Project Cars # 95: a evolução dos carros da equipe Cheetah Racing UNIFEI

João Pedro França Magnotti 14 julho, 2014 28
Project Cars # 95: a evolução dos carros da equipe Cheetah Racing UNIFEI

Bom dia, gearheads do FlatOut! Meu nome é João Pedro França Magnotti, estou há três anos cursando Engenharia Mecânica, e há dois anos na subequipe de Powertrain Combustão da equipe Cheetah Racing UNIFEI.

Nos outros posts de equipes de Formula SAE já foi dito um pouco como funciona a competição, então vou somente dar uma relembrada rápida, e falar um pouco da equipe e dos carros construídos.

Um dia antes do inicio da competição, o ECPA (Esporte Clube Piracicabano) já é aberto para que possamos organizar o carro e todas as ferramentas que levamos em um dos boxes. No primeiro dia de competição ocorre a apresentação e a checagem do carro pelos juízes, para garantir que tudo esteja conforme o regulamento e que o piloto consiga sair do carro em cinco segundos.

Após isso, podemos ir para a tilt table, onde o carro é inclinado a 45 graus, e não podem ocorrer vazamentos de óleo ou combustível, e depois até 60 graus, para certificar que o centro de gravidade é baixo o suficiente para o carro não tombar.

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A prova seguinte é a de ruído, o carro é mantido em certa rotação, de acordo com o número de cilindros, e não pode ultrapassar 110 db.

A temida prova de freio é a próxima, o carro precisa travar as quatro rodas em um teste, sem que haja derrapagem lateral considerável. Foi onde falhamos com nosso primeiro carro, de 2012.

Depois ocorrem as provas de Skidpad, Aceleração, o autocross (dois pilotos, duas voltas cada), e o enduro de 22 voltas na pista.

 

A equipe

A Cheetah Racing foi fundada em 05 de Julho de 2010, somente com cinco alunos, depois de muita batalha para mostrar para universidade que éramos capazes. O nome Cheetah (guepardo em inglês) foi dado com inspiração no animal terrestre mais veloz do mundo, mas entendemos o real significado para a equipe apenas depois.

Ele é um predador selvagem, que se ficar parado esperando a comida chegar, vai morrer de fome, por isso, assim como nós, ele tem que correr atrás! E é esse pensamento que está em cada um. Cada membro corre atrás do que for preciso o mais rápido que pode, não esperamos que nada venha até nós, pois provavelmente iríamos “morrer” antes que conseguíssemos o que queremos.

Em 2011 a equipe foi se consolidando e continuamos batalhando até conseguirmos uma oficina em um prédio praticamente abandonado no centro da cidade, e foi quando compramos nosso motor de Yamaha XT600. Naquele ano visitamos a competição para ter noção como funcionavam as provas estáticas e dinâmicas, e em 2012 construímos nosso primeiro carro.

Ele tinha chassi de aço com tubos redondos e quadrados de espessura mínima segundo regulamento, cedidos pela V&M tubos e pesava em torno de 59 kg. Usamos o motor da XT600 injetado com módulo Megasquirt MS1, e o eixo traseiro não possuía diferencial.

Na parte de suspensão, usamos sistema pull rod com braços triangulares tipo “duplo A”, amortecedores Öhlins e direção front steer, que usa cremalheira na frente do eixo dianteiro.

As pinças de freio eram de CG Titan, flutuantes, com um disco em cada roda dianteira e um no eixo traseiro, todos flutuantes. Pensamos em usar peças bem comuns pela facilidade de encontrar no mercado. O sistema acabou falhando por problemas na montagem do pedal (relação de alavanca muito grande, com o curso do pedal, o ângulo das hastes dos cilindros mestres era muito grande e assim o freio não era totalmente acionado). Pior: os cilindros mestres não forneciam o volume de fluido necessário.

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O projeto de telemetria era fazer um hardware e sotware de um módulo de telemetria, que incluía a troca de marchas pelas borboletas. Com 32 portas analógicas (temperatura do motor, posição do volante ou deslocamento da suspensão), e 8 digitais (velocidade e a rotação do motor com sensores hall acoplado às rodas).

O volante foi feito de fibra de carbono, com uma placa acoplada, para mostrar rotação do motor, a marcha atual, e shift light. Antes da competição, o sistema de engrenagens que acoplavam o motor elétrico ao eixo da troca de marcha deu problema, e acabamos usando o sistema manual.

