CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA – CEFET/RJ

PROJETO DO PROTÓTIPO DE FÓRMULA SAE

Caio Lucas

Lucas Pedro

Marcela Caldas

Pedro Weyll Adnet Barbeitas

Pedro Fernandéz

Pedro Henrique Esteves

Rodrigo Freitas

Carlos Alberto Salgado Carrilho

Professor orientador: José Paulo Vogel

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Rio de Janeiro

Novembro 2015

Agradecimentos

Primeiramente, gostaríamos de agradecer ao Professor Vogel, não apenas

pela oportunidade de aprendizado que foi obtido através do trabalho solicitado, mas

também pela sua incansável luta diária por nós, alunos, para que tenhamos sempre

um ensino qualificado e de oportunidades. Não podemos deixar de citar também os

professores Helder e Cristian, que através das disciplinas de Cálculo e Desenho,

respectivamente, nos forneceram toda a base necessária para realização deste

projeto.

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RESUMO

O relatório aqui apresentado tem como fim relatar o planejamento e a execução

da fabricação de um protótipo de Fórmula SAE por alunos do 1º período de

Engenharia Mecânica, ministrados pelo professor José Carlos Vogel na disciplina de

Introdução a Engenharia.

Palavras-Chave: Fórmula SAE, Engenharia Mecânica, protótipo

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ABSTRACT

The meaning of this report is to show the planning and execution of building

the formula SAE prototype by the first period of mechanical engineering students,

which have been taught by José Carlos Vogel on the engineering introduction class.

Keywords: Fórmula SAE, MechanicalEngineering, protoype

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Sumário1. Introdução...........................................................................................................................6

2. Desenvolvimento...............................................................................................................7

2.1. Motor...........................................................................................................................7

2.2. Design.........................................................................................................................7

2.3. Chassi.........................................................................................................................8

2.4. Anexos........................................................................................................................8

2.4.1. Custos.................................................................................................................8

2.4.2. Desenhos............................................................................................................9

2.4.3. Protótipo..............................................................................................................9

2.4.4. Cálculo.....................................................................................................11

3. Considerações Finais......................................................................................................11

4. Referências Bibliográficas..............................................................................................11

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1. Introdução

O Projeto Fórmula SAE, iniciado no Texas, começou com o intuito de tornar os

estudantes de Engenharia mais aptos e com experiência para iniciar o mercado de

trabalho. Nele, os estudantes concebem, projetam, fabricam e competem com

pequenos carros de corrida fabricados no estilo fórmula. O representante dessa

modalidade no CEFET/RJ é a equipe Alpha, que participa dessa competição

anualmente. E com o intuito de conhecer um pouco mais da extensão e estar adentro

dos projetos da equipe.

Com isso, foi proposto em sala a formulação de um protótipo de um carro com

base no projeto da equipe Alpha. Com isso, foram estabelecidos alguns critérios:

A pista deverá ser reta de 06 m;

Correrão dois carros de cada vez;

O sistema de partida deverá ser manual com cronometragem também manual;

Limite da tensão de alimentação do motor igual a 3,0 V;

A carroceria e o chassi ficam a critério do grupo;

Rodas e transmissão também ficarão a critério do grupo;

Fonte de alimentação, pilhas ou baterias é de livre escolha;

O memorial de cálculo de transmissão é obrigatório;

Desenhos construtivos e plantas serão obrigatoriamente manuais (desenho à

mão

livre); o grupo poderá apresentar desenhos em CAD (bidimensional e/ou

tridimensional), porém deverão constar do apêndice do trabalho teórico;

O item acuracidade (aproximação entre o tempo real e o calculado para

percorrer

a pista) constará de uma planilha de avaliação. A acuracidade será avaliada

independente da competição de duplas, ou seja, com um único carro na pista,

ou

mesmo durante a corrida;

Quanto à avaliação construtiva dos carros, apenas o uso do motor indicado

previamente será exigido;

Deverá ser escolhido entre os grupos (equipes) um capitão para as reuniões

orientativas do evento;

As equipes deverão trazer máquinas fotográficas para filmar a partida e a

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chegada de cada bateria (dois carros). Em caso de dúvidas, os juízes

consultarão as imagens obtidas;

Depois de analisar todos as regras do desafio e estudar as possibilidades para

esse projeto, a equipe SAG dividiu as tarefas para facilitar o desenvolvimento.

2. Desenvolvimento

Quando iniciado o projeto, foi acordado na equipe a utilização de materiais

antigos para sua composição. E partimos da decisão que seria reutilizado um carrinho

de controle remoto antigo de um dos integrantes, visando a reciclagem dos materiais.

A partir daí iniciamos o processo.

Como a escolha do carrinho foi visando a reciclagem, tivemos que reestruturá-

lo pois não apresentava padrões Fórmula. Começamos retirando a carcaça e

desenhamos uma nova bem aerodinâmica. Inicialmente decidimos usar a La Pluma

para fazer esse material, entretanto, nos deparamos com dificuldade para esculpir.

