FUNCIONAMENTO DE UM CARRO ECONÔMICO COM BASE NO REGULAMENTO MUEE

FUNCIONAMENTO DE UM CARRO ECONMICO COM BASE NOREGULAMENTO MUEE

Felipe Sehn da Silva (FAHOR) [email protected] Prevedello (FAHOR) [email protected]

Rafael Scalabrin (FAHOR) [email protected] Fabiano Cassol (FAHOR) [email protected]

ResumoCom a crescente demanda por economia de energia se faz necessriodesenvolver equipamentos cada vez mais eficientes, de modo a diminuir ademanda por recursos naturais. Com o intuito de desenvolver conhecimentosvoltados a economia de combustvel no ramo automotivo, no presente trabalho desenvolvido um carro econmico composto por chassis tubular de alumnio,carenagem de fibra de carbono com molde de madeira MDF (espessura 3mm)e um motor monocilndrico, quatro tempos, resfriado a ar com 49cc (2,5 HP)baseado no regulamento MUEE (Maratona de Eficincia Energtica). Opresente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se obter a maior eficinciaenergtica possvel, que consiste em o mesmo percorrer uma determinadadistncia com a menor quantidade de combustvel. Como resultado principal observado uma grande autonomia no prottipo, que chega a 60 Km/L.Palavras-chave: Carro Econmico; Eficincia Energtica; Meio Ambiente.

1. IntroduoA busca pela diminuio da emisso de poluentes nos veculos

automotores vem sendo um dos principais assuntos nos dias de hoje, quecontribuem grandemente para a libertao de dixido de carbono para aatmosfera, trazendo consequncias negativas para o nosso Planeta, comochuva cida, aquecimento global e a reduo da camada de oznio. Emrelao a eficincia energtica em automotores, que consiste em usar menoscombustvel para fornecer a mesma quantidade de valor energtico, asempresas se dedicam cada vez mais para fabricao de veculos que atendamessas caractersticas, poluindo menos o meio ambiente. Com a crescente demanda por tecnologia e todas as necessidades atuaisde eficincia energtica, se faz necessrio cada vez mais a pesquisa e odesenvolvimento de equipamentos que consomem menos combustveis,consequentemente diminuindo a emisso de poluentes. No meio acadmico, a

3 SIEF Semana Internacional das Engenharias da FAHOR7 Seminrio Estadual de Engenharia Mecnica e Industrial

Maratona Universitria da Eficincia Energtica - MUEE, mostra a cada ano oempenho de acadmicos de engenharia, que desenvolvem prottipos deveculos para competio. Com essa competio, que acontece regularmente, foram obtidos conceitospara o presente artigo, sendo o principal o desenvolvimento de um carroeconmico para participar da competio MUEE. Nesse caso o projeto devepossuir componentes que o torne mais econmico, como: Pouco peso(estrutura, carenagem, piloto), utilizando materiais leves, pesquisa de motoresmais econmicos e eficientes, injeo eletrnica, tambm aros e pneus quesejam mais eficientes e adequados. Para que isso acontea o projeto deve ser bem planejado usando ametodologia de abordagem de projeto de produto, que estar contido o projetoinformacional, projeto conceitual e o projeto detalhado.

O projeto desenvolvido denominado Carro Econmico de sumaimportncia para os estudantes de engenharia, pois oferece a oportunidade deaplicao prtica dos conhecimentos adquiridos durante o curso de graduao,buscando assim aperfeioar sua preparao para o mercado de trabalho.Trata-se do envolvimento do aluno em um caso real de desenvolvimento deprojeto de um prottipo, desde a sua concepo, projeto detalhado, construoe enfim o seu teste final, que a competio MUEE, onde contribui paraadquirir novos conhecimentos com equipes adversrias.

O presente trabalho desenvolve um carro econmico....

2. Reviso da Literatura2.1 Energia

O termo energia est relacionado com a capacidade de por emmovimento ou transformar algo. No mbito econmico e tecnolgico, a energiarefere-se a um recurso natural e aos elementos associados que permitem fazerum uso industrial do mesmo.

