MINISTRIO DA EDUCAO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA MECNICA

PROJETO & FABRICAO DE VECULO TRICICLO PARA

TRANSPORTE URBANO DE CARGAS E PASSAGEIROS

por

Eduardo de Oliveira Cristal

Dissertao para obteno do Ttulo de

Mestre em Engenharia

Porto Alegre, novembro de 2008.

PROJETO & FABRICAO DE VECULO TRICICLO PARA

TRANSPORTE URBANO DE CARGAS E PASSAGEIROS

por

Eduardo de Oliveira Cristal

Engenheiro Mecnico

Dissertao submetida ao Corpo Docente do Programa de Ps-Graduao em

Engenharia Mecnica, PROMEC, da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio

Grande do Sul, como parte dos requisitos necessrios para a obteno do Ttulo de

Mestre em Engenharia

rea de Concentrao: Processos de Fabricao

Orientador: Prof. Vilson Joo Batista, Dr. Eng.

Comisso de Avaliao:

Prof. Fernando Antonio Forcellini, Dr. Eng.

Profa. Mrcia Elisa Soares Echeveste, Dra.

Prof. Jos Antonio Mazzaferro, Dr. Eng.

Prof. Luiz Carlos Gertz, Dr. Eng.

Prof. Flvio Jos Lorini, Dr. Eng.

Coordenador do PROMEC

Porto Alegre, 17, novembro de 2008.

iii

DEDICATRIA

Assim como dediquei a concluso de minha graduao em Engenharia Mecnica, dedico a

conquista desta nova etapa novamente minha pretinha linda, minha muito querida e amada

filha Alexia Pereira Cristal. Uma criana muito especial, que com sua personalidade marcante,

inteligncia e carinho conquista todos em sua volta.

iv

AGRADECIMENTOS

Agradeo inicialmente s minhas duas mulheres, Simone Pereira Cristal e Alexia Pereira

Cristal, minha esposa e minha filha, respectivamente. O amor, a tranqilidade, o carinho, a

ateno e o apoio que elas me proporcionam so fundamentais para que eu atinja meus objetivos.

Nos ltimos anos me tornei uma pessoa totalmente dependente e viciada na companhia destas

duas peruas resmungonas.

Aos meus pais, Paulo Roberto Cristal e Heloisa Helena de Oliveira Cristal, que me

apoiaram incondicionalmente em todas as decises de minha vida. Meus queridos e amados

vios sempre fizeram tudo (e um pouco mais) o que estava ao seu alcance para proporcionar a

mim e a meus irmos toda a estrutura e educao que precisvamos para nos preparar para a

nossa vida adulta. O amor, os ensinamentos, as chineladas, os castigos, os conselhos, o

carinho, o apoio, a ateno, a educao e o incentivo que eles me proporcionaram so

inevitavelmente a base para as minhas conquistas. O sucesso deste dois vinhos como

educadores se traduz nos meus sucessos, como, por exemplo, a concluso deste mestrado. Quero

ter a serenidade e a inteligncia para dar a meus filhos a mesma base que eles me deram.

Aos meus irmos Maurcio de Oliveira Cristal e Thamiris de Oliveira Cristal. Maurcio, ou

Mitio, como aprendi a cham-lo durante a infncia, o irmo mais velho, o primognito, o meu

melhor amigo, a pessoa que foi a frente abrindo o caminho e mostrando as dificuldades, servindo

de exemplo e inspirao. Thamiris, a nossa maninha raspa do tacho e minha primeira

afilhadinha, a quem participei e acompanhei do crescimento e educao, a minha melhor amiga.

Orgulho-me muito de t-los e poder cham-los de meus irmos.

minha cunhada Rosane Ferraro Cristal, minha sobrinha e afilhadinha Mylena Ferraro

Cristal e a meu pequeno sobrinho Pedro Henrique Ferraro Cristal, que vem recheando e

incrementando nossa Grande Famlia.

s minhas avs Dalila Cristaldo e Maria Dadi de Oliveira, progenitoras e responsveis

pelo incio de toda esta Grande Famlia.

v

Aos meus compadres e grandes amigos, Henrique Frelich, Daniela Frelich, Paulo

Nicheli e Luciane de Oliveira. s minhas afilhadas Andrielli Nicheli e Gabriela Frelich.

Pessoas que me fazem muito feliz e me proporcionam grandes momentos de descontrao.

Aos meus scios Eurico Schoenardie, Marcelo Saldanha, Rodrigo Schoenardie e Giovani

Saldanha, que foram grandes parceiros para concluso deste projeto e que apostaram grande

confiana no resultado de meu trabalho.

Aos meus chefes Alberto Schmitt e Roque Bassin que sempre me deram todo o apoio e

liberdade para realizao e concluso do mestrado.

Ao professor, mestre, orientador e amigo Vilson Joo Batista pelo incentivo, orientao,

ateno, disponibilidade e confiana durante as atividades de realizao deste projeto de

mestrado. Sua influncia, experincia e orientao tornaram o mestrado sem dvida alguma uma

atividade mais prazerosa, e tambm foram de grande contribuio para sua concluso.

Finalmente, a todos familiares, amigos e colegas de trabalho que viveram e participaram

comigo desta caminhada.

vi

RESUMO

O presente tema apresenta o desenvolvimento do projeto e fabricao de um veculo de baixo

custo de aquisio, de manuteno e facilidade de utilizao. O projeto foi desenvolvido a partir

da transformao de motocicletas do tipo comerciais para a faixa de cilindrada entre 100 e

150cc, disponveis no mercado. Aps transform-las em um veculo triciclo, agrega-se um

incremento na sua capacidade de carga, e com a devida adequao para o transporte nas

modalidades de cargas e passageiros com a segurana devida. O projeto constitudo de uma

estrutura metlica que tem a funo de chassi de sustentao para a montagem da carroceria

escolhida; de carga ou passageiro. E, esta estrutura tem uma configurao de planta do tipo

triangular, onde o vrtice frontal permite o encaixe e fixao na parte traseira da motocicleta.

Tambm, neste chassi est montada a suspenso traseira composta dos respectivos pares de

molas e amortecedores. A transmisso do eixo traseiro realizada por um conjunto de pinho,

coroa e corrente para adequar a relao de transmisso ajustada para a nova dinmica veicular,

que considerou as capacidades de carga e velocidade final. Esta configurao conta com o

mecanismo de um diferencial, proporcionando maior conforto na conduo do triciclo, bem

como assegurando ao usurio os itens necessrios de estabilidade e segurana veicular. A

fabricao foi desdobrada em duas fases, sendo a primeira de um prottipo para a homologao

do conceito junto ao DENATRAN. Na segunda fase fabricou-se de um lote piloto dentro dos

preceitos da engenharia da mobilidade, e para assim executar os testes em condies reais de uso

para verificao do desempenho veicular propriamente dito. Cinco prottipos fabricados e

submetidos a testes de rodagem em campo foram planejados e realizados em ambiente industrial

para transporte de carga numa rotina sistemtica. Assim, a configurao final resultou num

veculo triciclo formado por vrios conjuntos, que foram devidamente montados para atender aos

requisitos da demanda do cliente, das questes legais e das exigncias da engenharia automotiva.

Finalmente, obteve-se um desempenho geral que foi qualificado como muito satisfatrio, e que

foram monitorados atravs dos seguintes itens como: operacionalidade, consumo e manuteno.

Palavras-chaves: Triciclo de carga. Veculo de baixo custo. Veculo alternativo.

vii

ABSTRACT

Design & Fabrication Project of a Three-wheeled Vehicle for Urban Transport of Loads and

Passengers

This work presents the design and fabrication of a low cost, easy to use vehicle. The

development project was to transform currently available commercial motorcycles with engines

from 100-150cc. These motorcycles are transformed into three-wheeled motorcycles, increasing

their load carrying capacity and adapted to transport loads and passengers with the addition of

necessary safety features. The core of the development is a metallic structure that functions as a

frame to assemble the desired three-wheeled motorcycle configuration, load or passenger. The

structure has a triangular shape and a front point that fixes to the original frame structure at the

back of the motorcycle. A suspension system securing the axle with shocks and springs is fixed

to this frame. Power transmission to this rear axle passes through a series of chains and

sprockets to adjust the ratio to the new load conditions, considering the load capacity and new

maximum speed. The axle itself uses a differential to assure safe, comfortable and predictable

handling of the three-wheeled motorcycle. The fabrication process evolved in two phases, the

first being a prototype for concept homologation with the Brazilian transportation authority -

DENATRAN. The second phase involved pilot production of machines according to the

necessary motor vehicle standards with an objective to realize tests in real working conditions.

Five prototypes were constructed and subjected to such testing, systematically transporting

material in an industrial environment. The resulting final configuration is a three-wheeled

motorcycle formed of several principal assemblies, each assembled according to the needs of the

client and the consequent legal requirements for automotive engineering. The final product

achieved very satisfactory performance according to users when evaluated in the areas of ease

of operation, fuel consumption, and maintenance cost.

