dinexer1.4_02 (9)

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1 UNIFEI – arquivo dinexer1..4_02 – raszlg 05/03/2005 EXERCÍCIOS 2 a serie 3 – A montadora enviou as seguintes informações para análise de uma nova plataforma de veículo. Assim foram fornecidos os seguintes dados sobre o motor e os componentes do trem de força com finalidade de projetar um modelo de veículo para passageiros: Dados do motor Componente Inércia (in-lb-sec 2 ) min -1 Torque (ft-lb) Motor 0,8 XXXXXXXXX XXXXXXXXX Rotação (rpm) 800 120 1200 132 1600 145 2000 160 2400 175 2800 181 3200 190 3600 198 4000 200 4400 201 4800 198 5200 180 Dados da transmissão – engrenagens. Componentes/engrenagens Inércia (in-lb-sec 2 ) Relação Eficiência 1 1,3 4,28 0,966 2 0,9 2,79 0,967 3 0,7 1,83 0,972 4 0,5 1,36 0,973 5 0,3 1 0,970 Final Drive 1,2 2,92 0.99

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  • 1 UNIFEI arquivo dinexer1..4_02 raszlg 05/03/2005

    EXERCCIOS 2a serie

    3 A montadora enviou as seguintes informaes para anlise de uma nova

    plataforma de veculo. Assim foram fornecidos os seguintes dados sobre o

    motor e os componentes do trem de fora com finalidade de projetar um modelo

    de veculo para passageiros:

    Dados do motor

    Componente Inrcia (in-lb-sec2) min-1 Torque (ft-lb)

    Motor 0,8 XXXXXXXXX XXXXXXXXX

    Rotao (rpm) 800 120

    1200 132

    1600 145

    2000 160

    2400 175

    2800 181

    3200 190

    3600 198

    4000 200

    4400 201

    4800 198

    5200 180

    Dados da transmisso engrenagens.

    Componentes/engrenagens Inrcia (in-lb-sec2) Relao Eficincia

    1 1,3 4,28 0,966

    2 0,9 2,79 0,967

    3 0,7 1,83 0,972

    4 0,5 1,36 0,973

    5 0,3 1 0,970

    Final Drive 1,2 2,92 0.99

  • 2 UNIFEI arquivo dinexer1..4_02 raszlg 05/03/2005

    Dados das rodas pneus.

    Componentes/engrenagens Inrcia (in-lb-sec2) Rev/milha Raio (pol.). ps

    Engatado 11 XXXXXXX XXXXXXX XXXXXX

    Desengatado 11 XXXXXXX XXXXXXX XXXXXX

    Tamanho XXXXXXXXX 801 XXXXXXX XXXXXX

    Circunferncia XXXXXXXXX XXXXXXX XXXXXXX 6,59

    Raio de rolamento XXXXXXXXX XXXXXXX 12,59 XXXXXX

    a) Calcular a inrcia efetiva dos componentes do trem de fora na 1a marcha?

    4 Calcular a mxima fora trativa e a velocidade correspondente em uma pista

    para a 1a e 5a marcha do veculo do exerccio anterior desprezando-se as perdas de

    inrcia?

  • 3 UNIFEI arquivo dinexer1..4_02 raszlg 05/03/2005

    Soluo:

    A inrcia efetiva dada pelo segundo termo no lado direito da Eq. (3-8b),

    A qual pode ser escrita da seguinte forma:

    ( )[ ] 222r

    aININII

    r

    NTF XWfdtfte

    tftfeX +++

    =

    (3-8b)

    O termo dentro da chave na expresso acima a inrcia efetiva. Este valor

    calculado como segue:

    ( ) ( )[ ]Wfdtfteeff ININIII +++= 22( ) ( ) 2222 0,11292,22,192,228,43,18,0 seglbinseglbin +++=

    22,360222,10328 seglbin =++=

    Notas:

    1) O motor e os componentes da 1a marcha so as maiores inrcias do sistema

    quando operam em 1a marcha. Na quinta marcha, a inrcia destes

    componentes so apenas 9,7 in-lb-seg2.

    2) Somente as inrcias da rodas ligadas a direo do veculo foram includas

    nesta soluo porque somente elas subtraem as foras trativas disponveis

    entre as rodas e direo. Precisamos ter em mente que as rodas no

    propulsoras contribuem com uma inrcia adicional quando o veiculo

    acelerado. As inrcias das rodas no propulsoras deveriam ser agregadas

    com a inrcia (massa total) do veculo.

    3) A inrcia rotacional, em in-lb-seg2, convertido em inrcia de translao

    (massa) que dividido por r2 na equao Eq.(3-8). Podemos calcular este

    valor como segue:

    inseglbseglbin

    r

    IM effeff

    2

    2

    2

    2 27,259,122,360

    =

    ==

  • 4 UNIFEI arquivo dinexer1..4_02 raszlg 05/03/2005

    Uma maneira mais conhecida em o clculo do peso efetivo:

    lbs

    ftftin

    seglbgMW effeff 8772,321227,2 22

    ===

    Comparando estas contas com o peso tpico de carros passageiros

    (2500 lb), verificamos que isto adiciona 35% do peso efetivo do carro

    durante a acelerao em 1a marcha. A inrcia das rodas no ligadas a

    direo adicionam outras 22 lb no peso efetivo (1%).

    4 Calcular a mxima fora trativa e a velocidade correspondente em uma pista

    para a 1a e 5a marcha do veculo do exerccio anterior desprezando-se as perdas de

    inrcia?

    A mxima fora trativa coincidira logicamente com o mximo torque, que acontecer

    a uma rotao de 4400 rpm. Assim o problema de reduo para determinar o esforo

    de trao esta no primeiro termo da Eq. (2-9) para os valores de torque dado.

    ( ) ( ) lbftininlbftrNTFtf

    tfeX =

    == 22901259,1299,0966,092,228,4201

    A velocidade na pista determinada pelo uso das relaes dadas pela Eq. (3-8).

    Mesmo que a equao escrita em termos de acelerao, a mesma relao vlida

    para velocidade. Assim ento:

    Wfd WNW = e wftdte WNNWNW ==

    A velocidade rotacional da roda ser:

    ( ) ( ) segradsegrevradrevNNWW ftew /87,3692,228,460min/1./2.min/4400 === piA velocidade correspondente no solo ser determinada pela converso da

    velocidade rotacional para velocidade de translao encontrada na circunferncia do

  • 5 UNIFEI arquivo dinexer1..4_02 raszlg 05/03/2005

    pneu.

    mphsegftsegininsegradrWV wX ===== 4,26/7,38/2,46459,12/87,36

    O mesmo mtodo pode ser aplicado para calcular o desempenho em marchas altas:

    r

    NTF tftfeX

    =

    ( ) ( ) lbftininftlb == 537/1259,1297,099,092,20,1201

    ( ) ( ) segradsegrevradrevNNWW ftew /8,15792,20,160min/1./2.min/4400 === pimphsegftsegininsegradrWV wX ===== 113/165/198759,12/8,157

    end

    1 mph = 1,672 ft / seg