UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA EAP. DE INGENIERÍA MECÁNICA PROYECTO: ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DINÁMICO TRACCIONALES DEL AUTOMÓVIL MERCEDES-BENZ O500 RSD 2442 Y SU INFLUENCIA EN EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE BAJO LAS CONDICIONES DE EXPLOTACIÓN EN EL PERÚ
CURSO
:
TRACTORES Y MAQUINARIA PESADA ALUMNOS : Lossio Rebaza, Francesco Mendoza Aniceto, Emerson Tapia Solís, Arturo Daniel
DOCENTE
: ING. BACILIO QUIROZ, AVELINO JAIVER
CICLO
: X
GUADALUPE – TRUJILLO 2017
ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DINÁMICO TRACCIONALES DEL AUTOMÓVIL MERCEDES-BENZ O500 RSD 2442 Y SU INFLUENCIA EN EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE BAJO LAS CONDICIONES DE EXPLOTACIÓN EN EL PERÚ
ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DINÁMICO TRACCIONALES DEL AUTOMÓVIL MERCEDES-BENZ O500 RSD 2442 Y SU INFLUENCIA EN EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE BAJO LAS CONDICIONES DE EXPLOTACIÓN EN EL PERÚ
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MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
ÍNDICE ANALÍTICO Título ……………………………………………………………………………….... Índice analítico ……………………………………………………………………... Lista de símbolos ………………………………………………………………….... Lista de tablas ……………………………………………………………………..... Lista de figuras ……………………………………………………………………... I. RESUMEN………………………………………………………………………… II. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………… 2.1. Propósito general del proyecto……………………………………………. 2.2. Realidad problemática ……………………………………………………… 2.3. Objetivos específicos ……………………………………………………….. III. DESARROLLO DEL TRABAJO……………………………………………….. 3.1. Especificaciones Especificaciones técnicas ………………………………………………….. 3.2. Distribución de la carga y las coordenadas del centro de gravedad ….. 3.3. Cálculo y construcción del cronograma de cambio de velocidades …… 3.3.1. Las curvas externas de velocidades del motor ……………………… 3.3.2. Cronograma de cambio de velocidades………………………………
3.3.3. Análisis de marginalidad de la caja de velocidades ………………… 3.4. Balance traccional del automóvil………………………………………….. 3.4.1. Cálculo de la fuerza f uerza de tracción bruta ………………………………... 3.4.2. Cálculo de las fuerzas de resistencia total de carretera ……………. 3.4.3. Cálculo de la fuerza f uerza de resistencia del aire ………………………….. 3.4.4. Potencia traccional disponible ………………………………………… 3.4.5. Potencias resistivas …………………………………………………….. 3.5. Característica universal o pasaporte dinámico del automóvil …………. 3.5.1. El factor dinámico………………………………………………………. 3.5.2. Construcción del monograma de carga ……………………………… 3.6. Aceleración del automóvil ………………………………………………….. 3.7. Tiempo y distancia de aceleración ………………………………………... 3.8. El consumo de combustible del automóvil en carretera …………………
Pág. i ii iii vi viii 1 2 2 2 2 4 4 10 11 11 14 16 19 19 21 23 24 28 30 30 34 38 42 45
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LISTA DE SÍMBOLOS
: Potencia Efectiva del Motor en Régimen estable, en Kw. á: Potencia Máxima del Motor, en Kw. : Par Motor o Torque Efectivo del Motor en Régimen Estable, en Nm. : Par Motor Correspondiente al Régimen de Potencia Máxima, en Nm. á: Par Motor o Torque Máximo del Motor, en Nm. : Torque de Reserva, en (%). : Velocidad de Giro del Cigüeñal del Motor para el Régimen de Máxima : Velocidad de Giro del Cigüeñal del Motor para el Régimen de Máximo : Frecuencia de Giro del Cigüeñal del Motor. : Coeficiente de Adaptabilidad por Frecuencia de Giro del Motor. K m :
: : : : : : : : : : : P :
Coeficiente de Adaptabilidad por torque del motor. Radio de Rodadura, en m. Diámetro del Aro, en pulg. Ancho del Perfil del Neumático, en mm. Relación de Transmisión Total. Relación de Transmisión de la Caja de Velocidades. Relación de Transmisión del Puente Motriz. Relación de Transmisión de la Caja Auxiliar. Rendimiento de la Transmisión. Fuerza Traccional Bruta. Fuerza Resistiva del Aire, en N. Fuerza de Resistencia Total del Camino, en N. Fuerza de Resistencia a la Aceleración, en N. Fuerza traccional requerida, en N.
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: : : :
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Potencia Traccional Transmitida a las Ruedas, en w. Potencia Total de Resistencia de la Carretera. Potencia de Resistencia del Viento. Potencia de Resistencia a la Aceleración.
N :
Potencia traccional requerida, en Kw.
