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domingo, 29 de março de 2009

Entenda porque os automóveis estão cada vez mais silenciosos!

Os carros de hoje são muito mais silenciosos do que os de três décadas atrás. Mas o aumento do tráfego e também do padrão de exigência dos consumidores estão levando fábricas como a Renault a se especializarem no controle dos ruídos: do motor ao porta-objetos, passando pela carroceria e até mesmo os pneus, tudo vem ficando mais silencioso.

Mas o futuro acena com muito mais. Novas tecnologias, como o projeto Vênus da Renault, permitirão aos especialistas criar uma espécie de “assinatura sonora” para os veículos. Um esportivo realmente soará de forma ainda mais agressiva do que um carro familiar.

Nos últimos 35 anos, os fabricantes têm feito maravilhas para reduzir os níveis de ruídos nos carros: um automóvel produzido hoje faz dez vezes menos barulho do que um fabricado em 1970. Os padrões europeus evoluíram, em quatro fases, de 82 dBA (decibéis no padrão de medida A) para 74 dBA (75 dBA para motores a diesel). É um grande avanço, pois a redução de 3 dBA diminui a potência acústica de sons gerados no exterior pela metade. Esta evolução já seria excelente se a quantidade de veículos nas ruas e o tráfego resultante (e ruído) não tivessem aumentado muito, enquanto a intolerância geral das pessoas ao barulho indesejado nunca parou de crescer.

O uso de simulação digital permite reduzir o custo ao se evitar a dependência dos testes realizados com protótipos. Lançado pela Renault em 1999, o projeto Vênus (sigla do francês para Véhicule Numérique Silencieux, ou Veículo Digitalmente Silencioso) simula ruídos e vibrações para cada componente, com o objetivo de reduzir o nível geral de barulho de um automóvel, interior ou exteriormente.

O Vênus permitiu que os engenheiros projetassem digitalmente a carroceria do novo Clio III, que foi certificado com níveis de 71 dBA (72 dBA com motor diesel), ou 3 dBA a menos que a exigida pelas normas européias. No futuro, a simulação acústica deve chegar a requintes no refino dos sons, ajudando a ajustar a ‘assinatura sonora’ dos automóveis, que assim terão uma espécie de “personalidade audível” mais diferenciada.

Consumidor mais exigente com a acústica
Hoje em dia o consumidor é muito sensível à acústica do veículo (do ruído do motor a rangidos e chiados). Este aspecto tornou-se um fator importante na satisfação do comprador, elevando em muito sua importância comercial, já que ele influi diretamente em diversas áreas, tais como: qualidade de vida dos moradores das cidades, conforto ao dirigir, volume de vendas e até mesmo segurança (geralmente, um ambiente menos ruidoso resulta em passageiros menos tensos).

Por isso, especialistas em acústica trabalham para identificar a fonte de decibéis indesejados. Os principais já são bem conhecidos, a começar pelo motor. As vibrações do motor e da transmissão unem-se à combustão para chegar à cabine dos passageiros. O deslocamento do veículo no ar produz ruídos relativos à aerodinâmica, que se somam ao barulho do contato dos pneus com o asfalto. E há ainda o som do ar penetrando nos circuitos de admissão e saída do carro e, além do ruído do ar-condicionado.

O nível desta orquestra mecânica depende da velocidade do automóvel: abaixo de 50 km/h, quem predomina é o som do motor, seguido pelo ruído dos pneus girando no asfalto áspero e quase sempre imperfeito. Acima dos 100 km/h, o ruído aerodinâmico pode se sobrepor aos demais. Os especialistas em acústica tentam primeiro abafar os sons mais elevados, mas procuram não ignorar os demais, que tendem a se sobressair no momento que estas fontes mais destacadas são controladas. Este é um desafio para uma engenharia refinada.


Complexidade acústica do motor
Os motores a diesel produzem ruídos muito específicos graças à violência de sua combustão de gases. Ao lado dos esforços para evitar a criação de sons harmônicos resultantes da variação de pressão, a tecnologia Common Rail (que ajuda a manter essa pressão igual em todos os cilindros) reduz estes ruídos devido a seu sistema de multi-injeção, que retarda a combustão.

Para combater os sons gerados por vibração, várias soluções têm sido encontradas: bloqueios e ‘tampões’ de borrachas acústicas são instalados. Eixos e cilindros que giram com o dobro da velocidade do motor produzem vibrações opostas, ou seja, que reduzem os ruídos. A instalação de um filtro chamado volante de amortecimento entre o motor e a caixa de câmbio - esta última é protegida de vibrações excessivas relativas ao torque do propulsor - elimina o ruído vindo das engrenagens. Para que o motor não transmita vibrações para o habitáculo do motorista, ele fica suspenso por coxins de borracha sob o capô. Lâminas de metal fixadas à carroceria também podem absorver vibrações localizadas.
Cabine: um abrigo acústico

Para filtrar o som externo, o compartimento dos passageiros é equipado com materiais acústicos e antivibração. As principais soluções são os vidros e sua vedação (composto de polímeros no meio de camadas de vidro; o pára-brisas oferece ainda mais isolamento), além dos materiais instalados na carroceria, como isolantes térmicos e acústicos colocados após o motor, o capô, etc.

