Novas capacidades de testes no Centro Nacional de Pesquisa de Pneus (NTRC) redefinem as possibilidades de projeto de pneus e desenvolvimento de veículos virtuais
A indústria automotiva está passando por uma mudança regulatória sem precedentes, e esta nova realidade está impulsionando uma intensa demanda por projetos de pneus inovadores otimizados tanto para a segurança quanto para a economia de combustível. Para atender à necessidade, as OEMs exigem uma tecnologia de teste igualmente revolucionária.
É por isso que os diretores do Centro Nacional de Pesquisa de Pneus (NTRC) em Alton, Virgínia, que será inaugurado em janeiro de 2013, esperam que as instalações se tornem o novo centro do universo para testes de pneus.
Equipado com o talento e as ferramentas que as OEMs precisam para otimizar de forma rápida e precisa os projetos de veículos e pneus de maneiras novas e notáveis, o NTRC oferecerá uma experiência exclusiva que poderá reescrever as regras de testes de pneus e desenvolvimento de veículos virtuais.
"A coisa mais próxima a se comparar é quando passamos do pneu de cinta para o radial", compara Jonathan Darab, diretor de Operação do NTRC. "Foi um salto enorme em termos da tecnologia utilizada para produzir os pneus, assim como do desempenho dos próprios pneus. É assim que eu vejo nossos recursos"
Quando feito com um alto grau de precisão e repetibilidade, o desenvolvimento de veículos virtuais é uma das ferramentas mais críticas que as OEMs podem usar para projetar veículos seguros, de alto desempenho e eficientes no consumo de combustível e trazê-los ao mercado rapidamente. O senão, porém, é que o equipamento de laboratório deve ser capaz de replicar uma grande variedade de condições operacionais e eventos de condução. À medida que os projetos de veículos se tornam mais complexos, isto se torna consideravelmente mais desafiador.
Um dos melhores exemplos deste efeito é o Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) Nº 126, que exigirá que todos os veículos de passageiros, veículos de passageiros polivalentes e caminhões com um peso bruto de 10.000 libras ou menos sejam equipados com um sistema de controle eletrônico de estabilidade (ESC) até 2013. O teste FMVSS 126 requer a replicação de um evento de direção específico: a mudança de via dupla que ocorre quando um motorista gira em uma direção para evitar uma colisão, depois gira de volta para a direita do veículo - uma causa frequente de capotamento.
"Neste momento, não existe um sistema de teste de pneus que possa reproduzir com precisão a manobra 126 no laboratório", afirma Darab. "Para garantir que novos projetos passem no teste, os fabricantes de veículos e de pneus devem extrapolar os dados com base em outros eventos similares. Assim, em vez de ter 95% de confiança de que um novo modelo será aprovado, eles estão mais como 80% de confiança".
Este compromisso exige que as OEMs ajustem o veículo de forma diferente para evitar limites específicos de frequência, bem como complementem o desenvolvimento virtual com testes físicos demorados e caros. É claro, se um produto OEM falhar no teste FMVSS 126 após o veículo estar em produção, há grandes multas para complementar o que certamente seria um pesadelo de relações públicas.
Em breve, porém, as OEMs terão uma nova maneira de resolver este problema: ao visitar o NTRC e reservando tempo em um novo sistema de teste de pneus projetado e desenvolvido pela MTS Systems Corporation, com sede em Eden Prairie, Minnesota.
O NTRC oferecerá uma gama completa de testes avançados de pneus em apoio à pesquisa e desenvolvimento de fabricantes globais de veículos e pneus. O centro é de propriedade pela Virginia Tech (VT) e é operado por ele, além de estar intimamente associado ao Laboratório Southern Virginia Vehicle Motion (SoVa Motion), uma instalação de pesquisa VT que se dedica a possibilitar o desenvolvimento de veículos virtuais através de técnicas de teste inovadoras.
| Como pretende ser a instalação mais abrangente e capaz de seu tipo, a NTRC quer fornecer recursos para teste de pneus que as OEMs não encontram em nenhum outro lugar nos EUA ou mesmo no mundo. | |
| Isto levou o NTRC a trabalhar com a MTS, fabricante dos Sistemas de Teste de Pneus Flat-Trac, que têm sido o padrão da indústria para medição de força e momento de superfície plana por mais de 30 anos. Após colaborar com o NTRC em relação a requisitos, a MTS desenvolveu o Flat-Trac LTRe, um sistema de teste de pneus que oferece uma gama exclusiva de recursos projetado para suportar o desenvolvimento virtual avançado. |  |
"As especificações da máquina foram escolhidas para reproduzir todas as manobras de direção que um pneu de carro de passageiros ou de caminhão leve verá no mundo real, incluindo a manobra 126", explica Darab. "É por isso que insistimos em ângulos de 90°/seg. de derrapagem e 38°/seg de inclinação, entre outras coisas. Queríamos ter certeza de que 95% dos produtos OEM poderiam ser testados nesta máquina"
O que fará o Flat-Trac LTRe diferente é um motor elétrico de ímã permanente projetado pela MTS que serve como acionamento de torque do fuso do sistema. Este motor fornecerá a alta densidade de potência e a largura de banda de desempenho ultra-alto necessária para aplicar o torque de tração e frenagem em todas as velocidades da pista, sob cargas físicas bastante altas nas três direções de força. O resultado final é um sistema que dará às OEMs e fabricantes de pneus a capacidade de testar uma gama muito maior de projetos de pneus até seus limites físicos e além.
O sistema inclui também um rolamento de água especializado que mantém a correia da pista plana em todo o intervalo de velocidade e carga do sistema, e um segundo motor elétrico que percorre a pista a até 200 mph (320 kph), rápido o bastante para replicar manobras de curvas comuns no automobilismo.
Nenhum outro sistema no mundo fornece todo o espectro de capacidades de testes dinâmicos do LTRe, desde as taxas de posicionamento dinâmico até a capacidade máxima de força para a aplicação de torque.
"Estamos criando um gênero totalmente novo de testes", avalia Frank Della Pia, diretor Executivo do NTRC. "Não haverá uma instalação comparável com o NTRC. Quando você leva em conta todas as capacidades que o NTRC tem a oferecer, será um salto transformador na tecnologia de pneus"
O NTRC permitirá a realização de testes de pneus em condições que não eram possíveis anteriormente em um ambiente de laboratório. Isto criará oportunidades para testar pneus de novas maneiras e examinar as interações dos pneus com outros componentes e subsistemas usando simulação híbrida. Também conhecido como teste "hardware-in-the-loop" (HIL), a simulação híbrida envolve o sistema LTRe sendo executado em conjunto com um modelo completo de computador do veículo. O veículo virtual executa uma manobra, que o LTRe reproduz em um pneu real, e a resposta do pneu é alimentada de volta ao modelo para tornar a simulação mais precisa.
"Quando as equipes de teste OEM vierem ao NTRC, poderão testar um único pneu em vez de instrumentar um veículo inteiro", afirma Darab. "Eles serão capazes de executar milhares de simulações em dois dias, em vez de passar esses mesmos dois dias fazendo um único teste com uma taxa de erro potencial de 20%".
Estes recursos se enquadram na missão do NTRC, cujos especialistas em testes estão arrastando os testes de pneus para um território desconhecido,- ao ponto da precisão e repetibilidade dos testes e modelagem de pneus redefinir o que é possível alcançar através do desenvolvimento de veículos virtuais.