Outline – Learn and compete

Capítulo 1- O básico sobre o Formula SAE:

Vai participar da competição fase? Comece entendendo as regras, elas podem

causar dor de cabeça! Pesquise bastante, há muito material na internet, busque o

conhecimento com outras equipes, reúna junto com a equipe, o máximo de informações

que conseguir.

Planeje! Uma boa equipe traça metas, sobre o objetivo do projeto,

principalmente sobre o tempo do desenvolvimento do veículo, estipular prazos para a

finalização de cada etapa do projeto é uma medida bastante válida. É bom deixar algum

tempo para testes (Geralmente 3 meses ). Esse tempo serve para adaptação do piloto ao

carro e a correção de falhas. Deixar para montar o carro de última hora deixa a equipe

suscetível a falhas mecânicas.” Não importa o quão complexo o projeto e como

brilhante você tem trabalhado para fabricá-lo se ele não está pronto cedo suficiente

para testar, é uma má concepção”.

O projeto deve ser otimizado o máximo, no que diz respeito a peso e downforce.

Um piloto bem treinado também faz toda a diferença no projeto. Escolha muito bem o

conjunto rodas e pneus!

Para o piloto é necessário haver uma boa ergonomia, ele deve alcançar com

perfeição todos os controles a serem utilizados e deve haver algum espaço para

acomodação confortável do mesmo. A escolha do piloto deve ser feita a dedo, pois

precisa obedecer alguns critérios. O peso, o desempenho na pista e sua personalidade

são importantes para essa escolha.

Mostre domínio nos relatórios! Os Juízes vão analisar o trabalho duro em

detalhamento e conhecimento do sistema abordado. OS resultados obtidos devem ser

validados com testes físicos. Mantenha o carro limpo, os juízes irão descontar pontos de

projetos com aparência inacabada, sujeira de graxa e pontos de ferrugem, por exemplo.

Design de reservatórios de fluidos e componentes responsáveis por sua

circulação são importantes! Não deve haver variação de nível causadas por vazamentos

na competição.

Capítulo 2 – Gerenciamento de projetos:

O fórmula é mais uma gestão de programa do que um exercício de engenharia!

Obedecer prazos, trabalho em equipe, além de outras habilidades inter-pessoais é o que

faz as empresas valorizarem os ex integrantes de fórmula no mercado de trabalho.

O projeto divide-se em 3 etapas: Organização, desenvolvimento e execução. A

liderança da equipe não é ditatorial e sim consensual, sendo assim a mínima decisão

deve ser feita respeitando a opinião dos componentes da equipe. Organizada a equipe,

parte se a definição das metas (o que deu certo e o que não deu na competição passada e

quais foram os obijetivos) que devem ser de evolução e não deve ter a espera de grandes

feitos, isso pode levar a decepção geral. Aprenda a levar a evolução como vitória e ter

objetivos moderados!

Deve-se ter em mente que poderão haver atrasos em alguns prazos por diversos

motivos e ganhar tempo inicial pode preencher essa necessidade.

“A ‘ regra’ 80/20 diz que 80% do tempo será gasto em 20% das peças”, um erro

das equipes é pensar que quando o carro toma sua forma, o trabalho está quase

terminado. Peças menores requerem tempo, portanto deve-se trabalhar duro em todas as

etapas do projeto.

Sobre os membros, deve haver disciplina em cumprir com todas as partes,

responsabilidade nas decisões tomadas, comunicação com outros integrantes e

honestidade. Monitorar as etapas do projeto é muito válido, visto que quanto antes uma

falha for detectada, antes poderá ser corrigida.

A equipe deve estar sincronizada de tal ponto que todos conheçam tudo sobre o

veículo e estes devem assumir que falhas podem acontecer. Por isso nada de deixar nada

para depois!

Capitulo 4- Transferência de conhecimento:

Transferencia de conhecimento é muito importante! Os novos integrantes da

equipe devem conhecer os resultados anteriores, sobre o que funcionou e o que não

funcionou. É importante que tudo esteja bem documentado, mesmo que em rascunhos,

mas se houver fundamentos, é de suma importância pois nunca se sabe quando um juiz

irá te surpreender com alguma pergunta e não saber responder leva a perda de

pontuação.

Trocar conhecimento com outras equipes durante a competição poderá levar a

otimização de um projeto seguinte. Fotografe, grave, documente o possível!

O carro antigo também é fonte de conhecimento, se possível conserve-o.

