ANÁLISE TEÓRICA DA EFICIÊNCIA DE FRENAGEM DE ALGUMAS CONFIGURAÇÕES DE VEÍCULOS UNITÁRIOS E COMBINAÇÕES DE VEÍCULOS RODOVIÁRIOS DE CARGA BRASILEIROS

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1 JAW ANÁLISE TEÓRICA DA EICIÊNCIA DE RENAGEM DE ALGUMAS CONIGURAÇÕES DE VEÍCULOS UNITÁRIOS E COMBINAÇÕES DE VEÍCULOS RODOVIÁRIOS DE CARGA BRASILEIROS João Alexanre Wimer Universiae e São Paulo Escola e Engenharia e São Carlos RESUMO O nível e conhecimento que as autoriaes rooviárias brasileiras têm sobre as conições reais e frenagem e veículos rooviários e carga e um moo geral e e CVCs composições e veículos e carga em particular é muito limitao, o que resultam sérias úvias sobre a compatibiliae as istâncias e segurança utilizaas no projeto as roovias brasileiras com a operação esses veículos. Esta investigação visa apresentar resultaos e um moelo e corpo rígio a frenagem e veículos unitários e CVCs em movimento retilíneo, que forneçam uma primeira avaliação a orem e graneza essa compatibiliae. ABSTRACT The level of knowlege that brazilian roa authorities have about the actual braking conitions of cargo transport vehicles in general an of CCVs Cargo Combination Vehicles in particular is very limite, the result beeing that there are serious oubts about the compatibility of the safety istances use in the esign of brazilian roas with the traffic of these vehicles. This investigation has the objective to present results of a rigi boy braking moel of unit vehicles an CCVs in linear motion, which eliver a first evaluation of the orer of magnitue of this compatibility. INTRODUÇÃO As istâncias e segurança aotaas nos projetos as roovias brasileiras seguem,e um moo geral, normas e projeto antigas, Russo (1995) e Pimenta e Oliveira (1981), e não refletem valores compatíveis com o real esempenho e locomoção os veículos rooviários e carga, em particular combinações pesaas o tipo caminhão unitário+reboque (Romeu e Julieta), cavalo mecânico+semi-reboque (carretas e 1, e3 eixos) e caminhões extra-pesaas o tipo Treminhão e Rootrem com até 90t e PBTC em conições reais e operação. O volume e veículos rooviários e carga trafegano nas roovias brasileiras é crescente, teno ocorrio nos últimos trinta anos uma tenência para o uso e composições e maior PBTC. Apesar a notável evolução tecnológica esses veículos é, infelizmente, crescente o número e acientes rooviários envolveno caminhões, o que nos leva à reflexão sobre a compatibiliae e tráfego esses veículos com as conições geométricas as roovias. Dese a autorização e tráfego contínuo e veículos extra-pesaos o tipo Treminhão e Rootrem, a partir a écaa e 80, e e Bi-Trens a partir o final a écaa e 90, com AETs-Autorizações Especiais e Tráfego através a Resolução 631/84 o CONTRAN, houve também um aumento consierável o tráfego esses veículos em roovias principais e vicinais, seno que estimativas conservativas estimam que o número essas composições seja hoje maior que uniaes em tráfego no país. Esse fenômeno everá se acentuar nos próximos anos, pois o novo CTB - Cóigo e Trânsito Brasileiro e 1997 estabelece, através a Resolução 68/97 o CONTRAN, conições para tráfego contínuo a nível nacional e um grane número e tipos e composições e veículos e carga CVCs com mais e 6 eixos e PBTC maior que o limite e 45 t estabelecio no CTB. Os DERs - Departamentos Estauais e Estraas e Roagem e o extinto DNER - Departamento Nacional e Estraas e Roagem não elaboraram, até o presente momento, critérios técnicos para avaliar a compatibiliae e tráfego essas composições especiais com as conições e tráfego e e infra-estrutura viária e nossas roovias. RENAGEM DE CAMINHÕES Vários grupos e pesquisa investigaram os problemas e frenagem e veículos rooviários e carga no exterior na écaa e 1980 e continuam investigano o problema nos anos recentes. Algumas as referências importantes são os trabalho realizaos no Canaa, e Parker an Hutchinson (1988), e Billing e Mercer (1986), os realizaos na Alemanha, e Uffelmann (1980) e Piasecki (1977) e na écaa passaa, uma série e trabalhos e pesquisa o UMTRI - University of Michigan Transportation Research Institute realizaos por ancher e lick (199) e ancher, Winckler e Campbell (199).A teoria básica para a análise 1

