plate shaped composite specimen according to the ASTM D3039 standard when reinforced by Jute natural fiber together with fiberglass blanket, and by Jute on its own. Specimens were produced through super-positioning of layers of jute/fiberglass blanket, that after impregnated by polyester resin were putted under a 500 kg load in a hydraulic press. Specimens in the ASTM D3039 standard were extracted and tested according to its parameters of dimensions and testing. The aspect of the fracture zone will be observed through optic microscopy.
2014-36-0467 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Materiais
Título do Paper: AGING IN NATURAL WATER OF COMPOSITE MATERIAL OF POLYESTER RESIN AND SISAL FIBER
Autoria: JOAO HENRIQUE SANTOS SOUZA
Resumo: This work proposes to evaluate the mechanical properties of composite materials reinforced by sisal fiber before and after aging in water. The fibers were acquired in the metropolitan market of Belém and were cut in the length of 15 mm. The specimens were produced by manual ways. Once the specimens were ready, a batch of them was immersed in water. Scheduled times for withdrawal of the specimens were determined for viewing the water absorption and its effects on tensile strength. At the end, of an evaluation of the mechanical behavior of the material according to the aging time is made. The appearance of the fracture will also be visualized by optical microscopy.
2014-36-0469 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: estudo de caso da frequência de utilização de métodos de métodos funcionais no projeto conceitual de produtos aeronáuticos
Autoria: MARCO AURELIO GEHLEN
Resumo: A adoção de um Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP) nas empresas tem se mostrado um aliado estratégico para redução do ciclo de desenvolvimento e mitigação dos desperdícios. Se tratando de empresas do setor aeronáutico, a melhoria na eficiência do PDP é fundamental para a sobrevivência em um mercado competitivo que contempla onerosas etapas de desenvolvimento e certificação de produtos altamente complexos. Nesse contexto, a fase de projeto conceitual, em que são geradas e priorizadas alternativas de conceitos, tem papel fundamental, dado que pode ser realizada consumindo menos de 15% dos recursos disponíveis para todo o desenvolvimento do produto, porém comprometendo aproximadamente 85% do custo final. Na literatura referente ao projeto conceitual, são apresentadas várias ferramentas, métodos e técnicas para geração de alternativas de conceitos de produtos sendo que os autores dão ênfase a utilização de métodos funcionais. Com o objetivo de avaliar a freqûencia de utilização desses métodos, ferramentas e técnicas na prática, foram entrevistados 20 (vinte) especialistas do setor, a maioria com mais de 20 (vinte) anos de experiência, de 3 (três) diferentes organizações do setor aeronáutico. Os resultados mostram que os métodos funcionais são pouco utilizados pelos especialistas entrevistados. Atribui-se a causa desses resultados o fato de produtos aeronáuticos terem soluções de conceitos previamente mapeadas, baseadas no histórico de sucesso de produtos anteriores no mercado. Ainda, os entrevistados sugerem, que a aplicação de métodos funcionais de geração de alternativas seja mais adequada para produtos menos complexos e integrados.
2014-36-0475 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Powertrain (Motores e Transmissões)
Título do Paper: motor de combustão interna para formula sae
Autoria: HENRIQUE MORITZ
Resumo: Formula SAE é uma categoria de competição automotiva multidisciplinar, que consiste do projeto e construção de veículos monopostos do tipo formula, por equipes multidisciplinares de engenharia. Uma grande dificuldade encontrada nesses projetos é a aquisição e adequação de motores de combustão interna, que devem possuir deslocamento volumétrico máximo de 610 centímetros cúbicos. Esses motores são geralmente oriundos de motocicletas, possuem alto custo para aquisição, e costumam apresentar limitações de desempenho e durabilidade quando aplicados aos monospostos. Tendo em vista essas dificuldades, o presente trabalho apresenta o projeto de um motor de combustão interna dedicado a aplicação Formula SAE, construído à partir de componentes de motores presentes no mercado nacional, de baixo custo, e que proporcione confiabilidade, fácil manutenção e flexibilidade para as equipes desenvolverem seus projetos.
2014-36-0476 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: análise do biodiesel de óleo de fritura como combustível em motores estacionário do ciclo diesel.
