PT1595725E - Trem de veículo semi-rígido com barra estabilizadora de comportamento homogéneo. - Google Patents

Description

ΡΕ1595725 1 DESCRIÇÃO "TREM DE VEÍCULO SEMI-RÍGIDO COM BARRA ESTABILIZADORA DE COMPORTAMENTO HOMOGÉNEO" O presente invento refere-se a um trem de veículo automóvel de tipo semi-rígido com barra estabilizadora.

Um trem deste tipo constitui, a maior parte das vezes, um trem traseiro e comporta uma barra transversal tendo um eixo de direcção transversal, nas extremidades da qual se montam rodas rotativas.

Dois braços que se projectam da e ligam a barra transversal à carroçaria do veículo. Cada um destes braços tem uma primeira extremidade ligada à carroçaria de modo articulado em torno de um eixo de articulação respectivo, sensivelmente paralelo ao eixo da barra transversal, e uma segunda extremidade ligada à barra transversal num dos dois pontos de ligação distantes um do outro na direcção do eixo da barra transversal.

Uma barra oblíqua liga a carroçaria à barra transversal e estende-se de modo oblíquo relativamente à barra transversal que suporta as rodas. 2 PE1595725

Uma barra oblíqua deste tipo é, normalmente, designada pelo termo «barra Panhard» ou ainda barra estabilizadora.

Os documentos EP 0458665B e JP 62029406 descrevem um trem de veículo automóvel de tipo semi-rígido com barra Panhard.

Além disso, a barra transversal está, igualmente, ligada à carroçaria por intermédio de elementos elásticos, formados, por exemplo, por amortecedores e molas helicoidais, assegurando uma função de suspensão.

Num trem de veículo deste tipo, a disposição das rodas e as características da barra transversal, bem como dos elementos elásticos de suspensão, permitem assegurar o curso vertical das rodas com uma boa mobilidade vertical, bem como uma função anti-inclinação.

Quanto a si, a barra estabilizadora permite a absorção dos esforços transversais exercidos sobre o trem. O trem formado pela barra transversal associada aos braços, à barra estabilizadora e aos elementos elásticos de suspensão é, por conseguinte, guiado no seu deslocamento relativamente à carroçaria, por braços e pela barra estabilizadora ligada à barra transversal e à carroçaria em pontos de ligação das suas extremidades. 3 ΡΕ1595725

Esta arquitectura de trem semi-rígido com barra estabilizadora apresenta um bom comportamento relativamente aos esforços e um preço relativamente baixo, mas possui, no entanto, um comportamento dissimétrico, em particular, durante os cursos verticais da suspensão.

Com efeito, durante o curso vertical do trem, a barra transversal tem tendência a deslocar-se em rotação em torno dos eixos de articulação dos braços que se projectam da e que se ligam à carroçaria.

No entanto, a barra estabilizadora impõe, igualmente no ponto de ligação entre esta barra e a barra transversal, um movimento de rotação em torno do eixo de articulação da barra obliqua ligada à carroçaria que é perpendicular à barra e não paralelo ao eixo da barra transversal.

Este movimento de rotação é aplicado de modo dissimétrico a uma única extremidade da barra transversal, e provoca uma rotação geral da barra transversal no plano de rolamento, levando uma roda a aproximar-se do eixo longitudinal do veiculo, e a outra a afastar-se do mesmo.

Um comportamento dissimétrico deste tipo coloca problemas de conforto e de segurança e é agravado pela importância do curso vertical do trem, nomeadamente em veículos utilitários. 4 ΡΕ1595725 0 presente invento tem como objectivo resolver estes problemas, definindo um trem semi-rígido com barras estabilizadoras de comportamento quase simétrico.

Com essa finalidade, o invento tem como objectivo um trem de veiculo automóvel do tipo semi-rigido com barra estabilizadora compreendendo: - uma barra transversal tendo um eixo de direcção transversal às extremidades axiais na qual uma primeira e segunda rodas são montadas de modo a poder rodar; um primeiro e um segundo braços que se projectam da e ligam a barra transversal à carroçaria do veiculo automóvel, tendo, cada um, uma primeira extremidade ligada à carroçaria de modo articulado em torno de um eixo de articulação respectivo, paralelo ao eixo da barra transversal, e uma segunda extremidade ligada à barra transversal num dos dois pontos de ligação distantes um do outro na direcção do eixo da barra transversal; e uma barra obliqua relativamente à barra transversal ligando-a à carroçaria e tendo uma primeira extremidade ligada à barra transversal num ponto de ligação mais afastado, na direcção do eixo da barra transversal, do ponto de ligação do segundo braço saido com a barra transversal que do ponto de ligação do primeiro braço saido com a barra transversal, e uma segunda extremidade ligada à carroçaria de modo articulado em torno de um eixo de articulação inclinado relativamente ao eixo da barra transversal, 5 ΡΕ1595725 caracterizado por o eixo de articulação com a carroçaria da extremidade do segundo braço saido ligado à barra transversal num ponto mais afastado do ponto de fixação da barra obliqua, estar desfasado, verticalmente e por um valor determinado, para baixo, relativamente ao eixo de articulação do primeiro braço.