2 o problema é encontraa em Limpert (199) e em Gillespie (199). O sistema e freios e um veículo têm a finaliae e esacelerar o mesmo sem necessariamente reuzir sua velociae a zero. Esse processo eve obeecer a critérios e segurança e requisitos preestabelecios pelo fabricante e pela legislação. Para se efinir o sistema e freios a ser instalao, evese consierar as conições operacionais o mesmo, iferenciano esse sistema para caa caso. Do ponto e vista técnico evem ser consieraos aspectos construtivos, funcionais e operacionais o veículo, para escolha o sistema e freios.o veículo poe: ser solicitao por iversas configurações e carregamento, trafegar por trechos retilíneos e curvilíneos, passar por iversos tipos e pavimentos, em bom ou mal estao e conservação, estar com freios novos ou esgastaos, ser conuzio em tráfego lento ou rápio, estar sujeito a falhas parciais ou totais, Quanto a aspectos construtivos, evem ser consieraos materiais e processos e fabricação.do ponto e vista legal evem ser consieraas as normas para as características o sistema e freios, quanto à sua construção, componentes e esempenho proporcionao ao veículo, conforme o país em que é prouzio e comercializao. Os aspectos econômicos estão relacionaos com os custos e iversas ativiaes técnicas e construtivas. A abrangência a interação entre toos esses fatores permite uma estimativa a complexiae e efinição e um sistema e freios para um eterminao tipo e veículo, ou para uma composição e veículos em que se acoplam uniaes e iferentes marcas e especificações técnicas. Existem várias alternativas em termos o tipo e ispositivo a ser usao para frear uma roa, ou um conjunto e roas em um veículo rooviário. A aplicação as superfícies e atrito poe separar os freios em freios e contração e e expansão. A frenagem em um freio por contração ocorre quano uma as superfícies e atrito é levaa a entrar em contato com a outra por contração. Como exemplo, poe-se citar o freio e fita que, contraía, entra em contato com a polia rotativa soliária com o eixo em movimento, prouzino a frenagem por atrito. Este tipo e freio,usao em veículos ferroviários e em alguns veículos e máquinas agrícolas é mostrao com etalhes por RÓDITCHEV & RÓDITCHEVA (1987). A frenagem por expansão ocorre quano uma as superfícies e atrito o sistema e freio é levaa a entrar em contato com a outra por um movimento e expansão. Como exemplo, poe-se citar os freios a tambor e a isco, que são usaos em veículos rooviários automotores e rebocaos. REIOS A TAMBOR O freio a tambor é constituío, basicamente, por um tambor soliário ao eixo a roa em rotação. O tambor é freao pela aplicação raial e lonas em sua superfície interna. Geralmente o freio a tambor é instalao para caa roa ou conjunto e roas o veículo. Na construção o freio a tambor são usaas, em geral, uas sapatas com várias possibiliaes e arranjo. Sobre as sapatas são fixaas as lonas por iversas maneiras (colaas, rebitaas). As vantagens o uso e uas sapatas são o aproveitamento a maior parte a superfície interna o tambor para frear e o equilíbrio os esforços nos apoios, o que permite o uso e mancais menores. Consiera-se sapata primária, quano o sentio e aplicação a força na sapata coincie com o sentio e rotação o tambor, surgino uma tenência a sapata ser puxaa contra o tambor, melhorano assim, o contato a lona com o tambor e aumentano o efeito e frenagem. Consiera-se sapata como secunária, quano o sentio e aplicação a força na sapata é contrário ao sentio o tambor, prouzino uma tenência esta sapata ser afastaa o tambor, o que