ma01-fuerzas que se oponen al movimiento del vvhh

8/2/2019 MA01-Fuerzas Que Se Oponen Al Movimiento Del VVHH

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Mecanismos del automvil

IntroduccinIng. HUGO L. AGUERO ALVA


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Mecanismo, es un sistema de elementosacomodados convenientemente para transmitirmovimiento de una forma predeterminada.

Qu es un mecanismos?

Ing. HUGO L. AGUERO ALVA


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Es un sistema de elementos acomodadosconvenientemente para transmitir movimiento de unaforma predeterminada y energa.

Qu es una mquina?



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Cinemtica: Estudio del movimiento sin considerar lasfuerzas.

El objetivo fundamental de la cinemtica es crear

(disear) los movimientos deseados de las partesmecnicas y luego calcular matemticamente lasposiciones, velocidades y aceleraciones.

Cinemtica y cintica



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Cintica.- Estudio de las fuerzas sobre sistemas enmovimiento.

La separacin entre ambos conceptos es una forma

arbitraria, solo por efectos de enseanza.



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Diagrama de bloques de interaccin entre lossistemas conductor - vehculo



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Representacin esquemtica de la relacin existente entre las

diferentes funciones que gobiernan el movimiento delvehculo y los principales requisitos que se les va a exigir alos diferentes sistemas que gobiernan y controlan elmovimiento del mismo, como son la traccin, estabilidad y

confort. Ing. HUGO L. AGUERO ALVA


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Durante el movimiento del vehculo sobre la carretera, este seencuentra sujeto a la aparicin en cualquier momento de unaserie de fuerzas que actan en cualquier punto y en cualquierdireccin.

Estas fuerzas externas pueden hacer que la velocidad o laaceleracin se vean alteradas y procedan de los neumticos,la gravedad y/o la aerodinmica del vehculo

Sistemas de referencia del vehculo



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Las componentes de dichas fuerzas estn gobernadas pordiferentes leyes fsicas y adems pueden generarse endiferentes puntos con relacin al centro de gravedad delvehculo (por ejemplo, las fuerzas que se generan por elcontacto neumtico-carretera)



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Convencin de signos de los sistemas de referencialigado al vehculo segn Norma SAE J670e e ISO

8855Ing. HUGO L. AGUERO ALVA
http://bmw%20fuerzas%20que%20actuan%20sobre%20el%20auto.flv/http://bmw%20fuerzas%20que%20actuan%20sobre%20el%20auto.flv/


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En la dinmica de vehculos, el movimiento de traslacin sedescribe generalmente en funcin de las velocidades delsistema de referencia ligado al vehculo xyz (hacia adelante,lateral, vertical), con respecto al sistema de referencia fijoXYZ, y las velocidades de rotacin (cabeceo, balanceo y

guiada) estn referidas al giro de los ejes ligados al vehculoxyz respecto a los ejes XYZ.

Variables del movimiento del vehculo



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Esquema dinmico del movimiento del vehculo

, pendiente en grados,

, peso del vehculo. .

, fuerza normal. .cos . .cos

, fuerza debida a la pendiente. . . .

, Fuerza del aire

, Resistencia a la rodadura

, Fuerza de t

a

r

t

G G m g

N N G m g

P P G sen m g sen

F

F

F

raccin en la ruedasIng. HUGO L. AGUERO ALVA


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Las fuerzas que se oponen al movimiento delvehculo est dado por:

t iF F

La potencia que consumen las fuerzas que seoponen al movimiento del vehculo, ser:

.t tN F V



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La resistencia a la rodadura

2

. . .cos . . .cos

donde:, coeficiente de resistencia a la rodadura

, Peso del vehculo

, Fuerza normal debido al peso del vehculo

, aceleracin de la gravedad, 10 /

rR f N f G f m g

f

G

N

g m s

. . . . .cos . . . .cos .r r

N R v f N v f G v f m g v

La potencia que origina la resistencia a la rodadura



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VALORES CARACTERSTICOS DEL COEFICIENTE A LA RODADURA

(f)FIRME f

Neumticos de turismos sobre:Adoquines grandes y pequeos 0,013

Hormign, asfalto 0,011

Camino de tierra 0,05

Suelo arado 0,1 a 0,35

Neumticos de vehculos industriales sobre:Hormign, asfalto 0,006 a 0,01

Ruedas todo terreno sobre:Suelo arado y arena 0,14 a 0,24

Tractor oruga sobre:Suelo arado 0,07 a 0,12

Rueda sobre carril0,001 a

0,002

Ref: Bosh: Manual de la tcnica del automvil.4ta Edicin



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La resistencia debida a la pendiente