Keywords: Load transport three-wheeled motorcycle. Low cost vehicle. Alternative vehicle.

viii

SUMRIO

1 INTRODUO ......................................................................................................................1

2 METODOLOGIA DE PROJETO PROPOSTA .....................................................................3

2.1 Metodologia de projeto do produto...........................................................................................3

3 EXECUO DO PROJETO ................................................................................................11

3.1 Planejamento do Produto ........................................................................................................11

3.2 Concepo de Produto nico..................................................................................................18

3.3 Concepo de Produto em Pequena Srie ...............................................................................29

3.4 Lote Piloto ...............................................................................................................................55

4 RESULTADO E DISCUSSES...........................................................................................58

4.1 Teste de Capacidade de Trao...............................................................................................59

4.2 Teste de Dirigibilidade ............................................................................................................61

4.3 Identificao da Posio do CG ..............................................................................................61

4.4 Clculo da Estabilidade do Veculo ao Capotamento .............................................................65

4.5 Apresentao do Produto ao Mercado ....................................................................................68

4.6 Mdulo Configurador..............................................................................................................69

4.7 Estudo de Custo Operacional ..................................................................................................70

5 CONCLUSO ......................................................................................................................76

Referncias Bibliogrficas ............................................................................................................78

Apndice A....................................................................................................................................81

Apndice B....................................................................................................................................83

Apndice C....................................................................................................................................85

Apndice D....................................................................................................................................87

Apndice E ....................................................................................................................................89

Anexo A ........................................................................................................................................95

Anexo B.........................................................................................................................................96

Anexo C.........................................................................................................................................97

Anexo D ........................................................................................................................................98

ix

LISTA DE SMBOLOS

Inclinao [] A rea da seo [m2]

a Acelerao [m/s2]

C Coeficiente

C Capacidade de tanque [l]

e Superelevao [m/m]

f Coeficiente de atrito

F Fora do amortecedor [N]

g Acelerao da gravidade [m/s2]

H Altura [mm]

i Relao de transmisso

i Taxa de juros [%]

L Distncia [mm]

m Massa do veculo [kg]

M Momento [N.m]

N Distncia [mm]

n Rotao [rpm]

n Tempo [ms]

N Quantidade [un.]

P Valor monetrio [R$]

p Distribuio percentual [%]

PBT Peso bruto total [kg]

Q Densidade do ar [kg/m3]

r Raio dinmico [m]

R Raio de curvatura [m]

rend Rendimento de combustvel [km/l]

R Fora resultante [N]

S Distncia [mm]

x

S Intervalo de distncia [km]

T Torque [N.m]

V Velocidade [km/h]

V Vida til [km]

W Peso [kg]

xi

NDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Procedimento no planejamento do produto proposto por Pahl et al. (2005). ................4

Figura 2.2 Modelo do processo de projeto proposto por Pahl et al. (2005). ...................................5

Figura 2.3 Atividades de concepo do produto dividida em duas fases. Adaptado de Pahl et al.

(2005). ............................................................................................................................6

Figura 2.4 Planejamento do produto e concepo de produto nico - Fase 1.................................8

Figura 2.5 Planejamento e concepo de produto em pequena srie - Fase 2 ................................9

Figura 2.6 Incio da produo em pequena sria e manuteno do produto - Fases 3 e 4 ............10

Figura 3.1 Exemplo de aplicao da motocicleta em transportes urbanos....................................12

Figura 3.2 Histrico de vendas de motocicletas no mercado interno brasileiro. Fonte: Abraciclo.

......................................................................................................................................12

Figura 3.3 Histrico de vendas de automveis no mercado interno brasileiro. Fonte: Anfavea. .13

Figura 3.4 Percentual de vendas de automveis 1000cc no mercado interno brasileiro. Fonte:

Anfavea.........................................................................................................................13

Figura 3.5 Histrico de automveis convertidos para utilizar GNV como combustvel. Fonte:

Anfavea.........................................................................................................................13

Figura 3.6 Transporte perigoso de carga em motocicleta. ............................................................15

Figura 3.7 Reboque de carretas por motocicletas prtica revogada pela Resoluo 69/98. ......15

Figura 3.8 Modelos de sidecar disponveis no mercado brasileiro...............................................16

Figura 3.9 Modelo de triciclo importado disponvel no mercado brasileiro. ................................16

Figura 3.10 Priorizao das Importncias das Caractersticas da Qualidade. ...............................18

Figura 3.11 Conceito explodido para o produto a ser projetado. ..................................................20

Figura 3.12 Estrutura do chassi para a montagem do projeto de produto nico. ..........................20

Figura 3.13 Conjunto da balana e eixo traseiro para a montagem do projeto de produto nico. 21

Figura 3.14 Detalhe da montagem do eixo intermedirio para o projeto de produto nico..........22

Figura 3.15 Detalhe da montagem do eixo traseiro para o projeto de produto nico. ..................22

Figura 3.16 Produto nico utilizado para o processo de homologao.........................................23

Figura 3.17 Ensaio do triciclo sobre bancada do CATERG para verificao de folgas. ..............24

xii

Figura 3.18 Ensaio do sistema de suspenso e freio dinammetro de inrcia do CATERG. .......25

Figura 3.19 Verificao do alinhamento das rodas, CATERG. ....................................................25

Figura 3.20 Ensaio de toro do conjunto.....................................................................................26

Figura 3.21 Ensaio de verificao dimensional. ...........................................................................26

Figura 3.22 Verificao da funcionalidade do diferencial. ...........................................................27

Figura 3.23 Ensaios do triciclo em pista para dirigibilidade.........................................................28

Figura 3.24 Medio da distncia percorrida para frear o veculo a 80km/h................................28

Figura 3.25 Ensaio do freio de estacionamento em rampa. ..........................................................29

Figura 3.27 Viso Geral do Diagrama de Fluxo do Processo .......................................................31

Figura 3.26 Estratgia de TDD utilizado para a estrutura do produto ..........................................32

Figura 3.28 Nveis do TDD para o conjunto bsico do kit triciclo. ..............................................32

Figura 3.29 Nveis do TDD para os conjuntos variveis e opcionais, A, B, C e D. .....................33

Figura 3.30 Sobreposio dos layout's da motocicleta e kit triciclo. ............................................34

Figura 3.31 Conjunto bsico do kit triciclo...................................................................................35

Figura 3.32 Conjunto intermedirio do kit triciclo. ......................................................................36

Figura 3.33 Pontos de fixao do conjunto intermedirio ao quadro da motocicleta. ..................36

Figura 3.34 Conjunto base da carga do kit triciclo. ......................................................................37

Figura 3.35 Conjunto balana do kit triciclo.................................................................................38

Figura 3.36 Verses bsicas para carroceria do triciclo: ba (esquerda), passageiro (centro),

caamba (direita). .........................................................................................................39

Figura 3.37 Composio de foras envolvidas na suspenso traseira da motocicleta. Dimenses

em milmetros...............................................................................................................41

Figura 3.38 Composio de foras envolvidas na suspenso traseira do triciclo. Dimenses em

milmetros.....................................................................................................................42

Figura 3.39 Fora aplicada a cada amortecedor traseiro da motocicleta. .....................................43

Figura 3.40 Fora aplicada a cada amortecedor traseiro do triciclo..............................................44

Figura 3.41 Suspenso traseira com amortecedores duplos..........................................................44

Figura 3.42 Conjunto parcial do cubo de roda, com rolamento de roda e freio............................45

Figura 3.43 Mecanismo de acionamento do freio de trnsito. ......................................................46

Figura 3.44 Velocidade da motocicleta em relao rotao do motor. ......................................48

Figura 3.45 Torques e Foras mximas de trao por marcha na roda da motocicleta. ...............48

Figura 3.46 Configurao para redues intermediria e final do triciclo....................................49

Figura 3.47 Velocidade do triciclo em relao rotao do motor. .............................................50

Figura 3.48 Torques e Foras mximas de trao por marcha na roda do triciclo........................50

xiii

Figura 3.49 Foras que compe a resistncia do veculo ao movimento. Adaptado de Cocco

(2004). ..........................................................................................................................51

Figura 3.50 Grfico tridimensional da resistncia ao movimento do triciclo carregado em relao

ao ngulo de inclinao da via e a velocidade..............................................................52

Figura 3.51 Vista em corte do sistema de diferencial. ..................................................................54

Figura 3.52 Vista em corte da montagem do cubo da roda traseira do triciclo.............................55

Figura 3.53 Quatro das cinco unidades montadas como lote piloto..............................................56

Figura 3.54 Amortecedor de direo para eliminao de trepidao do guido. ..........................57

Figura 3.55 Barra estabilizadora para aumentar rigidez do chassi................................................57

Figura 4.1 Dimenses em mm do comprimento e altura da motocicleta Sundown Max original e

com kit triciclo montado. Dimenses em milmetros...................................................58

Figura 4.2 Dimenses em mm da largura da motocicleta Sundown Max original e com kit

triciclo montado. Dimenses em milmetros................................................................59

Figura 4.3 Teste de trao em via com 11 de inclinao.............................................................60 Figura 4.4 Teste de dirigibilidade do triciclo. ...............................................................................61

Figura 4.5 Posicionamento do CG na direo longitudinal. Adaptado de Canale (1989). ...........62

Figura 4.6 Posicionamento CG na direo transversal. Adaptado de Canale (1989). ..................63

Figura 4.7 Posicionamento CG na direo altura. Adaptado de Canale (1989)............................64

Figura 4.8 Meia-distncia entre rodas (t) de um veculo de quadro rodas e de um triciclo.