prejuica o contato a lona com o tambor e reuz o efeito e frenagem; portanto a sapata primária tem maior efeito que a secunária na frenagem. Teno efinio o funcionamento e sapata primária e secunária, LIMPERT (199) escreve em etalhes os tipos e configurações, quano se tem freio a tambor instalao nas roas e um eterminao veículo. A configuração mais utilizaa é efinia como arranjo primário-secunário nas roas e ambos os eixos o veículo. Neste caso, a atuação os freios é equilibraa e se mantém a mesma, tanto em marcha à frente como em marcha à ré. Os freios a tambor são sensíveis a variações no fator e freio, efinios por LIMPERT (199), que poem ocorrer evio à muança no coeficiente e atrito entre a lona e o tambor. O comano o freio a tambor poe efetuar-se por meio e cilinro hiráulico, e cames, e cunha, e parafuso e por acoplamento mecânico. Em caminhões pesaos, os freios com comano por cames e por cunha são os mais comuns, por possuírem funcionamento simples e concepção robusta. O freio a tambor com comano por came S usa geralmente o arranjo primário-secunário para as sapatas, que são aplicaas raialmente contra o tambor por rotação aequaa o came S que atua sobre os roletes as sapatas. O nome esse tipo e came eriva o seu formato que se assemelha à letra S o alfabeto.esse tipo e freio é o que equipa, atualmente, toa a frota nacional e veículos rooviários e carga, com exceção e alguns protótipos trafegano com sistemas e freios a isco. REIOS A DISCO Os freios a isco são constituíos basicamente e um isco soliário com o eixo a roa em rotação, que é freao pela aplicação axial e pastilhas em sua superfície lateral. Em geral é instalao um freio a isco para caa roa ou conjunto e roas o veículo. Atualmente os freios a isco estão substituino os freios a tambor em iversas

3 aplicações. Os automóveis moernos possuem freio a isco nas roas e ambos os eixos; os caminhões leves estão utilizano freio a isco no eixo ianteiro e nos caminhões pesaos o preomínio aina é o freio a tambor, mas no futuro poerão ser equipaos com freio a isco. KARCZEWSKI (199) mostra que a tenência e utilizar freios a isco no futuro, não é somente evio ao melhor esempenho em relação ao freio a tambor, mas também por apresentar menor custo e manutenção. VANTAGENS COMPARATIVAS DO REIO A DISCO E A TAMBOR Caa tipo e freio tem características próprias que evem ser consieraas na escolha os mesmos. Para a efinição o sistema e freios eve-se avaliar quais características são importantes e que vantagens um tipo e freio, quano comparao a outro para eterminaa aplicação. Vantagens o freio a isco, seguno LIMPERT (199): maior faciliae e ventilação que os freios a tambor, suportam temperaturas maiores, fator e freio é pouco afetao pelo coeficiente e atrito entre pastilha e isco, aquecimento o freio não afeta sensivelmente o curso o peal, a variação as imensões o isco com a temperatura provoca alterações na folga entre pastilha e isco bem menores que as alterações na folga entre lona e tambor, torque prouzio no freio a isco praticamente não é afetao pela velociae e pela temperatura, quano comparao com o torque nos freios a tambor. Vantagens o freio a tambor, seguno LIMPERT (199): possuem elevao fator e freio quano comparao com o freio a isco, exigino menor esforço e aplicação as lonas contra o tambor comparao com o esforço e aplicação as pastilhas contra o isco, o que é interessante para o freio e serviço e veículos pesaos e para o freio e estacionamento e too o tipo e veículo; freio e estacionamento tem menor complexiae e maior faciliae e instalação que no freio a isco. O fator e freio é efinio como a razão entre a força e frenagem prouzia no contato entre lonas e tambor ou pastilhas e isco e a força aplicaa para comprimir as lonas contra o tambor ou as pastilhas contra o isco, respectivamente. BALANCEAMENTO DO SISTEMA DE REIOS As forças e frenagem reais são prouzias pelo sistema