P :
Fuerza de adherencia, en N.
:
Coeficiente de adherencia.
:
Factor Dinámico del Vehículo Automotor.
D x:
Factor dinámico del vehículo automotor con carga parcial x.
D 100 :
Factor dinámico del vehículo automotor completamente cargado.
D 0:
Factor dinámico del vehículo automotor completamente descargado.
D x :
Factor dinámico por adherencia con carga parcial.
: Factor dinámico por adherencia del automóvil con carga completa.
: : m 2:
: : : : :
Escala para el eje del Nomograma cuando el vehículo está descargado. Escala para el eje del Nomograma cuando el vehículo está cargado. Coeficiente de carga de las ruedas traseras. Velocidad de la Unidad Vehicular, en Km/h. Peso Bruto Vehicular, en N. Peso seco del Vehículo. Carga maxima del eje delantero. Carga máxima del eje trasero.
G o1 :
Carga en vacío del eje delantero.
G o2 :
Carga en vacío del eje trasero.
L:
Distancia entre ejes
a:
Coordenada Longitudinal del centro de gravedad INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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b:
Coordenada Longitudinal del centro de gravedad
h g :
Altura del centro de gravedad
: : : : : : : : : :
: :
Carga parcial del Vehículo. Factor aerodinámico. Coeficiente de Resistencia Total de la Carretera. Coeficiente de Resistencia a la Rodadura. Ángulo de la Pendiente de la Carretera. Pendiente del Camino (carretera). Coeficiente Aerodinámico de Resistencia del Viento, [N.S2 /m4]. Área Frontal del Vehículo, en m2. Coeficiente que Toma en Cuenta las Masas Giratorias. Aceleración de la Unidad Vehicular, en m/s2. Consumo de combustible en pista, [lt/100Km]. Consumo Específico de Combustible Correspondiente al Régimen de Funcionamiento del Motor, en gr/Kwh.
ge N :
Consumo de combustible efectivo del motor en el régimen de máxima potencia; se calculará para cada motor.
K N :
Coeficiente que considera la dependencia del consumo específico de combustible en función de la velocidad de giro del cigüeñal.
k UN :
Coeficiente que considera la dependencia del consumo específico de combustible en función del grado de utilización de la potencia.
:
Tiempo de aceleración que toma el vehículo para pasar de una
velocidad inicial hasta su máxima velocidad. c
g :
:
Densidad del combustible. Aceleración de la gravedad = 9,81 m/s2. INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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LISTA DE TABLAS Tabla 1 :
Datos del motor.
Tabla 2 :
Datos de la caja de cambios.
Tabla 3 :
Datos del embrague.
Tabla 4 :
Datos de los ejes.
Tabla 5 :
Datos de la suspensión.
Tabla 6 :
Datos del chasis.
Tabla 7 :
Datos de la dirección.
Tabla 8 :
Datos de los neumáticos.
Tabla 9 :
Datos del sistema eléctrico.
Tabla 10 : Datos de los frenos. Tabla 11 : Datos de los pesos. Tabla 12 : Datos de Volúmenes de suministro. Tabla 13 : Datos del desempeño del vehículo. Tabla 14 : Datos principales opcionales. Tabla 15 : Dimensiones. Tabla 16 : Rango de valores de hg para automóviles según su capacidad de carga. Tabla 17 : Coordenadas del centro de gravedad. Tabla 18 : Valores de K para cada marcha. Tabla 19 : Vmáx y Vmin para cada marcha. Tabla 20 : Velocidades (K/m) en las distintas marchas. Tabla 21 : Velocidades (m/s) en las distintas marchas. Tabla 22 : PT para cada marcha. Tabla 23 : Valores de A, B, C,α, i para el primer caso. Tabla 24 : Valores de A, B, C,α, i para el segundo caso. Tabla 25 : Normas de especificación técnica. Tabla 26 : Potencia traccional en marcha I. Tabla 27 : Potencia traccional en marcha II. Tabla 28 : Potencia traccional en marcha III. Tabla 29 : Potencia traccional en marcha IV.
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Tabla 30 : Potencia traccional en marcha V. Tabla 31 : Potencia traccional en marcha VI. Tabla 32 : Potencias requeridas en marcha I. Tabla 33 : Potencias requeridas en marcha II. Tabla 34 : Potencias requeridas en marcha III. Tabla 35 : Potencias requeridas en marcha IV. Tabla 36 : Potencias requeridas en marcha V. Tabla 37 : Factor dinámico en marcha I. Tabla 38 : Factor dinámico en marcha II. Tabla 39 : Factor dinámico en marcha III. Tabla 40 : Factor dinámico en marcha IV. Tabla 41 : Factor dinámico en marcha V. Tabla 42 : Pesos del vehículo. Tabla 43 : Construcción de la característica dinámica del vehículo. Tabla 44 : Datos para el diagrama de control de patinaje del vehículo. Tabla 45 : Aceleración y velocidad en marcha I. Tabla 46 : Aceleración y velocidad en marcha II. Tabla 47 : Aceleración y velocidad en marcha III. Tabla 48 : Aceleración y velocidad en marcha IV. Tabla 49 : Aceleración y velocidad en marcha V. Tabla 50 : Tiempo y distancia de aceleración. Tabla 51 : Consumo de combustible en primera carretera. Tabla 52 : Consumo de combustible en segunda carretera. Tabla 53 : Consumo de combustible en tercera carretera.
