Atuador com Rigidez Variável para Aplicação em Suspensões Automobilísticas
Pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) desenvolveram um atuador com rigidez variável (ARV) destinado à integração em sistemas de suspensão de veículos automotores, com o objetivo de melhorar o desempenho veicular durante curvas, manobras bruscas e em terrenos irregulares. A inovação oferece rigidez adaptativa com a mudança da posição das molas em sua estrutura, proporcionando maior segurança e controle da estabilidade dinâmica.
O ARV é um sistema modular composto por dois motores lineares (M1 e M2), responsáveis pelos movimentos horizontal e vertical de um conjunto de molas, molas helicoidais de compressão e tração alojadas em uma caixa de deslocamento e um braço de alavanca no efetuador final (EF), que transforma a configuração mecânica em rigidez variável.
Seu funcionamento ocorre em três movimentos principais. O motor M2 desloca verticalmente o conjunto de molas ao longo do braço de alavanca. O motor M1 move o conjunto molas-motor M2 na direção horizontal, alterando a posição do efetuador final sem modificar o ponto de aplicação no braço de alavanca. O efetuador final, por sua vez, comprime ou traciona as molas ao receber carga do sistema de suspensão.
O gráfico de rigidez da Figura 8 demonstra que a rigidez do sistema diminui conforme aumenta o comprimento do braço de alavanca, mostrando sua capacidade de ajuste fino da resposta mecânica.
Os sistemas convencionais de suspensão utilizam amortecedores magnetorreológicos, que dependem de fluidos sensíveis a campos magnéticos, ou ainda sistemas com rigidez não linear e ajustes dinâmicos por fluido. No entanto, essas soluções são caras, complexas e de difícil adaptação a diferentes veículos. A presente invenção propõe uma alternativa puramente mecânica, de baixo custo e com compatibilidade universal para múltiplas geometrias de suspensão, como McPherson, Duplo A (Push e Pull Rod), Multi-link, Eixo rígido e Watt. Além disso, sua aplicação abrange veículos de passeio, utilitários leves e pesados, sedãs e caminhonetes.
Trata-se da primeira aplicação automotiva de atuadores com rigidez variável (ARV) baseados no princípio de modificação na alavanca de transmissão. O sistema pode ser adicionado paralelamente ao conjunto tradicional de mola e amortecedor, sem a necessidade de substituí-lo, garantindo flexibilidade de implementação. Sua atuação proporciona aumento de rigidez sob demanda durante curvas, reduzindo o risco de capotamento e ampliando o contato com o solo. Além disso, trata-se de uma solução escalável, robusta e que dispensa o uso de eletrônica de controle complexa.
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