Adaptado de Riley & Foale (2006). .............................................................................65

Figura 4.9 Procedimento para clculo da margem de segurana contra capotamento proposto por

Riley & Foale (2006)....................................................................................................66

Figura 4.10 Modelo de Riley & Foale (2006) para clculo da estabilidade do triciclo ao

capotamento, dimenses em milmetros.......................................................................67

Figura 4.11 Grficos de estabilidade do veculo em relao a velocidade e raio de curvatura.....68

Figura 4.12 Apresentao do produto ao pblico na Expointer 2008. ..........................................69

Figura 4.13 Mdulo configurador do triciclo................................................................................70

xiv

NDICE DE TABELAS

Tabela 5.1 Comparativo das grandezas torque, velocidade e fora de trao para a motocicleta e

para o triciclo................................................................................................................60

Tabela 5.2 Dados utilizados para clculo do custo varivel. ........................................................73

Tabela 5.3 Dados utilizados para clculo do custo fixo. ...............................................................74

Tabela 5.4 Clculo do custo varivel. ...........................................................................................74

Tabela 5.5 Clculo do custo fixo...................................................................................................74

xv

LISTA DE ABREVIATURAS

3D: Tridimensional

ABNT: Associao Brasileira de Normas Tcnicas

ANFAVEA: Associao Nacional dos Fabricantes de Veculos Automotores

ABRACICLO: Associao Brasileira dos Fabricantes de Motocicletas, Ciclomotores,

Motonetas, Bicicletas e Similares

Art.: Aritgo

CAD: Computer-Aided Design (Desenho Auxiliado por Computador)

CAT: Certificado de Adequao Legislao de Transito

CATERG: Centro de Apoio Tecnolgico do Estado do Rio Grande do Sul

CCT: Comprovante de Capacitao Tcnica

CG: Centro de Massa ou Centro de Gravidade

Cj: Conjunto

Cj Sd: Conjunto Soldado

CMT: Capacidade Mxima de Trao

CONTRAN: Conselho Nacional de Trnsito

CONAMA: Conselho Nacional do Meio Ambiente

CREA: Conselho Regional de Engenharia Arquitetura e Agronomia

CTB: Cdigo de Trnsito Brasileiro

DENATRAN: Departamento Nacional de Trnsito

DICOR: Diviso de Credenciamento de Organismo (do Inmetro)

DNIT: Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes

DPVAT: Seguros de Danos Pessoais Causados por Veculos Automotores

EXPOINTER: Exposio Internacional de Animais

GLP: Gs liquefeito de petrleo

GNV: Gs Natural Veicular

IBAMA: Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renovveis

INMETRO: Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial

xvi

INPI: Instituto Nacional da Propriedade Industrial

IPVA: Imposto Sobre a Propriedade de Veculos Automotores

N: Nmero NBR: Norma Brasileira

NIT: Norma Inmetro

OIC: Organismos de Inspeo Credenciados

PBT: Peso Bruto Total

PBTC: Peso Bruto Total Combinado

QFD: Quality Function Deployment (Desdobramento da Funo Qualidade)

RENAVAM: Registro Nacional de Veculos Automotores

RTQ: Regulamento Tcnico da Qualidade

SAE: Society of Automobile Engineers (Sociedade de Engenheiros da Mobilidade)

TDD: Top Down Design (Projeto Escalvel de Cima para Baixo)

VDS: Vehicle Descriptor Section (Seo Descritiva do Veculo)

VIN: Vehicle Identification Number (Nmero de Identificao Veicular)

VIS: Vehicle Indicator Section (Seo Identificadora do Veculo)

WNI: World Manufacturer Identifier (Identificador Mundial do Fabricante)

1

1 INTRODUO

Esta trabalho apresenta o projeto de um veculo alternativo para o transporte urbano de

passageiros e de cargas. Com base na evoluo da produo e vendas apresentadas pelo

mercado automotivo brasileiro, dados que so disponibilizados via anlises atravs das

entidades como ANFAVEA e ABRACICLO, em que se pode verificar uma tendncia no

aumento da utilizao de transportes de baixo custo, gil, seguro e de maior mobilidade.

Assim, atravs da crescente elevao do custo dos combustveis oriundos do petrleo e,

tambm do contnuo aumento nos preos dos automveis e utilitrios, pode-se notar um

direcionamento do mercado pelo sucesso de vendas de veculos:

a) Automveis com motor de mil cilindradas;

b) Veculos bi-combustvel;

c) Kits para transformao de automveis para utilizao do GNV como

combustvel;

d) Motocicletas.

Durante o desenvolvimento do projeto, no qual est sendo desenvolvido o presente

TEMA, e devido ao interesse comum, realizou-se uma parceria da empresa Targos e a

participao da UFRGS.

Objetivo Geral - Tem-se como objetivo geral desenvolver o projeto de um veculo

com base nos conceitos atuais de engenharia da mobilidade, e que atenda especificamente as

necessidades e expectativas do usurio.

Objetivo Especfico - Como objetivo especfico desenvolver o produto, atravs do

detalhamento dos conjuntos e sistemas funcionais, construo e teste de prottipos de um

veculo triciclo nos seus aspectos legais, dirigibilidade, segurana, conforto e economia.

Estrutura do Trabalho - Esta Dissertao est formatada em captulos aonde esto

abordados os assuntos que dizem respeito ao desenvolvimento do TEMA proposto, sendo que

no Captulo 1 est descrito o contesto inicial considerado para o entendimento da demanda e o

seu encaminhamento para uma soluo tendo em vista o uso de uma metodologia de Projeto

de Produto como ferramenta de apoio. Em metodologia de projeto proposta, Captulo 2,

apresentou-se o planejamento e as etapas definidas para desenvolvimento do projeto. Como

Captulo 3 descreveu-se a execuo do projeto, tanto de um produto preliminar, que fora

utilizado para testes iniciais e homologao prvia junto ao DENATRAN, quanto para as

etapas de refinamento do projeto em relao aos quesitos de engenharia do produto, segurana

2

veicular, custo e design. No Captulo 4 apresenta-se os resultados e discusses obtidos pelo

projeto de engenharia do produto. A concluso e a indicao da continuidade e manuteno

do aprimoramento do TEMA deste projeto apresentada no Captulo 5.

Metodologia de Trabalho - Dado a abrangncia do TEMA, foi proposto a

Metodologia de Projeto referenciada em Pahl et. al. (2005), a qual prope o desdobramento

das atividades de projeto em fases, e onde considera como de extrema relevncia a fase de

planejamento do produto. Adicionado aos requisitos legais de segurana veicular definidos

por rgos governamentais, durante a fase de planejamento do produto foram buscadas as

informaes junto aos usurios, de forma a poder estabelecer os requisitos do cliente para o

atendimento da demanda identificada. Os requisitos do cliente, devidamente transformados

em requisitos do produto, com seus respectivos parmetros, so essenciais para a formulao

das propostas de produto, e das fases posteriores com as sucessivas atividades de concepo

do produto.

Como resultado deste projeto obteve-se um veculo triciclo para transporte de cargas

desenvolvido, testado e homologado. A homologao do veculo pelo DENATRAN, e

conseqente emisso do Certificado de Adequao a Legislao de Trnsito - CAT,

resultado do atendimento a todos os requisitos legais de segurana veicular, contemplando a

empresa responsvel pelo desenvolvimento do veculo com a permisso de produo e

comercializao de forma seriada.

3

2 METODOLOGIA DE PROJETO PROPOSTA

Com o objetivo de seguir uma metodologia estruturada e adequada de procedimento no

planejamento do produto, utilizou-se como base a metodologia proposta por Pahl et al.

(2005), que se baseia em um modelo consensual que divide o processo do projeto em fases.

2.1 METODOLOGIA DE PROJETO DO PRODUTO

De acordo com a execuo do planejamento apresentado por Pahl et al. (2005), e que

est ilustrado pela Figura 2.1, as fases de planejamento e concepo do produto so

subdivididas em diversas atividades especficas para cada uma das fases. O planejamento do

produto inicia com a anlise dos ambientes internos e externos, seguido pela estratgia e

busca de idias, at a seleo de idias e definio dos produtos. J na fase de concepo,

onde as definies do produtos j foram realizadas, iniciam-se os esclarecimentos sobre as

especificaes de requisitos internos e externos atravs da lista de requisitos que devem ser

utilizados para o desenvolvimento e detalhamento do produto.

Porm, um ponto a ser salientado pelo procedimento apresentado na Figura 2.1, o fato

que este no um fluxo aberto e de direo nica, ou seja, a retro-alimentao e a contnua

atualizao dos dados e resultados obtidos em etapas que j foram ultrapassadas necessria.

Para isto entende-se que, principalmente em desenvolvimentos de longo prazo de durao, a

anlise da situao e formulao de estratgias de busca devem ser constantemente realizadas

e atualizadas conforme a necessidade.

Uma alternativa para a busca de novas idias de um produto foco no cliente, que

evolui cada vez mais para uma integrao do cliente. De acordo com Pahl et al. (2005), alguns

estmulos provenientes do mercado ou da conjuntura se incluem:

a) Mudana das vontades do mercado, por exemplo, novas funes, novas

aparncias.

b) Estmulos e crticas por parte dos consumidores.

c) Vantagens tcnicas e econmicas em relao aos produtos dos concorrentes.

d) Acontecimentos poltico-econmicos, por exemplo, aumento do preo do

petrleo, diminuio das reservas naturais, restries no transporte.

e) Impacto ambiental e reciclagem de produtos ou processos existentes.

4

Figura 2.1 Procedimento no planejamento do produto proposto por Pahl et al. (2005).

Mercado Cenrio Empresa

Anlise da situao 1

Formulao de estratgias de busca2

Busca de idias para o produto3

Seleo de idias de produto4

Definio de produtos 5

Esclarecimento e especificao6

Identificao da fase de ciclo de vida Elaborao da matriz produto-mercado Identificao da prpria competncia Captao do estado da tecnologia Avaliao de desenvolvimentos futuros

Identificao de oportunidades estratgicas Movimento, participao no mercado, setor, sortimento Identificao de demandas e tendncias Considerao dos objetivos da empresa Determinao dos campos de procura

Trabalho nos campos de procura Estruturas de funes Estruturas de trabalho Estruturas de construo Estruturas de sistemas

Deciso atravs de critrios de seleo e avaliao

Especificao de idias selecionadas Definio dos requisitos do produto

Complementao de requisitos externos Acrscimo de requisitos internos Estruturao dos requisitos

Anlise da situao

Proposta para o campo de procura

Idias de produto

Propostas de produto

Idias de produto selecionadas

Lista de requisitos

Plan

ejam

ento

do

prod

uto

Con

cep

o

Fases

Desenvolvimento, Projeto

5

Desenvolvimento de projetos para produes em srie, e especialmente em produes

de escala, requerem execuo conscienciosa, com auxlio de modelos de construo e de

prottipos, principalmente quando adequada durabilidade e tambm com relao aos

aspectos econmicos. Para tanto, em parte so necessrias vrias etapas de desenvolvimento,

assim como apresentado no modelo de processo apresentado na Figura 2.2.

Figura 2.2 Modelo do processo de projeto proposto por Pahl et al. (2005).

Assim como Pahl et al. (2005) descreve, a engenharia mecnica abrange um amplo

espectro de problemas, e em conseqncia disto os requisitos e o tipo da soluo so

extraordinariamente variados, exigindo sempre um apropriado ajuste das ferramentas e dos

mtodos de soluo.

