quarta-feira, 31 de agosto de 2016

Análise Técnica - Stock Car Brasil

bobodacorte.com.br
A Stock Car é a principal categoria do automobilismo nacional, e uma das poucas onde a maioria dos pilotos são profissionais pagos. O que me motivou a escrever essa postagem foi uma matéria do pessoal da Racecar Engineering. O link, para quem se interessar, é esse aqui. Vale lembrar que o carro da Stock Car a ser analisado é o que está em uso desde 2010 até os dias atuais, produzido pela JL, em Cotia, SP.

ORIGENS DO PROJETO ATUAL

O carro atual da Stock Car foi concebido devido à morte de Rafael Sperafico na Stock Car Light. É possível ver o acidente no vídeo abaixo. Era necessário aumentar a segurança dos carros, e o projeto do carro utilizado até então, do argentino Edgardo Fernandez, já contava com bons 9 anos de idade. Assim, era necessário um novo chassis, feito do zero, e para auxiliá-la no desenvolvimento desse novo carro, a JL procurou a Dallara.


A Dallara é referência em construção de carros de corrida há muitos anos, muitos mesmo, e a empresa não fica restrita só ao esporte a motor, há bastantes casos em que carros de rua têm versões que passam pelas mãos da Dallara, um exemplo é o Pagani Huayra BC. Apesar de serem referência mundial em carros de corrida, nas últimas décadas a Dallara tem focado mais em carros do tipo fórmula e em chassis de fibra de carbono. Como o chassis do carro da Stock Car seria tubular e para uma categoria de turismo, eles aconselharam a JL a procurar um ex-funcionário da Dallara, chamado Nicola Scimeca, e sua empresa de consultoria chamada YCOM. Scimeca tem credenciais de muito peso. Foi líder de projeto na Dallara durante o desenvolvimento dos carros da Infinity Pro Series, World Series By Nissan e do Maserati MC12. Além disso, trabalhou em alguns projetos da Audi no DTM. Foi essa experiência no DTM que atraiu a JL.

Stock Car
O engenheiro chefe da JL, Gustavo Lehto, passou três meses desenvolvendo esse novo chassis com o Scimeca na Itália. Na matéria da Racecar Engineering, é comentado que o Scimeca queria fazer todas as peças do melhor jeito que ele conseguiria, e que o pessoal da JL teve que segurar um pouco o entusiasmo do italiano por causa dos custos. Muitas peças foram superdimensionadas, visando suportarem muitos mais ciclos de fadiga, e Nicola não gostava disso, pois significava mais peso no conjunto final. Esse é um perfeito exemplo do tipo de compromisso que é necessário enfrentar em um projeto de engenharia. Lehto definiu, juntamente com Nicola, o projeto geral do carro. O primeiro protótipo começou a ser fabricado aqui no Brasil aproximadamente 3 meses após o início do projeto, e logo os benefícios, tanto de performance quanto de processo de manufatura, foram notados pela JL.

O CHASSIS

Duas coisas que sempre presto atenção em um projeto são se as estruturas dissipam os esforços de maneira eficiente, e se as fixações são utilizadas de maneira apropriada. Isso, quase sempre, se traduz em não utilizar terminais rotulares nas fixações das bandejas às mangas de eixo e em construir um chassis tubular com nós bem definidos. São poucos os carros nacionais que não têm erros de nós mal definidos e fixações inapropriadas. Alguns tem mais, outros tem menos, mas eles sempre aparecem. No chassis do JL Stock Car G16, no entanto, isso não ocorre. O chassis é todo feito a partir de tubos retos, com nós bem definidos. Abaixo podemos observar o chassis do G09, uma das primeiras versões desse carro da Stock Car.

Racecar Engineering
Observem que desde as primeiras versões o chassis já era feito com tubos retos e com nós muito bem definidos. Abaixo pode-se observar a última versão homologada do chassis, chamada de G16. O chassis continua com o mesmo princípio descrito acima e com o desenho muito parecido. Arrisco a dizer que não há muita coisa diferente senão os pontos de fixação do motor, visto que passaram a utilizar os V8 GM LS em detrimento dos V8 de origem Dodge.

JL
Enquanto o chassis antigo demorava cerca de 10 dias para ser construído, o novo chassis demora 4 horas. Grande parte disso é por todos os tubos serem retos. Além do benefício do tempo de construção, Lehto também nota que o chassis com tubos retos é muito mais rígido. No vídeo abaixo, feito pelo Auto+, é possível ver o carro da Stock Car sendo produzido. Reparem nos chassis apresentados no começo do vídeo, o da Stock Car e do Brasileiro de Turismo, ambos feitos com tubos retos.