No que se refere a veculos motorizados, conta-se com automveis,caminhes, nibus e avies para transportar mercadorias e pessoas dentro dospases e ao redor do planeta, para negcios e lazer. No mundo todo, otransporte responsvel por 22% do consumo de energia. Veculos terrestrescomo automveis, caminhes e nibus, respondem por 75% da energia usadano transporte. Quase todos os veculos motorizados so movidos acombustvel derivado do petrleo, principalmente na forma de gasolina oudiesel.

A medida bsica da eficincia energtica para veculos quantosquilmetros (ou milhas) um veculo percorre para cada litro de combustvel.Vrios fatores podem afetar o consumo de combustvel de um veculo.Tamanho e peso so os parmetros de maior influncia; carros menores e


mais leves podem percorrer distncias maiores por litro de gasolina, quandocomparados a veculos maiores e mais pesados. O tamanho do motor tambm um fator importante, os motores mais potentes e mais pesados consomemmais combustvel, onde o veculo circula tambm influencia. Veculos quecirculam em vias expressas a velocidades mais altas consomem menoscombustveis que aqueles rodando em pequenas vias urbanas, onde osmotoristas precisam frear e acelerar constantemente, usando maiscombustvel. Contudo, o motor de combusto interna funciona a umavelocidade tima de 80-89 km/h. Assim, dirigir acima dessa faixa de velocidadeem vias expressas consome mais combustvel.

Em tempos em que o aquecimento global e as mudanas climticas somotivo de preocupao no mundo, a melhoria da eficincia energtica est emcrescente demanda, minimizando impactos ambientais acarretados pelautilizao de combustveis fsseis e reduzindo emisses de dixido de carbono(CO2). A eficincia energtica uma soluo eficaz e rpida para mitigarmudanas climticas.

2.1.1 Eficincia EnergticaSegundo Silva (1993) desde os tempos remotos, o homem tem

procurado criar condies que lhe proporcionem uma vida mais confortvel,que facilite a obteno do que se necessita para viver melhor. Por exemplo, ohomem aprendeu a domesticar e montar em cavalos para aliviar o sofrimentode seus ps e adquirir maior rapidez para sua locomoo. Para oarmazenamento de alimentos e objetos, passou a utilizar os cavalos comotransporte de cargas. E assim com essas evolues o homem chegou a umade seus maiores inventos: a roda, que aconteceu por volta de 3000 a.c. A partirdo surgimento da roda rapidamente foi atribudo a ele outra funes quedesencadeou-se uma fila enorme de novas invenes, e para que essesutenslios e mquinas funcionassem o homem necessitou fornecer energia aeles. Dessa maneira a vazo de gua de um rio serve para movimentar umaroda dgua, o vento acionava as ps de um moinho, cavalos e boismovimentavam carroas e implementos para substituir o servio braal dohomem do campo. No sculo XVIII, j era possvel gerar energia a partir dovapor de gua, o que deu inicio Revoluo Industrial. Com esta descoberta ovapor forneceu fora motora para o transporte coletivo como o trem e aindstria cerca de dois sculos. Antes do sculo XVIII, o combustvel maisutilizado era a lenha. O carvo surgiu nessa mesma poca como combustvel.Por volta 1859 surge o beneficiamento e o refinamento do petrleo, ondeprimeiro foi refinado querosene e consequentemente o diesel e a gasolina.Com o aumento da demanda do uso de combustvel se viu a necessidade deelaborar veculos mais econmicos e tambm procurar estudos para aelaborao de fontes viveis para a eficincia energtica dos automveis.

Um exemplo bastante comum a lmpada. A lmpada incandescentepossui 8% de eficincia, os demais 92% de energia eltrica utilizada se perde


na forma de calor para o ambiente, enquanto que a lmpada fluorescentecontm 32% de eficincia e os 68% restantes so perdidos na forma de calor.Nos automveis essa eficincia pode ser medida na quantidade de energia queo combustvel possui e a quantidade de energia efetivamente transformada emtrabalho, ou seja, em movimento.

2.1.2 Energia de CombustveisPor definio todo o combustvel seja ele fssil ou produzido em

laboratrio, possui diversas caractersticas energticas, como baixo custo porcontedo energtico, disponibilidade, facilidade de transporte earmazenamento, possibilidade de utilizao dentro de tecnologias disponveis,baixo custo operacional e de investimento, etc. Sua energia serveprincipalmente para a mobilidade de veculos tanto de passeio quanto detransporte seja fluvial terrestre ou areo. Qualquer combustvel utilizado peloser humano, para qualquer fim, contm energia em suas propriedades quetransforma em energia mecnica, dando mobilidade em componentes internosde mquinas, motores, caldeiras e outros.

