Os ruídos, vibrações e asperezas geradas pelo funcionamento do veiculo e suas interações com o meio ambiente são as principais causas de reclamações por parte do consumidor e a experiência  comprova que o veiculo será rejeitado em qualidade, mesmo que seja bom em todos os outros atributos funcionais. Sabendo disso, as fábricas dedicam grande parte do tempo em desenvolvimento do produto para minimizá-los, pois  redução de ruídos é um trabalho difícil e dispendioso, além de incrementar peso. Assim, é necessário contemplar a rigidez de carroceria, as folgas entre componentes, os materiais adequados para as várias aplicações e as fixações de maneira geral, já no inicio do projeto. Ponto fundamental, o veículo deve sempre estar conectado com o meio ambiente, passando ao motorista as características de rodagem, do piso, a sensação de velocidade, ventos laterais, etc.

A física indica que quando a frequência de excitação de um corpo coincide com sua frequência natural, ocorre a ressonância, que nada mais é do que um pico de aumento de amplitude com muita energia associada. Como exemplo, a frequência natural de nossa cabeça varia em torno de 20 Hz em seu modo axial.  Quando a excitação proveniente do movimento da carroceria se igualar com 20 Hz, a cabeça entra em ressonância causando desconforto. E assim para todos os órgãos do nosso corpo, com reações de cansaço, sonolência, dores de cabeça, enjoos etc. É por isso que o ajuste das suspensões em frequência e amortecimento, somados à  rigidez da carroceria e ao conforto dos bancos, fazem parte do processo de evitar que o fenômeno ressonante chegue aos ocupantes do veículo.

O mais difícil em um projeto é estabelecer qual o nível de conforto aceitável para cada situação de rodagem, asfalto, concreto liso e rugoso, piso seco e molhado, piso de terra e cascalho, buracos, valetas, passagem em  cruzamento de via férrea, lombadas, etc.

Veículo em dinamômetro/câmara semianecóica para identificação de ruídos (Foto: media.ford.com)

Soluções para melhorar o conforto normalmente envolvem custos que são ponderados no projeto, considerando sempre a categoria do veículo. O que pode ser aceitável para um modelo de entrada pode não ser para um modelo de luxo. Este balanço realmente é muito difícil de ser conseguido pelo time de engenharia. O processo de desenvolvimento envolve também avaliações comparativas com veículos concorrentes para se obter um julgamento de aceitabilidade.

Os ruídos que conseguimos ouvir em frequência, nível e qualidade sonora estão na faixa entre 20 Hz e 20.000 Hz e  as vibrações sentidas no corpo são movimentos entre 0,5 e 60 Hz, caracterizados em frequência, nível e direção. As asperezas são sensações de ruído com vibrações associadas.

Os ruídos provenientes do sistema de suspensão e direção são sempre relevantes, pois podem transparecer  um problema mecânico e/ou que alguma coisa vai quebrar.  Um exemplo típico é a chamada “queda de roda” que nada mais é do que um forte ruído de impacto no final de curso de extensão dos amortecedores, normalmente sentido em passagem por lombadas. A solução para este problema é a adoção de um batente hidráulico para amortecer o seu final de curso.

Outro ruído que incomoda é o de impacto no contacto do pinhão e da cremalheira da caixa de direção, sentido em pavimento irregular com pequenos buracos.   A solução para este problema é a sintonização do amortecimento da caixa de direção no contacto do pinhão com a cremalheira (carga de mola, acabamento dos dentes e mancais de escora). Os sistemas de direção com assistência hidráulica são menos susceptíveis a ruídos de impacto pelo amortecimento do próprio fluido.

Os rangidos e chocalhos (squeaks and rattles) são espúrios e não esperados.  São causados por peças soltas, interferência dinâmica entre componentes, folgas críticas, incompatibilidade de materiais e também, o mais comum, causado por objetos pessoais no porta-luvas e console.   S&R são os abomináveis ‘nhec nhec’, ‘toc toc’, ‘tic tic’ que tanto incomodam os ocupantes do veículo e que geram o maior número de reclamações por parte do consumidor. Devem ser tratados e evitados no início do desenvolvimento veicular, com um projeto robusto que leve em consideração a compatibilidade de materiais, as dimensões e as folgas críticas entre componentes.  Depois que o veículo estiver em produção, corrigir os rangidos e chocalhos se torna um trabalho muito complicado, tanto na identificação quanto na solução do problema.