SUSPENSÃO DIANTEIRA

Para fixar, transmitir os esforços e manter a geometria de suspensão dentro dos limites planejados, são utilizadas rótulas. Não há terminais rotulares em flexão. Abaixo é possível observar a manga de eixo, o disco de freio, pinças, pastilhas e dutos de ventilação. A peça identificada pelo número 18 é o que fixa e transmite os esforços oriundos da bandeja, também chamada de triângulo, ou braço, de suspensão. Como é possível observar, é uma rótula que faz a fixação, não um terminal. A peça 26 é uma rótula similar à que está montada na peça 18.

JL
Uma parte desse conjunto de peças apresentado acima é utilizado tanto para o lado esquerdo quanto para o lado direito do carro. Além disso, há duas opções de fixação da barra de direção, uma mais longe do centro da roda e uma mais perto. É difícil afirmar algo nessa situação sem maiores informações, porém, uma coisa posso afirmar, a força feita pelo piloto para esterçar as rodas será menor com a peça mais afastada do centro, e maior com a outra. Se essas peças causam variações diferentes na geometria de direção, aí é necessário ter as informações de comprimento, posição de fixação e geometria para poder analisar.

JL
Acima é possível observar os pontos de fixação das bandejas no chassis. A fixação ocorre da mesma maneira descrita para as mangas de eixo, através de rótulas. As rótulas estão encapsuladas em componentes que têm a função de transmitir o esforço à estrutura do chassis. Pelo desenho e pelos pontos de fixação, é possível afirmar que os esforços envolvidos são, em grande maioria, de tração e compressão. As bandejas foram desenhadas de forma que os esforços sejam reagidos diretamente na estrutura da bandeja, evitando flexões e assim, aumentando as tensões suportadas. Abaixo é possível observar as bandejas da suspensão dianteira.

JL
O uso dos terminais rotulares se limita às fixações da bandeja no chassis. Na manga de eixo, como comentado alguns parágrafos acima, é utilizada uma rótula. Apesar das bandejas reagirem às forças de frenagem e aceleração diretamente em sua estrutura, as chapas que formam a área de fixação podem concentrar tensões. Se fossem mais arredondadas e não tivessem quinas tão pronunciadas, concentrariam menos tensões, mas isso não parece ser um problema nas corridas.

SUSPENSÃO TRASEIRA

Na suspensão traseira, as mangas são muito parecidas com as dianteiras. Como é possível observar, é uma rótula que faz a fixação. A fixação do braço de convergência só pode ser feita de uma maneira, pois não há a opção de uma segunda peça, com o ponto de fixação mais afastado ou aproximado do centro da roda. Neste caso, o mais interessante seria manter o mais afastado possível, para criar uma reação maior.

JL
Do mesmo modo que as mangas dianteiras, as traseiras são utilizadas tanto para o lado direito e o esquerdo. Os pontos de fixação no chassis também utilizam rótulas, como é possível observar na imagem abaixo. A geometria da suspensão traseira fica um restrita aos pontos de fixação na carcaça da transmissão, o que facilita a construção do chassis, mas deixa a questão dos centros de rolagem dependente somente da manga de eixo.

JL
Observem que os amortecedores ficam alinhados horizontalmente, e que as fixações à carcaça da transmissão fica a 90° em relação a eles. Isso faz com que o esforço seja praticamente todo de cisalhamento na estrutura de fixação. As bandejas também são muito parecidas com as da suspensão dianteira. Ocorre o mesmo fenômeno de concentração de tensões devido às quinas e ângulos retos. O uso de terminais rotulares ainda se faz na fixação das bandejas ao chassis. A suspensão é do tipo duplo A, e há a presença de um braço para controle de convergência da roda também.

JL
Observem que na bandeja traseira não há um prolongador rosqueado como na suspensão dianteira. Se observarem o desenho das mangas de eixo, verão que é possível aumentar ou diminuir a distância do ponto de fixação da bandeja à manga através de plaquetas. Tanto as plaquetas quanto os terminais e prolongadores rosqueados são utilizados para ajustar a geometria de suspensão. O fato de não haver prolongadores nas bandejas traseiras pode ser pelo motivo de não ser necessário tanta ajustabilidade de geometria quanto na dianteira.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Stock Car
O projeto do chassis e das suspensões é muito bem feito. É uma ótima referência para projetos futuros, tanto de turismo quanto de monoposto. A execução do projeto do Scimeca pela JL é muito boa também, e os componentes de fornecedores são de boa ou ótima qualidade. A única ressalva ao projeto é o número de componentes importados, o que deixa o custo muito alto e imprevisível devido à flutuação do dólar. É isso, se chegaram até aqui, agradeço a leitura e até a próxima postagem!
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