Autoria: LEONARDO GOUVEA BECHARA
Resumo: Com a crescente demanda por energia, a elevação nos preços dos combustíveis fósseis e as atuais restrições ambientais, muitos esforços vêm sendo envidados na busca de novas fontes energéticas. No contexto dos motores de combustão interna (MCI), o biodiesel surge como uma possível opção de baixo impacto ambiental, quando comparado aos derivados do petróleo, uma vez que sua matéria prima é renovável. Nesse sentido, o objetivo principal do presente trabalho é comparar a potência, o consumo e as emissões de gases produzidos por um MCI quando operando com biodiesel e diesel de petróleo. O biodiesel empregado no estudo é produzido a partir de óleo de fritura usado, por transesterificação pela rota etílica. As propriedades do óleo produzido foram verificadas por meio de um teste de espectroscopia. Foram ensaiadas misturas de óleo biodiesel com diesel de petróleo em proporções variadas, desde 5% até 100% de biodiesel. As referências foram o diesel puro e o diesel comercial S10. Os ensaios foram realizados em um grupo gerador estacionário operando a 1800 rpm, variando-se a carga resistiva alimentada pelo gerador. São apresentadas curvas de potência indicada, potência de atrito, consumo médio, consumo específico e de emissões de poluentes em diversas cargas e para cada mistura, em comparação com as referências. As emissões de gases foram estudadas empregando-se um analisador de gases sensível a monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e hidrocarbonetos não queimados (HC). Os resultados são analisados dentro de um contexto definido pela literatura especializada. Verificou-se uma redução na potência de atrito em função do aumento da proporção de biodiesel da mistura, o que possivelmente pode estar relacionado com um efeito de lubrificação mais eficiente desse combustível. Percebeu-se que o aumento da concentração de biodiesel na mistura elevou os consumos médios e específicos. Já as emissões de poluentes, em geral, foram reduzidas aumentando a concentração de óleo biodiesel.
2014-36-0478 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Testes e Simulações
Título do Paper: Vehicle Guiding System through Image Processing
Autoria: ELOI BOIX
Resumo: The Applus+ IDIADA Passive Safety Department offers a wide range of engineering services including complete safety development programs for all types of vehicles and road safety devices, restraint system integration, benchmarking and more. The wide range of activities and the flexibility of both the crash laboratory layout and the Passive Safety staff enable many kinds of tests to be performed. However, the increasing variety of test configurations and the requirements of various customers have leaded the Passive Safety Department to carry out more complex tests. These complex crash tests usually involve vehicle trajectories which are not straight and cannot be performed with the usual testing system. In order to increase the testing capabilities, a new guiding system was developed to satisfy the requirements abovementioned. Several requirements for the desired system were established. It had to be reliable, robust and solid in order to guarantee repeatability and durability in crashes. Additionally the system had to be installed inside the vehicle without modifying its structure and without interfering in the mass distribution (i.e. weighting less than 90 kg). Finally, no electrical interference should be added in the vehicle. Based on these requirements a new vehicle guiding system was designed and developed. An in-loop processing of the images filmed by a camera enables the vehicle to follow a path marked on the floor. An algorithm for image processing through color filters was developed to identify the position of the line marked on the floor. Based on this input the steering wheel is rotated by an electric motor which receives the input of the electronic software. After a first phase of development, the system satisfied all the established requirements being able to identify the marked line on the floor and control the angle of the steering wheel to maintain the desired trajectory. Although the system can change the vehicle trajectory following the marked path, the speed that can achieve is still limited and the robustness has to be increased. Additionally, a Remote Station has to be developed, in order to have a graphical interface that allows to remotely control the test, as well as monitoring different parameters of interest. For these reasons, a second phase was defined to implement improvements that will enable the systems to perform additional tests and also include GPS input. The system has been developed in a modular and scalable technological platform to develop future automated driving tests and research projects.
2014-36-0479 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Meio-Ambiente
Título do Paper: evaluation of carbonyl compounds and odorants concentration in exhaust of diesel engine fueled with fuel formulations
Autoria: GILSON RODRIGO DE MIRANDA
Resumo: O trabalho tem como objetivo avaliar as emissões de compostos carbonilados e da concentração odorante nas emissões provenientes da combustão de diesel, com baixa quantidade de enxofre (S10), e formulados com acetato de 2-metoxietila (MEA). O motor utilizado possui um gerador acoplado (Branco BD-10). Os experimentos desse trabalho foram realizados em carga de 20%, potência média 1,5 kW e rotação constante de 3600 rpm. Quantificou-se CO, NO e NOx utilizando um analisador Tempest 100. Treze carbonilados foram identificados e quantificados utilizando a metodologia TO-11A (1999) da EPA, com adaptações. As análises olfatométricas foram realizadas num olfatômetro de diluição dinâmica modelo Odile 2000. Os resultados demonstram relações significativas entre a emissão de carbonilados, CO, NO e NOx com a concentração odorante das emissões. A adição do diesel com MEA aumentou a concentração odorante, emissão de carbonilados e CO, porém reduziu NO e NOx nas emissões.