2

. . . .donde:

, Fuerza debida a la pendiente

, aceleracin de la gravedad, 10 /

Para pendientes 20%, resulta:

0,01. . .

donde es pendiente = h/l

p

p

R P G sen m g sen

P

g m s

R m g p

p

h

l



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La potencia que origina la resistencia a la pendiente

. . .s . . .c .p pN R v P v G en v m g sen v



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La resistencia debida al aire

Ley de Newton: La resistencia ejercida por el aire sobre uncuerpo en movimiento es proporcional a la masa volumtricadel aire, a la superficie frontal del cuerpo y al cuadrado de lavelocidad de avance



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Partimos de que la masa del aire (m) es

. . .......................(1)

donde:

, rea de la superficie frontal del mvil

, densidad del aire

, velocidad del mvil

La energa cintica que lleva el m

m S v

S

v

2

3

vil ser:

1. . ....................(2)

2

Reemplazamos (1) en (2):

1. . . ....................(3)

2

W m v

W S v



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2

3

Habr que afectar de un coeficiente de forma Cx

1De (2) . . . . ....................(4)

2

1

Siendo: 1,225 kg/m a 15o C y 76 cm de Hg, es aprox:2 1,6

Resulta que la energa cintica o potencia qu

W Cx S v

3

2

e consume la resistencia del aire:

. . ....................(5)1,6

La fuerza necesaria para producir esta potencia es: W/vEntonces la resistencia aal aire es:

. . ....................(6)1,6

a

a

CxW N S v

CxR S v

2

, en m , v en m/s, Ra, resulta en newtonS



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VALORES CARACTERSTICOS DEL COEFICIENTE DE FORMA (Cx)

TIPO DE VEHICULO Cx

Autos turismos

Cabriolet 0,33 - 0,50

Todo terreno 0,35 - 0,50Sedan 0,26 -0,35

Station wagon 0,30 -0,34

Forma aerodinmica 0,15 - 0,20

Motocicletas 0,6 - 0,7

Camiones 0,8 - 1,5Autobuses 0,6 a 0,7

Autobuses en forma aerodinmica 0,3 a 0,4

Ref: Bosh: Manual de la tcnica del automvil.4ta Edicin



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La superficie frontal del vehculo se calcula con la siguiente frmula:

S 0,8. .

Donde:

, es el ancho de la seccin

, es la altura

l h

l

h



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La potencia del motor que llega a las ruedas debe ser capazde vencer las potencias que se originan y disponer de una

reserva.

. . . . . . .

De donde se obtiene que la potencia en las ruedas es:

.

:

1 1,013869 735,5

.

1 75 735,5 0,735378

.1 76,0402

r i p p a i

m

r r r m tr r m tr

tr

r m

N N N N N N

N M M i M ii

N N

Frmulas tiles

HP CV W

kg m

CV W kW s

kg mHP

s

Velo

: 2 .cidad angular n



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Aplicacin

Un camin militar todo terreno 4x4 de 25 toneladas de PBV,

se viene desplazando por un terreno arenoso de 30 dependiente con una velocidad de 60 km/h.Datos del camin: Potencia 450 kW/4000 rpm, torque 800Nm/2500 rpm.Considerar:-coeficiente de resistencia a la rodadura: 0,2-coeficiente de forma: 1,5,-seccin frontal: 2,2x2,5m.



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Calcular:

1) Resistencia a la rodadura, kg2) Resistencia a la pendiente, kg3) Resistencia al aire, kg4) Potencia necesaria del motor para vencer la potencia

debida a las resistencias.5) Reserva de la potencia del motor para incrementar su

velocidad.6) Si el vehculo vuelve a terreno arenoso horizontal hasta

cuanto puede incrementar su velocidad?


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