Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-16T14:12:04Z No. of bitstreams: 1 2014_SergioMateusBrandao.pdf: 2865864 bytes, checksum: d97c8d1e6b521946378d7c8bcca9d390 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-29T19:09:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_SergioMateusBrandao.pdf: 2865864 bytes, checksum: d97c8d1e6b521946378d7c8bcca9d390 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T19:09:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_SergioMateusBrandao.pdf: 2865864 bytes, checksum: d97c8d1e6b521946378d7c8bcca9d390 (MD5) / A partir da bancada de testes para ensaio de CVT (Continuously Variable Transmission) de Dias (2010), foi construído um dinamômetro inercial para investigar o desempenho de materiais utilizados em sistemas de frenagem de veículos leves. Inicialmente foram realizados ensaios para sua validação em um sistema de freio de um veículo BAJA SAE (Society of Automobile Engineers), nos quais se comprovou a aplicabilidade do dinamômetro. Posteriormente foram realizadas adaptações construtivas de modo que o dinamômetro pudesse realizar simulações que atendam às normas para ensaios de sistemas de frenagem de veículos leves de até 1000 kg. Para confirmar esta possibilidade, o equipamento foi utilizado para avaliar o desempenho de três ferros fundidos cinzentos (um da classe 250 - Fe250, outro ligado com titânio FeTi e outro de alto teor de carbono - FeAC). Ensaios de frenagem foram realizados seguindo os procedimentos estabelecidos pela norma SAE J2522; onde foi definida uma pressão de frenagem e depois, medidas as forças de atrito, as temperaturas alcançadas durante os ciclos de frenagem, e os desgastes de discos e pastilhas. Os resultados mostraram que independentemente do tipo de material, o desgaste foi praticamente o mesmo, com um leve destaque para o Fe250 comparados com os FeAC e FeTi. As forças de atrito e as temperaturas medidas nos ensaios foram influenciadas pelo teor de grafita nos materiais dos discos. Baixos teores de grafita promoveram maiores forças de atrito (FeAC) e menores teores de grafita com alta dureza da matriz resultaram em menores forças de atrito (FeTi). Consequentemente menores forças de atrito causaram menores temperaturas de frenagem (FeTi). Após a execução do trabalho, concluiu-se que o dinamômetro inercial construído atende satisfatoriamente os requisitos necessários para simular sistemas de frenagem de veículos leves; e sua utilização permitirá a Universidade de Brasília se tornar um centro de referência para a realização de estudos e pesquisas na área de materiais, sistemas de frenagem e de Tribologia, em geral. Áreas muito carentes e pouco desenvolvidas em Brasília e no Centro Oeste brasileiro. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Based on Dias (2010) bench tests for CVT (ContinuouslyVariableTransmission), it was built an inertial dynamometer to investigate material performance used in light vehicle braking systems. Initially tests were carried out to validate a BAJA SAE vehicle (Society of Automobile Engineers) brake system, in which it was proved dynamometer applicability. Subsequently it was performed constructive adjustments so that the dynamometer could perform simulations that meet the standards for brake systems testing in light vehicles up to 1000 kg. To confirm this possibility, the equipment was used to evaluate the performance of three gray cast irons (one from a 250 - Fe250 class, and another connected with titanium - FeTi and a third on high carbon content - FEAC). Braking tests were carried out according to procedures established by SAE J2522; where a brake pressure has been set, and then measures the frictional forces, the temperatures reached during the braking cycles and wear discs and pads. The results showed that regardless of material type, the wear was pretty much the same, with a slight emphasis on the Fe250 compared with the FEAC and FeTi. The frictional forces and temperatures measured in the tests were influenced by the graphite contente in the discs material. Low levels of graphite induced greater frictional forces (FEAC) and lower levels of graphite with high matrix hardness resulted in lower frictional forces (FeTi). Consequently minor frictional forces caused minor braking temperatures (FeTi). After the execution of the work, it was concluded that the inertial dynamometer built satisfactorily meets the requirements to simulate light vehicle braking systems; and their use will allow Universidade de Brasilia to become a reference center for studies and research in materials, braking systems and Tribology system in general. Those are very needy and undeveloped areas in Brasilia and in the Brazilian Midwest.