2014-36-0480 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Segurança
Título do Paper: Study of the Similarity between Small Overlap Impact (SOI) Crashworthiness Tests and Real SOI Accidents in Spain
Autoria: XAVIER DA SILVA ESCARRE
Resumo: Recent studies have identified new trends in frontal accident configurations. The introduction and extensive implementation of active safety systems provide higher maneuverability of newer vehicles increasing the capacity to avoid crashes, but also changing the configuration for inevitable collisions. One of the increasingly common crash configurations that has been identified in several studies is the small overlap. This emerging type of crash represents a higher injury risk for the occupants compared to other frontal crashes with longer overlap due to the small interaction of the structural energy absorption elements. Small overlap frontal crashes occur when vehicles are loaded outboard of their longitudinal structural members. In these crashes, the structural elements designed for energy absorption do not interact directly with the intrusive force, causing higher damage in the footwell zone, A-Pillar and rocker panel. In response to this new accident reality, IIHS introduced a new type of crash to evaluate crashworthiness: the Small Overlap Impact (SOI). The purpose of this study is to analyze the accident trend in Spain to study the changes in the overlap in frontal crashes and identify crashworthiness similarities between an SOI crash test and a real crash. This research focuses on real accident data from Spain gathered in IDIADA’s accident database with a crash configuration similar to SOI. Furthermore, to identify the similarities between real crashes and tests the study used SOI test data from a test performed at IDIADA and data from IIHS to compare the structural behavior. Through the analysis of structural damage in real accidents and analysis of SOI tests performed, several deformation patterns have been detected in SOI tests and also in real accidents. Increasing the test configurations for vehicle safety development can enable a higher standard of safety in vehicles. However, an increased number of test configurations is costly and not always cost effective. For this reason, further work is needed in this field to assess the suitability of the introduction of new testing configurations in Europe. The SOI test is of recent introduction and the crashworthiness of some of the structural elements is still not fully acknowledged. For this reason, further development in both testing and vehicle safety must be implemented. Additionally, the age of the Spanish car fleet evaluated in the database means that the cars’ safety may not be representative of the safety of newer cars or the cars that are currently being evaluated in IIHS.
2014-36-0483 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: veículos híbridos hidropneumáticos
Autoria: RAFAEL RIVELINO DA SILVA BRAVO
Resumo: Resumo ¾ O mundo vivencia mudanças nos cenários relacionados às fontes de energia e as questões ambientais. O segmento dos veículos automotores é um dos propulsores da economia mundial, sendo também ele próprio, um dos maiores responsáveis pela emissão de poluentes na atmosfera, o que tem intensificado o problema de aquecimento global. À medida que se aproxima o tempo de esgotamento dos combustíveis fósseis, as lideranças mundiais têm buscado soluções para prolongar a permanência dos veículos movidos por motores à combustão, até que tecnologias baseadas em outros tipos de fontes renováveis e a respectiva infraestrutura estejam suficientemente desenvolvidas para substituir os combustíveis à base do petróleo. Diante deste cenário, a tecnologia de veículos híbridos tem merecido grande atenção por parte dos fabricantes, visto ser esta uma das alternativas mais viáveis com capacidade de proporcionar economia de combustível e redução de emissões em diversas categorias de veículos. Os elétricos híbridos são os modelos de veículos mais difundidos no mercado. No entanto, esta tecnologia é limitada em termos de complexidade, preço e densidade de potência. Esta última característica reflete a capacidade limitada dos elétricos híbridos para serem usados no esforço de tração do veículo, especialmente nos veículos de grande porte, cuja quantidade de movimento é proporcional à carga transportada. A hidráulica apresenta vantagens em relação à elétrica nas aplicações em que exigências como desempenho dinâmico, adequabilidade de espaço e capacidade de operar com grandes níveis de energia são essenciais, porém, também apresentam limitações, em particular, sua capacidade limitada de armazenamento de energia. Neste panorama, no presente trabalho é feita uma revisão literária na qual são apresentadas as principais características dos híbridos hidropneumáticos, enfatizando suas vantagens e limitações no âmbito de aplicação de veículos comerciais de carga e transporte.
