A nova geração dos sistemas de direção

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Imagine um minúsculo hamster de 175 gramas dentro de uma gaiola presa ao volante de um caminhão de 15 toneladas. Mesmo parecendo algo insano e sem propósito, continue imaginando que – deslocando uma cenoura um operador atraia o animal para a direita ou para a esquerda. Sempre com o hamster “ao volante”, aumente o nível de complexidade da situação engatando a primeira marcha e dando partida no caminhão. Agora, coloque esse inusitado conjunto numa mina a céu aberto, com solo extremamente irregular e ruelas estreitas cercadas por abismos.

Pois bem, pode parar de imaginar porque tudo isso aconteceu de verdade. De fato, a experiência ocorreu recentemente na Espanha, o hamster se chama Charlie e essa foi a insólita forma que a Volvo Trucks encontrou para demonstrar a facilidade que um sistema de direção elétrica pode oferecer a caminhões pesados. “A proeza desse hamster integra um dos muitos testes espetaculares envolvendo os novos modelos de nossos caminhões”, frisa Claes Nilsson, presidente mundial da Volvo Trucks.

Upgrade

FMXPrimeiro sistema de direção com conceitos elétricos para caminhões do mundo, o recurso integra a linha FMX – para aplicações fora de estrada – da multinacional sueca. Denominada “Direção Dinâmica” (Dynamic Steering), a solução da Volvo já é considerada como uma segunda evolução dos sistemas de direção para caminhões. O primeiro avanço, assim como ocorreu com os automóveis de passeio, foi o upgrade da direção mecânica para a hidráulica. Mas agora, o futuro aponta para a tecnologia elétrica como novo padrão da indústria.

Tecnicamente, a novidade é um misto que combina direção hidráulica convencional com um motor elétrico, controlado eletronicamente e acoplado ao eixo de direção. “A baixas velocidades, mesmo caminhões totalmente carregados ficam tão leves que é possível manobrá-los com apenas um dedo”, explica Jan-Inge Svensson, engenheiro que trabalhou no desenvolvimento do software que controla o sistema. “Ao trafegar por estradas, esse sistema dinâmico oferece estabilidade direcional incomparável.”

Nessa tecnologia, a tarefa do motor elétrico é justamente aumentar a sensibilidade de direção em cada momento da operação. Para tanto, os sensores do sistema influenciam o motorista a dirigir em linha reta, reduzindo automaticamente a interferência da superfície da estrada, que pode desestabilizar o volante em determinadas circunstâncias.

Plataforma

O sistema de direção elétrica, no entanto, ainda não é disponibilizado para o mercado brasileiro. Assim como a Volvo, montadoras como Scania, MAN e Iveco continuam focadas nos sistemas de direção hidráulica. “Realmente, a direção mecânica é muito pesada para o motorista e, por isso, há algum tempo não é mais utilizada em caminhões”, afirma André Favareto, responsável pela área de assistência técnica da Scania no Brasil.

Já a direção hidráulica, ou servo-assistida, permite diminuir o diâmetro do volante, proporcionando maior conforto ao motorista e ao próprio sistema hidráulico. “Esse sistema é composto por bomba hidráulica, reservatório, tubulação e válvula para o controle do sistema hidráulico”, explica o especialista.

Diretor de desenvolvimento de produtos da Iveco, Marcello Motta explica que o sistema de direção é conceitualmente mecânico, sendo que o acionamento para aliviar os esforços do motorista é que pode ter um conceito elétrico ou hidráulico. “Sendo assim, a bomba hidráulica é ligada a um motor hidráulico que, por sua vez, usa a pressão transmitida com o fluido para acionar a parte do sistema mecânico e reduzir a força empregada pelo motorista”, pontua.

Motta pondera que o motor elétrico tem a mesma função do hidráulico e que, em ambos os casos, há situações nas quais o motor está na coluna de direção e, em outras, na caixa de direção. “A principal vantagem que um sistema elétrico pode oferecer é o menor consumo de combustível”, diz ele. “E a desvantagem é que atualmente esta é uma tecnologia ainda muito restrita aos veículos de passeio de luxo.”

João Herrmann, supervisor de marketing do produto da MAN, ressalta que o menor consumo de combustível é algo natural nos sistemas elétricos, pois são acionados pela energia das baterias (carregadas pelo alternador), enquanto o conjunto hidráulico formado por motor e bomba recebe energia diretamente do motor diesel do caminhão.

