O F 400 Carving segue as pistas de outros estudos de veículos, como o 1996 F200 Imagination e o 1997 F300 Life-Jet, que exibiram novos conceitos de direção e chassi. “Drive-by-wire” e “controle de rolagem ativo” foram apenas dois dos conceitos centrais para esses projetos de pesquisa automotiva. Os engenheiros de pesquisa e cientistas da Mercedes-Benz aperfeiçoaram essas idéias e as apresentaram em 2001 no Tokyo Motor Show no Mercedes-Benz F400 Carving. O novo conceito revela um sistema totalmente novo que melhora ainda mais a segurança ativa e o manuseio dinâmico e proporciona uma experiência de direção ainda mais estimulante.

CAMBER DE RODA DE 20 GRAUS PARA ESFORÇO SEGURO E CONFIÁVEL

O epíteto "Carving" já sugere as capacidades da tecnologia de chassis neste veículo de pesquisa. Cada vez que o carro entra em uma curva ou dobra, duas de suas rodas se inclinam para dentro, montando em um piso de pneu que foi especialmente otimizado para curvas e tem um alto coeficiente de atrito para ótima estabilidade direcional e aderência à estrada. A dinâmica é uma reminiscência dos movimentos realizados por esquiadores alpinos usando esquis carving.

O sistema controlado por computador no F 400 Carving varia o ângulo de cambagem nas rodas externas entre 0 e 20 graus quando o carro está em curva. As rodas internas e o corpo do veículo permanecem em suas posições normais. ”Controle ativo de cambagem” é a culminação de um projeto de pesquisa que abrange vários anos. Tudo começou com simulações de computador e testes de bancada. Mas agora chegou a hora da pesquisa na estrada. O F 400 Carving é uma espécie de laboratório de pesquisa móvel para engenheiros automotivos sediados em Stuttgart. Eles pretendem usar o open-top de dois lugares para investigar o potencial de novos sistemas de chassis e para abrir novos caminhos na tecnologia de chassis para os carros de passageiros do futuro. Testes e medições iniciais deram resultados extremamente encorajadores.

Comparado a um chassi de carro moderno, o controle de curvatura ativo na Carving F 400 permite até 30% mais estabilidade lateral e 15% mais forças longitudinais. Os números suportam essas afirmações: enquanto a força lateral máxima na roda é geralmente de cerca de 6200 Newtons quando a curvatura é zero graus, esse número sobe para 6900 Newtons quando há uma curvatura negativa de 10 graus e tão alta quanto 7800 Newtons quando o A curvatura negativa é de 20 graus. Graças ao alto nível de estabilidade lateral nas rodas externas durante as curvas, a aceleração lateral no F 400 Carving é até 28% mais alta do que nos carros esportivos que dependem da tecnologia convencional de chassis. Quando as rodas exteriores do Entalhe F 400 são inclinadas para dentro 20 graus durante as curvas, o biposto atinge uma aceleração lateral máxima de 1,28 g.

Este número impressionante não é apenas uma indicação de alta dinâmica nas curvas e agilidade esportiva, mas também sinaliza uma melhora substancial na segurança ativa, particularmente em situações de emergência, como curvas em velocidade (excessiva) ou manobras repentinas de evitar obstáculos. O carro de pesquisa permanece mais direcionalmente estável do que um carro equipado com tecnologia de chassis convencional. Além disso, faz isso por mais tempo e com maior velocidade.

PNEUS: O CONCEITO DE ASSIMETRIA

Os pneus são um importante fator que contribui para esses resultados: o controle de cambagem ativo permite um conceito totalmente novo que, pela primeira vez e sem compromisso, combina os benefícios de um pneu de automóvel de passageiros com os de um pneu de motocicleta. A assimetria é o princípio por trás desta nova tecnologia de pneus, desenvolvida em conjunto pelos engenheiros da DaimlerChrysler e da Pirelli: o padrão do piso, a banda de rodagem e o contorno são todos assimétricos.

A característica mais marcante no interior do pneu é o piso arredondado que garante um manuseio superlativo nas curvas. O ombro externo do pneu tem um padrão de piso de carro experimentado e testado, oferecendo excelente estabilidade em linha reta e baixo ruído na estrada. Pela primeira vez, os especialistas conseguiram aproveitar os benefícios de uma teoria física estabelecida, segundo a qual, em grandes ângulos de cambagem, um pneu com um piso curvo pode transmitir maiores forças laterais do que os pneus convencionais. O piso assimétrico é possibilitado pelo fato de que o interior dos pneus somente entra em contato com a estrada quando o controle ativo de cambagem inclina as rodas externas para dentro durante as curvas. Isso deixa os engenheiros com um objetivo claro de focar quando harmonizar e otimizar os ombros internos dos pneus: segurança de curvas superlativa.

