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Autor Tópico: Sistema Hidraulico de Travagem  (Lida 2159 vezes)

Offline SMAP

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Sistema Hidraulico de Travagem
« em: 12 de Julho de 2013, 12:40 »
Este topico vai servir para explicar a vantagem mecanica proporcionada pelos sistemas hidraulicos de travagem

Vou começar com um exemplo simples para facilmente se entender. Um elevador de carros usa um sistema hidraulico para fazer subir e descer os carros.

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Como podem ver na figura em cima, o sistema consiste em 2 pistons de tamanhos diferentes ligados por um reservatório que contem um liquido não comprimivél (oleo  ou agua)


A vantagem mecanica - força mutiplicada:

Uma força pequena de "input" num piston pequeno resulta numa força maior de "output" num piston grande, isto é a vantagem mecanica.

A força de "input" é o esforço e a força de "output" é a carga.

A vantagem mecanica é possivel graças a 2 caracteristicas dos liquidos:
- não podem ser comprimidos
- distribuem a pressão de forma equitativa

A explicação acima traduz-se no Principio de Pascal

A pressão no piston A é igual a pressão no piston B

Pressão Piston A = Pressão Pinton B

A pressão é calculada como força por area

Força A / Area A = Força B / Area B

Podemos usar a seguinte formula para calcular a vantagem mecanica experssa em força multiplicada:

Vantagem mecanica expressa em força = carga(força de "output") / esforço(força de "input")




A vantagem mecanica - curso de "output":

Se tivermos 2 seringas com 5 ml de agua em que a seringa A tenha um diametro de 2cm e a seringa B tenha um diametro de 1 cm, facilmente compreendem que na seringa A (2cm) é preciso um curso menor para expelir os 5 ml de agua

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Na imagem acima precisamos de produzir uma força de 5000 N. O piston pequeno, A, tem uma area de 1 cm2. O piston pequeno move-se num curso de 100cm

Para conseguirmos determinar a força que necessitamos de imprimir no piston A, vamos recorrer ao pincipio de Pascal

Força A / Area A = Força B / Area B

Força A / 1cm2 = 5000 N / 100cm2

Força A = 50 N


Vantagem mecanica expressa em força = carga(força de "output") / esforço(força de "input")

Vantagem mecanica expressa em força = 5000 N / 50 N

Vantagem mecanica expressa em força = 100

Ou seja com um piston de 1cm2 consigo multiplicar a minha força 100 vezes sobre um piston de 100cm2


Vantagem mecanica expressa em força = curso de "output" / curso de "input"

100 = curso de "output" / 100cm

curso de "output" = 1cm

Se o curso de input fosse de 50cm entao

Vantagem mecanica expressa em força = curso de "output" / curso de "input"

100 = curso de "output" / 50cm

curso de "output" = 2cm



Sistema de hidraulico de travagem

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Com as explições deixadas em cima conseguem entender que quando alteramos o sistema de travagem para por bombas de 4 pistons com uma area maior

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todo o sistema de travagem é afectado/modificado como podem ver no exemplo abaixo para os travoes do 9000




Bomba originais tem 1 piston de um lado sendo que o outro lado é fixo

Bomba de 4 ou 6 pistons tem pistons moveis em ambos os lados

Ou seja nas bombas de 4/6 pistons, os pistons tem que percorrer metado do curso comparado com a bomba original que só tem piston de um lado. Valido desde que a area conjunta dos 4/6 pistons seja igual a area de 1 piston

Exemplo: Para um curso de 4 mm

Bomba original = piston percorre 4 mm

Bomba de 4/6 piston = cada piston percorre 2 mm (2 lados vezes 2mm = 4mm)


Agora um explicação matematica em que no resultado quanto menor for o valor menor é o curso. Curso do Piston = cpd


1 piston - Original SAAB - 1 * (57 mm) por bomba

2*cdp*(pi*0.057^2) => 2*cdp*pi*(0,003249)


6 pistons - WP PRO 6B36RF/LF (L6) - 2 * (30 mm + 30 mm + 25 mm) por bomba

2 * (cdp/2)*(4*pi*0,03^2 + 2*pi*0,025^2) => cdp * 2*pi*(2*0,03^2 + 0,025^2) => 2*cdp*pi*(2*0,03^2 + 0,025^2) => 2*cdp*pi*(0,0018 + 0,000625) => 2*cdp*pi*(0,002425)

Agora vamos fazer um exemplo com uma bomba de 4 pistons, em que o somatorio dos pistons do diametro é igual as bombas de 6 pistons (85 mm)

4 pistons - 85 mm - 2 * (43 mm + 42 mm) por bomba

2 * (cdp/2)*(2*pi*0,043^2 + 2*pi*0,042^2) => cdp * 2*pi*(0,043^2 + 0,042^2) => 2*cdp*pi*(0,043^2 + 0,042^2) => 2*cdp*pi*(0,001849 + 0,001764) => 2*cdp*pi*(0,003613)


4 pistons - Brembo 996.351.425 & 996.351.426 - 2 * (40 mm + 36 mm) por bomba

2 * (cdp/2)*(2*pi*0,04^2 + 2*pi*0,036^2) => cdp * 2*pi*(0,04^2 + 0,036^2) => 2*cdp*pi*(0,04^2 + 0,036^2) => 2*cdp*pi*(0,0016 + 0,001296) => 2*cdp*pi*(0,002896)


O valor mais baixo como podem verificar é o da bomba de 6 pistons, pelo que é esta a bomba que em que o curso dos pistons sera menor para obter o mesmo poder de travagem quando carregamos no pedal de travao.

A bomba "inventada" de 4 pistons e 85 mm seria a que seria preciso o maior curso.



Resumindo:

Quando se poem bombas com 4/6 pistons em que a area conjunta dos pistons é maior que a area do piston da bomba original, tem as seguintes consequencias.

- Pela mesma força de "input" no pedal de travagem tem maior força de "output" nos pistons
- Sendo que o curso do pedal de travagem não muda, perdem sensibilidade de travagem visto que por cada milimetro de curso tem mais força

Ou seja se mudam as bombas de travões por umas de 4/6 pistons (com maiores dimensões) devem mudar tambem a bomba central de travagem por uma que contenha um piston de menores dimensões.
« Última modificação: 12 de Julho de 2013, 15:50 por SMAP »
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Offline TesZero

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Re: Sistema Hidraulico de Travagem
« Responder #1 em: 12 de Julho de 2013, 23:06 »
Bom post :)

um pouco confuso a partir da parte das contas... (pelo menos para mim que sou lerdo!!!)
mas muito boa informação.

Abraço
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