Determinação da relação de transmissão para um veículo tipo baja SAE
The current work intends to analyze the influence of the transmission ratio of a Baja’s vehicle gearbox in its competition performance. The study was carried out in two strands, one related to the restrictions of force transmission between tire and soil and another related to the limitations of net...
| Autor principal: | Volpato, Luiz Gustavo Dupim |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2022
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27457 |
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riut-1-274572022-02-23T06:09:58Z Determinação da relação de transmissão para um veículo tipo baja SAE Volpato, Luiz Gustavo Dupim Francisco, Júlio César de Souza Francisco, Júlio César de Souza Borges, Adriano Silva Borges, Adailton Silva Engrenagens Desempenho Curvas em engenharia Veículos off-road Gearing Performance Curves in engineering Off-road vehicles CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA The current work intends to analyze the influence of the transmission ratio of a Baja’s vehicle gearbox in its competition performance. The study was carried out in two strands, one related to the restrictions of force transmission between tire and soil and another related to the limitations of net power. Several values of transmission ratio were simulated and the vehicles performance was assessed in an acceleration test (time to travel a 30m distance) and speed (maximum speed in 100m). Initially the CVT’s characteristic curve was obtained through a data acquisition system with embedded sensors. The torque and power curves were obtained as required by SAE (Society of Automotive Engineers) from the Briggs & Stratton Intek Pro® 10 HP catalog. Afterwards, the vehicle’s drag coefficient was obtained from a computational simulation using the software SolidWorks®, as well as the translational and rotational inertia from the 3D models. From the engine power balance study, the available power was calculated for several rotation ranges and the power consumed by the following resistances: rolling, mechanical, aerodynamic, inertial and ramp. This allowed the vehicle’s maximum performance capped by the net power, comprised of the maximum speed, maximum slope angle, maximum acceleration and maximum driving force. Through the study of the transmission force between soil and tire, the same parameters were obtained, now capped by the tire grip force, with the exception of maximum velocity, obtained only by the power balance. Comparing the values, the most critical, therefore, smaller, values were adopted as maximum for each parameter. Finally, analyzing the theoretical performance in the acceleration and speed tests along with the other performance parameters, the optimal transmission ratio was chosen for the prototype. O presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo da influência da relação de transmissão da caixa de engrenagens de um veículo baja no desempenho do mesmo em competições. O estudo foi realizado em duas vertentes, uma relacionada a limitação da transmissão de força entre pneu e solo, e outra relacionada a limitação de potência líquida. Simulou-se diversos valores de relação de transmissão e obteve-se o desempenho teórico do veículo em prova de aceleração (tempo para percorrer 30m) e velocidade (velocidade máxima em 100m). Inicialmente foi levantada a curva característica da CVT por meio de aquisição de dados com sensores embarcados. As curvas de torque e potência do motor foram obtidas em catálogo conforme modelo Briggs & Stratton Intek Pro® 10 HP, exigido pela SAE (Society of Automotive Engineers). Posteriormente, obteve-se o coeficiente de resistência aerodinâmica através de simulação computacional utilizando o software SolidWorks®, e a inércia de translação equivalente à de rotação baseado na modelagem 3D das peças. Por meio do estudo de balanço de potência, levantou-se o valor da potência disponibilizada pelo motor em diversas faixas de rotação e as respectivas potências consumidas pelas seguintes resistências: rolamento, mecânica, aerodinâmica, inércia e aclive. Desta maneira, pode-se obter o desempenho do veículo limitado pela potência líquida, sendo: velocidade máxima, aclive máximo, aceleração máxima e força motriz máxima. Por meio do estudo de transmissão de força entre pneu e solo, pode-se obter os mesmos parâmetros de desempenho, no entanto limitados pela capacidade de transmissão da força do pneu para a pista, com exceção para a velocidade máxima, a qual se obtém somente pelo balanço de potência. Confrontando os valores, adotou-se como máximo o caso mais crítico, ou seja, de menor valor. E por fim, analisando a performance teórica nas provas de aceleração e velocidade, juntamente com os outros parâmetros de desempenho, definiu-se o valor de relação de transmissão ideal para o protótipo. 2022-02-23T01:41:52Z 2022-02-23T01:41:52Z 2018-06-21 bachelorThesis VOLPATO, Luiz. Gustavo Dupim. Determinação da relação de transmissão para um veículo tipo baja SAE. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27457 por restrictAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Engenharia Mecânica UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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The current work intends to analyze the influence of the transmission ratio of a Baja’s vehicle gearbox in its competition performance. The study was carried out in two strands, one related to the restrictions of force transmission between tire and soil and another related to the limitations of net power. Several values of transmission ratio were simulated and the vehicles performance was assessed in an acceleration test (time to travel a 30m distance) and speed (maximum speed in 100m). Initially the CVT’s characteristic curve was obtained through a data acquisition system with embedded sensors. The torque and power curves were obtained as required by SAE (Society of Automotive Engineers) from the Briggs & Stratton Intek Pro® 10 HP catalog. Afterwards, the vehicle’s drag coefficient was obtained from a computational simulation using the software SolidWorks®, as well as the translational and rotational inertia from the 3D models. From the engine power balance study, the available power was calculated for several rotation ranges and the power consumed by the following resistances: rolling, mechanical, aerodynamic, inertial and ramp. This allowed the vehicle’s maximum performance capped by the net power, comprised of the maximum speed, maximum slope angle, maximum acceleration and maximum driving force. Through the study of the transmission force between soil and tire, the same parameters were obtained, now capped by the tire grip force, with the exception of maximum velocity, obtained only by the power balance. Comparing the values, the most critical, therefore, smaller, values were adopted as maximum for each parameter. Finally, analyzing the theoretical performance in the acceleration and speed tests along with the other performance parameters, the optimal transmission ratio was chosen for the prototype. |
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VOLPATO, Luiz. Gustavo Dupim. Determinação da relação de transmissão para um veículo tipo baja SAE. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2018. |
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