Outros materiais que abafam ruídos são os carpetes, almofadas das portas, forro do teto e forração de bancos e painel (o couro é o ideal, pois elimina vibrações). Também é redutor de vibração (no teto, na parede que separa o habitáculo do compartimento do motor, entre outros) uma manta especial fundível à base de betume, chamada popularmente de manta asfáltica. Além disso, os ruídos aerodinâmicos dependem da forma e da vedação do veículo. Por isso os fabricantes fazem experimentos com o formato do pára-brisas, dos retrovisores laterais e da antena de rádio. Até a posição exata dos limpadores de pára-brisas merece preocupação. As fábricas utilizam seladores e inserem material isolante que é inflado após ser colocado dentro de espaços vazios ou ocos. O menor buraco pode ser uma fonte de ruídos.


Sob a carroceria
O som dos pneus rodando sobre o asfalto ainda é uma questão delicada pois, a menos que sua superfície seja muito macia, o que seria perigoso, eles sempre produzirão ruídos. Camadas de borracha especiais ainda são muito caras. A solução encontrada foi desenvolver os sulcos da banda de rodagem de forma que eles produzam som em uma freqüência menos audível para os seres humanos. Outra saída é trabalhar a estrutura dos pneus para reduzir as vibrações que saem deles e caminham até os eixos.

Outra fonte de barulho é o escapamento: trata-se de um objeto oco que pode tornar-se um verdadeiro órgão acústico ambulante. Para limitar suas vibrações, ele é preenchido com tubos e abafadores cujas freqüências são cuidadosamente ajustadas. Além disso, o escapamento fica suspenso sob o carro, isolado por peças de borracha que são fixadas nos pontos do veículo onde há a menor incidência de vibrações.

Finalmente, o sistema de suspensão de alguns carros possui articulações que são mais rígidas no sentido diagonal (para “agarrar” ao piso) e flexíveis longitudinalmente (para reduzir vibrações) graças a materiais de borracha especiais, cuja rigidez varia de acordo com a condição da rodovia.


Priorizando por nível de incômodo
Localizar a origem do ruído em um carro – uma máquina que possui muitos dispositivos barulhentos que ainda variam de acordo com as condições de seu funcionamento – é uma atividade demorada, difícil e cara. O melhor é tentar eliminar o barulho diretamente na fonte, ou seja, na linha de produção. Esta é a principal prioridade na luta contra o ruído nos automóveis. Se ela se provar impossível de ser realizada, o esforço se volta para a tentativa de impedir seu avanço dentro da cabine instalando-se barreiras anti-acústicas adaptadas para este objetivo.

Por cerca de 30 anos, os fabricantes de veículos vêm reduzindo os ruídos de acordo com as prioridades do consumidor, a começar com os mais incômodos: zunidos de baixa freqüência, de aproximadamente 20 Hz a 2 Hz. Eles são causados principalmente por vibrações do motor e câmbio que se propagam até a cabine por ligações mecânicas.

Os fabricantes se voltaram então para os sons de freqüência média (de 200 Hz a 700 Hz) que se espalham pelo ar, como o som dos motores a diesel e dos pneus. Atualmente, as fábricas se concentram nos ruídos de alta freqüência (acima de 700 Hz), que devem ser eliminados do motor, da aerodinâmica e do ar-condicionado.


Ruídos internos importantes
Repelir os sons externos não é o suficiente. Os chamados ‘ruídos de carroceria’ devem também ser erradicados internamente, já que os consumidores têm pouca tolerância a eles: um banco que range ou um painel que apresente vibrações passam a impressão de uma falta de qualidade geral no veículo.

Os especialistas em acústica agora monitoram os menores detalhes: aprimoramento das juntas entre as peças, maçanetas dotadas de sistemas redutores de velocidade para eliminar estalos, níveis de ruído dos limpadores de pára-brisas, objetos no porta-luvas e nos portas-objetos, materiais que reduzem a fricção entre as peças, cintos de segurança mais silenciosos, entre outros.

Eles também cuidam da qualidade do som obrigatoriamente produzido por certos mecanismos: por exemplo, graças ao material plástico especial utilizado, o fechar das portas atualmente emite um ruído agradável, que remete a uma sensação de luxo e conforto.

fonte: Renault

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