Ensaio de estabilidade de veículos

O ensaio de estabilidade é um teste estático realizado para determinar a estabilidade do veículo e a localização do centro de gravidade. O Laboratório SCiTec realiza ensaios numa ampla gama de veículos, incluindo automóveis, ônibus, veículos off-road e militares, guindastes, empilhadeiras e muito mais.

O ensaio de estabilidade faz parte do processo de homologação de veículo para obtenção do Certificado de Adequação à Legislação de Trânsito (CAT). Os veículos de transporte público coletivo de passageiros e transporte de passageiros tipos micro-ônibus e ônibus, categoria M3, devem atender os requisitos da Resolução CONTRAN Nº 445 de 25/06/2013, já os veículos de transporte de passageiros, tipo micro-ônibus, categoria M2 devem atender os requisitos da Resolução CONTRAN Nº 416 de 09/08/2012. Além dos veículos para transporte coletivo, o ensaio de estabilidade também pode ser usado para classificar a mobilidade de veículos militares, quando incorporado a uma série de outros testes em pistas.

Como funciona o ensaio de estabilidade de veículos? 

O método de ensaio de estabilidade é utilizado para estimar o limite de capotagem no estado estacionário de um veículo, ou seja, a aceleração lateral máxima que o veículo de teste poderia sustentar na curva, no estado estacionário, sem capotar.

Atualmente, há uma série de regulamentos internacionais que permitem avaliar combinações completas de veículo acopladas, veículos unitários, combinações de semireboques e tratores, ônibus articulados, reboques completos etc. Em geral, esse método de ensaio não abrange situações de rolagem transitória, vibratória ou dinâmica, nem considera as influências dos sistemas dinâmicos de controle de estabilidade. 

Além disso, a qualidade da estimativa do limite de capotagem no estado estacionário fornecida pelo método de ensaio diminui à medida que o ângulo de inclinação necessário para produzir capotagem aumenta. Mesmo assim, os resultados para veículos pesados ​​com altos limiares de capotagem podem ser usados ​​para comparar sua relativa estabilidade de rolamento no estado estacionário.

O que é registrado durante o ensaio?

O ensaio é não destrutivo e alguns regulamentos, como por exemplo o UE Diretiva 2001/85/CE, exigem que os ônibus passem por uma inclinação lateral de pelo menos 28 graus do plano horizontal sem tombar. O equipamento de teste consiste numa plataforma basculante usada para determinar o ângulo de inclinação. Durante o ensaio é realizado o monitoramento do ângulo de inclinação até o ponto em que as rodas do veículo em diferentes eixos se elevam, definindo o ponto de estabilidade máxima e a capotagem. 

Durante o teste, o laboratório pode registrar uma série de outros parâmetros do veículo, incluindo ângulos da carroceria do veículo em relação à plataforma de inclinação, que fornecem uma indicação da rolagem da carroceria. Depois que os ângulos de estabilidade máxima são conhecidos, o centro de gravidade do veículo pode ser calculado.

Dependendo das características do regulamento, os veículos são testados com diferentes condições de carregamento (lastros), a fim de representar passageiros sentados, cadeirantes e malas.

O quão bem o ensaio prevê a estabilidade do veículo?

Uma plataforma de estabilidade pode ser usada para simular o comportamento do plano de rolagem de um veículo em uma curva constante. O veículo de teste é inclinado para um ângulo Φ, conforme a figura abaixo. Nessa condição, um componente da gravidade [g*sin(Φ)] atua lateralmente enquanto o outro componente [g*cos(Φ)] age perpendicularmente à superfície da estrada simulada (superfície da plataforma). Supondo que [g*cos(Φ)] simule a gravidade, a aceleração lateral simulada é [g*sin(Φ)] / [g*cos(Φ)] ou Tan(Φ). Portanto, se o ângulo da plataforma de inclinação é aumentado lentamente, a tangente do ângulo de inclinação em que o veículo capota pode estimar a aceleração lateral (em g) na qual a estabilidade estática do veículo é atingida. 

Os testes de estabilidade devem ser realizados com uma taxa de variação muito baixa no ângulo de inclinação. A resposta dinâmica do veículo durante a transição de vários eventos (atuação da suspensão, levantamento da roda) no procedimento de ensaio em plataforma de inclinação é geralmente muito baixa. Um exemplo é quando o limite de estabilidade de rolamento é atingido e o veículo começa a “cair”, acelera muito lentamente. Se a taxa de inclinação for muito rápida, é difícil identificar o ponto de instabilidade. 

O quão bem a simulação da plataforma de inclinação prevê a estabilidade do veículo durante uma curva constante depende principalmente de quão próximo o cos(Φ) se aproxima da unidade. Na plataforma, [g*cos(Φ)] representa aceleração gravitacional de um g e [g*sin(Φ)] representa uma aceleração lateral de [g*tan(Φ)]. Devido à carga reduzida, perpendicular à superfície da plataforma de inclinação, o centro de gravidade pode aumentar um pouco e, possivelmente, um limiar de capotagem estático mais baixo pode ser encontrado. 

Por outro lado, a aceleração lateral simulada também é reduzida, o que pode resultar em movimentos irrealisticamente pequenos, tendendo a tornar parecer que o veículo seja mais estável do que realmente é. Ou seja, os dois efeitos tendem a se compensar. Para veículos comerciais carregados, essas fontes de erro geralmente são pequenas, pois a rolagem geralmente ocorre a uma aceleração lateral simulada de menos de 0,5 g, ou seja, um ângulo de inclinação (Φ) inferior a 27 graus.

Sobre a SCiTec

A plataforma de ensaio de estabilidade da SCiTec opera em ambiente que atende todos os requisitos da ISO/IEC 17025. Também realizamos ensaios para homologação de veículos conforme ECE R107 e outros regulamentos internacionais. A SCiTec pode atuar como testemunha de ensaios realizados em outras instalações, a fim de garantir imparcialidade e confiabilidade metrológica ao longo de todo o processo de homologação.

Referências

– ISO 16333 – Heavy commercial vehicles and buses — Steady-state rollover threshold — Tilt-table test method

– SAE J2180 – A Tilt Table Procedure for Measuring the Static Rollover Threshold for Heavy Trucks  

– Resolução CONTRAN Nº 445 DE 25/06/2013 – Estabelece os requisitos de segurança para veículos de transporte público coletivo de passageiros e transporte de passageiros tipos micro-ônibus e ônibus, categoria M3 de fabricação nacional e importado

– Resolução CONTRAN Nº 416 DE 09/08/2012 – Estabelece os requisitos de segurança para veículos de transporte de passageiros tipo micro-ônibus, categoria M2 de fabricação nacional e importado

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