2.2 Carro EconmicoO carro econmico seguindo os requisitos do regulamento 2013 (MUEE)

deve possuir no mnimo trs rodas correntes, sendo que todas devem tercontato contnuo com a pista quando estiver em circulao.

Apndices aerodinmicos, que sejam mveis para aproveitar de formavarivel o fluxo do ar enquanto o veculo est em movimento, so proibidos.

As carrocerias dos veculos no devem incluir quaisquer apndicesexternos que possam representar perigo.

Extremidades expostas da carroceria, como cintas de fixao, abraadeirasplsticas cortadas, cantos e bordas de chapas, pontas de parafusos e cabosinstalados no veculo, que tenham cantos agudos, devero ser eliminados ourevestidos com material protetor que evite contuses ou ferimentos nos pilotose demais pessoas que estiverem por perto. O veculo ser confeccionado commotor a gasolina.

2.2.1 Chassis/monocoqueNo regulamento da MUEE de 2013 o chassi deve ser rgido, que

proporcione uma funo de uma clula de sobrevivncia, permitindo quenenhuma parte do corpo do piloto esteja exposta ao exterior em caso decapotamento. O monocoque que geralmente e construdo com materiais deboa resistncia mecnica e de fcil moldagem atravs do acento do piloto e ainferior sobre a posio dos ps. Na figura 1 est relacionando a barra superior(A) e inferior (B) que interligam ao chassis.


Figura 01 descrio das barras superior e inferior Fonte: Regulamento MaratonaUniversitria da Eficincia Energtica 2013.

2.2.2 Carroceria/carenagemA carroceria ou carenagem geralmente so constitudas para ser

independente da estrutura tubular do chassi, nos processo j existentes sousados placas de alumnio, acrlico, termo moldados e outros materiais queproporcionam rigidez estrutural para complementar ao chassi tubular oumonocoque. Essa carroceria deve provocar o total isolamento do piloto ao meioexterno constituindo-se em uma pea s. Na figura 2 mostra alguns exemplode carrocerias desses veculos.

Figura 02 carroceria/carenagem carro econmico desenvolvido por alunos da FAHOR paraMUEE (2013) Fonte: Foto tirada por alunos da FAHOR no dia 29 de agosto, 2013.

2.2.3 Motor UtilizadoMotor monocilndrico, quatro tempos, resfriado por ar. Suas

caractersticas so: Menos cheiro, pois o leo no misturad na gasolina, poluimenos, rudo menor, crter separado para entrada de leo, possui vlvulas queregulam o seu ciclo, embreagem automtica (centrfuga) e partida na cordinharetrtil.


O Quadro 01 apresenta as especificaes do motor utilizado.

Ignio Eletrnica (CDI/magneto)Cilindrada 49cc

Potncia Desenvolvida 2,5hpCombustvel GasolinaEmbreagem Automtica (centrfuga)

Transmisso Fora Correia e pinho auxiliarPartida Cordinha retrtil

Potncia mxima Kw/rpm 1,2/6800DimetroxCurso 41.8 X 35.8

Max Torque 2.4Nm / 4500rpmRotao Mxima sem

carga8500rpm

Consumo de combustvel 480g/kWhPeso liquido 5,5Kg

Comp x Largura x Altura 25 X 27 X 26 cmFonte: http://www.bicimoto.com.br (2013).

2.2.4 Regulamento da CompetioTodas equipes devem seguir o regulamento da competio, pois antes

de inicia-la precisa passar por uma rigorosa vistoria do projeto, para segurana de todos. Foram 10 edies at hoje, a cada edio sendo melhorado e tornando o

3. Mtodos e TcnicasTendo como foco a anlise de um carro econmico para funcionamento

com maior eficincia possvel do mesmo, opta-se pelo desenvolvimento deuma abordagem exploratria.

De acordo com Gil (2002), a pesquisa exploratria tem oobjetivo de proporcionar maior familiaridade com o problema, com o propsitode oferecer maior familiaridade com o problema, com vistas a torna-lo maisexplcito ou a construir hipteses.