2014-36-0492 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Peças e Componentes
Título do Paper: análise e simulação de sistema mecânico de veículos
Autoria: EVANDRO BERTOLDI
Resumo: Resumo Sistemas mecânicos tratam-se da combinação de um conjunto de peças estruturais de uma máquina, dispostas de maneira que se obtenha o seu funcionamento. Esses sistemas se destinam a executar, através de movimentos, uma determinada função. O estudo destes sistemas mecânicos nos permite entender o seu funcionamento, avaliar quais são suas aplicações e encontrar soluções mecânicas para situações que requerem movimentos executados por sistemas dos mais variados tipos. Este estudo tem por objetivo mostrar o funcionamento e dimensionamento a partir de cálculos e simulações de um sistema aplicado em veículos de passeio, transporte de pessoas e cargas. A partir desse desenvolvimento, percebe-se que os sistemas mecânicos são indispensáveis para o nosso dia a dia e que estão presentes desde equipamentos simples como um relógio até os mais complexos como um motor de avião. Através da análise e simulação desse sistema mecânico, pode-se verificar a importância dos mesmos para resolver ou minimizar problemas do nosso cotidiano, desenvolvendo sistemas mecânicos que facilitem nosso trabalho ou lazer. Palavras chave: Funcionamento, Simulação, Dimensionamento, Sistema Mecânico, Veículo.
2014-36-0495 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: propriedades de desempenho a frio de misturas até b20
Autoria: MARIA CLARA KREMER FALLER
Resumo: No cenário brasileiro atual, o óleo de soja representa cerca de 75% da matéria-prima utilizada na produção de biodiesel. A gordura bovina responde por, aproximadamente, 20% do mercado e os cerca de 5% restantes correspondem à participação do óleo de algodão, da gordura de porco, do óleo de fritura usado ou óleo reciclado, dentre outros materiais graxos. Neste contexto, com a incorporação do biodiesel ao óleo diesel, surge uma série de preocupações técnicas relativas às propriedades a frio, particularmente nos casos de biodiesel com teores mais elevados de ésteres saturados. O presente trabalho apresenta os resultados obtidos na avaliação do efeito da incorporação do biodiesel até B20 sobre as propriedades de escoamento e formação de cristais a frio do óleo diesel. No sentido de melhor representar os combustíveis atualmente comercializados no Brasil, duas amostras comerciais de biodiesel e duas de óleo diesel (S10 e S500) foram utilizadas nas formulações. A avaliação conduzida mostrou que, a adição de dois biodiesel distintos, em percentuais de 5, 10 e 20% em volume, não ocasionou alterações significativas ou efeitos negativos sobre as características de Ponto de Névoa (ASTM D5771), Ponto de Entupimento de Filtro a Frio (ASTM D6371) e Ponto de Fluidez (ASTM D5950) dos óleos diesel S500 e S10 avaliados. Tais métodos, apesar de serem os comumente utilizados para avaliação de óleos diesel e biodiesel, possuem limitações quanto às suas capacidades de prever possíveis problemas no campo, mesmo quando relacionados à formação de cristais, mas, especialmente, quando os mesmos decorrem da precipitação de compostos devido a problemas de compatibilidade a frio. Dessa forma, são necessários estudos complementares, que contemplem, além das metodologias já utilizadas no presente trabalho, também o método Filter Blocking Tendency (ASTM D2068) e testes de dinamômetro de chassi em câmara fria, sendo avaliada a influência no desempenho das misturas BX da concentração dos esteris glicosídeos e mono glicerídeos saturados provenientes do biodiesel.