Parece que, graças ao desfasamento dos eixos de articulação, dos braços que se projectam e que estão montados na carroçaria, a dissimetria geral do trem é fortemente diminuída e permanece limitada em todas as situações funcionais.

De acordo com outras características do invento: - o referido valor determinado do desfasamento vertical entre os eixos de articulação dos braços montados na carroçaria, está compreendido entre 5 e 20 milímetros; - o referido valor determinado do desfasamento vertical entre os eixos de articulação dos braços montados na carroçaria é de 10 milímetros. O invento será melhor compreendido após a leitura da descrição que se segue, dada apenas a título de exemplo e fazendo referência aos desenhos em anexo, nos quais: - a Fig. 1 é uma vista esquemática em perspectiva do trem do invento; - a Fig. 2A é uma vista de cima esquemática do trem do invento; 6 ΡΕ1595725 - a Fig. 2B é uma vista lateral esquemática do trem do invento; e - a Fig. 3 é um gráfico que representa traçados de desempenho comparativos ente o trem do invento e um trem de referência de acordo com a técnica anterior.

Na figura 1 representou-se, esquematicamente e em perspectiva, um trem traseiro de acordo com o invento, enquanto as figuras 2A e 2B são, respectivamente, vistas de cima e de lado. 0 trem compreende uma barra 2 transversal que se estende segundo um eixo de direcção transversal. Uma primeira e uma segunda rodas 4A e 4B são montadas de modo a poderem rodar nas extremidades axiais da barra 2 transversal por intermédio de mangas de eixo 6A e 6B de modo clássico.

Define-se um referencial ortonormal formado por um eixo longitudinal OX e um eixo transversal OY do veiculo num plano sobre o qual assentam as rodas 4A e 4B, correspondente ao plano de rolamento do veiculo automóvel, e um eixo vertical OZ perpendicular a esse plano. 0 eixo OX corresponde ao eixo longitudinal do veiculo e o eixo OY corresponde ao eixo da barra 2 transversal. 7 PE1595725

Na forma de realização descrita, a barra 2 transversal é uma barra transversal deformável que compreende uma parte central com uma secção obliqua de grande flexibilidade e torção, e rigida em flexão. Suporta, em cada extremidade, as mangas de eixo 6A e 6B que suportam, respectivamente, as rodas 4A e 4B. A barra 2 transversal é solidária, por exemplo por soldadura, com um primeiro e segundo braços 8A e 8B que se projectam da que se ligam à carroçaria do veículo automóvel. Os braços 8A e 8B estão ligados à barra 2 transversal pelas suas extremidades 10A e 10B, distantes uma da outra na direcção da barra 2 transversal.

Na forma de realização descrita, os braços 8A e 8B estendem-se num plano sensivelmente horizontal, segundo o eixo longitudinal, e num sentido que lhes permite oporem-se às forças exercidas sobre as rodas 4.

As extremidades 12A e 12B dos braços 8A e 8B que se projectam e que estão montadas de modo articulado na carroçaria do veículo por intermédio de articulações 14A e 14B elásticas, em torno, respectivamente, de eixos 16A e 16B paralelos ao eixo da barra 2 transversal. 0 trem comporta, igualmente, uma barra oblíqua, dita barra estabilizadora ou barra «Panhard» 18, tendo uma primeira extremidade 18A ligada à barra 2 transversal e uma segunda extremidade 18B ligada à carroçaria do veículo. 0 ΡΕ1595725 ponto de ligação da extremidade 18A da barra 18 com a barra 2 transversal está mais afastado, segundo a direcção da barra 2 transversal, do ponto de ligação 10B do segundo braço 8B com a barra 2 transversal, que do ponto de ligação 10A do primeiro braço 8A com a barra 2 transversal.

Tal como está representado nas figuras 2A e 2B, a barra 18 está colocada de modo obliquo relativamente à barra 2 transversal, num plano aproximadamente paralelo ao plano de rolamento. Além disso, a barra 18 estende-se de modo oposto aos braços 8A e 8B a fim de compensar um fenómeno conhecido sob o nome de viragem de rodas induzida sob esforço. A extremidade 18A da barra 18 está ligada à barra 2 transversal por uma articulação 19, enquanto a extremidade 18B está ligada à carroçaria por uma articulação 20 permitindo uma montagem de modo articulado da barra 18 em torno de um eixo 22 sensivelmente perpendicular à barra 18 e não paralelo ao eixo da barra 2 transversal.