Capitulo 9 – Simulação do veículo:

Simulação é um conjunto de equações que simulam casos de uso reais do

veículo. É composta de muitos submodelos, como um modelo de pneu ou um modelo

de suspensão, que trabalham juntos para produzir resultados para o veículo completo,

simulações de veículos variam muito em complexidade e aplicação.

Eles podem prever o desempenho do veículo em uma manobra específica, como

resposta do carro ao esterçamento das rodas, ou para uma volta inteira de um

determinado circuito de corrida, relações de transmissão, geometria de suspensão,

comportamento de componentes estruturais. Uma vez que a ocorrência tenha sido

escolhida, a simulação de veículo pode ser colocada no centro de uma rotina de

otimização para maximizar determinados parâmetros de desempenho.

Escolha o tipo de simulação a se utilizar de acordo com a capacidade atual de

desenvolvimento da equipe e a seus objetivos, a simulação serve de aprendizado para os

integrantes da equipe sobre o funcionamento dos componentes de maneira estática ou

dinâmica. Vale ressaltar os diversos tipos de simulação que existem e que os resultados

obtidos por meio de softwares devem ser levados em consideração com uma certa

desconfiança, pois podem haver algumas variações.

“Cuidado com software de simulação de veículo livre. Como um estudante de

engenharia que você provavelmente vai querer ganhar a vida para o próximo meio

século com base em seus conhecimentos e habilidades. Quando você cria algo de valor

que você provavelmente não vai querer dar-lhe de graça, e se você fizer isso você

provavelmente não vai dedicar o seu tempo para apoiá-lo.”

Como citado, quando o carro for posto em testes reais de rodagem se verão

variações numéricas de alguns dados, então deve se verificar se o valor de discrepância

da simulação é equivalente a variação do software, vale ressaltar que apesar da

importância do ambiente virtual, pequenas variações são inevitáveis.

Capítulo 10 – Geral powertrain:

O powertrain compreende usina de força do veículo e do sistema de transmissão

para as rodas e seu objetivo é adicionar energia cinética para o veículo a partir da

queima de combustível (Vale ressaltar eficiência energética nessa questão).

Muitas pessoas não sabem a diferença entre torque e potência, mas em resumo:

torque e potência são a mesma força, vista sob métricas diferentes e esta diferença é

fundamental para se definir o tipo de aplicação do motor. O torque máximo do motor

tende a ser alcançado em rotações mais baixas por causa da eficiência volumétrica (a

porcentagem de mistura ar-combustível que o motor consegue aspirar a cada ciclo), que

segundo Bock, é o momento onde há o melhor aproveitamento da explosão. Depois

disso, a capacidade de fazer força começa a cair devido ao aproveitamento de energia

dentro do cilindro.

O ajuste do acelerador ao piloto deve ser do tipo mais preciso possível, o airbox

bem feito para reduzir ou anular os efeitos do restritor, a sobrealimentação aumenta a

eficiência energética.

A pré detonação é ruim para o motor em questão de desempenho e durabilidade,

então deve-se conhecer o combustível e alguns dados essenciais como a taxa de

compressão, mistura ar- combustível, velas de ignição. Quanto maior a octanagem do

combustível, mais resistente será a detonação, portanto poderá se usar taxas de

compressão maiores.

Combustível cru é resultado de uma má mistura, isso faz com que aumente o

consumo, diminua o desempenho e aumente o nível de emissão de poluentes.

Verificar a pressão do óleo e a filtragem do ar que entra para a câmara de

combustão. Elementos estranhos podem causar desgaste prematuro nos cilindros e

válvulas ou entupimento de giclês no caso de carros que tem a mistura controlada por

carburador, o ideal é que a temperatura da válvula de admissão seja igual a temperatura

ambiente.

Sistemas de ignição devem favorecer o escoamento dos gases de maneira que

estes sejam completamente liberados ao fim de cada ciclo. A ressonância dos gases

devem ser controladas por causa dos ruídos, que devem ser minimizados de acordo com

o que pede o regulamento da sae.

Capítulo 11- Motores

Como está disposto no regulamento do fórmula SAE, os motores podem ter até

610 cc, a gasolina, a pistão, 4 tempos.

Apesar de motores de 600 cc e 4 cilindros de marcas conhecidas como Suzuki e

Yamaha serem amplamente usados, muitas outras configurações de tem dado certo. A

sobrealimentação em motores fórmula devem ser projetadas pela própria equipe.