Desenvolvimentos para novas formulaes de tarefas e novos problemas so realizados

utilizando novos princpios de soluo. Tais princpios podero resultar de uma seleo e

combinao de princpios e tecnologias conhecidas. Inclusive nos casos em que colocaes de

tarefas conhecidas ou ligeiramente modificadas so solucionadas com o emprego de novos

princpios de soluo. Tais projetos requerem a passagem por todas as fases de um processo

de desenvolvimento, envolvimento de princpios fsicos e de engenharia de processos, assim

como uma abrangente elucidao tcnica e econmica do problema.

Desenvolvimento Projeto

Produo Montagem

Teste Aprovao

Produo Montagem

Desenvolvimento Projeto

Teste Aprovao

Desenvolvimento Projeto

Produo Montagem

Teste Aprovao

Padro de funo Padro de laboratrio

Produto em pequena srie

Prottipo Srie Inicial

Produto nico Produto em grande srie

Ape

rfei

oam

ento

do

prod

uto

Ape

rfei

oam

ento

do

prod

uto

6

Exatamente com a proposta de obter uma elucidao tcnica mais abrangente, criou-se

a proposta de dividir a etapa de concepo do produto em duas fases. A primeira fase para

concepo de produto nico, e a segunda fase para as atividades de concepo de produto em

pequena srie, conforme apresentado pela Figura 2.3, adaptada da proposta de Pahl et al.

(2005) introduzida anteriormente pela Figura 2.2.

Figura 2.3 Atividades de concepo do produto dividida em duas fases. Adaptado de Pahl et

al. (2005).

Seguindo a proposta de concepo do produto apresentada pela Figura 2.3, definiram-se

detalhadamente as etapas de planejamento, concepo e desenvolvimento do produto a serem

seguidas com base no procedimento apresentado na Figura 2.1.

Estas etapas foram divididas em quatro fases, denominadas de:

a) Fase 1 Planejamento do produto e concepo de produto nico

b) Fase 2 Planejamento e concepo de produto em pequena srie

c) Fase 3 Incio da produo em pequena srie

Desenvolvimento Projeto

Produo Montagem

Teste Aprovao

Desenvolvimento Projeto

Produo Montagem

Teste Aprovao

Produto em pequena srie

Produto nico

Ape

rfei

oam

ento

do

prod

uto

Ape

rfei

oam

ento

do

prod

uto

Padro de funo Padro de laboratrio

Prottipo Srie Inicial

- Fase 1 - Concepo de Produto nico

- Fase 2 - Concepo de Produto Srie Pequena

7

d) Fase 4 - Manuteno do produto

Na Fase 1 do projeto, que apresentada na Figura 2.4, realizaram-se as etapas de

planejamento do produto e concepo de um produto nico. De acordo com a estratgia

definida, o produto nico obtido nesta fase seria utilizado exclusivamente para obteno de

um padro de funo e laboratrio. A principal razo da necessidade de concepo de um

padro foi oriunda da dificuldade em encontrar bibliografias tcnicas sobre o produto a ser

desenvolvido, ao mesmo tempo que o processo burocrtico para homologao de um veculo

no Brasil no perfeitamente claro. Desta forma, o padro de funo e laboratrio pode ser

utilizado tanto como base para conhecimento das caractersticas tcnicas do produto, quanto

para o conhecimento dos detalhes do processo de homologao.

Na Fase 2, que apresentada pela Figura 2.5, iniciou-se a concepo de um produto em

pequena srie. A concepo deste produto foi realizada a partir da evoluo do padro

concebido na Fase 1. Com os requerimentos tcnicos e processuais mais claros, informao e

conhecimento estes que foram obtidos durante a Fase 1, foi possvel desenvolver o projeto de

produto com maior facilidade e segurana, pois o mesmo seria facilmente aprovado no

processo de homologao.

Mesmo as Fases 3 e 4 no fazendo parte do escopo desta dissertao, so apresentadas

na Figura 2.6 como material informativo. Estas fases so destinadas a preparao para o incio

da produo em pequena srie do produto, e manuteno do produto aps o incio da

produo.

8

Fases Etapas Tecnolgicas Etapas de Gesto & Administrativas

FASE 1

Figura 2.4 Planejamento do produto e concepo de produto nico - Fase 1

Anlise da situao e formulao de estratgias de busca

Busca de idias para o produto

Definio da Localizao, Razo Social, Nome Fantasia,

Enquadramento e Natureza Jurdica Seleo de idias de produto

Fbrica para a montagem do produto - Alugar / Comprar

Definio de produtos

Processo de abertura da empresa

Cadastramento da Empresa de Engenharia no CREA local

Registro do Eng responsvel tcnico da empresa

Testes para homologao do produto

Processo de homologao do veculo junto ao Denatran

Liberao do Certificado de Adequao Legislao de

Trnsito emitido pelo Denatran

Produto nico homologado e empresa autorizada a fabricar e comercializar o veculo

Esclarecimento e especificao

Padres de funo e laboratrio definidos

1

Desenvolvimento e montagem de projeto de produto nico

Planejamento de Produto

Concepo de Produto nico

9

Fases Etapas Tecnolgicas Etapas de Gesto & Administrativas

FASE 2

Figura 2.5 Planejamento e concepo de produto em pequena srie - Fase 2

Concepo de produto em pequena srie

Desenvolvimento do projeto dos produtos em pequena srie

Definio dos modelos / fabricante das motocicletas a serem utilizadas

como base para o triciclo

Prospectar investidores, linhas de crdito para fomento e ou empresas interessadas para dar continuao ao desenvolvimento do produto

Montagem de prottipos srie inicial

Testes de campo

Pesquisa de mercado

Liberao do Certificado de Adequao Legislao de

Trnsito emitido pelo Denatran

Produtos em pequena srie homologados e empresa autorizada a fabric-los e comercializ-los

Definio e especificao de produto em pequena srie

Processo de homologao do veculo junto ao Denatran

Testes para homologao dos produtos

1

Concepo de Produto em Pequena Srie

10

Fases Etapas Tecnolgicas Etapas de Gesto & Administrativas

FASE 3

FASE 4

Figura 2.6 Incio da produo em pequena sria e manuteno do produto - Fases 3 e 4

Produo seriada e vendas do produto conforme demanda do mercado

Aes de manuteno e melhoria contnua do projeto do

produto

Deteco de problemas de campo e ou insatisfao do cliente Acompanhamento dos

problemas de campo

Aes de Marketing e Ps-Vendas junto a clientes e pontos de venda

Continuidade na fabricao do produto

Incio da Produo seriada e Prospeco de vendas

Desenvolvimento de fornecedores

Investimento em ferramentais de produo seriada

Desenvolvimento da linha de montagem Investimento em equipamentos e

dispositivos

Criao dos pontos de venda

Montagem do lote piloto

Fornecedores e linha de montagem desenvolvidos e pontos de venda prontos para comercializar o produto

11

3 EXECUO DO PROJETO

A execuo do projeto foi realizada seguindo a metodologia de projeto proposta no

captulo anterior, de forma que neste captulo estar sendo apresentado as atividades

referentes s fases 1 e 2 do projeto, apresentadas pelas Figura 2.4 e Figura 2.5,

respectivamente, conforme seguem a seguir.

3.1 PLANEJAMENTO DO PRODUTO

Dentro das atividades consideradas como de planejamento de produto por Pahl et al.

(2005), e includas na fase 1 deste projeto, se podem citar:

a) Anlise da situao e formulao de estratgias de busca

b) Busca de idias para o produto

c) Seleo de idias de produto

d) Definio de produtos

3.1.1 Anlise da Situao e Formulao de Estratgias de Busca

Atravs de uma anlise do mercado automotivo brasileiro, que atualmente no possui

alternativas disponveis para transporte de pequenas cargas, gerando demandas que hoje so

parcialmente e perigosamente cobertas pelo transporte de cargas e passageiros em

motocicletas, conhecidos como motoboys e mototaxistas, como exemplificado pela

Figura 3.1. Estas atividades, que ainda esto em fase de regulamentao em mbito nacional,

so realizadas a margem da lei em diversas localidades, pois so regulamentadas por padres

que muitas vezes no atendem amplamente s questes de segurana e higiene.

Diversos estudos acadmicos e discusses com as comunidades interessadas tm sido

realizados, a fim de avaliar e discutir o impacto destas atividades na sociedade. Como

exemplo destes eventos pode-se citar a dissertao de mestrado de Fonseca (2005), intitulada

Sobre duas rodas: o mototxi como uma inveno de mercado e a discusso sobre o tema

Moto-txi e Moto-frete na 60 Reunio do Frum Nacional de Secretrios e Dirigentes de

Transporte Urbano e Trnsito, realizado na cidade de Bauru/SP em 2006.

Outro ponto levantado nesta anlise de mercado, o crescimento apresentado pela

quantidade de vendas para o mercado interno de motocicletas nos ltimos anos, onde as

motocicletas de baixa cilindrada, at 150cc, so as que mais se destacam neste crescimento. A

Figura 3.2 mostra os nmeros fornecidos pela Abraciclo para o histrico de vendas internas

12

de motocicletas no pas, que apresenta um crescimento mdio anual de 13% ao ano. Pode-se

notar tambm que, avaliando os nmeros fornecidos pela Anfavea e apresentados na Figura

3.3, o mercado de automveis no acompanhou a mesma taxa de crescimento do mercado de

motocicletas, pois apresentou certa oscilao para o mesmo perodo.

Figura 3.1 Exemplo de aplicao da motocicleta em transportes urbanos.

Por outro lado, o mercado automotivo apresentou reduo percentual na venda de

automveis modelos 1000 cilindradas e crescimento em automveis transformados para

utilizar Gs Natural Veicular (GNV) como combustvel, conforme apresentados na Figura 3.4

e Figura 3.5.

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6Milhes

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006*

Figura 3.2 Histrico de vendas de motocicletas no mercado interno brasileiro. Fonte: Abraciclo.