Além disso, a suspensão do trem é assegurada por elementos elásticos de suspensão formados, por exemplo, por amortecedores e molas helicoidais permitindo assegurar a orientação vertical do trem durante movimentos da suspensão. 9 ΡΕ1595725 A disposição da barra 18 está prevista para optimizar as viragens induzidas. Além disso, as posições verticais dos pontos de fixação dos braços 8A, 8B à carroçaria contribuem para reduzir ao máximo os movimentos laterais do trem.

Tal como está representado, relativamente às figuras 1 e 2B, no trem do invento, o eixo 16B de articulação 14B que permite a fixação entre a carroçaria e o segundo braço 8B, ou seja, o braço mais afastado do ponto de ligação 18A entre a barra 2 transversal e a barra 18 obliqua, está paralelo ao eixo 18A da articulação 14A de fixação do primeiro braço 8A à carroçaria, ao mesmo tempo que está desfasado, verticalmente e para baixo, com um desfasamento com um valor determinado, denominado por E.

As extremidades 12A e 12B dos braços 8A e 8B que se projectam e que estão num mesmo plano vertical mas em dois planos diferentes, paralelos ao plano de rolamento, e os dois braços 8A e 8B que se projectam, embora estando os dois sensivelmente colocados na horizontal, não são coplanares. 0 desfasamento vertical E, entre os pontos de fixação dos braços 8A e 8B com a carroçaria, é variável em função dos parâmetros do trem.

De um modo vantajoso, o desfasamento vertical E está compreendido entre 5 mm e 20 m e, de preferência, como 10 ΡΕ1595725 é o caso na forma de realização descrita, o desfasamento vertical E é fixo em 10 mm. O trem do invento apresenta, desse modo, uma dissimetria voluntária no que se refere ao seu engate na carroçaria. Durante os movimentos verticais da suspensão, a barra 18 estabilizadora provoca uma acção dissimétrica que se opõe e é, parcialmente, compensada pela dissimetria do engate do trem à carroçaria.

Desse modo, tal como representado relativamente à figura 2B, correspondendo a uma vista lateral do trem segundo a direcção indicada por II, os braços 8A e 8B descrevem arcos de circulo diferentes, centrados em eixos de articulação respectivos 16A e 16B.

Parece, por conseguinte, que as trajectórias indicadas por C10A e C10B, dos pontos de ligação das extremidades 10A e 10B dos braços 8A e 8B com a barra 2 transversal, são diferentes, tal como representado nesta figura 2B.

Na figura 3 representaram-se traçados de desempenhos comparativos entre o trem do invento, tal como descrito relativamente às figuras 1 e barra 2 transversal, e um trem de referência de acordo com a técnica anterior, construído de modo semelhante mas em que os eixos de fixação dos braços estão alinhados vertical e transversalmente. 11 ΡΕ1595725

Neste gráfico, o curso vertical é definido pelas ordenadas, e uma medida do ângulo formado pela roda com o eixo do veiculo, ou convergência, convertido em distância relativamente ao diâmetro da roda, é definido pelas abcissas. 0 curso positivo por cima do eixo das abcissas é denominado curso em compressão, enquanto o curso negativo é denominado curso em expansão.

No gráfico 3, as curvas referenciadas C4A' e C4B' representam a evolução do ângulo formado por cada uma das rodas respectivas do trem de referência cujos braços de fixação estão colocados no mesmo nivel e articulados de acordo com eixos alinhados.

As curvas C4A e C4B representam a evolução do ângulo formado por cada uma das rodas 4A e 4B do trem de acordo com o invento, com o eixo longitudinal do veiculo.

Cada par de curvas compreende dois arcos de circulo com curvaturas opostas. As curvas C4A' e C4B' do trem de referência são quase tangentes numa parte do dominio, enquanto que as curvas C4A e C4B se cruzam duas vezes.

Desse modo, as curvas de referência C4A' e C4B' apresentam uma zona na qual, praticamente, se confundem, o 12 ΡΕ1595725 que traduz um comportamento sensivelmente simétrico das duas rodas nessa parte do dominio de curso em expansão.

No entanto, a partir de um valor limite de curso em expansão, a dissimetria cresce fortemente para atingir uma dissimetria muito forte ΔΡ' com 110 mm de curso de suspensão em expansão. O ângulo formado pelas rodas com o eixo longitudinal do veículo evolui sempre no mesmo sentido, aumentando para uma roda e diminuindo para a outra, pelo que o trem de referência é levado a fazer um movimento de rotação unidireccional no plano de rolamento.