Para a escolha do motor a se utilizar deve-se ter conhecimento de alguns

parâmetros proporcionais ao seu deslocamento: Mais de deslocamento geralmente

significa mais poder, mais de deslocamento significa mais peso e motores menores

tendem a ser melhor para a economia de combustível, menos peso significa uma melhor

economia de combustível.

Disponibilidade de peças de reposição também é um ponto de extrema

importância, é válido que se tenha pelo menos 3 motores, sendo um para reposição, um

no dinamômetro e um prontamente preparado para ser instalado no carro em caso de

alguma avaria.

Deve-se tomar cuidado com o comportamento do óleo no motor em manobras

mais duras e alguns sistemas para equipes principiantes pode mais atrapalhar do que

ajudar, é o caso do turbocompressor e dos sistemas de lubrificação externas.

Capítulo 12 A e B – Modelagem de motores:

A modelagem do motor serve para mostrar ao estudante como funcionam os

princípios termodinâmicos e o comportamento dos gases resultantes do funcionamento

do mesmo. Serve também para dar uma noção da performance, harmonia dos

componentes além de poder fornecer com alguma margem de erro alguns dados

números importantes, como o torque e potência. Além disso é possível, pela

visualização da usina de força em plataforma virtual, visualizar melhoramentos que

podem ser feitos para extrair a maior eficiência energética.

Nas válvulas de admissão e escape o fluxo através das válvulas é muito

importante para a massa total do cilindro preso e as válvulas conectadas aos coletore. O

fluxo através das válvulas de porta é tridimensional, mas o modelo não mostra esses

pequenos fluxos detalhados diretamente. Assim, precisamos caracterizar as perdas de

fluxo através da válvula como uma perda de zero-dimensional simples que o modelo

possa entender.

Os fluxos de admissão e escape válvulas são caracterizados no modelo como

orifícios planares simples, com um diâmetro ou área variável. A área do orifício é

modificado por um coeficiente de descarga que muda como uma função de elevação da

válvula. Este suficientemente simula a perda de fluxo através da válvula em diferentes

alturas, mas ainda o modelo do motor volta a fluir dados derivados da peça real. A área

do orifício da válvula efetiva é determinado pelo diâmetro de referência da válvula, a

válvula de elevação, e o coeficiente de descarga. Coeficientes de descarga pode basear-

se em função da área da válvula, a área de superfície da válvula, ou tabela de área

mínima.

O tempo da elevação das válvulas e importante para se projetar e conhecer a

performance do motor.

Há quatro efeitos principais a serem considerados com relação a restritor. Estes

efeitos são fluxo de garganta ou asfixia, efeitos de ajuste onda, fluxo supersônico no

difusor, e fluxo de separação.

O meio primário da perda de fluxo do restritor é simplesmente a sua capacidade

para bloquear a entrada de fluxo de massa e, assim, limitar o potencial de fluxo global

do motor. Para começar, o modelo do motor deve se esforçar para capturar o potencial

fluxo constante de base do restritor. Mesmo que o fluxo através do restritor não é o

estado estacionário durante a operação do motor, este ainda é um bom lugar a começar a

verificar a modelagem do restritor.

Capítulo 13- Sistemas auxiliares do motor:

São vários os sistemas periféricos do motor, começando pela admissão ela pode

ser por injeção eletrônica, injeção direta ou carburador. Segundo o livro equipes até

tentam usar sistemas de alimentação por carburador, mas a grande parte não obtém

êxito. (Na minha opinião pessoal, só equipes pequenas por falta de recurso tentam o

carburador, este não deve funcionar por causa do restritor de ar, este limita a entrada de

ar, favorecendo em alguns momentos na competição o enriquecimento da mistura e,

quando a mistura não estfá devidamente equalizada, em marcha lenta o motor tende a

apagar em em movimento a perda de desempenho).

O escapamento deve ser bem projetado visto que seu calor não deverá atingir o

piloto nem as linhas de combustível. É válido a equipe adiquirir um medidor de ruídos

para os testes com o escapamento.

Sobre o sistema de arrefeciemto, o liquido refrigerante deve ser água pura e o

piloto deve estar protegido contra qualquer spray de líquido quente que possa o atingir.

Sobre as linhas de combustível devem ser protegidas do calor e suas passagens

do tanque para o motor não devem ser de plástico pois poderia causar ou agravar um

incêndio.

Capitulo 17- Peso:

O peso, além de sua importância na eficiência dinâmica em aceleração e

tranferências laterais e economia de combustível, para os jurados é tão importante que

eles verificam se a equipe conseguiu aquele peso por sorte ou se já havia alguma

estimativa sobre esse dado.