13

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6Milhes

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Figura 3.3 Histrico de vendas de automveis no mercado interno brasileiro. Fonte: Anfavea.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Figura 3.4 Percentual de vendas de automveis 1000cc no mercado interno brasileiro. Fonte: Anfavea.

0

50

100

150

200

250

300Milhares

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Figura 3.5 Histrico de automveis convertidos para utilizar GNV como combustvel. Fonte: Anfavea.

Os seguintes pontos foram considerados como resumo da anlise da situao:

14

a) Expanso contnua do mercado de motocicletas at 150cc nos ltimos anos;

b) Motocicletas so utilizadas para transportes de cargas e pessoas de forma

pouco segura, causando diversos problemas sociais;

c) Sociedade em discusso no intuito de encontrar alternativas para o transporte

de cargas e pessoas em motocicletas;

d) Flutuao do mercado de automveis;

e) Tendncia do mercado por veculos com baixo consumo de combustvel.

Como resultado desta anlise de mercado, concluiu-se que existe uma oportunidade de

participao no mercado automotivo brasileiro, visto que existe uma lacuna no sortimento de

veculos comercializados atualmente, pois no foi identificado qualquer alternativa de modelo

de veculo disponvel entre os modelos de motocicleta e os modelos de automveis de entrada

apresentados pelas montadoras instaladas no pas, tanto em preo de venda, quanto em

capacidade de carga.

Como estratgia de busca, definiu-se por procurar alternativas que o mercado esta

encontrando no sentido de preencher esta lacuna, pois desta forma pode-se comear a

entender as demandas de mercado e oportunizar a identificao de como esto sendo

atendidas.

3.1.2 Busca de idias para o produto

Com a estratgia de busca definida, iniciou-se a busca por alternativas encontradas pelo

mercado para meios de transporte que pudessem ser classificadas como um produto entre uma

motocicleta e um automvel pequeno, considerando caractersticas de custo e capacidade de

carga.

Inicialmente, analisando a alternativa encontrada pelo mercado j citada anteriormente,

verifica-se que o transporte de cargas e pessoas em motocicletas realizado de forma pouco

segura, conforme exemplificado pela Figura 3.1, e tambm pela Figura 3.6. Entende-se que

esta demanda gerada primordialmente pelo baixo consumo de combustvel e pequeno

investimento inicial. Mas entende-se tambm que, no caso de grandes metrpoles, a agilidade

disponibilizada pela motocicleta extremamente conveniente. Por outro lado, a falta de

higiene no uso compartilhado do capacete para os passageiros de moto-taxis outro agravante

para o problema.

15

Figura 3.6 Transporte perigoso de carga em motocicleta.

Como apresentado pela Figura 3.7, mesmo sem possuir dados estatsticos sobre a venda

ou produo de carretas rebocadas por motocicleta, possvel notar que est se tornando cada

vez mais freqente encontrar este tipo de carreta nas ruas de cidades brasileiras, mesmo que

esta prtica, anteriormente regulamentada pela Resoluo 47/98, tenha sido revogada e

proibida pela Resoluo 69/98 do Contran.

Figura 3.7 Reboque de carretas por motocicletas prtica revogada pela Resoluo 69/98.

Legalmente o transporte de gs liquefeito de petrleo (GLP) em motocicletas s pode

ser realizado se o veculo estiver equipado com extintor de incndio, portando nota fiscal com

a classificao do produto e sem contato com produtos destinados ao consumo humano. Neste

sentido, os modelos de sidecar disponveis no mercado so bem adequados, conforme

modelos apresentados na Figura 3.8, pois atendem os quesitos de segurana. Em

contrapartida, avaliando a parte tcnica do veculo, sistemas como a transmisso da

motocicleta normalmente no so redimensionados para a nova capacidade de carga, o que

implica na diminuio da vida til e conseqentemente aumento do custo de manuteno do

16

veculo. Outra caracterstica do sidecar sua assimetria em relao ao plano central

longitudinal do veculo, o que gera alteraes na dinmica do veculo, e conseqentemente a

reduo de sua dirigibilidade e vida til.

Figura 3.8 Modelos de sidecar disponveis no mercado brasileiro.

Tambm pode-se encontrar alguns modelos de triciclos para transporte de cargas

apresentadas pela Figura 3.9, os quais so normalmente importados de pases asiticos, onde o

uso deste tipo de veculo bastante comum. Por esta razo, a disponibilidade de peas de

reposio se torna um ponto extremamente crtico. Nas buscas realizadas, encontrou-se

diversos casos em que os importadores dos veculos no deram continuidade ao negcio e a

distribuio de peas de reposio tambm foi descontinuada, o que normalmente inviabiliza

o uso do veculo, ou aumenta demasiadamente o custo de manuteno. Para estes casos notou-

se uma grande insatisfao por parte dos clientes e o receio de novos clientes em adquirir o

produto.

Figura 3.9 Modelo de triciclo importado disponvel no mercado brasileiro.

3.1.3 Seleo de idias de produto

Utilizando-se dos resultados obtidos atravs da busca de idias, identificou-se

alternativas para atingir a oportunidade de mercado. Das alternativas identificadas foram

17

selecionadas aquelas consideradas como mais importantes e que poderiam agregar um

diferencial ao produto. Citam-se a seguir as alternativas selecionadas:

a) Veculo triciclo montado a partir da transformao de uma motocicleta com

at 150cc que esteja disponvel no mercado brasileiro;

b) Com capacidade de transportar volume ou massa de carga equivalente a um

automvel pequeno, mesmo que com agilidade restrita quando comparado a

uma motocicleta;

c) Destinado ao uso urbano e comercial de cargas e pessoas com caractersticas

de segurana e higiene incrementadas;

d) Considerando aspectos de manutenibilidade, ou seja, utilizando peas

disponveis para aquisio no mercado de reposio, sempre que possvel;

3.1.4 Definio de produtos

Baseado nas idias selecionadas, entendeu-se que um veculo triciclo poderia atender

todos os quesitos selecionados na etapa anterior. Desenvolvendo um kit a ser instalado na

parte traseira da motocicleta, com duas rodas posicionadas simetricamente ao plano

longitudinal do veculo, e com o compartimento de carga entre as duas rodas, a definio

bsica para o produto a ser desenvolvido.

Para auxiliar na definio dos requisitos do produto, foi utilizado os dados obtidos por

Pezzi & Costa (2007) por estudo de QFD para um veculo triciclo para transporte de cargas.

3.1.4.1 A voz do cliente Baseado em pesquisas aberta e fechada da voz do cliente para um veculo triciclo para

transporte de cargas, em um trabalho realizado por Pezzi & Costa (2007), e utilizando

ferramentas do QFD, foi possvel elaborar a Matriz da Qualidade Demandada. Atravs desta

matriz obtm-se as caractersticas da qualidade versus s caractersticas da qualidade

associadas, que por sua vez sero as especificaes meta para o produto final.

Atravs da correo da Importncia das Caractersticas da Qualidade (IQj) e utilizando

critrio sugerido por Ribeiro et al. (2007), foram elencados as caractersticas da qualidade

importantes (IQj*), conforme apresentado na Figura 3.10.

18

PRIORIZAO DAS CARCTERSTICAS DA QUALIDADE DEMANDADA (IQj*)

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0

ITENS COMUNS NO MERCADO

EXISTENCIA DO DIFERENCIAL

DESIGN

SUSPENSO

INSPEO VISUAL

FACILIDADE DE ACESSO

% CONSUMO ACIMA DO ORIGINAL DA MOTO

ADEQUAO DA CARGA A POTNCIA

RELAO DE TRANSMISSO

ESTRUTURA SOLDADA

MXIMA CARGA PERMITIDA

Figura 3.10 Priorizao das Importncias das Caractersticas da Qualidade.

3.2 CONCEPO DE PRODUTO NICO

Dentro das atividades consideradas como de concepo de produto por Pahl et al.

(2005), e includas na fase 1 deste projeto, se podem citar:

a) Esclarecimento e especificao;

b) Desenvolvimento e montagem de projeto de produto nico;

c) Testes para homologao do produto nico.

3.2.1 Esclarecimento e especificao

Na etapa de esclarecimento e especificao, os esforos so centrados na

complementao dos requisitos externos, acrscimo dos requisitos internos e estruturao dos

requisitos, conforme proposto por Pahl et al. (2005).

No projeto de equipamentos para mobilidade, devem ser consideradas as questes

legais que regulamentam os veculos atravs de resolues e que implicam em

desdobramentos tcnicos do produto como um todo no que diz respeito a sua operao,

segurana e manuteno. Assim, de acordo com o Cdigo de Trnsito Brasileiro CTB, o

Conselho Nacional de Trnsito CONTRAN o rgo competente em estabelecer as normas

regulamentares referidas neste Cdigo e as diretrizes da Poltica Nacional de Trnsito; bem

como aprovar, complementar ou alterar os dispositivos de sinalizao e os dispositivos e

19

equipamentos de trnsito; e ao Departamento Nacional de Trnsito - DENATRAN compete

cumprir e fazer cumprir a legislao de trnsito e a execuo das normas e diretrizes

estabelecidas pelo Conselho Nacional de Trnsito CONTRAN.

De acordo com os procedimentos concesso do cdigo de marca-modelo-verso de

veculos do Registro Nacional de Veculos Automotores RENAVAM, e emisso do

Certificado de Adequao Legislao de Trnsito - CAT, para efeito de pr-cadastro,

registro, e licenciamento no Sistema Nacional de Trnsito, as etapas apresentadas no

Apndice D devem ser seguidas. E para que o CAT de um veculo possa ser emitido, o

mesmo deve atender a todas as determinaes de segurana veicular definidas pelo Inmetro e

Contran, conforme apresentados resumidamente nos Apndice C e Apndice E.