MISTURA DE BORRACHA: PNEU DE PNEUS COM DIFERENTES ZONAS DE FRICÇÃO

A mistura de borracha usada para os pneus F 400 desempenha um papel igualmente importante, uma vez que as zonas de piso interior mais macias permitem uma transmissão ainda maior das forças - isto é, uma melhor aderência em estrada - quando em curva. Esses “compostos de alta fricção” geralmente não são adequados para pneus de carros, já que a mistura de borracha macia é mais suscetível ao desgaste do que os compostos convencionais de borracha usados. Portanto, o pneu novo normalmente não alcançaria a quilometragem de que os pneus de hoje são capazes.

O controle de cambagem ativo na escultura F 400 compensa esse curto espaço de tempo: graças a essa tecnologia inovadora, o interior mais macio dos pneus só entra em contato com a pista quando o carro está em curva e, portanto, não usa tão rápido. Em contraste, o composto de borracha que os especialistas desenvolveram para o exterior do pneu é muito mais difícil, tendo sido otimizado em relação à longevidade, estabilidade em linha reta e rugido de estrada. Por outras palavras, graças ao seu contorno assimétrico e mistura de borracha especial, o pneu recentemente desenvolvido fornece a resposta a um conflito de objectivos não resolvido: máxima segurança nas curvas e dinâmica de condução superlativa por um lado; alta quilometragem e excelente estabilidade em linha reta do outro. Pela primeira vez, portanto, dois conceitos diferentes se concretizam em um único pneu, graças ao controle ativo de cambagem.

PESQUISA ALTAMENTE PROMISSORA

O ajuste ativo de cambagem controlado por computador e os pneus assimétricos trouxeram aos engenheiros da DaimlerChrysler um passo importante para alcançar um dos seus principais objetivos: melhorar os níveis já exemplares de segurança ativa e dinâmica de condução para o benefício de futuros modelos. Mas este é apenas o começo do que promete ser um projeto de pesquisa extremamente frutífero: ao lado de uma maior aceleração lateral e estabilidade exemplar nas curvas, esta tecnologia inovadora oferece uma série de outros benefícios na estrada:

Se houver risco de derrapagem, devido a direção ou direção excessiva, o sistema inclina brevemente uma ou mais das rodas em uma quantidade precisamente calculada, aumentando assim as forças laterais e estabilizando o carro. Isso significa que o controle de cambagem ativo tem o potencial de aumentar o efeito do ESP®. Juntamente com a direção controlada eletronicamente, que permite a correção automática da direção, isso pode reduzir muito o risco de derrapagem.

No caso de frenagem de emergência, todas as quatro rodas do carro de pesquisa se inclinam na velocidade da luz, deixando apenas o interior dos pneus - com piso composto

de borracha otimizado por fricção - em contato com a estrada. Isso reduz a distância de parada de 100 km / h em uns bons cinco metros.
Se houver risco de aquaplanagem, o sistema é capaz de otimizar o sistema de contato do pneu em uma quantidade apropriada. Uma cambagem de apenas cinco graus é suficiente para alcançar o efeito desejado: uma redução substancial no risco de aquaplanagem. Uma nova geração de sistemas de sensores, atualmente em desenvolvimento na DaimlerChrysler, detecta a camada de água na superfície da estrada e envia os valores medidos para a ECU no centro do controle de cambagem ativo, permitindo que o sistema ajuste automaticamente a inclinação das rodas adequar-se às condições da estrada.

Pneus assimétricos também seriam benéficos no inverno, já que a mistura especial de borracha e o padrão do piso se combinam para proporcionar tração extremamente alta, bem como curtas distâncias de parada e estabilidade direcional superlativa. Para garantir uma condução segura na neve ou no gelo, o condutor pode inclinar as rodas com o premir de um botão, permitindo assim que o carro funcione apenas no interior dos pneus, para melhor aderência à estrada.

