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Resistencias al avance y distribución de peso. Jacob Alberto Escobar Villanueva. Sistemas Automotrices, 5SM2, Karina Sánchez Sosa. Resumen: The rolling resistance is caused by vehicle motion. He opposes the thrust force and its value depends on the mass of the vehicle, the steering geometry, type, and profile and inflation pressure of the tires of the driving speed, road conditions and surface. It is calculated by multiplying the weight bearing on each wheel by the coefficient of rolling resistance. The resistance will be greater the higher the work of flexion of the tires, air friction and friction wheel in the wheel bearing.
de transformación de Galileo, rigen el movimiento de todos los vehículos. Así pues, en primer lugar, el movimiento de un vehículo se verá afectado por la masa inercial del mismo. A mayor masa de un vehículo será necesario un motor más potente para conseguir unas prestaciones dinámicas determinadas (fundamentalmente una aceleración y recuperación) e igualmente serán necesarios unos frenos más grandes y para conseguir una frenada (aceleración negativa o deceleración). 1. 2. 3.
II. MATERIALES. Libros. Computadora. Internet.
Index Terms: Tires= Neumáticos
III.
Steering = Dirección Rolling resistance = Resistencia a rodar Thrust force = Fuerza de empuje. I.
INTRODUCCIÒN.
Según las leyes de la Mecánica Clásica, cualquier cuerpo que deba moverse de forma continua y uniforme deberá recibir una fuerza impulsora que iguale y anule las fuerzas que se opongan al movimiento. De tal forma que solo en una situación ideal sin fuerzas de oposición, un cuerpo podría moverse a velocidad constante sin necesidad de un esfuerzo o aporte energético exterior. Según estas mismas leyes físicas para que un cuerpo experimente una variación de su velocidad, lo que se denomina aceleración, dicho cuerpo debe sufrir una fuerza neta que aumentará su cantidad de movimiento si esta es positiva; si la fuerza es negativa, es decir, opuesta al movimiento, la cantidad de movimiento del cuerpo disminuirá pues estará sometido a una deceleración, como es el caso de una frenada de un vehículo. En el caso concreto de un vehículo de motor, éste ha de vencer unas fuerzas que se oponen a su avance y que detallaremos más adelante gracias a la potencia del motor de combustión interna (Diesel o gasolina). Las tres leyes de Newton, puntal de la Física Clásica junto con la Ley de Gravitación Universal y el principio
METODOLOGÌA.
Para esta tarea no se utilizó una metodología en específico. Solo se utilizó de forma personal la investigación y búsqueda de información, la cual consiste en recabar información específica de acuerdo a los puntos de la tarea asignada. IV.
DESARROLLO DE CONTENIDOS.
Hacer el uso de computadora para la redacción de la tarea. Utilizar libros e internet para conseguir la información necesaria para desarrollar la tarea de investigación. Realizar una lectura de las distintas fuentes de información para resumir y plasmar lo más importante de cada tema. Entregar la tarea en campus virtual. V.
RESULTADOS.
Las resistencias al avance son:
Resistencia a la rodadura. Resistencia aerodinámica. Resistencia de pendiente.
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Resistencia a la rodadura:
La resistencia a la rodadura se produce por el desplazamiento del vehículo. Se opone a la fuerza de empuje y su valor depende de la masa del vehículo.
La forma exterior de la estructura tanto en la parte delantera y trasera, como en la superior e inferior.
La pendiente del parabrisas.
Tamaño y forma de los retrovisores exteriores.
La existencia de alerones, deflectores, etc. Que, si existen, conforman la forma exterior del vehículo.
La fuerza que el aire ejerce sobre el vehículo actúa en tres direcciones:
Figura 1. Fuerzas que actúan para la resistencia a rodar.
Resistencia aerodinámica: El aire se opone a que el vehículo pase a través suyo en función de su forma exterior. La fuerza de la resistencia del aire depende del tamaño y forma del vehículo, de la velocidad de marcha, de la densidad del aire y de la dirección y fuerza del viento. El coeficiente de resistencia aerodinámica Cx se determina en los ensayos realizados a escala en los tunes de viento.
FL
Resistencia al avance, longitudinal al vehículo.
Resistencia de sustentación, en sentido vertical.
Resistencia de deriva, en sentido transversal y puede variar la trayectoria que marca el conductor.
en
sentido
1 * Cx * A * * v 2 2
Siendo:
Cx :
coeficiente
de
resistencia
Figura 2. Diseño aerodinámico para romper con la resistencia aerodinámica.
aerodinámica
A: superficie frontal del vehículo
: densidad del aire.
V: velocidad del vehículo
Al aumentar la velocidad de marcha aumenta la resistencia aerodinámica a la segunda potencia. Por ello, la relación velocidad – consumo no es lineal sino que dicho consumo se dispara a altas velocidades.