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LISTA DE FIGURAS Figura 1 :
Chasis del Mercedes Benz O 500 RSD 2442.
Figura 2 :
Vistas L, F del chasis del Mercedes Benz O 500 RSD 2442.
Figura 3 :
Vista I y T del chasis del Mercedes Benz O 500 RSD 2442.
Figura 4 :
Centro de gravedad del Mercedes Benz O 500 RSD 2442.
Figura 5 :
Potencia efectiva (Ne) Vs. Frecuencia de giro (n).
Figura 6 :
Torque efectivo (Me) Vs. Frecuencia de giro (n).
Figura 7 :
Torque efectivo (Me), Potencia efectiva (Ne) Vs. Frecuencia de giro (n).
Figura 8 :
Cronograma de cambio de velocidades.
Figura 9 :
Velocidad vs Ucv.
Figura 10 : Velocidad vs Ucv en relación con P T. Figura 11 : Fuerza traccional (P T) Vs. Velocidad (V). Figura 12 : Factor dinámico (D) vs Velocidad (V). Figura 13 : Nomograma vs Factor dinámico (D) - Velocidad (V). Figura 14 : Aceleración vs velocidad. Figura 15 : Potencia traccional vs Velocidad. Figura 16 : Consumo de combustible vs Velocidad [Km/h].
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I. RESUMEN A lo largo de nuestra formación académica como Ingenieros Mecánicos hemos adquirido conocimientos para entender el cómo es que funcionan las máquinas que se encuentran a nuestro alrededor y en base a ello poder realizar posibles mejoras para que dichas máquinas tengan un mejor desempeño y su durabilidad sea más alargada. En esta oportunidad en el curso de Ingeniería Automotriz analizaremos las características, el comportamiento de sus parámetros de una unidad automotriz, así como también cual su consumo de combustible. En el presente proyecto se analizará de forma detallada la unidad vehicular MERCEDES-BENZ O500 RSD 2442. Para el análisis del vehículo partiremos a partir de sus especificaciones técnicas presentadas en el catálogo que nos proporciona la empresa que fabrica dicho vehículo en donde se especifica los parámetros principales como el tipo de motor, la transmisión, chasis, dimensiones y los pesos; con todos esos datos proporcionados calcularemos y graficaremos las curvas de potencias y torque de la unidad vehicular, la velocidad máxima y las relaciones de transmisión del puente motriz y de caja de velocidades y todo lo referente al cálculo de diseño traccional. Luego se calculará y graficará el cronograma de velocidades que puede desarrollar el vehículo a partir de su caja de velocidades. En seguida se calculará la fuerza de tracción bruta en las ruedas motrices y se analizará el desempeño del vehículo por diferentes pendientes, la aceleración, la potencia traccional y las fuerzas resistivas y como punto final el consumo de combustible en carretera. Una vez que se halla calculado todo lo antes mencionado se hará una valoración crítica comparando las condiciones reales calculadas con las especificaciones técnicas presentadas en el catálogo.
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II.
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INTRODUCCIÓN
2.1. PROPÓSITO GENERAL Realizar un estudio técnico de la unidad vehicular MERCEDES-BENZ O500 RSD 2442 el cual está equipado con un motor que funciona a base de petróleo, aplicaremos los conocimientos adquiridos a lo largo del curso de Ingeniería Automotriz, a partir de ello obtendremos una serie de datos que nos dirá cuan eficiente es nuestro vehículo, así como también si es económico a partir de su consumo de combustible.
2.2. REALIDAD PROBLEMÁTICA Con la creación de los Motores de Combustión Interna aparecieron los vehículos de carga liviana y de carga pesada, y que eran de desplazamiento libre a cualquier dirección, en contraste con los ferrocarriles. Durante los últimos años los motores diesel han venido reemplazando a los motores a gasolina, por razones lógicamente económicas (el petróleo es más económico) Actualmente existe una tendencia hacia la hibridación, es decir, el uso de muchos tipos de energía en el vehículo automotor, llámese solar, eléctrica, hidráulica, pero toda la base seguirá persistiendo en el estudio de los motores de combustión interna, pues son el principio de funcionamiento principal de la gran mayoría, por no decir todos, los automóviles. Se sabe además que en nuestro país la repotenciación, no tiene una base ingenieril, lo podemos constatar cuando vemos en un noticiero la forma como adaptan un vehículo de maquinaria pesada para convertirlo en un vehículo de transporte interprovincial de pasajeros, es decir, la repotenciación se hace de modo empírico trayendo como consecuencia la muerte del motor, pues no rinde como espera, y trabaja donde no debe y para regímenes para los que no esta preparado.
