- Força de inércia, depende da massa do veículo e da variação da velocidade do veículo;
- Força gravitacional, depende da inclinação do terreno e da massa do veículo;
- Força aerodinâmica, depende da velocidade do vento e da velocidade e forma do veículo;
- Força de atrito das peças internas rotativas;
- Força de resistência ao rolamento.
De todas as forças acima que precisam ser vencidas para que o automóvel comece a se locomover, a principal é a força de rolamento.
Como as rodas do automóvel estão acopladas DIRETAMENTE ao eixo do motor, o motor precisa vencer esta força de rolamento para começar a girar seu eixo e o automóvel começar a se mover.
O automóvel começa a se mover no mesmo instante que o eixo do motor começa a girar e isto acontece no instante em que ainda não existe rotação no eixo do motor, no instante em que ainda não existe potência produzindo trabalho, no instante em que a corrente elétrica começa a circular pelos enrolamentos do estator, no instante em que o estator começa a produzir o campo girante, no instante em que o campo girante começa a induzir corrente no rotor, que se encontra parado, enfim, no instante ZERO.
Neste momento inicial, a única força que existe para vencer a força de rolamento que se opõe ao movimento é o conjugado de partida.
Existe então a necessidade de mensurar a força de rolamento contrária ao movimento para então calcular o conjugado de partida necessário.
- Força de resistência ao rolamento:
Fr(Força da rolagem) = (N) * (μ=0,015)
Pode-se ter o valor exato da força resultante medindo a força necessária para começar o movimento usando uma balança de peixeiro amarrada ao parachoque. A força necessária será medida pela balança. A medida é normalizada para a força peso. Então multiplica-se o valor encontrado por 10. Que é a aceleração da gravidade e terá a força peso em Newton[N].
Amarrando a balança no carro e puxando, no momento que o carro andar, o valor encontrado deverá ser multiplicado por 10 e será encontrado a força resultante para se movimentar o veículo.
Esta Fr(força de rolagem) é multiplicada pelo raio da roda para se obter o conjugado necessário que o motor deverá superar para se iniciar o movimento.
O conjugado é o esforço necessário para girar o eixo do motor e vencer a Fr.
Esta situação é bem explicada no exemplo para levantar um balde em poço:
A força F que precisa ser aplicada à manivela depende do comprimento E da manivela. Quanto maior a manivela, menor será a força aplicada.
Se dobrar o tamanho da manivela, a força aplicada será diminuída pela metade.
Na figura, o balde pesa 20N e o diâmetro do tambor é 0,20m, a corda transmitirá uma força de 20N na superfície do tambor, isto é, a 0,10m do centro do eixo. Para contrabalancear esta força, precisa de 10N na manivela, se o comprimento E for de 0,20m. Se E for o dobro, isto é, 0,40m, a força F será a metade, ou seja 5N.
Então, para medir o “esforço” necessário para girar o eixo não basta definir a força empregada: é preciso também dizer a que distância do eixo a força é aplicada. O “esforço” é medido pelo conjugado que é o produto da força pela distância, F x E.
No exemplo, o conjugado vale:
C = 20N x 0,10m = 10N x 0,20m = 5N x 0,40m = 2,0Nm
C = F . E (N.m)
Com o acionamento direto, não existe reduções que possam aumentar o torque de partida.
Portanto é necessário que os motores de indução sejam capazes de desenvolver o conjugado de partida diretamente nas rodas.
Segue tabela de conjugados necessários para algumas massas e algumas rodas.
O conjugado necessário para a massa em destaque é 9kgfm.
A configuração de acionamento direto exige o uso de dois motores. Então o conjugado de partida é dividido entre os dois motores.
Cp1 = 4,5kgfm Cp2 = 4,5kgfm