Resistencia de pendiente: La resistencia de una pendiente depende del perfil de la calzada y de la masa del vehículo. El vehículo precisa disponer de una mayor fuerza de propulsión para vencer la resistencia ofrecida por la pendiente. Es necesario contar por lo tanto con una mayor potencia de motor para evitar un descenso de la velocidad y compensar la potencia de pendiente. Esta resistencia puede minimizarse si:
El coeficiente aerodinámico indica lo aerodinámica que es la forma de la carrocería. Mediante del coeficiente y la superficie de la parte delantera del vehículo es posible calcular la cantidad de energía necesaria para vencer la resistencia del aire en el sentido de avance a cualquier velocidad.
Se engrana oportunamente la relación de transmisión adecuada antes de comenzar la subida.
Cambiar lo menos posible de velocidad durante la subida.
Los factores que modifican este coeficiente son:
Circular con el motor dentro de los límites fijados.
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La fuerza de resistencia de pendiente se calcula:
Fs m g sin
Q, es la carga considerando el peso del carrozado o caja de carga más la carga útil máxima transportada (Q = Q1 + Q2) Distribución de pesos. Distribución de pesos teórico entre ejes delantero-trasero en las siguientes configuraciones:
Figura 3. Resistencia cuando se presenta una pendiente.
El reparto de peso de vehículo es el peso que aguanta cada uno de los ejes en parado. Normalmente, los coches de calle tienden a ser relaciones cercanas a 50%-50%. Esto es una de las características que afecta a la maniobrabilidad del coche, junto a la suspensión, ángulo de los neumáticos y otros factores.
Ventajas.
Peso del auto-bastidor del vehículo sin carrocería, o también llamado peso en chasis-cabina (Q'), siendo R'A y R'B, respectivamente el peso del auto-bastidor distribuido sobre los ejes delantero y trasero. Peso de la carrocería montada o caja de carga montada sobre el chasis del vehículo (Q1). Peso máximo admitido de la mercancía a transportar o carga útil (Q2). Para estos vehículos, en posición de marcha y con carga uniformemente repartida sobre la caja de carga, el cálculo de las reacciones sobre los ejes del vehículo delantero (RA) y trasero (RB) se realiza aplicando las siguientes expresiones:
Distribución de pesos más uniformes en las cuatro esquinas. Mejor maniobrabilidad al tener un peso mejor distribuido lo que ayuda en las curvas y al frenado. Mejor estabilidad y adherencia en caminos de asfalto o condiciones climatológicas buenas. Más apto con motores de mayor potencia. Más apto para remolques. Más robustos por separar las ruedas de dirección con las de impulsión. El túnel en el piso para la transmisión y el eje cardán permite mayor fortaleza estructural del piso. Mecánica más fácil. Reducción del diámetro de giro, mejorando su maniobrabilidad en espacios estrechos.
Inconvenientes.
RA= Q · (L/2-a)/p RB= Q · (L/2+m)/p
55-45%; Motor delantero / tracción trasera. 50-50%; Motor central delantero / tracción trasera. 45-55%; Motor trasero / tracción trasera. 50-50%; Motor central trasero / tracción trasera.
Menor utilización del espacio total para pasajeros en el habitáculo por tener un túnel en el piso para la transmisión y el eje cardán. Mayor peso total del vehículo. Mayor consumo de combustible. Mayor costo de producción.
Dónde: L, es la longitud de la caja de carga de extremo a extremo; VI. a, es el voladizo posterior o distancia entre el eje trasero y el extremo de la caja de carga;
CONCLUSIÒN.
p, es la distancia entre los ejes delantero y trasero;
Es importante saber y conocer las resistencias que se presentan sobre un vehículo, esto nos sirve para modificar y/o agregar elementos o sistemas que nos faciliten romper las resistencias que existen sobre nuestro vehículo.
m, es la distancia desde eje delantero al comienzo de la caja de carga;
Las ecuaciones que se representan o dibujan para conocer el comportamiento de nuestro vehículo, son
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esenciales para identificar los componentes a modificar para disminuir las distintas resistencias sobre nuestro vehículo. Las distribuciones de peso también son importantes, ya que en base a ellas se logra mantener una mejor estabilidad en rectas y/o curvas cuando no existe un peraltaje de por medio. VII.
ANEXOS.
Figuras de resistencia a la rodadura
Figura 7. Trayectoria de un vehículo en curva.
Figura 4. Rodadura ideal
Figura 5. Rodadura de cilindro deformable sobre pavimento indeformable.
Figura 6. Deformación en la generatriz de apoyo.
VIII. REFERENCIAS & BIBLIOGRAFÌA. F. Marchate. “Proyecto transformación de un vehículo”. Escuela Politécnica Superior. Universidad Carlos III
P. de los Santos “Apuntes de Ingeniería de Tráfico” Universidad de Murcia
El vehiculo industrial y automóvil. Francisco Muñoz Gracia.
Curso 1 sobre proyectos técnicos de reforma de importancia de vehículos de carretera. Francisco Muñoz Gracia.