2.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aplicar los conocimientos adquiridos en el curso de Ingeniería Automotriz Determinar todas las características posibles de los órganos energéticos y de propulsión a fin de que pueda satisfacer determinadas condiciones de explotación. Hacer un estudio de las propiedades energéticas y económicas del vehículo MERCEDES-BENZ O500 RSD 2442. Determinar su cronograma de cambio de velocidades para las diferentes marchas. Determinar la fuerza de tracción bruta en las ruedas motrices para cada marcha del automóvil para las diferentes velocidades. INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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Determinar la fuerza resistiva que se opone a la marcha de avance como son la resistencia total de la carretera y la fuerza resistiva del aire. Determinar la fuerza de tracción bruta máxima en las ruedas motrices para cada marcha del automóvil a partir del cual se determina la pendiente máxima que el automóvil puede vencer. Determinar el factor dinámico para cada marcha de avance del vehículo. Balance de potencias La variación de combustible por cada 100Km de recorrido.
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III.
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DESARROLLO DEL TRABAJO
3.1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Tabla 1: Datos del Motor MOTOR Modelo Tipo Potencia máxima, conforme NBR ISO 1585 Par máximo, conforme NBR ISO 1585 Cilindrada total Consumo especifico
MB OM 457 LA (Euro 3) 6 cilindros verticales en línea, turbocooler 310 KW (422 cv) @ 2000 / min 1900 Nm (194 mkgf) @ 1100 / min 11.967 cm3 192,5 g/kWh @ 1.400 /min Filtro de aceite con elemento de papel intercambiable
Filtro de aceite – tipo Filtro de aire – tipo Sistema de enfriamiento
Seco, con elemento de papel Por circulación de agua con termostato UNIDAD INYECTADA DTC (Diésel Technology Company) Individual con control electrónico Directa, con gerenciador eléctrico COMPRESOR Por engranajes Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Modelo Tipo Sistema de inyección Accionamiento
Tabla 2: Datos de la caja de cambios CAJA DE CAMBIOS Modelo
MB G= 210-6 + servo shift
Accionamiento Marchas sincronizadas
Por palanca 6
Relación de Transmisión
1a 2a 3a 4a 5a 6a
6,528 3,722 22,311 1,443 1,000 0,799
Reversa 6,136 Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
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Tabla 3: Datos del embrague EMBRAGUE Modelo
430 STE
Tipo
Monodisco, seco
Accionamiento
Servo asistido Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Tabla 4: Datos de los Ejes EJES EJE DELANTERO MB VO 4 / 13 DL-7 Puño EJE TRASERO HO 4/09 DL-11,5 Armadura central con tubos de acero insertados i = 3,667 (44:12) NR 4 / 59 DL – 5 Eje rígido de apoyo Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Modelo Tipo Modelo (1° ET) Tipo Reducción Modelo (2° ET) Tipo
Tabla 5: Datos de la Suspensión SUSPENSIÓN SUSPENSIÓN DELANTERA Tipo Amortiguadores
Neumática, con 2 fuelles de aire 4 telescópicos de doble acción
Barra estabilizadora
Sí SUSPENSIÓN TRASERA
Tipo (1° ET) Amortiguadores Barra estabilizadora Tipo (2° ET) Amortiguadores
Neumática, con 4 fuelles de aire 4 telescópicos de doble acción Sí Neumática, con 2 fuelles de aire 2 telescópicos de doble acción Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Tabla 6: Datos del Chasis CUADRO DEL CHASIS Tipo Bastidores de módulos Voladizo delantero corto Sí Preparación de toma de aire lateral Sí Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071) INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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Tabla 7: Datos de la Dirección DIRECCIÓN Modelo Tipo
ZF 8098 Hidráulica
Relación de reducción imáx: 26,2 : 1 Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Tabla 8: Datos de los Neumáticos RUEDAS Y NEUMÁTICOS Aros de las ruedas 8.25 X 22.5 Neumáticos 295/80 R 22,5 16PR Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Tabla 9: Datos del sistema eléctrico SISTEMA ELÉCTRICO TENSIÓN NORMAL Capacidad
24 V ALTERNADOR
Capacidad
28 V / 140 A BATERÍA
Capacidad / Tensión 2 X 12 V / 135 Ah Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Tabla 10: Datos de los Frenos FRENOS Condensador con válvula dreno (CONSEP) FRENOS DE SERVICIO Sistema Tipo