Para fins de informaes, fez-se necessrio realizao depesquisas a fim de tirar informaes das equipes, com o intuito de saber o quepode ser melhorado para se tornar mais competitivo.

Para isso tem-se que reduzir peso estrutural do carro,como tambm sua carenagem, buscar um motor que seja mais eficiente,trabalhar na aerodinmica do carro.

4. Resultados e DiscussesCom base nos referenciais tericos foi construdo o primeiro carro

econmico da FAHOR que foi utilizado materiais leves e resistentes. Para aconstruo do projeto foi utilizado os materiais de acordo com a tabela 02.

A tabela 02 apresenta os materiais utilizados e suas descries.

A participao na MUEE foi de grande importncia para os alunostrocarem experincias com as outras equipes (intituies do Brasil todo), foiuma vitria passar pela vistoria do projeto, que foi aceito pela competio, poisseguiu todos os requisitos exigidos pelo regulamento da competio. A equipeficou em 19 lugar, fazendo uma mdia de 60 Km/l co m seu carro, todos alunosficaram satisfeitos, apesar da colocao.

Para o projeto detalhado se fez o uso do software Solidworks que ajudouas direcionar e detalhar todas as medidas necessrias, onde foi criteriosamenteatribudo formas adequadas para ter um bom desempenho nos quesitos deleveza, mobilidade e aerodinmica.

Segue abaixo figuras do projeto detalhado.


Figura 03 Projeto detalhado do carro econmico com suas dimenses Fonte: Alunos daFAHOR (2013).

Figura 04 Projeto concludo do carro econmico Fonte: Alunos da FAHOR (2013).

5. ConclusesNo presente trabalho foi proposto o desenvolvimento de um carro

econmico de acordo com o regulamento da Maratona Universitria deEficincia Energtica MUEE. Com base no regulamento so descritas asconfiguraes escolhidas para a montagem do prottipo, o que resultou em umcarro com as dimenses XXX, e uma massa total de XXX. O principal objetivo


da competio o de atingir a mxima autonomia de combustvel com oveculo, sendo alcanada a marca de 60km/L. Contudo o artigo quis passarpara o leitor que o projeto foi bem executado, sendo aceito pela competio nasua vistoria, com isso a participao na competio foi satisfatria. Noobtiveram um bom resultado em questo de colocao, mas a satisfao vemde ter concludo o projeto e ter podido participar e principalmente poder trocarexperincias com outras equipes, tendo novas ideias para uma futuracompetio e destacar o foco principal da eficincia energtica para acontribuio ao meio ambiente, pois usando menos combustvelconsequentemente estaremos poluindo e agredindo menos ao mesmo.

Referncias- Matria de Usando Menos EnergiaVeculos com Eficincia Energtica http://www.planetseed.com/pt-br/relatedarticle/veiculos-com-eficiencia-energetica

- SILVA, Eduardo Roberto .lcool e gasolina: combustvel do Brasil. 3ed. So Paulo: Scipione, 1993.

- FONTES DE ENERGIA Disponvel em: < http://www.suapesquisa.com/cienciastecnologia/fontes_energia.htm >. Acesso em: 10 de abril 2013

- REGULAMENTO MARATONA UNIVERSITRIA DA EFICINCIA ENERGTICA 2013. Disponvel em:< http://www.maratonadaeficiencia.com.br >. Acesso em: 13 maro 2013.

- REPORTAGEM 2012. Disponvel em: < http://www.maratonadaeficiencia.com.br > acesso em: 13 maro 2013

- MATRIA EFICINCIA ENERGTICA. Disponvel em: < http://www.hotsitespetrobras.com.br >. Acesso em: 23 maro 2013.

- PROJETO ENERGIA. Disponvel em: < http://www.planetseed.com >. Acesso em: 23 maro 2013.

- CONCEITO DE ENERGIA. Disponvel em: < http://conceito.de/energia >. Acesso em: 23 maro 2013.

- SITE DAS ESPECIFICAES DO MOTOR BICICLETAS MOTORIZADAShttp://www.bicimoto.com.br/ecommerce_site/produto_872_4847_Kit-Motor-49cc-4-tempos-para-bicicletas-4G-T-Belt-drive


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