Então, foi utilizado a Fibra de Vidro, pois apresentava mais resistência, um peso leve e

um material de fácil manuseio.

E a partir daí, foi desenvolvido. Abaixo detalharemos cada etapa.

2.1. Motor

Conservamos o motor original do carro composto por 4 pilhas de 1,5V.

Porém, como o motor já apresenta um certo tempo de uso e bateria

deteriorada, optamos por utilizar uma Vela de aniversário Júpiter do tipo

Vulcão, para auxiliar na propulsão inicial do carro, buscando uma ideia barata,

rápida e inovadora.

2.2. Design

Com o objetivo final de conquistar a vitória na competição, todo o

desenvolvimento do carro aconteceu com o intuito de se obter um veículo mais

leve e por consequência, mais veloz. Sendo assim, quaisquer componente

julgado como desnecessário foi removido. Ainda com a mesma meta, os pneus

do protótipo foi revestido com uma fita isolante, afim de que o atrito ocasionada

pela mesma com a superfície fosse reduzido.

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Para a carenagem, a partir da carroceria já existente, desenvolveu-se

outra, nos mesmos moldes, utilizando-se resina de fibra de vidro, desmoldador

e tela. Ainda na base desta questão, optou-se por rebaixar a estrutura com a

remoção da suspensão dianteira e a compressão da traseira, afim de se obter

mais estabilidade e otimizar o centro de gravidade do veículo.

2.3. Chassi

Como dito anteriormente, o Chassi utilizado foi reaproveitado de um

veículo já existente dedicado a outros fins, por esse motivo, medidas

precisaram ser adotadas para que fosse utilizado adequadamente.

Primeiramente, foi retirado do mesmo o movimento de curvas através de

componentes eletrônicos e mecânicos, visto que este era dispensável na

competição em questão.

2.4. Anexos

2.4.1. Custos

Como já explicitado, grande parte dos materiais foram

reutilizados de objetos já existentes, sendo assim, foi feito duas tabelas a

fim de relatar os custos do projeto. A primeira com os valores reais gastos

e a segunda com um valor hipotético dos materiais que foram

reutilizados.

Material Custo

Resina de Fibra de Vidro R$ 24,50

Tela/Manta R$ 10,50

Desmoldador R$ 12,00

Pincel R$ 3,90

Fita Isolante R$ 4,50

Total R$ 55,40

Tabela 1 - Custos reais do projeto

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Material Custo

Materiais Reaproveitados R$ 100,00

Resina de Fibra de Vidro R$ 24,50

Tela/Manta R$ 10,50

Desmoldador R$ 12,00

Pincel R$ 3,90

Fita Isolante R$ 4,50

Total R$ 155,40

Tabela 2 - Custos reais + Valor hipotético

2.4.2. Desenhos

2.4.3. Protótipo

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Figura 1 - Protótipo em Desenvolvimento

Figura 2 - Protótipo em Desenvolvimento

Figura 3 - Protótipo Finalizado

2.4.4 Cálculos

Figura 1: A velocidade média do carro entre os instantes t 0 e t

Figura 2: A velocidade do carro no instante t 0, que denotamos por v (t 0)

Figura 3: Aceleração Média e Instantânea

3. Considerações Finais

Evidencia-se, portanto, que a construção do carrinho tipo formula exigiu dos componentes

grande criatividade. Isso porque os mesmo não possuíam conhecimento técnico para a

execução do próprio. Com isso, todos os integrantes se empenharam em fazer o máximo e

melhor com os materiais disponíveis.

4. Referências Bibliográficas

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RODRIGUES, M. Laboratório de Garagem - Tutorial: Como montar um carrinho de controle remoto controlado por Radiofrequência (RF) com Garagino. Disponível em: http://labdegaragem.com/profiles/blogs/tutorial-como-montar-um-carrinho-de-controle-remoto-controlado-po. Acessado em: 02/11/2015

RODRIGUES, M. Laboratório de Garagem - Tutorial: Como utilizar os módulos RF Link (315MHz/434MHz). Disponível em: http://labdegaragem.com/profiles/blogs/como-utilizar-os-modulos-rf-link-315mhz-434mhz. Acessado em: 02/11/2015

RODRIGUES, M. Laboratório de Garagem - Tutorial: Controlando a posição do LED na matriz 8x8 a distância utilizando o Garagino e os Minis RF Shield 315MHz. Disponível em: http://labdegaragem.com/profiles/blogs/tutorial-controlando-a-posicao-do-led-na-matriz-8x8-a-distancia-u. Acessado em: 02/11/2015

RODRIGUES, M. Laboratório de Garagem - Tutorial: Tutorial: Como Montar a Plataforma Robótica Magician. Disponível em: http://labdegaragem.com/profiles/blogs/tutorial-controlando-a-posicao-do-led-na-matriz-8x8-a-distancia-u. Acessado em: 02/11/2015

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