CILINDROS HIDRÁULICOS

O ajuste ativo da cambagem controlado por computador é possível graças aos portadores de duas peças do cubo e a um sistema hidráulico potente. Cada suporte de cubo consiste em uma seção de inclinação e uma seção rígida: os componentes de localização de roda de um sistema de suspensão de fuso duplo são presos às seções internas rígidas enquanto os rolamentos de roda e as articulações da pinça de freio estão localizados nas seções externas basculantes. Durante as curvas, as hastes de pistão em cilindros hidráulicos duplos pressionam contra as seções inclinadas do porta-cubo nas rodas externas, fazendo com que elas se inclinem para fora na parte inferior. Desta forma, a cambagem da roda pode variar entre 0 e 20 graus, dependendo da situação da estrada. O eixo traseiro acionado na F 400 Carving é projetado da mesma maneira que o eixo dianteiro, sendo os eixos de comprimento variável a única grande diferença.

No coração do sistema hidráulico está uma bomba de pistão axial com pressão de trabalho de até 200 bar. Servoválvulas nos cilindros duplos das rodas regulam o fluxo de óleo para controlar o grau de retração e extensão do cilindro. Se o motorista adotar um estilo de condução dinâmico, é necessário um movimento rápido do cilindro e, nesse caso, a bomba recebe assistência de um reservatório de pressão hidráulica. Também é fornecida uma função limp-home: válvulas especiais de interrupção interrompem o fluxo de óleo para os cilindros hidráulicos e usam a pressão disponível no sistema para ajustar o ângulo de cambagem da roda a zero grau.

Steer-by-wire e freio a fio

O controle ativo de cambagem, como apresentado na escultura F 400, representa um grande avanço no desenvolvimento de chassis para futuros modelos de carros. Mesmo por direito próprio. Mas os engenheiros de Stuttgart estão levando as coisas um passo adiante, unindo essa tecnologia a uma série de outros sistemas igualmente pioneiros. A chave para tudo isso é drive-by-wire. O F 400 dispensa componentes de conexão mecânicos, como a coluna de direção, com todos os eixos e articulações que o acompanham, e a articulação entre o pedal de freio e o servo-freio. Em seu lugar, há fios que transmitem as entradas de direção ou de frenagem do motorista por meios puramente eletrônicos.

Direção: O volante eletrônico é equipado com dois sensores de ângulo indutivo que captam cada movimento do volante, convertem o ângulo medido em um pulso elétrico e transmitem o sinal para os microcomputadores do carro de pesquisa via linha de dados. Os computadores avaliam esses e outros sinais de sensores atuais, usando os dados para especificar pontos de ajuste para o ângulo de direção do eixo dianteiro. Em situações críticas, o sistema drive-by-wire também pode substituir as entradas de direção do motorista, para manter o carro com segurança em equilíbrio. Dois motores elétricos, que são conectados diretamente à direção do pinhão e cremalheira, movem as rodas da escultura F 400. É por isso que os pesquisadores automotivos se referem a um "rack elétrico" - um novo recurso que eles desenvolveram em conjunto com os especialistas em direção da Mercedes-Benz Lenkungen GmbH. Cada motor elétrico gera metade do torque de direção. Em caso de avaria, apenas um dos motores pode assumir total responsabilidade pelas funções de direção. Este é, portanto, um sistema redundante, projetado para fornecer a máxima confiabilidade funcional. Até mesmo a fonte de alimentação do carro de pesquisa é baseada em um conceito de sistema duplo: além de uma fonte de alimentação padrão (12 volts), o F 400 Carving também possui dois sistemas de 42 volts que são usados ​​principalmente para a direção eletrônica.
Freios: Brake-by-wire já é uma realidade na Mercedes-Benz. O freio de alta pressão Sensotronic Brake Control (SBC) funciona de acordo com o seguinte princípio. Quando o pedal do freio é pressionado, um sinal elétrico é produzido, que é encaminhado para um microcomputador. Um sofisticado sistema de sensores garante que o microcomputador receba uma alimentação contínua de dados sobre a dinâmica de condução do carro. O sistema eletrônico pode, portanto, calcular e modular a pressão do freio para cada roda, de acordo com a situação em questão. O resultado final é uma segurança de travagem significativamente melhorada nas curvas.
Juntamente com o Sensotronic Brake Control, o sistema de frenagem da escultura F 400 contém mais um destaque técnico que realmente o diferencia: os discos de freio (330 milímetros de diâmetro) são feitos de cerâmica reforçada com fibra de carbono, um material de alta tecnologia. capaz de resistir a temperaturas extremas entre 1400 e 1600 graus Celsius. É também cerca de um terço mais leve que o ferro fundido.