e freios instalao. Estas forças são transferias para o contato entre pneumáticos o veículo e o pavimento. As forças e frenagem ieais são prouzias pelo prouto entre a força normal e o coeficiente e aesão isponível entre pneumáticos e pavimento para as roas e caa eixo o veículo. A relação entre a istribuição as forças reais e a istribuição as as forças ieais trauz o comportamento o veículo em relação ao escorregamento e qualquer eixo na frenagem. O balanceamento real coincie com o balanceamento ieal, quano o sistema e freios instalao aproveita urante a frenagem too o coeficiente e aesão isponível entre pneumáticos e pavimento. Este fato proporciona o melhor esempenho e a melhor estabiliae na frenagem. O balanceamento o sistema e freios e veículos rooviários e carga em geral e e CVCs em particular, se torna complexo quano se observa alguns fatores: os fabricantes e veículos e implementos instalam iferentes sistemas e freios em seus veículos iferentes reboques ou semi-reboques poem ser acoplaos a uma mesma uniae tratora; conições e carregamentos istintos a uniae tratora e as uniaes rebocaas urante as operações; muança o tipo e pavimento ocorrem com freqüência em uma roovia, seja por razões construtivas, seja por eterioração pela ação as intempéries e o tráfego. DESEMPENHO E ESTABILIDADE DA RENAGEM O esempenho cinemático na frenagem o veículo em trecho retilíneo poe ser avaliao através a esaceleração, o espaço percorrio (istância e frenagem) e a eficiência obtia pelo veículo urante o processo. A eficiência e frenagem é efinia em LIMPERT (199 ) como a razão entre a máxima esaceleração obtia urante o processo e frenagem (por uniae a aceleração a graviae ) e o coeficiente e aesão máximo isponível no contato entre pneumáticos e pavimento, sem que ocorra o escorregamento e qualquer eixo. Em geral, as roas e caa eixo o veículo utilizam coeficientes e aesão iferentes urante o processo e frenagem, inepenente o sistema e freios instalao, prouzino no veículo uma esaceleração real. Quano toas as roas, ou conjunto e roas, utilizam too o coeficiente e aesão isponível entre pneumáticos e pavimento para frear, toas as roas estão na iminência e escorregar, proporcionano a máxima esaceleração ou a esaceleração ieal na frenagem. A razão entre a esaceleração real e a esaceleração ieal é a eficiência o processo e frenagem. A eficiência inica quanto a aesão isponível se transforma em esaceleração na frenagem o veículo. A estabiliae o processo e frenagem está associaa ao escorregamento as roas e algum eixo o veículo urante a frenagem. Em trecho curvilíneo a estabiliae também está associaa à ocorrência e tombamento o veículo. Quano escorregam, as roas não suportam esforços laterais. Este fato prouz efeitos iferentes epeneno as roas e qual eixo escorregam. DISTÂNCIA DE RENAGEM É efinia como seno a mínima istância que um veículo consegue parar antes e atingir um obstáculo. Deve 3

4 ser consierao que o veículo esteja em velociae e projeto e que este consiga parar com segurança. Velociae e projeto, seguno a AASHTO, é a velociae máxima que um veículo consegue manter, em um trecho e estraa, em conições normais e segurança e conforto. A escolha essa velociae é um fator importante para o parão e estraa a ser projetaa visano a segurança os usuários e o custo e construção a estraa. O projeto a estraa eve oferecer conições e visibiliae e maneira que o usuário, ao avistar um obstáculo consiga parar antes e atingi-lo. Para o cálculo essa istância tem que ser consierao o tempo e percepção, que é o tempo entre avistar o obstáculo, feito pelo motorista e o momento que este ecie frear. oram executaos testes para meir esse tempo e percepção os motoristas. Os resultaos mostraram que a maioria necessita e 0,7s para iniciar a frenagem e 5% os motoristas necessitam e um tempo maior que 1s. Consiera-se também o tempo e reação o motorista. Esse tempo é o ao pela