O correto entendimento de todos os requerimento legais de segurana veicular

definidos por estes rgos, se tornou um exerccio bastante complicado e impreciso, devido a

falta de um padro de funo ou laboratrio disponvel. Por isto definiu-se por desenvolver o

projeto de um produto nico, ou preliminar, que seria utilizado para elucidar os requerimentos

legais, e posteriormente como padro para o detalhamento do projeto de produto seriado. Este

produto tambm foi utilizado para um processo de homologao, pois desta forma poderiam

ser evidenciadas e registradas todas as dificuldades burocrticas do processo, uma vez que,

alm das dificuldades tcnicas, eram esperadas tambm dificuldades inerentes a processos

burocrticos e, de certa forma, polticos.

3.2.2 Desenvolvimento e montagem de projeto de produto nico

Para a etapa de detalhamento deste projeto preliminar, elaborou-se as descries sobre

as disposies dos elementos, formas, medidas e materiais para a construo do kit triciclo;

foram tambm elaborados os documentos do projeto detalhado, na forma de desenhos

tcnicos e instrues que possibilitassem a sua manufatura. Toda a documentao foi

compilada e registrada para atender suficientemente a fabricao, montagem e homologao

do produto.

Tecnicamente, a fixao da balana da roda traseira e dos amortecedores traseiros, ao

quadro da motocicleta, seriam os pontos de fixao do chassi do kit triciclo, pois se tratam de

pontos de fcil acesso e estruturalmente adequados. Utilizando peas fabricadas a partir de

tubos, chapas, peas de reposio de motocicletas e da linha automotiva, iniciou-se a

construo do prottipo, seguindo o conceito apresentado na Figura 3.11.

20

Figura 3.11 Conceito explodido para o produto a ser projetado.

Assim, para a fabricao do produto foi projetado um conjunto mecnico composto por

um chassi, com balana e eixo traseiro, transmisso e freios de trnsito e estacionamento. O

chassi foi fabricado atravs de uma estrutura modular de peas como tubos de seo

retangular e chapas diversas. Este desenho preliminar e simplificado foi pensado para facilitar

a fabricao, pois no requeria ferramentais, dispositivos e processo especiais, conforme

mostrado na Figura 3.12.

Figura 3.12 Estrutura do chassi para a montagem do projeto de produto nico.

21

O conjunto da balana traseira, onde o eixo traseiro fixado, foi acoplada ao chassi por

trs pontos de fixao rotulados. De forma a compensar as diferenas de rotaes das rodas de

trao durante as curvas, foi adicionado ao eixo traseiro um sistema diferencial. Utilizando

peas de um diferencial da linha automotiva disponveis no mercado, e acoplando dois semi-

eixos apoiados sob rolamentos, foi criado o conjunto do eixo traseiro. Da mesma forma, para

o freio traseiro, foi utilizado um sistema completo da linha automotiva, composto de freio a

disco acionado hidraulicamente, o qual foi acoplado diretamente a carcaa do diferencial, vide

Figura 3.13. Para o acionamento do freio foi desenvolvido um mecanismo capaz de acionar

tanto o freio de estacionamento quanto o de transito, de forma que os mesmos eram

concorrentes entre si.

Figura 3.13 Conjunto da balana e eixo traseiro para a montagem do projeto de produto nico.

Como a distncia entre eixos do triciclo em relao motocicleta foi aumentada devido

o deslocamento das rodas traseiras quando da instalao do kit triciclo, consequentemente a

distncia entre o eixo do pinho e as rodas de trao tambm foram aumentadas. Por esta

razo, e considerando que num acionamento por corrente a relao entre a distncia entre

centros e o nmero de dentes da menor roda dentada deve seguir uma relao padronizada,

houve a necessidade de se incluir um eixo intermedirio ao conjunto de transmisso do

triciclo, e j implementando uma reduo intermediria antes da reduo final, vide Figura

3.14 e Figura 3.15.

22

Figura 3.14 Detalhe da montagem do eixo intermedirio para o projeto de produto nico.

Figura 3.15 Detalhe da montagem do eixo traseiro para o projeto de produto nico.

Devido a interferncia entre a surdina da motocicleta e chassi, foi necessrio realizar

um retrabalho simples na trajetria da surdina da motocicleta, a fim de evitar a interferncia e

permitir a montagem do kit triciclo a motocicleta.

Finalmente, utilizando uma carroceria simplificada, do tipo box, em forma de

caamba, fabricada em chapa e fixada ao chassi do kit triciclo, se concluiu a montagem do

mock-up, conforme apresentado na Figura 3.16.

Reduo Intermediria

Reduo Final

23

Figura 3.16 Produto nico utilizado para o processo de homologao.

Durante esta fase de desenvolvimento do projeto de produto nico, foi possvel obter

diversos dados tcnicos especficos ao desempenho deste tipo de veculo. Dados estes que

serviram como requisito de produto para a prxima fase de desenvolvimento, uma vez que

notou-se grande dificuldade em obter bibliografias e estudos especficos ao desenvolvimento

de triciclos, gerando um processo interativo entre as etapas de projeto e os testes preliminares

de campo. No momento em que se obteve uma configurao aceitvel para o produto, partiu-

se para os testes requeridos para homologao.

3.2.3 Testes para homologao do produto nico

Os testes de avaliao tcnica e desempenho foram orientandos ao processo de

homologao efetiva do triciclo junto ao Denatran, uma vez que a deciso foi de homolog-lo

mesmo se tratando de uma verso preliminar do produto, pois isto anteciparia todos as

24

informaes e requerimentos necessrios para a homologao da verso do produto de

pequena srie.

3.2.3.1 Ensaios de sistemas, componentes e dispositivos Para o deferimento do processo de homologao, diversos ensaios devem ser realizados

e aprovados por organismos de inspeo acreditados pelo Inmetro para a inspeo veicular.

Os testes de segurana veicular do triciclo foram realizados pelo CATERG CENTRO DE

APOIO TECNOLGICO DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL, organismo de

inspeo tcnica veicular acreditado pelo Inmetro na cidade de Porto Alegre. O seguintes

testes foram realizados:

a) Verificao da fixao do sistema de freio, suspenso e componentes (vide

Figura 3.17).

Figura 3.17 Ensaio do triciclo sobre bancada do CATERG para verificao de folgas.

b) Ensaio do sistema da suspenso e freio conforme NBR 14040 (vide Figura

3.18).

25

Figura 3.18 Ensaio do sistema de suspenso e freio dinammetro de inrcia do CATERG.

c) Verificao do alinhamento das rodas, conforme NBR 14180 (vide Figura

3.19).

Figura 3.19 Verificao do alinhamento das rodas, CATERG.

26

d) Ensaio de toro do conjunto, conforme Portaria 30/03 do Inmetro,

utilizando um carregamento equivalente a duas vezes a capacidade de carga a

ser homologada (vide Figura 3.20).

Figura 3.20 Ensaio de toro do conjunto.

e) Verificao dimensional, conforme Portaria 32/03 do Inmetro (vide Figura

3.21).

Figura 3.21 Ensaio de verificao dimensional.

27

f) Verificao da funcionalidade do diferencial (vide Figura 3.22).

Figura 3.22 Verificao da funcionalidade do diferencial.

g) Ensaio em pista conforme Portaria 32/03 Inmetro (vide Figura 3.23).

i. O sistema de direo no apresentou barulhos, rangidos ou

desalinhamento em pista.

ii. Apresentou-se estvel ao deslocar-se entre os obstculos (cones).

iii. A transmisso no apresentou trepidaes, rudos, vibraes,

dificuldade de engrenamento, ou escape de marcha.

iv. A suspenso manteve-se alinhada, com presso adequada, sem

trepidaes, rudos ou folgas.

v. O triciclo manteve-se com estabilidade em varias velocidades sem

derivaes para os lados ao acionar o freio, em pistas com buracos e

pistas retas e planas.

vi. O triciclo no apresentou dificuldades de acionamento nos pedais de

cambio e freio.

28

Figura 3.23 Ensaios do triciclo em pista para dirigibilidade.

h) Ensaio de frenagem conforme Portaria 32/03 do Inmetro (vide Figura 3.24).

i. O triciclo carregado percorreu uma distncia de 27 metros para ir de 80

a 0km/h. Inferior aos 42,9 metros prescrito na norma.

Figura 3.24 Medio da distncia percorrida para frear o veculo a 80km/h.

29

i) Ensaio do freio de estacionamento em rampa conforme Portaria 32/03 do

Inmetro (vide Figura 3.25).

Figura 3.25 Ensaio do freio de estacionamento em rampa.

Finalmente, o projeto de produto nico do triciclo atendeu todos os requisitos de

identificao e de segurana veicular requeridos para homologao, de forma que o veculo

foi contemplado com cdigos especficos na tabela de marca-modelo-verso do RENAVAM.

Desta forma, o CAT n0555/05 foi emitido pelo Denatran, conforme Anexo A, documento

este que certifica o deferimento do processo de homologao.

3.3 CONCEPO DE PRODUTO EM PEQUENA SRIE

Com o processo de homologao do prottipo, o objetivo principal desta prxima etapa

do projeto ser adequar o projeto de produto s questes de manufatura, servicibilidade,

custo, design e segurana, ou seja, adequar o projeto de produto para a fabricao em escala

industrial.

Considerando que no incio da produo seriada ainda existe quantidade remanescente

considervel de alteraes no projeto de produto para adequ-lo sua aplicao, mas tambm

por de falta de recursos, que definiu-se que o projeto deveria considerar processos de

fabricao que requereriam ao mnimo o investimento em ferramentais e dispositivos

dedicados. Por esta razo, os processo de corte a laser, dobramento, soldagem e usinagem

seriam os mais indicados neste sentido. Por outro lado, para peas que requeressem formas

30

mais complexas, e o custo compensaria o investimento, tambm seriam considerados os

processos de fundio e vacuum forming.

Por razes de acordos comerciais, foi definido que o triciclo seria desenvolvido a partir

da motocicleta fabricada pela Sundown/Max, que comercializada nos modelos SE e SED.

Estes modelos diferencia-se basicamente por acessrios e opcionais, pois os itens como

motor, transmisso e quadro so comuns para ambos.