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Fabricamos um pleno (um meio de “driblar” o restritor, sendo um reservatório de ar) sem muitos estudos, em fibra de carbono e as rodas eram de 13 polegadas com pneus slicks Pirelli Pzero

O carro passou nas provas de análise de segurança, do regulamento, e na de ruído, mas acabou ficando na prova de freio, sem travar as quatro rodas. Mesmo assim foi considerado por um juiz como o melhor carro de primeiro ano, ficando em 17º entre 27 equipes na classificação geral.

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Em 2013, ano em que entrei na equipe, construímos o CR13.  Foi feita uma nova estrutura do zero — conseguimos patrocínio da Tuper — com espessura de 10 a 20% maiores do que a mínima exigida pelo regulamento. Os gabaritos foram feitos por nós mesmos e cortados a laser, e as bocas dos tubos feitas no esmeril. Tudo foi soldado em uma oficina da cidade (agradecimentos ao Eduardo pela ajuda) e o chassi acabou com apenas 56 kg. O foco foi o package, e facilitou muito a manutenção dos componentes do carro e com um estudo de ergonomia, foi possível fazer um cockpit pequeno, mas sem afetar o piloto.

Usamos o mesmo motor de XT600, mas agora com pistão Mahle de alta compressão feito sob medida, e injeção eletrônica de etanol, usando um módulo Megasquirt MS2 extra.

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Foi feito maior estudo sobre o volume e formato do pleno, usando o ANSYS e tamanho dos runners também foram calculados para obter melhor aproveitamento das ondas em certa faixa de rotação. O TBI foi prototipada, sendo mais leve, e tendo um formato que seria impossível de ser usinada.

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O eixo traseiro ganhou um diferencial LSD Torsen, e o posicionamento foi melhorado para evitar ângulos extremos nas homocinéticas. Projetamos uma capa de alumínio para óleo do diferenial. Os mancais foram simulados, e conseguimos reduzir o peso em quase metade em relação com o Bita

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Com relação à suspensão o CR-13 não apresentou tantas inovações, mas sim melhorias. O foco foi dado na facilidade de manufatura e redução de custos. Por exemplo, as orelhas, cujo alinhamento foi mantido horizontal ou vertical para facilitar a solda e garantir que os pontos de ancoragem saíssem conforme projetado. As bellcranks (abaixo) deixaram de ser completamente usinadas em alumínio aeronáutico para serem feitas em corte a laser, permitindo maior liberdade de design e os braços receberam terminais rotulares nos pontos de ancoragem no chassi. As quatro mangas foram desenhadas para serem iguais, facilitando, e reduzindo o custo de produção.

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O sistema de direção passou a ser rear steer, ou seja, a cremalheira foi posicionada atrás do eixo dianteiro para permitir um braço de direção maior e consequentemente melhorar o feedback do piloto com relação à pista. As maiores diferenças de projeto foram a adoção de pushrods e barras estabilizadoras na dianteira e traseira. A mudança de pullrod pra pushrod facilitou o processo de design e reduziu o tempo gasto em projeto.

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No sistema de freios do CR-13 foram adotados quatro discos flutuantes, pinças de competição fixas Wilwood, com o intuito de reduzir as perdas devido ao contato constante das pinças flutuantes com o disco, além da montagem adequada do pedalbox com a instalação de regulagem do balanço de freio (brake bias). Para sanar o problema dos cilindros mestres foram usados cilindros de competição com maior curso e maior diâmetro do êmbolo, assim os problemas com relação ao sistema do Bita foram resolvidos, e conseguimos passar tranquilamente na prova de freios na competição. Os discos foram projetados por nós mesmos, e feitos pela Mahle em ferro fundido.

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A parte de telemetria foi refeita diminuindo o tamanho da placa, por não termos tantos elementos para analisar, foi reduzido o numero de canais. Para o desenvolvimento dessa nova placa foi feito um estudo sobre teoria de amostragem de sinais de forma a melhorar a qualidade dos dados obtidos, e como resultado disso implementamos filtros analógicos e calculamos a amostragem ideal para os sinais.

Pelos resultados do ano passado, decidimos não usar troca de marchas eletrônica, e a placa do volante foi aprimorada com um display LCD para mostrar dados gerais do carro, e um numérico para velocidade.

Durante a competição, um dos componentes da placa principal queimou, e sem tempo, acabamos ficando sem todo o sistema eletrônico.

Por enquanto é isso, nos próximos post vou falar um pouco do que aconteceu na competição de 2013, e sobre os dois carros de 2014, o combustão e o primeiro elétrico da equipe!

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Gostaria de agradecer o Flatout pelo espaço, aos patrocinadores, e poucos professores que apoiam nosso projeto!

Aos leitores, peço que comentem com qualquer duvida ou sugestão, que vou ler, e tentar responder tudo! Quem puder curta nossas paginas no Facebook (aqui e aqui) pois estamos sempre postando novidades.