2014-36-0496 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Interiores e Cabines
Título do Paper: análise multidisciplinar aplicada no desenvolvimento produto
Autoria: JEOVANO DE JESUS ALVES DE LIMA
Resumo: A agricultura do país está se tornando a cada dia mais competitiva, necessitando para tal de avanços tecnológicos em todos os setores que auxiliam a produção agrícola. Uma área que vem sofrendo uma evolução contínua é o desenvolvimento de máquinas agrícolas, em virtude de diversos fatores como: inserção de novas empresas no mercado nacional, a exigência dos agricultores por máquinas mais robustas e a grande dificuldade em desenvolver um produto que atenda as diferentes condições regionais de solo. O objetivo do trabalho foi utilizar uma metodologia para substituição metal-plástico no desenvolvimento do teto de um trator de pequeno porte. A metodologia consiste em integrar, testes experimentais, simulação estrutural (análise modal e durabilidade), manufatura e validação de produto. Fazendo uso dessa metodologia é possível diminuir o número de try-out e custos envolvidos em reanálises de manufatura e estrutural, pois ocorre uma antecipação nas tomadas de decisões relacionadas com o processamento evitando retrabalhos ou retornos no fluxo de desenvolvimento.
2014-36-0507 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Combustíveis e Recursos Energéticos
Título do Paper: Impact of lubricant viscosity and additives on engine fuel economy
Autoria: MARGARETH JUDITH SOUZA DE CARVALHO
Resumo: Since fuel consumption of vehicles is an important factor in air pollution, many countries are introducing fuel economy regulations in order to reduce the average emissions of cars. The lubricant has significant role to help reducing friction losses hence the fuel consumption, but his impact depends of the engine operation regime and the complex phenomena involving lube additives. Different driving cycles are used by different countries and organizations to measure fuel consumption. The most common driving cycles are the European NEDC and the American FTP-75 vehicle transient cycles. Fuel economy at full load and BSFC (Brake Specific Fuel consumption) are also common indicators of engine fuel economy. This paper discusses the influence of the different test cycles and lubricant formulation on fuel economy, comparing how lubricants with different properties and compositions respond to fuel economy standards and procedures.
2014-36-0508 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Metodologia de Projeto e Design
Título do Paper: Weight Analysis for Low-Speed and Sun-Powered Aircraft
Autoria: LUCIANO MAGN0 FRAGOLA BARBOSA
Resumo: One of the critical tasks of aircraft design is the mass definition of aircraft’s main items. Depending on the type of aircraft (e.g. commercial, general aviation, highly-maneuverable) different types of mass distribution data or trend curves are available; and in general these curves are based on the existing aircraft. But some lack of data is noticeable in terms of solar aircraft, i.e. the available information in terms of mass trends does not fulfill the needs of the designers of this type of aircraft. Considering this perspective, the main motivation of this study is to provide some information, in terms of mass analysis, that could fill part of the gap, and stimulate other efforts in the same direction.Through this work, studies of mass breakdown of different examples of sun-powered aircraft are presented. The values have been obtained directly or estimated from the available data of aircraft geometry, systems power and typical mission. Additionally, a tentative “trend curve” for identifying the tendency of optimum wing structural mass in function of aircraft mass, for very light aircraft, such as sun-powered aircraft, is presented.
2014-36-0512 || Ano de publicação: 2014
Categoria: Veículos
Título do Paper: Employment of Virtual Tools in Advanced Vehicle Performance Target Setting
Autoria: MORITZ ALEXANDER MEYLE
Resumo: Core competitiveness is rapidly becoming of more importance in todays dynamic automotive sector. Customer demands are to be analysed and implemented rapidly and precisely through setting clear vehicle targets for future models. Virtual tools deployed over a wide spectrum of applications are hereby a key resource to be acquired in the reach for efficient and accurate vehicle development. For more than one decade, Applus+ IDIADA has been using advanced measurement techniques to characterise vehicle dynamics performance. Target setting necessitates the definition of appropriate objective test programs together with subjective performance evaluations carried out by expert drivers. Their individual outputs, together with in-depth correlation between the two, form the core activity of the process. Only through clear understanding and contrasting of both sides one is able to identify such descriptive vehicle parameters (metrics), best defining and targeting a desired subjective performance level. Lastly, a vast database of information is now a key asset that permits to set target ranges linked with different performance styles and vehicle concepts, best emphasizing branding differentiation within the market. Advanced target setting is possible through crossmatching subjective ratings with the right combinations of objective metrics through an extensive number of vehicle results. In order to arrive to this aim Applus+ IDIADA has developed a complete suite of virtual tools that combines result from the necessary sources, further enabling the user to build up a database for effective target analyses Authors: Moritz Meyle, Alexandre Catala, Guido Tosolin, Pablo Rodriguez, Jonathan Webb