ingenieria técnica industrial: mecánica vehículo eléctrico biplaza

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INGENIERIA TCNICA INDUSTRIAL: MECNICA

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID

DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA

PROYECTO DE FIN DE CARRERA:

VEHCULO ELCTRICO BIPLAZA ASISTENCIAL

AUTOR: FERNANDO ROMERA JUREZ TUTOR: JOSE LUIS PREZ DAZ

A mi familia, a mis amigos y en especial a mis padres,

por su apoyo y comprensin.

INDICE OBJETIVOS 5

1. MEMORIA 6

Antecedentes 7

1.1. Descripcin del vehculo 11

1.1.1 Elementos rodantes 15

1.1.2. Chasis y carrocera 16

1.1.3. Sistema de traccin 20

1.1.4. Sistema elctrico 34

1.1.5. La direccin 39

1.1.6. Otros componentes de la estructura 42

2. PLIEGO DE CONDICIONES 50

2.1. Manual de utilizacin 51

2.2. Normativa de seguridad 55

2.1.1. Prescripciones generales 55

2.1.2. Trabajos de taller 56

2.1.3. Trabajos de soldadura 59

2.1.4. Trabajos de pintura 62

3. PRESUPUESTO 63

3.1. Presupuesto de material 64

3.2. Presupuesto de mano de obra 66

3.3. Presupuesto de ejecucin material 66

ANEXO I Dimensionamiento de la cadena de traccin 67

1.1. Cadena de traccin 68 1.2. Autonoma 83

ANEXO II Clculo del peso del vehculo 86

ANEXO III Especificaciones tcnicas 89

ANEXO IV Planos 1.1. Plano General 1.2. Plano general 2 1.3. Sistema de traccin 1.4. La direccin 1.5. Uso tpico 1.6. Carenado

BIBLIOGRAFA

OBJETIVOS El objetivo de este proyecto es disear y dimensionar un vehculo elctrico que sea capaz de llevar a dos personas una de ellas impedida. Buscamos que el vehculo sea sencillo, tanto en su composicin como en el manejo, que sus dimensiones sean reducidas dentro de las funciones que debe cumplir. Debe ser un vehculo cuya velocidad mxima sea pequea, en torno a los 6-7 Km/h, que sea capaz de soportar el peso de dos personas y una pequea carga y adems pueda subir pendientes de 12, y hacer frente a obstculos pequeos. Su autonoma deber ser alrededor de 60 Km. El vehculo esta destinado a llevar personas impedidas, personas enfermas que no sean capaces de manejar una silla de ruedas o nios, siempre y cuando vayan en una silla especial acoplada al asiento del vehculo. El vehculo debe ser manejado por otra persona que ir en la parte trasera, por tanto el vehculo debe ser diseado para que ambas personas vayan cmodas, en especial la persona impedida. Adems buscamos que pueda pasar por zonas estrechas como pasillos de supermercado, de hospital, puertas, aceras, etc. Al ser elctrico, deberemos disear un sistema de traccin que funcione mediante un motor elctrico y que el sistema de control sea sencillo. Este proyecto se ha realizado utilizando el programa Catia V5 (R14)

.

1. MEMORIA

MEMORIA

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1. MEMORIA Antecedentes A pesar de que el trmino vehculo elctrico parezca hacer referencia a una idea de concepcin moderna , lo cierto es que su historia se remonta a finales del siglo XIX, cuando otras tecnologas hacan su aparicin. Sin embargo, los continuos avances conseguidos en el campo del motor de combustin interna lograron que este desbancara finalmente al motor elctrico para su uso en traccin de vehculos. Desde entonces, los vehculos elctricos slo han conseguido acaparar la atencin cuando se han considerado problemas energticos o medioambientales. En realidad, el sistema propulsor elctrico presenta menor complejidad mecnica que el trmico.

Pueden suprimirse algunos elementos de la cadena de traccin El motor elctrico, es desde el punto de vista mecnico, ms sencillo que el de

combustin interna. Requiere, en general de menor mantenimiento

Adems el rendimiento asociado a los accionamientos elctricos es claramente superior al de los motores de combustin disponibles (85 por 100 frente al 20 por 100) y presentan una mejor regulacin de par y velocidad, al estar controlados por medios electrnicos. El principal inconveniente lo constituyen las batera, por su elevado peso (pueden alcanzar hasta el 45 por 100 del peso total, lo que reduce sensiblemente la carga til) y su bajo rendimiento debido, principalmente, a su pobre densidad energtica. Por el momento, las caractersticas de los vehculos elctricos los hacen especialmente indicados para su uso en entornos urbanos, es por ello que encuentran su principal foco de actuacin como vehculos de flota , sobre todo para empresas de servicios, o como segundo vehculo, para su uso particular.