iferença entre o instante que o motorista ecie frear e o instante que este inicia realmente o processo e frenagem. Esse tempo varia entre 0,5 e 1s para a maioria os casos. Alguns têm reação imeiata e outros necessitam e tempo superior a 1s. Para a escolher o valor e tempo, incluino reação e percepção, eve ser consierao um fator e segurança, visto que esse tempo varia e acoro com o nível e atenção o motorista. Usualmente aota-se os seguintes valores: tempo e percepção 1,5s, tempo e reação 1s, teno um tempo total e,5s. CÁLCULO DA DISTÂNCIA DE RENAGEM PELO MÉTODO DA AASHTO O métoo consiera uas parcelas para o cálculo a istância e frenagem. A primeira é a istância que o veículo se esloca urante o intervalo e tempo e reação e percepção o motorista. A seguna é a istância percorria urante o processo e frenagem. D 1 = istância percorria urante o tempo e reação ( m ) D 1 = V. tr ( 1 ) one V-velociae escalar em (m/s) e tr tempo e reação (s) No projeto a istâncias e visibiliae aota-se, em geral, V = velociae e projeto ( km / h ) tr =,5s O valor e D, a frenagem efetiva para um trecho em nível, é efinio pela seguinte equação: V D = 54f D : istância e frenagem ( m ) V: velociae inicial o veículo ( km / h ) f : coeficiente e atrito pneu-pavimento A fórmula é erivaa a equação e Torricelli para esaceleração em movimento uniformemente acelerao e o fator 54 é um fator e ajuste e uniaes para velociae em km/h, aceleração em m/s e aceleração a graviae g=9,81 m/s O moelo a AASHTO parte, portanto, e uma hipótese e frenagem ieal em que toos os eixos são freaos aproveitano o coeficiente e atrito máximo e interação roas/via. Dao que o coeficiente e atrito não é o mesmo para toas as velociaes, ele iminui a maneira que a velociae aumenta, a AASHTO recomena os valores relacionaos na tabela 1 para uso no projeto as istâncias e visibiliae, AASHTO(000). Tabela 1 - Coeficientes e Atrito Valores o coeficiente e Atrito (f) aotaos para projeto Velociae Coeficiente e atrito ( f ) ( km / h) Pav. Seco Pav.molhao onte: AASHTO (000) tabela Nos trechos em rampa, a componente o peso o veículo na ireção a rampa ajua o veículo a parar nas subias e ificulta a paraa nas escias. A inclinação a rampa é anotaa pela letra i e consiera-se a seguinte notação: rampa e subia: +i rampa e escia: -i Seno assim, a expressão final e D é aa pela seguinte equação: D V = 54.( f ± i) Conforme mostrao em Hutchinson (1988), a hipótese a AASHTO e frenagem ieal não releva importantes limitações tecnológicas e construção e sistemas e freios em veículos automotores que não possuam ABS Anti- Blocking System. Na realiae, é necessário incorporar um fator η e renimento o sistema e freios o veículo na fórmula a AASHTO, renimento este cujo valor epene os fatores apontaos na revisão bibliográfica sobre balanceamento e sistemas e freios e esempenho e estabiliae a frenagem. 4

5 No item seguinte aboramos a eficiência e frenagem com uma moelagem simples e corpos rígios, na forma proposta por Limpert (199) e aotaa também em ernanes (1994). Esta forma e moelagem limita-se aos aspectos e balanceamento e sistemas e freios, mas já apresenta valores aceitos na comuniae técnica nacional e internacional, como representativos as eficiências e frenagem que se obtêm para configurações alternativas e veículos unitários e combinações e veículos. O MODELO DE RENAGEM ADOTADO O moelo e equilíbrio e forças que atuam sobre um veículo urante a frenagem em movimento uniformemente acelerao em linha reta em uma via sem rampa para um veículo rooviário e carga é apresentao esquematicamente na figura 1. Este é o esquema traicionalmente apresentao na literatura. como inicativo os esforços que ocorrem nos acoplamentos e uniaes rebocaas. Assim seno, foi possível generalizar o moelo em uma planilha eletrônica EXCEL para as outras configurações investigaas neste estuo, que são apresentaas nas figuras 4 a 6. V1 b1 igura 