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Título: Estudo preliminar de alternativas de transmissões hidrostáticas aplicáveis ao protótipo baja
Autor(es): Berton, Havner Luiz
Baduy, Ramom Eduardo Gadens
Orientador(es): Salamon, Celso
Palavras-chave: Veículos - Projeto
Projeto de produto
Motores hidráulicos
Automóveis - Motores
Vehicles - Design
Product design
Hydraulic motors
Automobiles - Motors
Data do documento: 23-Out-2012
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: BERTON, Havner Luiz; BADUY, Ramom Eduardo Gadens. Estudo preliminar de alternativas de transmissões hidrostáticas aplicáveis ao protótipo baja. 2012. 205 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.
Resumo: O objetivo principal do presente trabalho é a criação de uma alternativa de projeto de uma transmissão hidrostática para ser aplicada a veículos utilizados em competições SAE Baja. Transmissões hidrostáticas são conjuntos de bombas e motores hidrostáticos responsáveis por transferir potência, na forma de torque e rotação, através da movimentação de um fluído confinado. A competição SAE Baja é promovida pela Society of Automotive Engineers e tem como proposta o projeto e fabricação de um protótipo de veículo offroad monoposto por estudantes de engenharia, que competem em diversas provas contra equipes de outras universidades. Neste trabalho, inicialmente é feita uma fundamentação teórica, que aborda temas relevantes para o trabalho sobre hidráulica, a competição SAE baja, simulações dinâmicas e controle de motores a combustão. Em seguida, é feito um levantamento das metas de projeto da transmissão e dos dados de entrada para esta, que são utilizados para o cálculo preliminar e dimensionamento das quatro alternativas de transmissões hidrostáticas propostas. Essas alternativas tem seu comportamento e desempenho simulados, no software para simulações dinâmicas AMESim. Os resultados dessas simulações são comparados às metas do projeto previamente definidas, notando-se que todas atendem parcialmente os objetivos. Elas são então comparadas entre si para se chegar à alternativa sugerida para a aplicação, a saber: transmissão traseira 4x2, com uma bomba de deslocamento variável e um motor de deslocamento fixo, com circuito aberto e comando direto. Por fim, é realizado um experimento em bancada de testes do sistema de controle Load Sensing de uma bomba de deslocamento variável, a fim de se obter um paralelo entre modelos simulados no software AMESim e alguns aspectos do comportamento real de sistemas hidráulicos. A comparação dos dados observados no experimento e dos resultados da simulação do mesmo são bastante próximos, denotando que o comportamento observado, sob as condições do experimento em bancada, foi reproduzido nas simulações. As simulações e experimento indicam a possibilidade de aplicação das alternativas desenvolvidas em veículos Baja.
Abstract: The main objective of the present work is to create the project of an alternative hydrostatic transmission to be used in SAE Baja prototype vehicles. Hydrostatic transmissions are sets of hydraulic pumps and motors used to transmit power, under the form torque and rotation, through a confined fluid. The SAE Baja competition is promoted by the Society of Automotive Engineers and has as proposition the project and fabrication of a single-passenger offroad prototype vehicle done by teams of engineer students, who compete against other universities in several racing-tests. This work begins with the review of the necessary theoretical background, that include hydraulics, the SAE Baja competition, dynamic simulations and combustion engines control. This step is followed by the collection of the transmission project goals and its inputs. These informations are used to the preliminary calculation and design of the four alternatives of hydrostatic transmissions proposed. These alternatives have their behavior and performance simulated with the dynamic simulations software, AMESim. The results of these simulations are compared with the project goals, and one can notice that all of them meet partially the desired objectives. The simulation’s results of the four different systems are then compared with each other, to find out the best alternative, between the ones proposed. The alternative that showed the best results was the rear 4x2 transmission with a variable displacement pump and a fixed displacement motor, open-circuit with direct control. Finally, an experiment of a Load-Sensing's control system of a variable displacement pump is conducted, so to obtain a comparison between the simulated models in AMESim and some aspects of the real behavior of hydraulic systems. The data obtained in the experiment and the simulation’s results of the same system, done in AMESim, are very close, and it is possible to affirm that the behavior seen during the experiment was reproduced by the simulations. The simulations and experiment denote the possibility of applying the developed alternatives to Baja vehicles.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6419
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