As reduções de peso devem ser feitas com consciência. Tirar algum tipo de

material pode afetar na resistência do conjunto, então equipes calouras devem ter

cuidado ao realizar esse tipo de processo.

Capitulo 18- Lista de materiais:

O BOM é muitas vezes mais do que apenas uma lista de peças, especialmente na

indústria automotiva, porque geralmente contém muito mais informação do que apenas

uma lista de peças. Não só ela pode conter o nome da peça, o número da peça e

quantidade, pode listar o próximo conjunto, o torque sobre os fixadores, e a fonte da

peça. Junto com o desenho real da parte, é o documento principal que o engenheiro de

projeto usa para transmitir seus projetos para o mundo. O BOM é uma espécie de

Bíblia do engenheiro. É responsabilidade do engenheiro construir o BOM para suas

peças ou sistema. E essa construção deve começar logo no início do processo de

desenvolvimento. Não deve ser uma reflexão tardia, pois ele tem muitos usos. ”Não é

apenas para o Relatório de Custo!”

A lista de materiais é normalmente dividido em seções principais, de modo que

se a empresa tem todos os produtos múltiplos sistemas semelhantes estão listados no

mesmo grupo. Com um automóvel todos os componentes de freios estão em um grupo,

todos os de motores estão em outro.

Busque uma sequência lógica para listar seus componentes, a própria lista já traz

como exemplo de preenchimento.

Capítulo 19 A e B- Fabricação do carro:

No processo de fabricação deve-se conhecer os materiais, as resistências dos

mesmos e nesse processo, o engenheiro deve agir com humildade e ouvir os técnicos

experientes responsáveis pelo processo. Além disso deve saber como funciona o

material na condição de uso sob a qual o componente vai ser submetido.

Se você precisa encomendar um alargador tamanho especial, ou alguma outra

ferramenta de corte, e tentar identificar essa ferramenta como no início do processo de

usinagem, encomende a ferramenta. Dessa forma, a ferramenta deve estar em suas mãos

pelo tempo que precisar dele. Sempre inspecionar qualquer ferramenta ou material pedir

assim que se recebê-lo, para garantir que é o tamanho correto e a configuração

necessária para a sua parte. Fornecedores por vezes, cometem erros e enviam a

ferramenta de tamanho errado. Você prefere saber o alargador que você pediu é de

0,005 "(0,12 mm) de tamanho grande quando você recebê-la, ao invés disso descobrir

depois de seis horas de tempo de usinagem investidos?

Como no desenvolvimento de softwares, o componente desenvolvido deve ter

alta manutenibilidade, qualidade que faz com que a manutenção seja simplificada e que

futuros upgrades sejam possíveis.

Sobre os cuidados com as ferramentas, cuidar para que não haja resíduos após a

utilização, borrifar um pouco de óleo de base sintética, todas elas devem ser guardadas

para eventuais consultas após a utilização, ferramentas de precisão requerem cuidados

especiais.

O uso adequado de qualquer máquina ou ferramenta começa com formação

adequada. Ler e entender o manual do operador é importantíssimo para segurança e

desempenho, além de treinamento necessário. Isso pode ser tão simples como uma

orientação 10 minutos (para um moedor de pedestal), ou poderia ser de vários dias de

treinamento (torno CNC, jato de água). Devemos sempre estar totalmente familiarizados

com os layouts e os controles de qualquer máquina ou ferramenta que estiver a operar.

Você deve instintivamente deve saber onde é desligamento de emergência .

Treinamento com pessoas habituadas é importante.

Não tente fazer uma máquina de fazer algo que não é projetado para fazer!

Óculos: São importantes para a proteção dos óleos.

Orelhas: Se a máquina estiver operando com grande emissão de ruídos, obter

proteção, deve ser usado protetor auricular.

Respiratório: Algumas operações de usinagem desprendem gases, fumaça ou

vapores de fluidos de corte. A maioria destes pode ser prejudicial, se inalado. Peças de

roupa em m tanque de solvente cria vapores orgânicos. Tornos CNC e usinas criar

neblina que é mais pesada do que as partículas de ar e geralmente podem ser tratadas

com uma máscara de papel descartável. Fumo e vapores orgânicos (a partir do tanque de

solvente) requerem o uso de um respirador, com um filtro de cartucho de vapor

orgânico. Quaisquer outros produtos químicos que você está trabalhando pode exigir

outros tipos de filtração..

