Study of commercial vehicles elevated axle influence on braking performance and on directional stability

Os sistemas que elevam os eixos dos veículos comerciais foram inicialmente desenvolvidos com o objetivo de economizar pneus. Até o final da década de 90, o uso destes sistemas era restrito, não causando um efeito estatístico sensível na segurança veicular. Devido a um acordo entre concessionárias rodoviárias e o governo, os veículos comerciais pagam nas praças de pedágio o valor correspondente ao número de eixos em contato com o solo naquele momento, minimizando as tarifas dos veículos que fazem uso deste sistema. Esta prática se difundiu rapidamente e poucos estudos técnicos foram realizados focando sua influência na segurança veicular. A elevação dos eixos altera de forma significativa a margem de estabilidade do veículo e a distribuição ideal das forças de frenagem, podendo elevar os riscos de acidentes. Este trabalho consiste num estudo aprofundado do desempenho dos veículos comerciais com estes sistemas de elevação de eixos, sob o ponto de vista técnico e operacional, focando a segurança veicular. Para tanto, são utilizados como metodologia modelos matemáticos já desenvolvidos na literatura científica em veículos exemplos. Parâmetros como a margem de estabilidade, gradiente de esterçamento, eficiência da frenagem dentre outros são analisados; também os efeitos na resposta direcional durante o período transitório em manobras e nos instantes iniciais da frenagem. As influências da elevação dos eixos são analisadas conforme normas e requisitos estabelecidos pela ABNT e ECE R13, inclusive anexo 10, pois a prática da elevação dos eixos pode estar infringindo requisitos impostos por estas normas. Como conclusão é visto que o levantamento dos eixos é prejudicial ao desempenho dinâmico do veículo. Em virtude disto, o seu uso deveria ser fundamentado tanto nas fases conceitual e de desenvolvimento quanto na legislação vigente no país.The systems that elevate the axles of the commercial vehicles were initially developed with the objective of saving tires. The use of these systems was restricted, not causing a notable statistical effect in the vehicle safety. Due to an agreement between road concessionaires and the government, the commercial vehicles pay toll value according to the number of axles in contact with the soil on that moment, minimizing the taxes of the vehicles using this system. This practice was diffused quickly and few technical studies were accomplished focusing its influence in the vehicle safety. The elevated axles alters in a significant way the vehicle static margin of stability and the ideal distribution of the braking forces, increasing the accident risks. This work consist in deepened studies of the commercial vehicles with these systems of elevation of axles, of the technical and operational point of view, focusing the vehicle safety. For this is used as methodology mathematical models developed already in the scientific literature in vehicles examples. Parameters as the margin of stability, steer gradient, braking efficiency and others are analyzed. Likewise, the effects in the directional response during the transient maneuvers and in the initial instants of the braking. The influences of the elevation of the axes are analyzed according to norms and established requirements for ABNT and ECE R13, including annex 10, because the practice of the elevation of the axes can be infringing requirements imposed by these norms. As main conclusion these systems are prejudicial to vehicle dynamics and handling and its use could be anticipated in conceptual and design phase and in brazilian transport laws