Sí
A aire comprimido, de dos circuitos Tambor en la delantera y tambor en la trasera
Área de frenado total 8.051 cm2 (2.367 + 3.317 + 2.367) Regulador automático de freno Sí FRENO DE ESTACIONAMIENTO Tipo Cámara de muelle acumuladora FRENO MOTOR Tipo Mariposa en el tubo de escape Electro-neumático; puede actuar Accionamiento con el freno de servicio Top Brake Sí Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
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Tabla 11: Datos de los Pesos PESOS (kg) Eje delantero 1° Eje trasero 2° Eje trasero En orden de marcha, conforme NBR 6070, carrocería para autobús, sin carrocería
688
4078
2304
PESOS ADMISIBLES / VALORES INDICADOS Peso Bruto Vehicular (PBV) 7000 11000 6000 Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Tabla 12: Datos de Volúmenes de Suministro VOLÚMENES DE SUMINISTRO (I) 20 Tanque de combustible 26 / 22 Aceite en el carter (máx / min) 11,0 Caja de cambios 10 Carcasa del diferencial (eje trasero) 3,5 Dirección hidráulica 40 Sistema de enfriamiento Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071)
Tabla 13: Datos del desempeño del vehículo DESEMPEÑO DEL VEHÍCULO Caja de cambios MB GO 210-6 + servo shift Eje trasero HO 4/09 DL-11,5 Reducción i = 3,667 (42:12) Neumáticos 295/80 R 22,5 16 PR Velocidad máxima (km/h) 137 Capacidad máxima (%) de subida con PBV 38 Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071).
Principales características
Llave general eléctrica – Una llave electromagnética, accionada a través de un botón en el panel de instrumentos desligada totalmente o sistema eléctrico y de combustible del vehículo. Motor electrónico – proporciona mayor economía de combustible. Top Brake – es un freno motor auxiliar que garantiza, en conjunto con el sistema freno motor (mariposa), una potencia adicional de un 30% de eficiencia en el frenado. Panel de instrumentos – todos los vehículos son equipados con tacógrafo, odómetro, reloj, cuenta vueltas, indicadores de temperatura de líquido de enfriamiento, presión de aceite, presión neumática del sistema de frenos y de nivel de combustible. Regulador de nivel Lifting – el sistema de elevación y rebajamiento del vehículo posibilita la elevación de la carrocería del vehículo en cerca de 70mm para vencer obstáculos y desniveles acentuados. Para la INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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elevación del vehículo se debe de parar para reducir la velocidad para 5KM/h, en máximo. Regulador de nivel KNR – el sistema de elevación y rebajamiento del vehículo posibilita la elevación de la carrocería del vehículo en cerca de 70mmparavencer obstáculos y desniveles acentuados o, el rebajamiento de 60mm para facilitarla entrada y salida de los pasajeros. Para la elevación del vehículo se debe parar o reducir la velocidad para 5km/h, en máximo.
Tabla 14: Datos Principales Opcionales PRINCIPALES OPCIONALES Batería 12 V / 170 Ah Batería 12 V / 220 Ah Limitador de velocidad Llave general eléctrica y d combustible Piloto automático Preparación de toma de aire en el techo Preparación para aire acondicionado – alternador adicional Regulador de nivel Lifting Regulador de nivel KNR Relación de transmisión 3,917 (47:12) Retardador Voith 115 Sistema de frenos ABS Sistema ASR (obligatoriamente con ABS) Tacógrafo semanal Tanque de combustible 300L Voladizo delantero largo 11.00 R 22 16PR 8.00 X 22 11.00 R 22.5 16PR 8.25 X 22 12.00 R 22.5 16PR 8.25 X 22 Ruedas en acero de aluminio Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071).
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Tabla 15: Dimensiones A B C D E F G H I J K L M
DIMENSIONES Entre ejes Largo total Ancho Trocha - eje delantero Trocha - eje trasero
3006 + 1350 mm 9381mm 2460mm 2036mm 1817mm 2200mm Voladizo delantero 2570mm Voladizo trasero 2825mm Altura 1772mm Vano libre delantero 109mm Vano libre trasero 236mm Círculo de viraje 22,2m Ángulo de entrada 15° Ángulo de salida 9° Largo total carrozado 14000mm Fuente: Catalogo Mercedes Benz O500 RSD 2442 (BM 634.071).
Figura 1: Chasis del Mercedes Benz O 500 RSD 2442
Fuente: catálogo Mercedes Benz O 500 RSD 2442 .
Figura 2: Vistas L, F del chasis del Mercedes Benz O 500 RSD 2442
Fuente: catálogo Mercedes Benz O 500 RSD 2442 .
