Este documento apresenta uma introdução à dinâmica veicular. Aborda três aspectos principais: segurança ativa, conforto do motorista e satisfação em dirigir. Discutem-se conceitos como dinâmica longitudinal, vertical e transversal, além de forças que atuam no veículo, como peso, inércia e aerodinâmica. Também são apresentados modelos matemáticos e sistemas de coordenadas utilizados para modelar a dinâmica veicular.

1. DINÂMICA DE VEÍCULOS
1/2014
Profa. Suzana Moreira Avila, DSc

2. DINÂMICA DE VEÍCULOS
INTRODUÇÃO
AULA 3

3. Introdução à Dinâmica Veicular
 Desempenho:
 Aceleração
 Frenagem
 Dirigibilidade (handling)
 Conforto (ride)
 Forças dominantes:
produzidas pelo contato entre
os pneus e a pista

4. Introdução à Dinâmica Veicular
• Compreende a interação entre:
- Motorista
- Veículo
- Carga
- Meio Ambiente
 Vamos abordar três aspectos principais:
- Segurança Ativa
- Conforto do Motorista e Ocupantes
- Satisfação em Dirigir

5. Introdução à Dinâmica Veicular
 Envolve vários aspectos do conhecimento
humano:
- - Mecânica Clássica
- - Física e Química
- Eletrônica
- Psicologia e Comunicações
 Utiliza diversas ferramentas de engenharia:
- Avaliações Subjetivas
- Medições Objetivas
- Testes Laboratoriais e em Veículo
- Simulações de Dinâmica Veicular

6. Introdução à Dinâmica Veicular
 Motorista
Interage com o veículo de várias maneiras:
- Volante de Direção (Dinâmica Transversal)
- Pedal do Acelerador (Dinâmica Longitudinal)
- Pedal do Freio
- Embreagem e/ou Alavanca de Cambio

7. Introdução à Dinâmica Veicular
 Motorista
 O Veículo proporciona diversas respostas e informações:
- Vibrações (Longitudinais, Verticais e Transversais)
- Ruídos (Motor, Transmissão, Chassis, Pneus)
- Instrumentos (Velocidade, Rotação Motor,
Temperaturas, etc.)

8. Introdução à Dinâmica Veicular
 Motorista
 O ambiente também influencia o motorista:
- Clima
- Condições do Trânsito
- Tipo de piso e estado de conservação das
estradas.

9. Introdução à Dinâmica Veicular
 Cargas
 Veículos transportam passageiros e carga. Estes
carregamentos modificam suas características
dinâmicas. Em muitas condições isto pode ocorrer de
forma significativa:
- Mudanças de peso, inércia e altura do CG (Centro de
Gravidade)
- Comportamento dinâmico da própria carga – líquidos,
cargas vivas, etc.

10. Introdução à Dinâmica Veicular
 Meio Ambiente
 O meio ambiente afeta tanto o veículo quanto o
motorista:
- Veículo
-  Condições da Estrada (Irregularidades, Atrito, Gradientes,
Traçado, etc.)
 Ar (Resistência Aerodinâmica, Ventos
Laterais)
- Motorista  Clima, Visibilidade

11. Conceitos Básicos
 Dinâmica veicular é a parte primária da engenharia
baseada na mecânica clássica focada em veículos
suportados por rodas e pneus.
 -Tem interação com:
- Motorista ou condutor;
-Veículo;
- Forças que regem o movimento.
 Detalhando:
- Ação de segurança e conforto.
- Redução do impacto com a superfície de contato.

12. Objetivos
 Aplicação dos conceitos básicos de dinâmica:
- Vertical
- Lateral
- Longitudinal
 Equacionamento de métodos analíticos para
determinação de conforto e desempenho.
 Terminologia utilizada em dinâmica veicular.
 Influência da suspensão na dinâmica vertical e na
dinâmica lateral.
 Geometria dos sistemas envolvidos na suspensão.

13. Desenvolvimento dos Modelos

14. Desenvolvimento dos Modelos

15. Sistemas de Coordenadas
 Modelos matemáticos baseados nas leis de NEWTON
 O objetivo é descrever as relações de esforços que atuam em um
sistema em relação a um referencial inercial, para tanto se faz
necessário a adoção de um sistema de coordenadas.
- COORDENADAS GLOBAIS: Expressa as grandezas do movimento
no referencial inercial (FIXO).
- COORDENADAS LOCAIS: Expressa as grandezas de movimento
em um referencial local (PRESO AO VEÍCULO).
 Embora as grandezas possam ser expressas em referenciais locais,
elas são definidas em relação ao referencial inercial ou absoluto.