Inversamente, a situação respectiva das rodas 4A e 4B do trem do invento é invertida em cada intersecção das curvas C4A e C4B. A rotação do trem no plano de rolamento não se faz, por conseguinte, sempre no mesmo sentido mas é invertida em cada intersecção, evoluindo os ângulos que formam cada uma das rodas 4A e 4B de modo inverso, afastando-se e, depois, aproximando-se do eixo OX do veiculo. O trem do invento apresenta um comportamento dissimétrico em toda a gama de funcionamento excepto para os cursos correspondentes às intersecções das curvas C4A e C4B. 13 ΡΕ1595725

No entanto, esta dissimetria é reduzida e é sempre inferior a um valor de limiar ΔΡ em toda a gama de funcionamento pelo que a amplitude máxima da dissimetria é fortemente diminuída relativamente ao trem de referência.

Para os dois pares de curvas, os pares de gráficos correspondentes à suspensão em compressão que se estendem por cima do eixo das abcissas, apresentam uma dissimetria fraca que testemunha um comportamento sensivelmente simétrico.

Devido ao desfasamento dos pontos de fixação dos braços na carroçaria, o trem do invento apresenta, por conseguinte, um comportamento dissimétrico na quase totalidade do domínio de funcionamento, mas com uma dissimetria reduzida e limitada o que dá origem a um comportamento mais estável do veículo, ou seja, mais simétrico no conjunto.

Uma configuração deste tipo é, além disso, muito pouco dispendiosa no que se refere à sua execução. Com efeito, não é adicionado qualquer elemento e apenas o ponto de fixação de um dos braços que se projectam da e que se ligam à carroçaria deve ser desfasado.

Numa variante, o trem é montado de modo oposto ao descrito. A barra 18 estabilizadora estende-se, então, a partir de um ponto de fixação com a barra 2 transversal, próximo da extremidade 10B do braço saído 8B, e o eixo 16A 14 PE1595725 da extremidade 12A do braço saído 8A é colocado por cima do eixo 16B da extremidade 12B do braço saído 8B.

Estas diferentes soluções apresentam as mesmas vantagens que o trem descrito a título de exemplo.

Lisboa, 30 de Maio de 2007

Claims (3)

1. PE1595725 1 REIVINDICAÇÕES 1. Trem de veículo automóvel do tipo semi-rígido com barra (18) Panhard compreendendo: - uma barra (2) transversal tendo um eixo de direcção transversal às extremidades (6A, 6B) axiais na qual uma primeira e segunda rodas (4A, 4B) são montadas de modo a poder rodar; - um primeiro e um segundo braços (8A, 8B) que se projectam da e ligam a barra (2) transversal à carroçaria do veículo automóvel, tendo, cada um, uma primeira extremidade (12A, 12B) ligada à carroçaria de modo articulado em torno de um eixo (16A, 16B) de articulação respectivo, paralelo ao eixo da barra (2) transversal, e uma segunda extremidade ligada à barra (2) transversal num dos dois pontos (10A, 10B) de ligação distantes um do outro na direcção do eixo da barra (2) transversal; e - uma barra (18) Panhard montada de modo oblíquo relativamente à barra (2) transversal ligando-a à carroçaria e tendo uma primeira extremidade (18A) ligada à barra (2) transversal num ponto de ligação mais afastado, na direcção do eixo da barra (2) transversal, do ponto (10B) de ligação do segundo braço (8B) saído com a barra (2) transversal que do ponto (10A) de ligação do primeiro braço (8A) saído com a barra (2) transversal, e uma segunda 2 ΡΕ1595725 extremidade (18B) ligada à carroçaria de modo articulado em torno de um eixo (22) de articulação inclinado relativamente ao eixo da barra (2) transversal, caracterizado por o eixo (16B) de articulação com a carroçaria da extremidade (12B) do segundo braço (8B) saído ligado à barra (2) transversal num ponto (10B) mais afastado do ponto (18A) de fixação da barra (18) Panhard oblíqua, estar desfasado, verticalmente e por um valor determinado, para baixo, relativamente ao eixo (16A) de articulação do primeiro braço (8A).
2. 2. Trem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido valor (E) determinado do desfasamento vertical entre os eixos (16A, 16B) de articulação dos braços (8A, 8B) montados na carroçaria, estár compreendido entre 5 e 20 milímetros.
3. 3. Trem de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o referido valor (E) determinado do desfasamento vertical entre os eixos de articulação dos braços (8A, 8B) montados na carroçaria, ser de 10 milímetros. Lisboa, 30 de Maio de 2007