4 Caminhão unitário + reboques h1 e1 V1q H 1q H 1t V 1t H1q H V b h e H t V t H q H3 V3 b3 h 3 H3t e 3 V h1 hq h H q h3 H 1 V1 b1 H 1t V1t q Vt H t V3 H3 V3t H3t e 1 b hq b3 e e3 H 1 V1 b 1 H1t igura 1 Caminhão unitário h 1 e 1 V1t Quano se acopla uma uniae rebocaa a este veículo, tem-se uma estrutura e forças horizontais e verticais um pouco mais complexa que é mostraa na figura. H 1 igura Caminhão unitário + reboque Quano, ao invés e um caminhão com reboque, temos a estrutura e um cavalo mecânico sobre o qual acoplamos um semi-reboque temos a estrutura e forças apresentaa na figura 3. H1 b 1 V1 V 1 b1 h1 e 1 V1q q h1 e1 H 1q h q V 1t H1t H1t b V 1t igura 3 Cavalo mecânico + semi-reboque e H 1q A iferença básica é o aparecimento as forças verticais Viq. No nosso moelo aotamos o ínice q, erivao originalmente as forças na quinta roa o semi-reboque h H V b V t h Ht e H t V t igura 5 Cavalo mecânico+sr+reboque C C h h h H H b b igura 6 Cavalo mecânico + SR A partir as forças horizontais e verticais que agem sobre os veículos é possível estabelecer a seguinte formulação genérica para o problema e equilíbrio as forças: Desaceleração ( H 1 + H1t + H + H t + H 3 + H 3t ) a = ( M1 + M + M 3 ) one Mi = massa o veículo I Hij = forças horizontais e frenagem o veículo i em caa eixo ou conjunto e eixos j. Equilíbrio as forças horizontais na composição (H 1 + H 1t + H + H t + H 3 + H 3t ) (M 1 + M + M 3 ) a = 0 () Equilíbrio as forças verticais na composição (V 1 + V 1t + V + V t + V 3 + V 3t ) (W 1 + W +W 3 ) = 0 (3) V 1 + V 1t = V 1q + W 1 (4) h C (1) 5

6 V + V t - V 1q = V q + W (5) V 3 + V 3t - V q = V 3q + W 3 (6) one Wi = peso o veículo i Vij = forças verticais o veículo j em caa eixo, conjunto e eixos, ou pontos e engate j. Esforços nos pontos e engate no engate a primeira uniae H 1q = - (H 1 + H 1t ) + (H + H t + H 3 + H 3t ) + (M 1 - M - M 3 ) a (7) no engate a seguna uniae H q = - (H 1 + H 1t + H + H t )+ (H 3 + H 3t ) + (M 1 + M - M 3 ) a (8) Equilíbrio os momentos Enquanto foi possível moelar os equilíbrios e forças horizontais e verticais e forma genérica inepenente a configuração a combinação veicular, assumino-se que alguns os valores são iguais a zero em função a configuração veicular em análise, isto não é possível para o equilíbrio e momentos. Para um engate o tipo quinta roa, one ocorre transferência e cargas verticais e uma uniae para a outra a formulação é a seguinte: V 1t. e 1 + M 1. a. h 1 - H 1q. hq 1 = V 1q ( e 1 q 1 ) + W 1. b 1 (9) V t. e + M. a (h hq 1 ) + H 1q. hq 1 = W. b (10) Para um engate tipo pino articulao (boca e bagre) one não ocorre transferência e cargas verticais e uma uniae para a outra a formulação é a seguinte: V it. e i + M i. a. h i + H iq. hq i = W i. b i (11) A partir a eterminação os valores e Hij para iversos níveis e pressão hiráulica aplicaa no circuito e freios e os Vij calculaos pelo moelo em função a esaceleração a, etermina-se as relações Hij / Vij, as quais representam o coeficiente e atrito teoricamente necessário para que o eixo ou conjunto e eixos j possa realmente transferir a força e frenagem Hij para o pavimento. Como ito anteriormente as iversas configurações e veículos foram simulaas em uma planilha EXCEL. RESULTADOS A partir o moelo construiu-se gráficos e coeficientes e atrito necessários versus esaceleração e caa um os eixos ou conjunto e eixos j, conforme exemplificao na figura 7, para toas as combinações e veículos i aotaas no estuo a saber: 1. caminhão unitário toco vazio e com máximo PBT;. caminhão unitário trucao vazio e com máximo PBT; 3. combinação caminhão unitário trucao + 1 reboque e eixos (Romeu+Julieta) vazio e com máximo PBTC; 4. combinação caminhão unitário trucao + reboques e eixos (Treminhão) vazio e com máximo PBTC; 5. combinação cavalo mecânico + semi-reboque e 3 eixos vazio e com máximo PBTC; 6. combinação cavalo mecânico + semi-reboque e