Obrigado, e até o próximo post!

Por João Pedro França Magnotti, Project Cars #95

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  • Felipe Vinicius

    Vão me perdoar, mais eu, particularmente, acho um tanto sem graça esse “tipo” de project car, tanto esse, quanto o sae .

    • Thales Rocha

      Só não acompanhar. 😉

    • Jwoll

      Esse tipo de PC é parte do Flatout, e pra mim é indispensável por fazer justiça a um campeonato que é muito importante pro desenvolvimento do Pais, Eu creio que se existisse um blog que compartilhasse só esse tipo de conhecimento das FSAE eu o acompanharia diariamente como faço com o Flatout. Aproveite e aprenda um pouco com os universitários!

      Abs!

      • Robert Oliveira

        Obrigado pelo apoio Jwoll, vamos tentar ao máximo nas próximas publicações compartilhar nosso conhecimento de uma forma muito mais interessante a todos.

    • castilho17

      são projetos diferentes de uma restauração “frisinho” ou uma preparação pesada, mas da para tirar muita coisa dos textos..
      Caminhos para peças, especialmente as feitas sobre medidas, noções de projeto e mecânica e acredite, a vontade e ligação desses caras com os carros é exemplar.
      Não é pq não veremos nas ruas que não deve estar aqui.

      • Robert Oliveira

        Muito obrigado pelo retorno Castilho17. Esses carros fazem parte das nossas vidas, é emocionante demais construir um carro do zero e superar as adversidades e ver ele correndo depois.
        Pra quem desejar ver eles nas pistas, nossa competição nacional será em outubro no ECPA em Piracicaba, e se Deus quiser ano que vem nos EUA. Competições de formula SAE estão espalhadas por muitos países, sendo a maior competição de engenharia no mundo. Em breve estaremos frente aos melhores do mundo.
        Contamos com o apoio de todos vocês.

        Abraço

        • castilho17

          Vejo de perto as equipes da UFMG (milhagem, Baja e Formula) e fico impressionado com a dedicação e envolvimento com os projetos.

    • gordo

      Projetar o chassi inteiro pra ser forte E leve, projetar a suspensão, usinar discos e suportes, projetar o sistema de freios, errar e aprender, desenvolver o volante e a telemetria, tudo isso com prazo e orçamento apertado. Depois de tudo pronto, ainda poder PILOTAR, e COMPETIR com a criação dos outros.

      Rapaz, me permita discordar de você respeitosamente… Já sou formado em outra área, mas bem que eu queria participar de um troço desses. Concordo que nenhum texto sobre SAE até hoje foi assiiiim fod@ aqui, mas acho que o problema é como a história é contada e não porque FSAE seja sem graça.

      Acho que não desperta a atenção da galera porque teve vários textos repetindo informações, tipo explicando o que é a FSAE, quais provas etc. Eu entendo que o aluno queira expor dificuldades que a instituição impõe, orçamento, espaço, e expor o espírito de equipe etc, mas a galera quer ver o bicho andando, fotos de peças, o que quebrou, focando mais no carro.

      Mas dei +1 porque cada um tem direito a opinião aqui e merece ser respeitado.

      • Robert Oliveira

        Fala ae Parceiro.
        Muito obrigado pela sua opinião, este post foi o nosso primeiro e agora com os comentários de vocês vamos expor algo que chame mais a atenção. Com certeza no próximo post vamos surpreender vocês.

        Abraço

    • Fwlemos

      Cada um cada um.
      Mas participo do Projeto FSAE também, e te garanto que se estivesse envolvido de alguma forma em um destes projetos veria com outros olhos.
      Desenvolvimento continuo como uma equipe de Formula, com setores de projeto, marketing, logística, isso te garanto que não é como a famosa receita de padaria de meter um kit turbo com uma 2E e comando 49G que qualquer “mecânico” de fundo de quintal faz.
      Abraço.

    • Respeito sua opinião Felipe, mas não vejo como alguém que goste de automobilismo não ser apaixonado por projetos assim. A maioria, como eu, fica aqui só imaginando como fazer isso, aquilo, aquilo outro, em um tempo pequeno, com orçamento apertado e tal, sendo que a gente queria ter todos os recursos que esses caras tem e poder participar de uma competição. É demais!

      • Robert Oliveira

        Disse tudo Anderson Nascimento. São apaixonados como você que fazem este projeto acontecer e nos dão força para continuar.
        Mesmo você não estando aqui na universidade, sinta-se a vontade para comentar, dar dicas, e para competição em outubro, vc já é um convidado nosso para poder nos prestigiar.
        Um forte abraço.