MEMORIA

Figura 1.1 Vehculo elctrico moderno No hay que olvidar que el vehculo elctrico es anterior al vehculo de combustin interna y que a finales del siglo XIX ya aparecen junto a los vehculos de vapor. Los vehculos elctricos fueron superiores y ms aceptados que los vehculos de combustin interna hasta los aos 20 del siglo pasado, donde la relacin prestaciones/precio de los motores de gasolina condena al vehculo elctrico a su desaparicin. Los hitos ms significativos en la historia de los vehculos elctricos son los siguientes: En 1831 Faraday descubri las leyes de la induccin electromagntica lo que propici el desarrollo de los motores elctricos esencial para el desarrollo de los vehculos elctricos. No fue hasta 1839 cuando se construy en Escocia el primer vehculo elctrico pero este no era competitivo con los vehculos de vapor que se fabricaban en Inglaterra desde 1825. En 1851 se construye un vehculo elctrico no recargable y que alcanzaba la velocidad de 19 mph. En 1870 se desarrolla en Inglaterra un vehculo con un motor elctrico ms ligero y evolucionado, lo que le permita alcanzar la velocidad de 13 Km/h. Pero el elevado peso de las bateras implicaba una velocidad y una autonoma inferior a los vehculos de vapor. En 1897 aparecen las bateras secundarias de Plomo-cido y la empresa London. Electric Car inaugura un servicio de vehculos elctrico con dichas bateras, y con las que llegaban a alcanzar distancias de 80 km.

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MEMORIA

En 1899 empiezan a surgir las industrias de fabricacin de automviles a gran escala. La empresa Electric Company produce en 1904 2.000 taxis elctricos utilizados en nueva York, Chicago y Boston. Se desarrolla la batera alcalina de Nquel-Hierro y que son muy bien aceptadas e incorporadas a los vehculos elctricos. En 1900 se venden 4.200 vehculos fabricados por el ms de medio centenar de plantas de automviles. Conviven las tres tecnologas de vehculos: motor de vapor, motor de gasolina y motor elctrico siendo la proporcin:

40% vehculos con motor de vapor 38% vehculos con motor elctrico 22% vehculos con motor de gasolina Los motores de gasolina no eran bien aceptados por su elevado ruido y vibraciones. En 1906 la compaa Buffalo Electric Carriage vende 34.000 vehculos elctricos de un modelo de dos plazas y que alcanzaba la velocidad de 48 km/h. 1912 supone la mxima expansin de los vehculos elctricos, con avances que permitan mejorar las prestaciones, como es el caso del modelo fabricado en Chicago por la compaa Woods con cubiertas de goma maciza, que lleg a alcanzar una velocidad de 60 Km/h. A partir de 1920 empieza el declive de los vehculos elctricos. Los progresos de Henry Ford en la produccin en masa de los vehculos elctricos abarataron estos, mientras que los vehculos elctricos eran ms caros. En las reas rurales el acceso a la electricidad era muy limitado por lo que la recarga de las bateras era difcil, mientras que el acceso a la gasolina en estas reas era ms fcil. A partir de aqu el vehculo elctrico desaparece y no hace aparicin hasta los aos sesenta cuando se empieza a recomendar su uso ya que contamina mucho menos que la gasolina. Ford y General Motors ponen en marcha programas de desarrollo de vehculos elctricos. El resultado del programa de general Motors son el Electrovair y el Electrovan, 2estos alcanzaban una velocidad de 80 mph y tenan una autonoma de 40 a 80 millas. En 1970 comienzan en distintos pases programas de demostracin con furgonetas y autobuses elctricos, con financiacin de los gobiernos. La crisis del petrleo incrementa el inters por los vehculos elctricos como alternativa al petrleo. La ventaja que tiene la gasolina, desde el punto de vista de la densidad de energa sobre otras fuentes de energa, requiere un esfuerzo de las partes implicadas para poner de manifiesto las ventajas de los vehculos elctrico y realizar desarrollos tecnolgicos que reduzcan las diferencias en las prestaciones y precio entre los vehculos actuales y los elctricos.

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MEMORIA

En 1976 se presenta en USA la primera ley pblica para la investigacin, desarrollo y demostracin del vehculo elctrico e hbrido. Desde este ao y hasta el final del siglo pasado, son numerosas las iniciativas tanto de organismos oficiales como del sector privado para hacer que el vehculo elctrico sea una realidad.

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MEMORIA

1. DESCRIPCION DEL VEHICULO

Figura 1.2 Uso tpico del vehculo El vehculo elctrico ha sido diseado con el objetivo de llevar personas con dificultades de movilidad y que no tengan capacidad para manejar por si mismos una silla de ruedas convencional, ya sean enfermos, personas impedidas, o nios, siempre y cuando lleven una silla acorde con su edad y su estatura acoplada al asiento del vehculo, de tal forma que otra persona maneja el vehculo desde atrs. El enfermo va sentado mientras que la persona que maneja el vehculo va de pie.

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MEMORIA

La estructura del vehcu