Pelé: Ao trabalhar com produtos deve proteger as mãos com luvas de

comprimento deve-se proteger a área em contato com solventes orgânicos. Se em uma

posição onde existe a possibilidade do produto químico que está usando poder espirrar

em você, usar um avental de química, e viseira completa.

Cabelo: Cabelo longo deve ser firmemente amarrados para trás. Cabelo preso em

máquinas irá resultar em ferimentos ou morte.

Tênis: Devem ser apropriados para o tipo de atividade que se executa.

Roupa. Quando se trabalha em torno de máquinas com peças de giro, a principal

coisa a lembrar é a de não usar qualquer coisa solta.

 

Queimaduras: Proteja-se de soldagem de radiação e queimaduras por usando um

capacete de soldagem, casaco e luvas de soldagem.

Deve haver extintores para no caso de alguma eventualidade, pois nem sempre o

corpo de bombeiros socorrerá em tempo hábil.

“Cabe a você para garantir a sua própria segurança e a segurança de outras pessoas

ao seu redor. Se parece que uma prática insegura, provavelmente é. Use seu bom senso

para determinar se você está cansado demais para estar operando equipamentos

perigosos. Outra boa prática é nunca trabalhar na oficina mecânica sozinho. Se algo

acontecer com você, suas chances de sobrevivência são muito maiores se alguém no

local é capaz de ajudá-lo.”

E se tudo de errado, tenha um kit de primeiros socorros!

Capitulo 20- Ajustes do motor:

Os ajustes do motor devem ser feitos seguido alguns parâmetros tendo como

objetivo a redução do desgaste, a eficiência de funcionamento e economia de

combustível. Regulagem da mistura carburante, pressão do injetor, ponto de ignição,

regulagem de válvulas, etc.

Algumas centrais eletrônicas, por meio de alguns sensores pode ajustar alguns

parâmetros de funcionamento de acordo com o uso ou a necessidade.

Capítulo 23- Na competição:

A competição acontece ao longo de 3 dias. O primeiro dia de competição é para

os eventos estáticos, e os eventos dinâmicos são executados no segundo e terceiro dias.

A primeira coisa a se fazer é o registo como este é onde os membros individuais

da equipe receberão suas credenciais e passes, e a equipe vai receber um pacote de

informações, incluindo a onde e quando realizará as provas. No momento da inscrição a

equipe será atribuída a um boxe.

Primeiramente acontece a inspeção técnica, caso a equipe não esteja de acordo,

não compete. O motorista deve conseguir sair do carro em no máximo 5 segundos,

depois disso, o carro é levado para a mesa de inclinação. Este não deve cair de lá nem

derramar nenhum fluido. Após isso, ele é levado a área destinada a medir os ruídos.

Depois teste de freios, onde o carro deve conseguir parar em linha reta e travar todas as

4 rodas.

No evento de aceleração o veículo deve percorrer uma metragem definida. No

skid pad será testado a aceleração lateral que o veículo será submetido e este deve

percorrer uma demarcação na pista em forma de “8”. No aotoctross, alguns movimentos

de saloom serão feitos. É um teste de resistência geral em menor intensidade.

O endurance acontece no ultimo dia, onde os veículos deve percorrer a distância

de 22 km sem maiores problemas. É um teste de resistência!

Capítulo 25- Evento de custos:

Apesar de ser o evento mais chato da competição, é necessário pois faz com que

haja uma experiência dos integrantes da equipe com um ambiente de mundo real no

quesito escolha de componentes e custo benefício. Ensinar a minimizar o custo de

processos, desperdício de materiais e a seguir regras sobre o uso de materiais além do

primeiro contato com o funcionamento da vida profissional do engenheiro quanto a

normas e organização. Entra nesta lista o BOM e o relatório de custos.

Sempre lembra de preencher corretamente com os dados necessários para que não haja

penalidades.

Capítulo 26- Segurança:

O comitê de regras do FSAE tenta minimizar o máximo os riscos mas cada um

deve fazer sua parte tomando medidas defensivas. Das regras, 90% delas estão

relacionadas a segurança, isso deve ser pensado no habitáculo do piloto(encosto de

cabeça, cinto de segurança), no processo de fabricação do veículo (Adoção de todas as

medidas de segurança necessárias a manipulação de materiais perigosos) e nos casos

onde o veículo será usado fora da competição oficial (Eventos de alta velocidade).

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