SPENSION E DAMPING: ABC DA PRÓXIMA GERAÇÃO

O novo sistema de suspensão hidropneumática activa (AHP) também vê os engenheiros de investigação a entrar em território desconhecido: o F 400 Carving está a ser usado para testar esta possível alternativa às futuras gerações do sistema de suspensão activo que está actualmente equipado de série no Mercedes S-Class. Modelos CL-Class e SL-Class.

Em contraste com o atual sistema Active Body Control (ABC), no qual o controle ativo das forças entre o corpo do veículo e a roda é realizado ajustando a ação da mola, o sistema hidropneumático ativo influencia tanto a suspensão quanto o amortecimento, adaptando-os em velocidade da luz para a situação na mão. Os benefícios deste sistema incluem um nível ainda mais alto de segurança ativa e maior conforto de condução.

MOTOR E TRANSMISSÃO: MERCEDES TECNOLOGIA COM NOVAS SOLUÇÕES DE DETALHES

Abaixo do capô do motor do F 400 Carving está um avançado motor V6 de 3,2 litros, uma unidade testada e aprovada instalada em várias outras séries de modelos da Mercedes. Este motor de seis cilindros difere da versão padrão de produção em apenas um aspecto: os engenheiros de pesquisa o equiparam com um sistema de lubrificação por cárter seco que garante um suprimento constante de óleo para o motor, mesmo quando a aceleração lateral é extremamente alta.

A caixa de câmbio seqüencial no carro de pesquisa também é um modelo de produção padrão da Mercedes-Benz. Apenas os controles SEQUENTRONIC são diferentes: no F 400 Carving, o motorista muda de marcha no estilo de carro de corrida - com botões de seleção no volante.

LUZ XENON DE ÓTICAS DE FIBRA

Igualmente novo é o sistema dos faróis da F 400 Carving. Pela primeira vez, a DaimlerChrysler está usando tecnologia de fibra ótica de última geração para transmitir a luz produzida pelas lâmpadas de xenônio. Esses feixes de fibras ópticas, compostos de milhares de fios de fibra de vidro individuais, permitem a separação física da fonte de luz e dos faróis - uma vantagem que beneficia principalmente o design do carro esportivo, já que os faróis ocupam apenas uma pequena distância. quantidade de espaço. Isso, portanto, permite uma frente extremamente plana e baixa.

A luz do feixe principal e do médio é gerada em duas carcaças cilíndricas abaixo do capô do motor. Cada um contém uma lâmpada de xenônio e a luz emitida por essas lâmpadas é concentrada por refletores elípticos. Os pontos focais do refletor refletem a luz nas linhas de fibra ótica que, por sua vez, garantem a transmissão sem perdas da luz para os faróis. Sistemas especiais de lentes nos faróis difundem a luz para iluminar a estrada. Além disso, o F 400 Carving possui duas luzes laterais para as curvas. Estas lâmpadas de halogéneo de posição fixa acendem quando um certo ângulo de direção é atingido. Eles também podem ser ativados por um botão, para uso como faróis de neblina. Um design que economiza espaço é também a marca registrada dos indicadores: poderosos LEDs geram a luz que é então dispersa por meio de lentes prismáticas.

CORPO DO VEÍCULO: FIBRA DE CARBONO LEVE

O corpo de dois lugares aberto é feito de plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP). Já experimentado e testado no mundo das corridas de automóveis de Fórmula 1, suas principais propriedades são peso mínimo e força máxima. Ele pesa cerca de 60% menos que o aço, tornando o corpo do carro de pesquisa 100 quilos mais leve. Os engenheiros da DaimlerChrysler usam uma mistura inteligente de três materiais para o chassi da F 400 Carving: aço, alumínio e fibra de carbono (CFRP).

EXTERIOR: A LINGUAGEM DA DINÂMICA

Seja qual for a maneira como se olha, de qualquer ângulo, o corpo do speedster é como o de um atleta perfeitamente proporcionado e soberbamente condicionado. O perfil é estruturado por seções em forma de asa que se esticavam poderosamente sobre as rodas, harmoniosamente desenhando-as no conceito geral do corpo, mas sem restringir sua liberdade de movimento. Pequenas seções de asa para frente e para trás das rodas reforçam esse efeito, fazendo com que as rodas sejam o foco dominante de atenção quando o carro é visto de lado.