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Figura 3: Vista I y T del chasis del Mercedes Benz O 500 RSD 2442
Fuente: catálogo Mercedes Benz O 500 RSD 2442
3.2. DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA Y DE LAS COORDENADAS DEL CENTRO DE GRAVEDAD El centro de gravedad es el punto, que puede considerarse, en que actúa el peso total de un objeto (Física clásica y moderna, Getts Keller y Skove, editorial Mc. Graw Hill). Las coordenadas del centro de gravedad se modifican en función a los diversos pesos que se introducen en el vehículo. La idea es que el centro de gravedad sea lo más bajo posible, lo que permitirá una mejor performance. En el automóvil en estudio para ubicar el centro de gravedad tendremos que hallar las medidas de L, a, b y h g todas estas están en metros. El cálculo de estas coordenadas las analizaremos en base al siguiente cuadro y a las medidas establecidas en el catálogo donde tenemos que L = 3006mm, peso en el eje 688kg, 1° eje trasero 4078 kg, 2° eje trasero 2304 kg.
Tabla 16: Rango de valores de hg para automóviles según su capacidad de carga AUTOMÓVILES
hg (m)
Camiones de carga pesada
0.9 - 1.5
Camiones de carga no pesada
0.65 - 1
De alta capacidad de peso
0.8 - 1.4
Liviano de carga completa 0.5 - 0.65 Fuente: datos brindados en clase de INGENIERIA AUTOMOTRIZ.
El MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442 debido a sus 24000 kg es un vehículo de alta capacidad de peso y por ello elegiremos el rango promedio h g = 1.1m Para continuar con el cálculo emplearemos las siguientes fórmulas:
= × 0 =−
Donde:
L: Longitud entre ejes (m) : Peso seco vehicular. Go1: Carga soportada en los ejes delanteros.
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A continuación, se presenta un cuadro resumen con los valores de las coordenadas del centro de gravedad del vehículo:
Tabla 17: coordenadas del centro de gravedad CG
a (m) b (m) hg (m)
0.29252164 2.71347836 1.1 Fuente: el autor.
Figura 4: centro de gravedad del Mercedes Benz O 500 RSD 2442
Fuente: el autor.
3.3. CALCULO Y CONSTRUCCIÓN DEL CRONOGRAMA DE CAMBIO DE VELOCIDADES: 3.3.1. Las curvas externas de velocidades del motor: De los datos del motor tenemos: Ne máx. = 310 KW / 422 cv
@
2000 rpm
Me máx. = 1900 Nm / 194 mkgf
@
1100 rpm
Debido a la complejidad de las curvas características de velocidad tanto potencia (Ne) como torque (M e) se ha creído conveniente realizarlas mediante el método de tabulación de las curvas proporcionadas en el catálogo. Los datos de tabulación están proporcionados en el Anexo 1 y Anexo 2. Luego con los datos obtenidos mediante la tabulación generamos una hoja de cálculo de Excel donde e ingresamos todos los valores para obtener las Curvas Características Externas de Velocidad del motor. Con la cual podemos hallar las curvas externas de velocidad, Potencia efectiva vs. Frecuencia de giro (Ne vs. n), y Momento efectivo vs. Frecuencia de giro (Me vs. n) en las figuras siguientes:
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Figura 5: Potencia efectiva (Ne) Vs. Frecuencia de giro (n)
Ne (Kw) 340 320 300 280 260 240 220 ) 200 W180 K ( e 160 N140 120 100 80 60 40 20 0 800
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200
n (rpm)
Fuente: el autor .
Figura 6: Torque efectivo (Me) Vs. Frecuencia de giro (n)
Me (Nm) Me (Nm) 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 ) 1300 M N1200 ( e 1100 M1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 800
900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 n (rpm)
Fuente: el autor . INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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Figura 7: Torque efectivo (Me), Potencia efectiva (Ne) Vs. Frecuencia de giro (n)
Ne (Kw)
Me (Nm)
340
2400
320
2200
300 280
2000
260
1800
240 1600
220 200 ) W180 K ( e 160 N 140
1400 ) M N 1200 ( e M 1000
120
800
100 80
600
60
400
40
200
20 0
0 800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
n (rpm)
Fuente: el autor.
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3.3.2. Cronograma de cambio de velocidades: Para realizar los cálculos partiremos de la siguiente formula:
× =0.377× ×
Donde:
V: velocidad [Km/h] r r: radio de rodadura [m] n: velocidad de giro del cigüeñal [rpm] Ucv: relación de transmisión de la caja de velocidades. Upm: relación de transmisión del puente motriz.
Podemos decir:
× = 0.377× ×
Lo subrayado con rojo como es constante para cada marcha podemos llamarla “ K” y obtendremos una formula mas fácil de resolver:
=×
Para poder continuar con nuestros cálculos necesitamos hallara el radio de rodadura de nuestro vehículo, usaremos la siguiente ecuación:
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3.3.2. Cronograma de cambio de velocidades: Para realizar los cálculos partiremos de la siguiente formula:
× =0.377× ×
Donde:
V: velocidad [Km/h] r r: radio de rodadura [m] n: velocidad de giro del cigüeñal [rpm] Ucv: relación de transmisión de la caja de velocidades. Upm: relación de transmisión del puente motriz.