16. DINÂMICA VEICULAR
VERTICAL
LONGITUDINAL
TRANSVERSAL

17.  DINÂMICA LONGITUDINAL
- MOVIMENTAÇÃO DO VEÍCULO NO EIXO LONGITUDINAL
- RELACIONADA COM PERFORMANCE E SEGURANÇA
- ACELERAÇÃO E RETOMADA DE VELOCIDADE,
VELOCIDADE MÁXIMA E CAPACIDADE DE SUBIDA EM
RAMPAS (“POWER TRAIN”)
- CAPACIDADE DE DESACELERAÇÃO E ESTABILIDADE EM
FRENAGEM (SISTEMA DE FREIOS)

18.  DINÂMICA VERTICAL
- ACELERAÇÕES E DESACELERAÇÕES NO EIXO VERTICAL,
DEVIDAS A SOLICITAÇÕES DO PISO
- RELACIONADA COM O NÍVEL DE CONFORTO DO VEÍCULO
- PRINCIPAL SISTEMA ENVOLVIDO – SUSPENSÃO
- OUTROS FATORES IMPORTANTES – RIGIDEZ DO CHASSIS,
BANCOS, COXINS DE MOTOR E TRANSMISSÃO
- EM VEÍCULOS PESADOS, TAMBÉM AS SUSPENSÕES DE
BANCO E DE CABINE

19.  DINÂMICA TRANSVERSAL
-COMPORTAMENTO EM CURVAS E MANOBRAS DE EMERGENCIA,
ESTABILIDADE DIRECIONAL
-IMPORTANTE EM TERMOS DE SEGURANÇA ATIVA, CONFIANÇA
NO VEÍCULO E SATISFAÇÃO EM DIRIGIR
-PRINCIPAIS SISTEMAS ENVOLVIDOS - SUSPENSÃO E DIREÇÃO
- OUTROS FATORES IMPORTANTES – TIPO DE TRAÇÃO, RIGIDEZ
ESTRUTURAL, AERODINÂMICA E DISTRIBUIÇAO DE MASSA DO
VEÍCULO

20. Modelagem
Forma de abordagem e convenções:
 Sistema de coordenadas local
 Longitudinal
 Lateral
 Vertical
 Rolagem (roll)
 Arfagem (pitch)
 Guinada (yaw)

21. Forma de abordagem e convenções:
 Sistema de coordenadas global
 Longitudinal
 Lateral
 Vertical
 Ângulo de avanço (ψ)
 Ângulo de curso (ν)
 Ângulo de deslizamento (β)
Modelagem

22. Forma de abordagem e convenções:
 Segunda Lei de Newton
Modelagem

23. Cargas Dinâmicas sobre o Veículo
Forma de abordagem e convenções:

24. W = m·g peso do veículo atuando no CG
W/g·ax força inercial devido à aceleração ax
Wf e Wr forças dinâmicas normais à pista
Fxf e Fxr forças trativas
Rxf e Rxr resistências ao rolamento
DA força de arrasto aerodinâmico,
atuando no centro aerodinâmico (ha)
Rhz e Rhx forças no engate
Cargas Dinâmicas

25. Cargas Dinâmicas

26. Cargas Dinâmicas

27. Cargas Dinâmicas

28. Exercício
 Localize o centro de gravidade (posição entre eixos, a2 e a1, e altura h) de um
veículo automotivo. Em posição horizontal, um veículo de comprimento l = 230 cm
aplica Fz1 = 9565N no eixo dianteiro e Fz2 = 10435N no eixo traseiro. Ao elevá-lo
num pistão até atingir angulação de 30ºgraus, conforme a Figura, a distribuição de
força se altera para Fz1 = Fz2 = 10KN. O raio da roda R = 30 cm. Assume-se a
gravidade g = 10m/s², roda indeformável. Determine a altura h e a posição dos eixos
de roda (a2 e a1) deste veículo.

29. Referências
 GillespieT.D., Fundamentals ofVehicle Dynamics, SAE, 1992
 Rodrigues C.Apostila do Curso de Suspensão e Direção
da FEI.
 Franco, J. Notas de aula do Curso de DinâmicaVeicular da
AEA.