eixos + 1 reboque e 4 eixos (Rootrem e 9 eixos) vazio e com máximo PBTC; 7. combinação cavalo mecânico + semi-reboque e 3 eixos + semi-reboque e 3 eixos (Bitrem e 9 eixos) - vazio e com máximo PBTC;. igura 7 Curvas e coeficiente e atrito x esaceleração Coeficiente e Atrito Coeficiente e Atrito x Desaceleração BiTrem 9 Eixos MB 638 Vazio (PBTC=30t) Desaceleração (m/s) Eixo Diant Eixo Tração Eixo Tras SR1 Eixo Tras SR A partir os resultaos os coeficientes e atrito o eixo crítico, em termos e travamento no processo e frenagem para um eterminao coeficiente e atrito na interface roa/via obtios essas figuras, construiu-se a tabela que apresenta as eficiências teóricas e frenagem e caa composição nas conições limites e tráfego vazio e a plena carga. É necessário salientar que estes valores foram eterminaos para conições e centros e graviae limitaos pelas cargas máximas legais em caa eixo, ou conjunto e eixos, e que, conforme mostrao no trabalho e ernaes (1994), conições e eficiência menores poem ocorrer em conições e carregamento parcial com posicionamento inconveniente o a uniae tratora ou a(s) uniae(s) rebocaa(s). Não foi incorporao à moelagem o problema e frenagem em rampas ascenentes ou escenentes, mas a extensão limita-se à incorporação as forças horizontais geraas pelo efeito a rampa. Tabela Eficiências e renagem as Composições Veiculares A partir esses resultaos nota-se que o fator e eficiência e frenagem afeta, consieravelmente, as 6

7 Composição istâncias e frenagem e que o moelo a AASHTO eve, em princípio, ser reformulao como proposto por Parker e Hutchinson (1988) na forma: D = D 1 + D com D 1 D1 = ( V tr) 3,6 V = η 54.( f ± i) V = velociae e projeto (km/h) tr = tempo e reação (s) f = coeficiente e atrito a via i = inclinação a rampa (%) η = eficiência e frenagem Coeficiente e Atrito Roa Via Toco Vazio Carregao Trucao Vazio Carregao RJ Vazio Carregao SR3 Vazio Carregao TRM Vazio Eixos Carregao RTR Vazio Eixos Carregao BiTR 5m Vazio Eixos Carregao ANÁLISE DOS RESULTADOS A partir a geração e resultaos o moelo para uas conições operacionais extremas os veículos que amitem a istribuição ieal as cargas, conforme especificao pelos fabricantes para caa um os moelos consieraos no estuo, poe-se afirmar que: a eficiência e frenagem os veículos varia a conição e veículo vazio para a conição e veículo a plena carga; essa variação não é sistemática, mas, e um moo geral, veículos unitários e CVCs têm eficiências e frenagem mais elevaas na conição e plena carga, ou seja, ao contrário o que imagina o observaor leigo, ao menos teoricamente, veículos carregaos freiam melhor que veículos vazios; os veículos unitários têm uma eficiência e frenagem mais elevaa em conições e tráfego em pista molhaa o que CVCs; para o CVC mais comumente observao nas roovias brasileiras, o cavalo mecânico e eixos com semireboque e 3 eixos (SR3), existe uma clara egraação a eficiência e frenagem na conição e tráfego sem carga. Nessa conição a eficiência e frenagem varia pouco em função o coeficiente e atrito roa/via e seu valor é a orem e 0,65; CVCs o tipo extra-pesao, o tipo Treminhão, Rootrem e Bitrem, não têm, necessariamente, esempenho e frenagem pior o que CVCs e menor porte como o Romeu e Julieta e o SR3; A CVC o tipo Bitrem e 5m, licenciaa para tráfego na Austrália e Canaá apresenta valores e eficiência e frenagem que variam pouco a conição e tráfego vazio para tráfego a plena carga e também não variam muito em função o coeficiente e atrito isponível na interação roa via. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES A partir esse moelo relativamente simples a frenagem, one os veículos esaceleram em movimento retilíneo uniformemente acelerao, sem levar em consieração efeitos e rugosiae a superfície e rolamento e movimentos inâmicos as composições, poese concluir que o fator η e eficiência e frenagem e CVCs Composições e Veículos e Carga altera, substancialmente, os valores e istância e frenagem reais requerios por estes veículos, tanto em conições e pista seca, quanto em conições e pista molhaa. Os resultaos esta pesquisa mostram que o moelo e frenagem a AASHTO, amplamente utilizao no projeto geométrico e roovias em nosso país para o cálculo e istâncias e visibiliae em curvas e em interseções, Pimenta e Oliveira (1981), eve ser complementao com um fator η a orem e 0,6 para que a geometria a estraa associaa a uma eterminaa velociae e projeto ofereça conições seguras e tráfego às CVCs. Sugere-se, a título e extensão o trabalho, a complementação o moelo para incorporar o efeito rampa, bem como a incorporação e outras CVCs que poem operar na malha viária nacional em função os critérios estabelecios na Resolução nº68/98 o CONTRAN. Dao que o moelo e frenagem é bastante sensível ao renimento mecânico o sistema e freio em caa um os eixos e uma composição, e este renimento varia com a utilização o veículo, recomena-se o investimento em pesquisas complementares que possibilitem avaliar a egraação o fator e eficiência η que poe ocorrer em conições reais e operação one uniaes com iferentes estaos e esgaste os freios são acoplaas para constituir uma CVC. Recomena-se a continuiae e testes e campo, como os realizaos pela Mercees Benz o Brasil na valiação a moelagem o SR3, escrita em ernanes (1994), fomentano-se testes com CVCs o tipo Treminhão, Rootrem e Bitrem nas suas várias configurações possíveis e eixos, comprimentos e pesos as áreas e carga, e posições os engates, em iversas conições operacionais, os quais permitam a valiação os resultaos a moelagem teórica com resultaos obtios na prática. REERÊNCIAS AMERICAN ASSOCIATION O STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OICIALS ( AASHTO ). A Policy on Geometric Design of Highways an Streets. Washington, D.C., EUA,

8 BILLING, J.R. e MERCER, W. ; Demopnstration of Baseline Vehicle Performance. 45ft Semitrailer. Ministry of Transportation of Ontario, Toronto, ERNANDES, D.L.G. ; Estuo a renagem e Autoveículos Rooviários Pesaos. Dissertação e Mestrao, EESC-USP, São Carlos, 1994, Cap., p.5-16; cap.4, p GILLESPIE, T. D. ; unamentals of Vehicle Dinamics, n. E, SAE, Warrenale, EUA, 199. Cap.3, p.45-76; Cap.4, p KARCZEWSKI, J. ; Evolution in Braking. Automotive Engineering, v.100, n.8, p.10-11, Aug, 199 LAZZARI, C..; WITTER, I.R.R. ; Nova Coletânea e Legislação e Trânsito. Sagra Eitora, Brasil, 1999 LIMPERT, R. ; Brake Design an Safety, SAE, Warrenale, EUA, 199, Cap.1, p.1-30; Cap., p PARKER, D.J. e HUTCHINSON, B,G. ; Large Truck Bracking at Signalize Intersections. Ministry of Transportation of Ontario TDS-88-01, Toronto, PIASECKI,.U. ; Theorie zur Dauerbremsung Schwerer Last-un Sattelzüge. Dissertation, TU-Braunschweig, Braunschweig, PIMENTA, C. R. T. ; OLIVEIRA, M. P. ; Projeto e Estraas - Escolha o Traçao e Elementos Básicos para Projeto Geométrico, EESC-USP, São Carlos, RÓDITCHEV, V. ; RÓDITCHEVA, G. ; Tractores e Automóveis, Moscou, U.R.S.S., Mir., 1987, Cap.15, p RUSSO, M.R.A. ; O Impacto e Manobras e Veículos Combinaos Longos sobre a Geometria Horizontal e Interseções Rooviárias. Tese e Doutoramento, EESC- USP, São Carlos, 1995, p.1-1. UELMANN,. ; Berechnung es Lenk-un Bremsverhaltens von Kraftfahrzeugzügen auf Rutschiger ahrbahn. Dissertation, TU-Braunschweig, Braunschweig, Agraecimentos Agraeço o apoio recebio a APESP unação e Amparo a Pesquisa o Estao e São Paulo, a qual financiou nosso projeto, a Mercees Benz o Brasil na pessoa o Sr. Camilo Aas e Sr. Dirceu ernanes, a RANDON na pessoa o Sr. Marcos Zanotti e Sr. Izequiel a Silva, e a reios Master na pessoa o Sr. Ruy Bueno Jr., que nos supriram com os aos e informações necessários para a realização este estuo. Em particular, quero agraecer a ajua o Sr. Dirceu ernanes, que me esclareceu importantes aspectos teóricos e práticos na moelagem. 8