Podemos decir:
× = 0.377× ×
Lo subrayado con rojo como es constante para cada marcha podemos llamarla “ K” y obtendremos una formula mas fácil de resolver:
=×
Para poder continuar con nuestros cálculos necesitamos hallara el radio de rodadura de nuestro vehículo, usaremos la siguiente ecuación:
=0.01270.00085
Donde:
d: diámetro del aro [pulg.] B: ancho de la llanta [mm]
De los datos proporcionados tenemos:
d = 22.5’’
B = 295 mm
Reemplazando obtenemos:
=0.012722.50.00085295 =0.5365
Ahora de los datos del catálogo tenemos: U cv I = 6.528
U cv IV = 1.443
U cv II = 3.722
U cv V = 1
U cv III = 2.231
U cv V = 0.799
U pm = 3.667
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Ahora procedemos a hallar el valor de K para cada marcha que ejerza el vehículo. A continuación, presentamos un cuadro resumen:
Tabla 18: valores de K para cada marcha 0.008449286 0.014819167 0.024722967 0.038223798 0.05515694 0.069032466 Fuente: el autor.
K,I K,II K,III K,IV K,V K,VI
En una hoja de cálculo de Excel ingresamos estos valores y lo multiplicamos por los n (velocidad de giro del cigüeñal), luego trazamos una recta vertical para poder graficar y de esta manera apreciar las desaceleraciones que suceden cuando hace un cambio de marcha en el vehículo. Tenemos que recordar que estos rangos deben de estar limitados en base a los n de Ne máx. y Me máx. A continuación, presentamos el grafico, ha sido realizado con los datos del Anexo 3.
Figura 8: Cronograma de Cambio de Velocidades
V,I
V,II
V,III
V,IV
V,V
V,VI
160
140
VVImax 120
VVmax
100 ) h / m 80 k ( V
VVImin
VIVmax
60
VVmin
40
VIVmin
VIIImax
VIIImin
VIImax
VIImin
VImax
20
0 800
900
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100
nM
n (rpm)
nN Fuente: el autor. INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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á
Para poder ubicar de una manera exacta cual es la y para cada una de las marchas se empleara las siguientes ecuaciones; estas tienen como base la ecuación para el cálculo de velocidad.
× á. =0.377× á. × × . . =0.377× ×
Como los valores de cada una las variables ya lo tenemos procedemos a ingresarlos en una hoja de cálculo de Excel donde obtenemos lo siguiente:
Tabla 19:
á y para cada marcha Vmáx(km/h)
Marcha I Marcha II Marcha III Marcha IV Marcha V Marcha VI
16.90 29.64 49.45 76.45 110.31 138.06
Vmin(km/h) 9.294 16.301 27.195 42.046 60.673 75.936 Fuente: el autor.
3.3.3. Análisis de marginalidad de la caja de velocidades
De I a II:
De II a III:
De III a IV:
− ∆ = ×100% 711 ×100%=75.91% ∆ = 6.528−3. 3.711 − ∆ = ×100% 231 ×100%=66.34% ∆ = 3.711−2. 2.231 − ∆ = ×100% 443 ×100%=54.61% ∆ = 2.231−1. 1.443 INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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De IV a V:
− ∆ = ×100% ∆ = 1.443−1 1 ×100%=25.16% Porcentaje de Variación de Giro del Motor: ∆ = − ×100% ∆ = 2000−1100 1100 ×100% ∆= 81.82%
Esto indica que la caja de cambios es la adecuada porque en ninguna marcha, los valores obtenidos superan a la variación de giro del motor.
Tabla 20: Velocidades (km/h) en las distintas marchas. n (rpm)
V, I (Km/h)
V, II (Km/h) V, III (Km/h) V, IV (Km/h) V, V (Km/h) V, VI (Km/h)
875
7.39312542
13.0052069
21.6325965
33.4458231
48.2623227
60.4034077
900
7.60435758
13.3767842
22.2506707
34.4014181
49.6412463
62.1292193
1000
8.44928619
14.8630936
24.7229674
38.2237978
55.1569403
69.0324659
1100
9.29421481
16.3494029
27.1952641
42.0461776
60.6726343
75.9357125
1200
10.1391434
17.8357123
29.6675609
45.8685574
66.1883283
82.8389591
1300
10.9840721
19.3220217
32.1398576
49.6909372
71.7040224
89.7422057
1400
11.8290007
20.808331
34.6121544
53.513317
77.2197164
96.6454523
1500
12.6739293
22.2946404
37.0844511
57.3356968
82.7354104
103.548699
1600
13.5188579
23.7809497
39.5567478
61.1580765
88.2511044
110.451945
1700
14.3637865
25.2672591
42.0290446
64.9804563
93.7667985
117.355192
1800
15.2087152
26.7535684
44.5013413
68.8028361
99.2824925
124.258439
1900
16.0536438
28.2398778
46.9736381
72.6252159
104.798187
131.161685
2000
16.8985724
29.7261872
49.4459348
76.4475957
110.313881 138.064932 Fuente: el autor .