Seguindo a tendncia utilizada por diversas empresas fabricantes de veculos (CAD

User Mechanical Magazine, 2005), foi definido o processo Top Down Design (TDD), ou

projeto escalvel de cima para baixo, como o processo para o projeto de engenharia do

produto. TDD um processo de desenvolvimento de projeto que favorece o desenvolvimento

do produto de uma perspectiva de sistema, ao invs da perspectiva de componente. Deste

modo, cada componente tratado como parte de um sistema desde o incio. As interaes

entre componentes e o desempenho do sistema so mais importante que com a abordagem

Bottom Up (de baixo para cima).

3.3.1 Processo Top Down Design

De acordo com Baer et al. (2005), o fundamento para um processo com abordagem Top

Down consiste em um conceito de montagem que pode ser erguido sem a necessidade da

existncia de peas detalhadas. Este modelo conceitual tem que ser integrado a estrutura de

produto, de forma que seja utilizado como uma base comum para ambos projetos detalhados

de pea e conjunto durante as atividades de detalhamento do projeto. Tal modelo conceitual

de montagem frequentemente referenciado a um modelo adaptativo ou de acoplamento de

referencia denominado de skeleton, ou esqueleto, dependendo das informaes agregadas a

este modelo. A razo deste esqueleto de servir como uma interface entre os dados de entrada

e ou restrio de projeto e todos componentes relacionados.

A importncia do conhecimento do conceito de projeto e informao das interfaces de

montagem tem sido bastante reconhecida ultimamente, resultando no desenvolvimento de

metodologias apropriadas e as funcionalidades do sistema movem-se lentamente para uma

maneira de trabalho orientada ao conjunto. Isto permite vantagens adquiridas em

produtividade atravs do aumento da tecnologia dos processos de projeto.

Projeto como um processo criativo deve comear num nvel conceitual de produto, ou

seja, no nvel de montagem. Somente no conceito contnuo do nvel do produto que o projeto

e detalhamento deve ser baseado.

31

Uma caracterstica muito importante do TDD armazenar as informaes de projeto

nas montagens dos modelos em CAD 3D. Fazer um novo projeto se torna mais uma questo

de especificar novas restries que definir um novo modelo. Modificar um projeto existente

pode acontecer muito mais rapidamente porque os modelos sabem como se alterarem,

baseados nas mudanas de suas restries. Uma vez que o projeto tenha sido definido e

analisado, correes so feitas nas informaes contidas no modelo, no apenas na geometria,

dessa forma os modelos carregam consigo o "design intent", ou "inteno de projeto", ou seja,

os modelos possuem informaes a respeito das consideraes utilizadas pelo projetista no

momento de sua concepo.

O diagrama de fluxo de processo apresentado na Figura 3.26 lista as principais fases do

processo de TDD utilizado, mostrando uma viso geral do processo.

Esse processo est ordenado numa seqncia proposta a ser executada, no entanto ela

no estritamente seqencial. A maioria das fases executada concorrentemente e vrias

iteraes ocorrem durante as fases do ciclo de desenvolvimento do produto.

Figura 3.26 Viso Geral do Diagrama de Fluxo do Processo

3.3.2 Definio dos primeiros nveis do TDD

De forma a definir a estrutura do produto e a estratgia dos conjuntos de nveis mais

altos propostos pelo processo de TDD, foram gerados os diagramas apresentados nas Figura

3.28 e Figura 3.29 para o kit triciclo. Assim como apresentado na Figura 3.27, a estratgia de

diviso dos conjuntos e nveis foi definida pelas caractersticas de posio e montagem de

cada sub-conjunto dentro do conjunto final. Isto significa que os sistemas funcionais no

precisam estar necessariamente agrupados em um mesmo conjunto. Ou seja, utilizando o

sistema de freio como exemplo, o mesmo possui peas distribudas em pelo menos trs

32

conjuntos diferentes, que foram separadas de forma a facilitar as questes de manufatura e

montagem.

Figura 3.27 Estratgia de TDD utilizado para a estrutura do produto

Como pode-se notar, o diagrama de TDD do kit triciclo foi divido em duas partes. A

nica razo para isto de facilitar a visualizao e o entendimento da estrutura, pois o

conjunto final necessariamente composto pelo conjunto bsico, identificado pelo prefixo

"101" na Figura 3.28 , bem como por pelo menos um de cada um dos conjuntos variveis e

opcionais identificados pelos sufixos "A", "B", "C" e "D" na Figura 3.29.

Figura 3.28 Nveis do TDD para o conjunto bsico do kit triciclo.

Conjunto A

Conjunto B

Conjunto C

Sist

ema

4

Sist

ema

3

Sist

ema

2

Sist

ema

1

Sistema 5

Conjunto Bsico

Conjunto Intermedirio

Conjunto Base da Carga

Conjunto Balana

Cj acionamento freio traseiro e estacionamento

Cj Sd Estrutura Intermediria

Cj Prolongamento Surdina

Cj Sd Estrutura Base da Carga

Cj Transmisso Intermediria

Cj Sd Balana

Cj Eixo Traseiro

Cj Cubo de Roda

101

33

Figura 3.29 Nveis do TDD para os conjuntos variveis e opcionais, A, B, C e D.

Atravs desta estratgia de estrutura de produto, tambm facilita bastante a forma de

configurao das diferentes verses de produto que sero comercializadas. Cdigos formados

por prefixo e sufixos, que definem as verses a serem comercializadas, podem ser

previamente criados. Com estes cdigos criados, a gerao da lista de peas necessrias para

montagem do produto na linha de produo se torna automtica, pois cada cdigo carrega em

sua estrutura todos os itens necessrios para aquela configurao. Desta forma, um simples

cdigo informado pela rea comercial da empresa a rea de produo define diretamente a

necessidade de peas em estoque e a demanda de horas na linha de montagem.

Algumas restries de configurao tambm podem ser criadas por este sistema, pois

pode-se notar na Figura 3.29 que os prefixos A1D1 e A2D2 esto relacionados entre si. Por exemplo, na escolha de "Rodas Raiadas (A1)", a nica opo de motocicleta seria "D1",

ou seja, a Sundown Max SE.

3.3.3 Layout do Produto

Conjunto Rodas

Conjunto Carroceria

Conjunto Suspenso

Variveis e opcionais

Cj Rodas Raiadas

Cj Rodas Liga Leve

Cj Carga

Cj Passageiro

Verso Bambona

Verso GLP

Verso Ba

Suspenso Simples

Suspenso Dupla

Motocicleta Sundown Max SE

Sundown Max SED

A1

A2

B1

B2

B3

B4

B5

C1

C2

D1

D2

34

Para a definir corretamente a interface entre a motocicleta e o kit triciclo, foi necessrio,

primeiramente, remontar o layout da motocicleta, definindo as posies exatas dos pontos

principais de interface. A partir do layout da motocicleta, foi possvel criar os skeletons dos

conjuntos de nveis mais altos do kit triciclo.

O skeleton de um conjunto a estrutura de um conjunto. Um skeleton um componente

especializado de um conjunto que define o esqueleto, limites espaciais e interfaces, e outras

propriedades fsicas de um projeto de conjunto que pode ser usado para definir a geometria

dos componentes. Tambm possvel criar skeleton para realizar a anlise de movimentos em

um conjunto criando-se referncias de posicionamento no skeleton e ento modificar as

dimenses do skeleton para limitar o movimento.

Os skeletons criados para o triciclo so basicamente compostos por curvas, eixos e

planos principais, e fora a partir das informaes contidas nos skeletons que definiu-se o

layout do produto. A Figura 3.30 ilustra o resultado dos layout's da motocicleta e kit triciclo.

Figura 3.30 Sobreposio dos layout's da motocicleta e kit triciclo.

3.3.4 Conjunto Bsico

O conjunto bsico composto pela parte estrutural e mecnica do kit triciclo, por isto

a parte principal. Possui interface com todos os demais conjuntos e de uso comum para

todas as configuraes disponveis.

Conforme apresentado na Figura 3.31, fazem parte do conjunto bsico os seguintes

subconjuntos:

a) Conjunto Intermedirio;

Legenda: 1. Layout da motocicleta 2. Layout do kit triciclo

1

2

35

b) Conjunto Base da Carga;

c) Conjunto Balana.

Figura 3.31 Conjunto bsico do kit triciclo.

3.3.4.1 Conjunto Intermedirio Este conjunto fica localizado na posio intermediria entre a motocicleta e o kit

triciclo e responsvel pela interface de fixao do kit a motocicleta. O conjunto

intermedirio, Figura 3.32, composto principalmente de um conjunto soldado estrutural

constitudo predominantemente de peas fabricadas a partir de chapa de ao, onde as chapas

laterais, em forma de tringulo vazado, fixam o kit ao quadro estrutural da motocicleta. Por

causa de sua posio estratgica, responsvel tambm pela fixao do mecanismo de

acionamento do freio traseiro e do freio de estacionamento.

Legenda: 1. Cj Intermedirio 2. Cj Base da Carga 3. Cj Balana

2

31

36

Figura 3.32 Conjunto intermedirio do kit triciclo.

Conforme ilustrado pela Figura 3.33, o conjunto intermedirio fixado ao quadro da

motocicleta pelos pontos A e B em ambos os lados. Na motocicleta o ponto A

utilizado para fixao dos amortecedores traseiros, e o ponto B para fixao da articulao

da balana da roda traseira. Utilizando este conceito de fixao, elimina-se a necessidade de

alterao do quadro da motocicleta para fixao do conjunto intermedirio.

Figura 3.33 Pontos de fixao do conjunto intermedirio ao quadro da motocicleta.

A

B

Legenda: 1. Cj soldado estrutural 2. Mecanismo acionamento

do freio traseiro 3. Freio de estacionamento

1

2

3

37

3.3.4.2 Conjunto Base da Carga A superfcie superior do conjunto base da carga, Figura 3.34, a interface do conjunto

bsico com a carroceria, suportando as cargas a que a mesma submetida e fixando-a ao

veculo. Como fixado a parte traseira do conjunto intermedirio, responsvel pela fixao

do conjunto balana, e tambm fazem parte deste conjunto o eixo intermedirio e o

prolongamento do silenciador do escapamento de gases do motor.

