Existe hoje na indústria brasileira de veículos pesados uma busca por soluções para se atender a Resolução 641:2016 do Contran, que obrigará a aplicação de sistemas de controle de estabilidade e antitombamento em veículos de carga a partir de 2025. Mesmo que muito pertinente, a preocupação governamental em se reduzir o índice do principal tipo de acidente envolvendo carretas, existe ainda outro tipo de instabilidade que não será evitada, mesmo com a aplicação dos sistemas exigidos por esta resolução. A instabilidade do Efeito Chicote (o Trailer Swing) que ocorre em veículos articulados, além de ser de difícil detecção, é também em diversos casos, a causa inicial de um tombamento subsequente. Este trabalho apresenta um estudo de viabilidade técnica, o desenvolvimento e a validação de um inovador sensor de quinta roda para as combinações veiculares de carga (CVC) que possuem articulação tipo pino rei/quinta roda. Este sensor visa detectar não apenas o ângulo, mas também as folgas presentes nesta articulação. A partir destes dados adquiridos, se tornará possível detectar tanto esta instabilidade do Efeito Chicote, como condições prévias ao tombamento de uma forma confiável, a partir de dados adquiridos apenas na articulação do veículo. Inicialmente realizou-se uma pesquisa sobre instabilidades veiculares, a forma que estas ocorrem em configurações brasileiras de veículos articulados e a necessidade de se haver o sensoriamento da quinta roda. Também foi apresentado um estudo sobre a efetividade dos sistemas atuais de controle de estabilidade para a detecção e prevenção do Efeito Chicote. Após esta verificação, foram apresentadas propostas técnicas e delimitada as condições de contorno prévias para se desenvolver este sensor. Na sequência avaliou-se o grau inovativo destas propostas e desenvolvida uma destas tecnologias, a qual é baseada no conceito de um sensor de quinta roda e um disco magnético fixado ao pino rei. Por fim foram realizados testes em bancada fidedigna e também em veículos, nestas etapas foram constatados resultados satisfatórios para as condições de contorno inicialmente impostas. O sensor objeto de desenvolvimento deste trabalho apresentou a acuracidade dentro do esperado, o que o torna tecnicamente viável de uma futura aplicação na detecção das condições dinâmicas do semirreboque, a partir apenas do sensoriamento da quinta roda.
Nowadays, the heavy vehicle industry is looking for solutions to meet the Brazilian resolution 641:2016, which requires the application of stability control and antirollover systems in cargo vehicles from 2025. Even though the government’s concern to reduce the main type of accident involving large trucks, there is still another type of instability that will not be avoided even with the application of the systems required on this resolution. The instability of the Trailer Swing that occurs in articulated vehicles, besides being difficult to detect, is also in several cases, the initial cause of a subsequent vehicle rollover. This document presents a technical feasibility study, the development and validation of an innovative fifth wheel sensor for vehicle load combinations (LCVs) which have a King Pin/Fifth Wheel articulation type. This sensor aims to detect not only the angle but also the clearances present on this joint. From these data it will be possible to detect this Trailer Swing instability, as well as Rollover preconditions from data acquired only on the vehicle articulation. Initially, is made a research about articulated vehicle instabilities and the how it can occur in Brazilian articulated vehicle configurations, and checked the necessity of sensing the fifth wheel. A study was also presented on the effectiveness of current stability control systems for the detection and prevention of the Trailer Swing Effect. After this verification, was made technical proposals and the previous boundary conditions to develop these sensors. On sequence, it was checked the innovative degree of this technology under development, based on the concept of a fifth wheel sensor and a magnetic disk attached to the king pin. Finally, tests were made on a reliable bench and also on vehicles, in these stages satisfactory results were found for the boundary conditions initially imposed. The sensor developed presented the expected accuracy, which has technical feasible for future applications to detect the dynamic conditions of the semi-trailer, based only on the sensing of the fifth wheel.
Data da defesa: 24/02/2021
Banca Examinadora
Orientador (a): Rodrigo Jardim Riella (Lactec)
Membro da Banca: Juan Carlos Horta Gutierrez (UFMG)
Membro da Banca: Carlos Gabriel Bianchin (Lactec)
Membro da Banca: Luiz Carlos Daemme (UFPR)
Membro da Banca: Silvia Faria Iombriller (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Caminhões Articulados; Controle de Estabilidade; Efeito Chicote; Antitombamento; Trailer Swing; Quinta Roda; Inovação; Sensores Magnéticos.
Keywords: Large Trucks; Articulated Vehicles; Stability Control; Trailer Swing Effect; Antirollover; Anti-Jackknifing; Trailer Swing; Fifth Wheel; Innovation; Magnetic Sensors.