    • Brazooka

      Já eu acho esse tipo de Project Car (com o perdão da expressão) AFUDÊ!!!
      Ainda mais com os caras compartilhando as agruras do desenvolvimento (isso vale ouro).
      Acho que os outros projetistas também devem aproveitar e ver e rever estratégias de desenvolvimento, e esta troca de experiências deve servir para MELHORAR os projetos que saem das instituições brasileiras de ensino!
      E, para ser sincero, ainda bem que esta troca de experiências esteja sendo feita via FlatOut. Primeiro ano de existência, e já servindo para troca de experiências entre equipes de provas nível internacional.

      Sei que não deveria ser eu a pedir, mas se estes Project Cars estão auxiliando as equipes DE ALGUMA MANEIRA, seria interessante de vocês tirarem uma foto, lá no final da competição, colocando um “logotipozinho” do FlatOut em algum canto do carro, ou agradecendo o espaço, ou algo do gênero… E se tiver algum leitor aqui do FlatOut que possa, direta ou indiretamente, ajudar estas equipes, seria legal. Seja em forma de idéias, produtos, patrocínio…

      • Robert Oliveira

        Bom Dia Brazooka.
        O feedback que vocês estão nos dando está sendo muito importante, agradeço muito. Continuem com suas criticas construtivas pois assim vamos cada vez mais evoluir.

        Pode ter certeza que vamos colocar o logo do FlatOut no nosso carro, pois é uma honra poder participar deste espaço que o FlatOut nos oferece.

        Seria uma ajuda muito grande contar com a ajuda de todos vocês, seja como ideias, produtos ou patrocínio. Pois somos uma equipe com recursos bem limitados, tudo que conseguimos são de patrocínios de empresas que acreditam no nosso projeto.

        Obrigado pessoal.

  • Guilherme Oraboni

    MECÂNICA, PORRA! o/

  • Thales Rocha

    Boa bichão!

  • DeenisV12

    Primeiro carro que vejo onde estas rodas ficaram legalzinhas hehe

  • XRS250

    Motor de XT600 deve ter um bom torque para motor de moto.

    • Brazooka

      E resistência. É um motor já arqui-testado. Dá para “pintar e bordar” em cima dele, que o bicho “guenta”.

      • XRS250

        Imagino, confesso que moto não é minha área, mas pelo que eu li do seu post é um motor confiável ou não?

        • Brazooka

          Positivo.
          Não sei se já chegastes a ler algumas reportagens sobre motos, no antigo Jalopnik? (editado: http://www.flatout.com.br/incrivel-historia-motoboy-que-desafiou-o-rally-dos-sertoes/ )
          O Klever Kolberg e o André de Azevedo foram brasileiros pioneiros na competição do rali Paris-Dakar (naquela época era assim que era denominado), utilizando Yamahas XT600 Ténéré, sem apoio oficial (ou seja, correndo “na raça”), no início da década de 90, e estes brazucas inspiraram uma outra história famosa no Jalopnik: o Motoboy que correu no Rali dos Sertões, e que andou na frente de uma porrada de “profissas”.

          Pois então, este motor da XT600 é o herdeiro de todas estas aventuras, aonde demonstrou valentia pra caramba (resistência, potência, enfrentando terrenos, temperaturas variadas, etc).

          Toda essa “valentia” tem seu preço: ele é sobredimensionado (leia-se: pesado).

          Se, por outro lado, pegar um motor que teve todo seu peso aliviado, paredes menos espessas, etc, pode tornar o motor menos robusto, menos confiável, mais propenso a quebrar, etc. e tal. Claro que isto é uma generalização, mas se conseguir pegar algumas peças, e agregar valor/pesquisa, utilizando materiais mais leves, mantendo a mesma (ou maior) resistência, tanto melhor.

          • XRS250

            Poderia ter me falado que participou do rali Dakar e aí eu já saberia que é robustos.

    • Magnotti

      Siim! ele tem um torque muito bom! o problema é ser muito pesado, só o motor pesa 55kg!

      • XRS250

        Valeu é um desafio e tanto para vocês.

  • Gabrownx

    Que texto fantástico! Também pretendo fazer Eng.Mec, mas me conta ai, a facul ajuda com a grana ou é só patrocínio ou do bolso de vocês….? Espero que aqui na Bahia tenha esse tipo de projeto, se não tiver já estou aqui pensando sobre..

  • Lucas Rodrigues

    Cara, como foi o processo de abertura da equipe na tua universidade? Faço Eng. Mec. também, queria saber como funciona isso 😀

  • Leonardo

    Boa noite. Esse modelo de coroa que vocês usaram no diferencial é de alguma moto? Se sim, qual o modelo?