Outro ponto importante para ser tratado logo no início do projeto é a eficiência da isolação da suspensão, motor, transmissão e carroceria.  Quanto mais eficiente for a isolação, tanto menor a probabilidade de ocorrência de rangidos e chocalhos.

Veiculo instrumentado para identificar ruídos e vibrações espúrias (Foto: media ford com)

Os sistemas mais susceptíveis a ruídos espúrios são o painel dos instrumentos, o acabamento das portas, o mecanismo de levantamento/abaixamento dos vidros, as fechaduras das portas e tampa traseira/porta-malas, o “porta-pacotes”, o porta-luvas, o console central, o forro do teto, os chicotes elétricos e as chapas de proteção térmica entre o escapamento e a carroceria.

O painel de instrumentos, por exemplo, deve ser bem estruturado e bem apoiado, sendo capaz de absorver os movimentos da carroceria, principalmente a sua torção. Os chicotes elétricos devem ser positivamente fixados a ele evitando chocalhos.

As fechaduras das portas e tampa traseira são  muito críticas em  geração de ruído e seus projetos devem contemplar uma boa isolação entre os  componentes internos e também com o pino de ancoragem.  Lembro-me  do  sistema de fechadura da tampa do porta-malas do primeiro EcoSport.  Foi um dos itens mais problemáticos em termos de ruídos indesejáveis  que conheci.  Gerou inúmeras reclamações de campo que não pudemos solucionar, sendo somente resolvido em sua segunda geração.

Alguns dos principais ruídos e vibrações

– Ruído de movimentação do combustível dentro do tanque. Comportas instaladas dentro do tanque resolvem o problema, minimizando  o impacto do líquido nas paredes.

– Ruídos externos proveniente do meio ambiente. Uma boa vedação da cabine, borrachas das portas e  dos vidros principalmente, minimizam-nos.

– Ruídos da chuva impactando o teto da cabine. Normalmente a adição de manta isoladora e/ou placas de material absorvente entre a carroceria  minimizam-nos.

– Ruído de impacto de pedrisco nas caixas de roda. Adição de cobertura isoladora no interior dos para-lamas,  normalmente solucionam o problema.

– Ruído em piso molhado com a água impactando o assoalho e os para-lamas. Placas de material termo aderente e mantas no assoalho resolvem o problema.

– Ruído de funcionamento das palhetas do limpador do para-brisa e do vidro traseiro. Depende do ângulo da palheta, da força contra o vidro e do composto da borracha. Necessário analise empírica,  caso a caso.

– Ruídos durante a frenagem, contacto pastilha disco e/ou lona tambor. O compromisso de frenagem com ausência de ruído é um trabalho árduo para os engenheiros de desenvolvimento de freios. O coeficiente de atrito dos materiais e seus compostos influenciam diretamente no ruído e na eficiência de frenagem, dificultando o trabalho. Obviamente a eficiência de frenagem é o fator mandatório para este compromisso.

– Ruídos de alerta são necessários para indicar portas e janelas abertas, luzes acesas, seta do pisca, cinto de segurança, etc. Estes sons normalmente se situam na faixa de frequência de 1.000 Hz, que é a frequência média natural do tímpano do ouvido. Sua frequência e intensidade são a garantia para que o motorista seja sempre alertado em todas as situações.

– Legislação

Além de agradar o consumidor, o veículo deverá agradar também os órgãos governamentais, pois existe legislação rigorosa para o limite de ruído de passagem (pass-by noise), aquele percebido por quem presencia um carro em movimento. O teste legislatório nada mais é que o veículo passar acelerando em pista homologada  com microfones registrando o ruído externo emitido.

Enfim, trabalhar na redução de ruídos e vibrações é garantir boa parte da aceitabilidade do veiculo por parte do consumidor.

CM

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Sobre o Autor

Carlos Meccia

Engenheiro mecânico formado pela FEI (Faculdade de Engenharia Industrial) em 1970, trabalhou 40 anos na Ford brasileira até se aposentar. Trabalhou no campo de provas em Tatuí, SP e por último na fábrica em São Bernardo do Campo. Dono de amplo conhecimento de automóveis, se dispôs a se juntar ao time de editores do AUTOentusiastas após sugestão do editor Roberto Nasser.

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