A equipe de design também usou habilmente as seções de asa distintivas para dar ao F 400 Carving uma característica caraterística, enquanto fazendo os faróis uma parte integrante das asas e usando as tampas de luz para formar dois “olhos”, enquanto aumentando o fascínio sedutor decididamente do carro de esporte. Este detalhe estilístico é possível graças aos sistemas de iluminação que incorporam tecnologia de fibra ótica de última geração, uma vez que os faróis convencionais são simplesmente grandes demais para serem incorporados no espaço limitado disponível nas seções das asas.

E, é claro, o rosto de dois lugares não estaria completo sem a estrela de três pontas, posicionada centralmente na consagrada tradição esportiva da Mercedes. Ele forma o ponto focal de um outro importante recurso de design que se estende centralmente através do capô do motor, evocando imagens do inconfundível nariz em forma de flecha do Silver Arrows da equipe McLaren-Mercedes. Este detalhe em particular está a caminho de se tornar uma característica esportiva clássica da Mercedes-Benz, já tendo agraciado os estudos de carro esportivo Vision SLR e Vision SLA.

Indiscutivelmente a característica mais marcante de todas, porque eles são tão mergulhados na tradição, as portas gullwing passaram a simbolizar a marca Mercedes-Benz. Agora são exatamente 50 anos desde que o primeiro Mercedes-Benz Gullwing criou uma sensação, marcando o início da lenda do SL. Os designers da F 400 pegaram esse recurso e o reinterpretaram no espírito do design e da tecnologia contemporâneos, provando que a idéia é tão estilosa e estimulante quanto era há tantos anos. As portas gullwing do carro de pesquisa não estão presas ao teto como estavam no 300 SL original. Em vez disso, eles giram para cima 60 graus graças a juntas especiais, apoiadas por molas a gás.

O contorno muscular da porta conduz a um perfil arrebatador e de forma poderosa que forma uma linha proeminente que se prolonga até ao fim da cauda do velocista, onde funciona como um guarda-lamas para as rodas traseiras. A parte da cauda desta seção abriga as luzes traseiras, da mesma forma que sua contraparte na frente incorpora os faróis. As lentes delgadas de prisma permitem que os indicadores, luzes traseiras e luzes de freio se misturem sem esforço com o conceito geral de design e, além disso, lançam uma luz extremamente impressionante nas coisas.

INTERIOR: ALTA TECNOLOGIA

Um olhar dentro do cockpit revela outro grande tema de design da F 400 Carving: tecnologia em sua forma mais pura. Tecnologia que foca no essencial, no que era originalmente o automobilismo e, portanto, em tudo o que é absolutamente central para essa ideia. Nada mais nada menos.

Evidentemente, isso inicialmente cheira a purismo, uma máquina de dirigir totalmente despojada. Mas um olhar mais atento revela rapidamente tudo: o acabamento perfeito, os melhores materiais e a paixão pelo detalhe. Os designers dos estúdios da Mercedes - em Como, norte da Itália e Sindelfingen, no sul da Alemanha - se dedicaram à tarefa em mãos, dando ao interior uma aparência característica que se baseia em aspectos clássicos do bodystyling e do design. Em nenhum lugar isso é mais aparente do que no tema “asa”, sendo o painel de instrumentos um caso perfeito: não há uma ligação visual firme entre o painel e o túnel central. Parece estar “flutuando” no espaço como uma asa majestosa e assim parece extremamente leve e quase delicada.

A idéia de tecnologia em sua forma mais pura é mais claramente exemplificada pelo túnel de transmissão, que tem a forma, cor e textura de um sino de transmissão de alumínio fundido. Como tal, ecoa os cockpits de carros de corrida dos anos 20 e 30, uma época em que os pilotos tinham de se contentar com o metal puro e pouco mais. Os controles de deslizamento simples para o soprador e aquecedor, a alavanca metálica para a transmissão SEQUENTRONIC e a saída de ventilação oval acima do túnel de transmissão reforçam essas imagens de tempos passados, mas por trás de cada uma dessas características de estilo clássico está o estado-da-arte. tecnologia de arte.

Os passageiros da escultura F 400 são aguardados por assentos de carbono em que imediatamente se sentem em sintonia com este carro evocativo e sua tecnologia: homem e máquina em perfeita harmonia. Os assentos fornecem suporte lateral superlativo e podem ser ajustados individualmente, apesar de seu design de peça única. A textura de fibra em várias camadas significa que é possível variar a inclinação do encosto sem a necessidade de juntas ou dobradiças - basta um pequeno mecanismo de alavanca. Juntamente com os sistemas de molas e amortecedores sob o assento, o estofamento de várias peças garante um amortecimento vibracional eficaz para um bom conforto no assento.

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