Este trabalho apresenta um procedimento para a análise dinâmica da frenagem total de emergência de um veículo de dois eixos (4x2), considerando os efeitos do aumento da temperatura no sistema de freios. Um protótipo de ônibus urbano equipado com freios a disco foi utilizado nos ensaios em perímetro urbano e em pista de teste da TRW Automotive em Limeira- SP. O sistema de freios do veículo protótipo foi instrumentado com termopares em diversos de seus componentes, com sensores de velocidade e pressão, percorrendo um perímetro típico urbano com trânsito intenso na cidade de São Paulo. Os pontos críticos de aquecimento foram observados bem como sua tendência de aumento de temperatura no tempo. Paralelamente ao teste em perímetro urbano foi realizado um teste padrão de \"fade\" na pista da TRW Automotive, estendendo o ciclo de frenagens até se observar o aumento e estabilização da temperatura do sistema de freios. Simultaneamente aos testes de pista foi realizado um teste em dinamômetro inercial na Fras-Le, em Caxias do Sul- RS, para se obter a variação do fator de freio com a variação da temperatura do sistema de freios. Parte de um programa computacional em Matlab, que simula computacionalmente o veículo freando, foi desenvolvido, considerando os efeitos da temperatura do sistema de freios, durante frenagens totais de emergência, partindo de diferentes velocidades iniciais de frenagem. O sistema de freios em estudo mostrou-se capaz de simular a frenagem de um veículo em emergência mesmo estando em altas temperaturas, observadas no perímetro urbano. / One procedure for vehicle dynamics analysis during total emergency braking in a two axles vehicle (4x2) was showed. For this procedure the effect of increasing temperature in the brake system was considered. A bus (prototype) equipped with disc brake was used in two practical test when the bus go through: a urban rout (São Paulo city) an a TRW\'s test lane (Limeira-SP). Thermocouples were installed in several parts of the brake system as well as velocity and pressure sensors. Acquisitions of date were made during the intensive traffic of São Paulo city. Critical temperature points were observed as well as the raise temperature tendency with the time. Tests in an inertial dynamometer were also performed in Fras-Le company (Caxias do Sul- RS) to get the brake factor variation related to temperature variation of the brake system. Simulation using MatLab program to study the vehicle performance during braking was developed. In this simulation the effect of brake system temperature was considered. Two main conclusions could be obtained: MatLab model is a useful tool to study emergency braking considering the variation of brake system and the brake system studied was able to stop the vehicle in a emergency braking even under high temperature.

Este trabalho apresenta um procedimento para a análise dinâmica da frenagem total de emergência de um veículo de dois eixos (4x2), considerando os efeitos do aumento da temperatura no sistema de freios. Um protótipo de ônibus urbano equipado com freios a disco foi utilizado nos ensaios em perímetro urbano e em pista de teste da TRW Automotive em Limeira- SP. O sistema de freios do veículo protótipo foi instrumentado com termopares em diversos de seus componentes, com sensores de velocidade e pressão, percorrendo um perímetro típico urbano com trânsito intenso na cidade de São Paulo. Os pontos críticos de aquecimento foram observados bem como sua tendência de aumento de temperatura no tempo. Paralelamente ao teste em perímetro urbano foi realizado um teste padrão de \"fade\" na pista da TRW Automotive, estendendo o ciclo de frenagens até se observar o aumento e estabilização da temperatura do sistema de freios. Simultaneamente aos testes de pista foi realizado um teste em dinamômetro inercial na Fras-Le, em Caxias do Sul- RS, para se obter a variação do fator de freio com a variação da temperatura do sistema de freios. Parte de um programa computacional em Matlab, que simula computacionalmente o veículo freando, foi desenvolvido, considerando os efeitos da temperatura do sistema de freios, durante frenagens totais de emergência, partindo de diferentes velocidades iniciais de frenagem. O sistema de freios em estudo mostrou-se capaz de simular a frenagem de um veículo em emergência mesmo estando em altas temperaturas, observadas no perímetro urbano. / One procedure for vehicle dynamics analysis during total emergency braking in a two axles vehicle (4x2) was showed. For this procedure the effect of increasing temperature in the brake system was considered. A bus (prototype) equipped with disc brake was used in two practical test when the bus go through: a urban rout (São Paulo city) an a TRW\'s test lane (Limeira-SP). Thermocouples were installed in several parts of the brake system as well as velocity and pressure sensors. Acquisitions of date were made during the intensive traffic of São Paulo city. Critical temperature points were observed as well as the raise temperature tendency with the time. Tests in an inertial dynamometer were also performed in Fras-Le company (Caxias do Sul- RS) to get the brake factor variation related to temperature variation of the brake system. Simulation using MatLab program to study the vehicle performance during braking was developed. In this simulation the effect of brake system temperature was considered. Two main conclusions could be obtained: MatLab model is a useful tool to study emergency braking considering the variation of brake system and the brake system studied was able to stop the vehicle in a emergency braking even under high temperature.