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Aceleração combinada e a sua correlação com o grip disponível

Embora a aceleração combinada comumente não seja um canal aquisitado pela maioria dos sistemas, e sim calculada por meio de uma equação, os engenheiros estão acostumados a analisá-la com frequência. Há uma correlação direta entre ela e o grip disponível na pista. Quanto maior for a aderência do par pista-pneu, maior serão os valores teóricos possíveis para a aceleração combinada. Caberá ao piloto explorar o seu limite.

Os fatores que diminuem o valor teórico são as condições de pista como: chuva leve ou pesada; pista úmida; asfalto com degradação. Já do lado do pneu: pneu semi-slicks contra slicks, ou até mesmo a utilização de pneus de rua como nas categorias de turismo nacional; pneus gastos; pressões e temperaturas incorretas de trabalho; compostos inapropriados para abrasividade e temperatura do asfalto.

As acelerações

O cenário ideal de trabalho de um engenheiro de dados consiste em um veículo com o máximo de sensores instrumentados, entretanto esta não é a realidade da maioria das categorias brasileiras. Em muito dos casos há apenas um sensor de GPS no sistema, seja integrado ao painel ou externo via uma antena. O sistema calcula a velocidade do veículo por meio da taxa de mudança de posição das coordenadas aquisitadas, e ao derivar, novamente, é possível obter as acelerações longitudinais e laterais. Os hardwares que apresentam um acelerômetro integrado possuirão melhor resolução e precisão no sinal.

A aceleração longitudinal pode ser utilizada para identificar:

· Pontos de frenagens, por meio do instante em que o valor passa a ser negativo;

· Agressividade do piloto no pedal/manete de freio;

· Modulação da pressão de freio durante o alívio no final da frenagem;

· Trocas de marchas, através da ligeira queda de aceleração positiva

Já a aceleração lateral transmite as informações:

· Agressividade do piloto em curvas;

· Instabilidades na entrada, meio e saída de curva;

· Balanço do carro (subesterçante/sobreesterçante – Understeer/Oversteer);

· Inclinação aproximada da motocicleta

Quando combinado os valores destes canais, eles irão quantificar a performance e o grip utilizado.

Combinando as acelerações

A aceleração é um vetor, logo possui módulo, direção e sentido. Para encontrar o valor resultante se deve realizar a soma vetorial das acelerações. Esta operação é feita por meio da raiz quadrada da soma dos quadrados das acelerações, conforme a equação abaixo.

Adotando que o asfalto é o mesmo em toda a extensão do autódromo e que sua temperatura é constante, é possível estipular o valor máximo de aderência para o setup utilizado. No exemplo abaixo temos o canal matemático criado a partir do sinal aquisitado via GPS em uma motocicleta em Interlagos – SP. Foi utilizado um filtro de 5 médias móveis para atenuar os ruídos.

O piloto mantém o valor total entre 1,2G e 1,3G, o que indica um bom aproveitamento da tração disponível. Na imagem acima, o cursor está localizado sobre a curva do laranjinha. O segundo pico de aceleração após o curso encontra-se duas curvas após o laranjinha, logo se trata da curva do pinheirinho. O valor neste ponto ultrapassa 1,5G de aceleração combinada devido a inclinação na curva. Como há um camber, a força peso auxilia a geração de força lateral. Conhecendo o ângulo de inclinação da curva, é possível calcular a melhoria e avaliar se o piloto está próximo ao limite de aderência. O ganho de aceleração lateral é numericamente igual ao seno da inclinação da curva.

Diferença entre o piloto profissional e o amador

O piloto amador tende a subutilizar todo a aderência disponível de seus pneus, e isto é possível de visualizar por meio do canal matemático criado.

Na imagem abaixo, o log do profissional da imagem anterior está representado pela cor azul. Foi adicionado um piloto amador em vermelho.

É possível observar um aumento da aceleração G total em vermelho, antes da azul, após as duas retas. Este primeiro pico é devido a desaceleração em linha reta. A motocicleta do log vermelho é uma Supersport 600, contra uma Supersport 400. Devido a maior potência, aproximadamente 3 vezes mais, o amador desempenha uma maior velocidade máxima nas retas, por conta disso é obrigado a frear antes, resultando no aumento da aceleração antes do piloto profissional (regiões destacadas em verde na imagem abaixo). Já no miolo da pista, as frenagens antecipadas por conta da maior potência não são perceptíveis (regiões destacadas em preto na imagem abaixo).

Outra diferença entre as motocicletas são os pneus utilizados. Embora ambas as motos utilizem os pneus Pirelli SuperCorsa, suas dimensões são diferentes. As SSP 400 utilizam as medidas 110/70 – SC1 e 140/70 – SC3, referente a dianteira e traseira. Já as SSP 600 utilizam as medidas 120/70 – SC1 e 180/60 – SC2. Por possuírem maior área de contato e composto mais macio na traseira, era esperado que a SSP 600 apresentasse maiores valores para a aceleração combinada. Isto reforça o conceito da subutilização dos pneus por parte dos amadores.

Se a comparação fosse realizada com dois pilotos profissionais nas categorias mencionadas acima, seria esperado um aumento entre 8 e 12% na aderência devido aos pneus mais largos.

Conclusão

A análise feita acima pode ser refeita para contribuir na evolução da pilotagem caso um valor de grip é alçando em várias curvas e há outras com valores menores. Isto é um indício de que é possível carregar mais velocidade para a curva, visto que há aderência disponível.

Ela também pode ser realizada para validar a alteração de um setup ou geometria do veículo, sendo possível até quantificar o impacto promovido pela melhoria.