Facilidade

IB_S_CONTENT_DESCRIPTIONWRITER =Sejam elétricos ou hidráulicos, os novos sistemas de direção visam a facilitar a condução em qualquer ambiente off-road, incluindo canteiros de obras e lavras de minério. Nesses casos, Herrmann destaca que os sistemas de suspensão e direção não diferem muito entre um caminhão estradeiro e um fora de estrada. “O que existe é uma nova configuração de geometria, na qual os ângulos são ajustados para ambientes off-road”, descreve. Assim, o ângulo mais afetado é o do cáster, responsável pelo torque autoalinhante do veículo. “Ele deve ser aumentando nos caminhões fora de estrada, para que não gere esforço indesejável no volante”, explica Herrmann.

Outro fator peculiar que exige a aplicação de um cáster com ângulo maior em modelos destinados a operações em minas ou canteiros de obras – é a deformação da mola durante a frenagem, uma característica do sistema de suspensão tecnicamente conhecida como wind up. “Se esse atributo não for corrigido para ambientes off-road, a operação pode gerar esterçamento durante a frenagem e consequente desequilíbrio do veículo”, diz o especialista da MAN, lembrando que todos os outros ângulos ligados aos sistemas de direção e suspensão – como câmber, convergência, alinhamento de direção etc. – não requerem alterações significativas.

Herrmann acentua ainda que a principal diferença dos caminhões rodoviários destinados ao mercado fora de estrada reside principalmente na robustez do sistema como um todo, incluindo caixa, terminais, drag link e demais componentes.

Tecnologias

O avanço da hidráulica também abarca os sistemas de direção de equipamentos off-road. Entre opções hidrostáticas, hidromecânicas e eletrohidráulicas, as mais avançadas da atualidade são as que permitem operação à distância, por meio de GPS.

É o caso da direção eletrohidráulica produzida pela Danfoss Power Solutions, antiga Sauer Danfoss. Em combinação com GPS, a solução é utilizada em equipamentos como tratores agrícolas, pulverizadores e colheitadeiras, consistindo basicamente de um controlador de direção acoplado à máquina. Por meio da antena instalada no teto do equipamento, o componente recebe informação do satélite e a direciona para as válvulas eletrônicas acopladas à direção hidrostática. O comando então aciona os cilindros hidráulicos que, por sua vez, determinam o direcionamento das rodas.

Opcionalmente, esse sistema pode ser complementado por outras tecnologias, como o amplificador de torque com válvulas prioritárias, uma solução que permite o redirecionamento do óleo da direção para outros componentes da máquina. Outra tecnologia acoplada é o amplificador de vazão. Nesse caso, a ação é inversa, com mais óleo enviado para o cilindro hidráulico da direção. Obviamente, isso resulta em perda de torque do equipamento, mas também aumenta a eficiência da direção, diminuindo a quantidade de voltas no volante necessárias para manobrar o equipamento.

Gerente geral da Danfoss Power Solutions, Dirnei Antonio Datti lembra que algumas tecnologias de direção por GPS são mais antigas e já bem conhecidas no setor, porém bem menos eficientes. “São sistemas cujo sinal de GPS é enviado para uma espécie de conjunto de direção independente, com acionamento direto no volante”, explica. “A diferença da nossa tecnologia é que o sinal é enviado ao conjunto hidrostático da direção, deixando a operação muito semelhante à manual, mas com os benefícios de produtividade e precisão que o GPS oferece.”

Fonte: Revista Manutenção & Tecnologia

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Um comentário em “A nova geração dos sistemas de direção

  • 06/01/2014 em 18:15
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    Já ví muitas tecnologias serem criadas para os veículos comerciais de grande porte e depois aparecerem nos carros de passei. Isso ocorreu por anos aqui no Brasil devido a concorrência. Por alguns anos os caminhões ficaram mais avançados em tecnologia de segurança e funcionamento do conjunto de transmissão que os carros de passeio.
    A tecnologia de direção elétrica para caminhões podemos considerar que veio um pouco tarde, carros aqui no país já possuem esta tecnologia desde de 2000 a exemplo do Fiat Stilo.

    Toda tecnologia é muito bem vinda, além de conforto trás também segurança. Pena que os nossos motoritas não estão preparados para estas evoluções, em sua grande maioria tratam o caminhão com uma ferramente rústica e que deve ser operada a “pé”. Isso não cola mais nos novos caminhões. Quer um exmplo?

    O acelerador na geração de motores diesel eletrônico deixou de ser uma simples “válvula de alívio” para ser uma interface de comunicação com o motor, dependendo da situação tu esta falando para a central que o caminhão enfrenta uma subida e que há espaço para mais velocidade, portanto utiliza-se o curso completo do acelerador. E por ai vai.

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