Figura 3.34 Conjunto base da carga do kit triciclo.

3.3.4.3 Conjunto Balana O conjunto balana, apresentado na Figura 3.35, constitudo pelo conjunto eixo

traseiro, conjunto soldado balana e conjunto cubo de roda. O conjunto eixo traseiro

composto basicamente por itens do sistema de transmisso. O conjunto cubo de roda possui

componentes tanto do sistema de freio, quanto de transmisso. Os conjuntos eixo traseiro e

cubo de roda so unidos por um conjunto soldado, denominado de conjunto soldado balana.

Legenda: 1. Base da carga 2. Eixo intermedirio 3. Prolongamento do

silenciador

3

1

2

38

Este conjunto soldado e fabricado a partir de peas em chapa conformadas por dobra, e

parte fundamental do sistema de suspenso.

O alinhamento dimensional e a resistncia estrutural deste conjunto primordial para a

vida dos componentes de transmisso, mas principalmente para segurana, dirigibilidade e

estabilidade do veculo. Devido a sua importncia funcional dentro do conjunto bsico, bem

como sua complexidade, este foi o conjunto que mais requereu tempo para projeto de

engenharia e desenvolvimento de produto, j que a simplificao das solues eram bastante

desafiadoras.

Figura 3.35 Conjunto balana do kit triciclo.

3.3.5 Variveis e Opcionais

Os conjuntos relacionados nesta posio do TDD, conforme apresentados na Figura

3.29, foram destacados para uma estrutura paralela ao conjunto bsico de forma a permitir a

flexibilidade para a configurao das diferentes variveis e opes em que o veculo ser

comercializado.

O conjunto rodas e motocicleta esto diretamente relacionados, para que o triciclo no

seja montado com rodas raiadas nas rodas traseiras quando o modelo de motocicleta escolhido

pelo cliente possua roda dianteira de liga leve, ou vice e versa.

Legenda: 1. Cj Eixo Traseiro 2. Cj Sd Balana 3. Cj Cubo de Roda

3

3

2

1

39

3.3.5.1 Conjunto Carroceria Considerando o mesmo chassi para os diferentes tipos de carroceria, foram definidas

trs verses bsicas do conjunto carroceria, conforme apresentado na Figura 3.36, so elas:

a) Verso caamba;

b) Verso ba;

c) Verso passageiro.

Para seleo de materiais a serem utilizados no desenvolvimento das peas para

carroceria foram considerados os requisitos de: facilidade para acabamento superficial e custo

de desenvolvimento e produo. Assim, para fabricar a carroceria, inicialmente foi utilizado

fibra de vidro para o desenvolvimento das peas, devido a facilidade de modelar formas

geomtrica complexas, e com um baixo custo de aquisio de moldes de fabricao. Por outro

lado, detectou-se que a fase de acabamento das peas se tornava um trabalho bastante

artesanal e que requereria bastante tempo. Por esta razo, mesmo a confeco de moldes de

peas plsticas moldadas pelo processo de vacuum forming apresentarem custo de fabricao

mais elevados que os moldes de peas moldadas em fibra de vidro, o processo de vacuum

forming reduziria consideravelmente o tempo de acabamento das peas. Por isto definiu-se o

plstico como sendo o material a ser utilizado.

Figura 3.36 Verses bsicas para carroceria do triciclo: ba (esquerda), passageiro (centro), caamba (direita).

40

Conforme definido pela Tabela 2 da Resoluo 261/07 emitida pelo CONTRAN, as

verses ba e caamba so consideradas como veculos de transportes de carga fechada e

aberta, respectivamente. J a verso passageiro, logicamente, se encaixa como veculo de

transporte de passageiros. Por estas razes, cada verso deve possuir um processo de

homologao especfico.

As verses Bambona e GLP, definidas na estrutura do TDD, so variaes

customizadas da verso ba e caamba para transportes de reservatrios de 20 L de gua

mineral, ou botijes de GLP. Por isto no requerem processos de homologao especficos.

3.3.6 Sistemas Funcionais

Os sistemas de suspenso, freios e transmisso esto diretamente ligados ao projeto do

conjunto balana, conforme identificado no captulo 3.3.4.3. Com o objetivo de simplificar as

solues utilizadas para um conjunto complexo, mas ao mesmo tempo que fossem adequadas

s questes estruturais e de segurana veicular, uma srie de clculos foram realizados,

conforme apresentados neste captulo.

3.3.6.1 Sistema de Suspenso Com o objetivo de realizar o reaproveitamento dos amortecedores traseiros da

motocicleta para o kit triciclo, identificou-se a necessidade de se obter as especificaes

tcnicas dos mesmos. Como estas especificaes no so disponibilizadas pelo fabricante da

motocicleta, o procedimento utilizado para identificar a carga de trabalho a que estes

amortecedores podem ser submetidos foi definido atravs do processo de engenharia reversa.

Ou seja, as cargas a que os amortecedores podem ser submetidos quando montados na

motocicleta, seriam as cargas admissveis quando usados no triciclo.

Os carregamentos nos amortecedores traseiros foram obtidos atravs da resoluo das

equaes de equilbrio esttico das foras nas balanas traseiras da motocicleta e do triciclo.

Para simplificao dos clculos, fora considerado somente o layout indeformado das

suspenses, onde a variao dos ngulos e comprimento do amortecedor permanecem

inalterados.

Foram aplicadas as equaes de equilbrio esttico ( 1 ), ( 2 ) e ( 3 ) s foras FA, FR, RX,

RY e MZ, na configurao apresentada na Figura 3.37.

0FX = ( 1 ) 0FY = ( 2 )

41

0M Z = ( 3 ) Onde:

a) FA = fora do amortecedor [N]

b) FR = fora da roda [N]

c) RX = fora resultante em X [N]

d) RY = fora resultante em Y [N]

e) MZ = momento resultante em Z no ponto de pivotamento da balana [N.m]

Figura 3.37 Composio de foras envolvidas na suspenso traseira da motocicleta.

Dimenses em milmetros.

Conforme apresentado no Apndice A, obtm-se os seguintes resultados a partir das

equaes de equilbrio para a suspenso traseira da motocicleta:

a) FA = 1,27. FR

b) RY = 0,44. FR

c) RX = 0,14. FR

No Apndice B, utilizando o mesmo procedimento para a configurao de foras

apresentadas pela balana da suspenso traseira do triciclo, Figura 3.38, obtm-se os seguintes

resultados a partir das equaes de equilbrio:

a) FA = 0,75. FR

b) RY = 0,25. FR

c) RX = 0,06. FR

RY

RX MZ

FA

FR

42

Figura 3.38 Composio de foras envolvidas na suspenso traseira do triciclo. Dimenses em milmetros.

De acordo com Cocco (2004), as foras de reao, suportadas pelas rodas da

motocicleta movimentando-se a uma velocidade constante, so equivalentes ao peso bruto

total (PBT) do veculo e a posio do centro de gravidade. Dependendo da distncia do centro

de gravidade em relao a cada um dos eixos do veculo, haver uma distribuio de cargas

diferente para cada um dos eixos, dianteiro ou traseiro. Ou seja, quanto mais perto de um

determinado eixo o centro de gravidade estiver, maior ser a carga sobre aquele eixo.

Para efeitos de clculo, duas configuraes de distribuio de massa foram

consideradas:

a) 30/70 30% no eixo dianteiro e 70% no eixo traseiro

b) 40/60 40% no eixo dianteiro e 60% no eixo traseiro

Para clculo do PBT da motocicleta considerou-se os valores variando a partir da massa

da motocicleta, 115 kg, a massa da motocicleta somado a capacidade mxima de carga, 270

kg, j que a capacidade mxima de carga informada pelo fabricante (vide Anexo C e Anexo

D) 155 kg.

Utilizando estes valores de PBT para o clculo de FR no eixo traseiro da motocicleta,

atravs de ( 4 ) adaptada da proposta de Cocco (2004) sendo g a acelerao da gravidade,

e p o percentual de carga sobre o eixo traseiro, gerou-se o grfico apresentado na Figura 3.39.

Os valores de FA /2 [N] so referentes a fora aplicada sobre cada um dos dois amortecedores

montados na suspenso traseira da motocicleta.

FR = PBT. g. p ( 4 )

Onde:

a) PBT = peso bruto total [kg]

b) g = acelerao da gravidade [m/s2]

c) p = percentual de carga sobre o eixo traseiro [%]

FA

FR RY

RX MZ

43

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

100 150 200 250 300

PBT da Motocicleta [Kg]

F A/2

[N

]

Dist. 30-70%Dist. 40-60%

Figura 3.39 Fora aplicada a cada amortecedor traseiro da motocicleta.

Para os valores de PBT do triciclo considerou-se os valores de sua massa, 200 kg, at o

valor de 420 kg, correspondente a soma dos 150 kg de capacidade de carga do triciclo aos 70

kg do condutor. Assim como para a motocicleta, a Figura 3.40 apresenta os valores das foras

aplicadas a cada um dos amortecedores traseiros do triciclo em relao ao seu PBT.

Comparando as piores condies de carga sobre os amortecedores da motocicleta e do

triciclo, apresentadas pelas Figura 3.39 e Figura 3.40, pode-se notar que enquanto a

motocicleta apresenta valores entre 1000 N e 1150 N, o triciclo apresenta valores entre 950 N

e 1100 N. Isto indica que os amortecedores da motocicleta podem ser reutilizados no triciclo,

para a configurao em que foram montados.

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

180 230 280 330 380 430

PBT do Triciclo [Kg]

F A/2

[N]

Dist. 30-70%Dist. 40-60%

44

Figura 3.40 Fora aplicada a cada amortecedor traseiro do triciclo.

De qualquer forma, como este um veculo desenvolvido para fins de transporte de

cargas, podem existir