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Tabla 21: Velocidades (m/s) en las distintas marchas. n (rpm) 875 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
V, I (m/s) 1.87761915 2.11232155 2.34702394 2.58172634 2.81642873 3.05113113 3.28583352 3.52053591 3.75523831 3.9899407 4.2246431 4.45934549 4.69404789
V, II (m/s) 3.30290968 3.7157734 4.12863711 4.54150082 4.95436453 5.36722824 5.78009195 6.19295566 6.60581937 7.01868308 7.43154679 7.8444105 8.25727421
V, III (m/s) 5.49399276 6.18074185 6.86749095 7.55424004 8.24098913 8.92773823 9.61448732 10.3012364 10.9879855 11.6747346 12.3614837 13.0482328 13.7349819
V, IV (m/s) 8.4941773 9.55594946 10.6177216 11.6794938 12.7412659 13.8030381 14.8648103 15.9265824 16.9883546 18.0501268 19.1118989 20.1736711 21.2354432
V, V (m/s) V, VI (m/s) 12.2570978 15.340548 13.7892351 17.2581165 15.3213723 19.175685 16.8535095 21.0932535 18.3856468 23.010822 19.917784 24.9283905 21.4499212 26.845959 22.9820584 28.7635275 24.5141957 30.681096 26.0463329 32.5986645 27.5784701 34.516233 29.1106074 36.4338015 30.6427446 38.35137 Fuente: el autor.
Figura 9: Velocidad vs Ucv
V - Ucv nmin
nM
nN
V1
Curva Ideal
160
140
120
100 ) h / m 80 k ( V
60
40
20
0 0
1
2
3
4
5
6
7
UCV
Fuente: el autor INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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3.4. BALANCE TRACCIONAL DEL AUTOMÓVIL 3.4.1. Cálculo de la fuerza de tracción bruta
Donde:
× × × =
: Fuerza traccional desarrollada en las ruedas motrices. En N : Par motor en régimen establecido, en Nm. : Relación de transmisión de la caja de velocidades. : Relación de transmisión en el puente motriz = 3.667 : Rendimiento de la transmisión = 0.8
: Radio de rodadura = 0.5365, en m
Reemplazando la formula encontramos las distintas cuales las encontramos en la siguiente tabla.
Tabla 22: PT I (N)
para cada marcha las
para cada marcha
n(rpm)
Ne [Kw]
Me [N-m]
PT II (N)
PT III (N)
PT IV (N)
PT V (N)
PT VI (N)
875
143.5
1782
63609.0656 36160.1168 21738.9438 14060.6436 9744.03579 7785.48459
900
152
1820
64965.4879 36931.208 22202.5128 14360.4778 9951.82106 7951.50503
1000
185
1892
67535.5512 38392.2228 23080.854 14928.5846 10345.5195 8266.07006
1100
207
1900
67821.1137 38554.5578 23178.4474 14991.7076 10389.2637 8301.02173
1200
229
1885
67285.6839 38250.1797 22995.4597 14873.352 10307.2432 8235.48735
1300
248.7
1879
67071.512 38128.4284 22922.2646 14826.0098 10274.435
1400
266.5
1860
66393.3008 37742.8829 22690.4801 14676.0927 10170.5424 8126.26338
1500
284.9
1844
65822.1756 37418.2129 22495.2932 14549.8467 10083.0539 8056.36004
1600
301
1820
64965.4879 36931.208 22202.5128 14360.4778 9951.82106 7951.50503
1700
304.81
1738
62038.4714 35267.2744 21202.1798 13713.4673 9503.44231 7593.25041
1800
304.9
1658
59182.8456 33643.9246 20226.2452 13082.2375 9065.99963 7243.7337
1900
306
1603
57219.6028 32527.8716 19555.2901 12648.267 8765.25778 7003.44097
2000
310
1538
54899.4068 31208.8999 18762.3432 12135.3928 8409.8356 6719.45865
8209.2736
Fuente: el autor.
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A continuación, presentamos una figura de V vs Ucv en relación con la
Figura 10: velocidad vs Ucv en relación con PT
V - Ucv nmin
nM
nN
160
140
120
100 ) h / m 80 k ( V
60
40
20
0 0
1
2
3
4
5
6
7
UCV
PT VI PT V PT IV
1
PT III PT II PT I 0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
PT
Fuente: el autor.
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Figura 11: Fuerza traccional (PT) Vs. Velocidad (V)
PT vs V PT V I
PT V II
PT V III
PT V IV
PT V V
PT V VI
80000 70000
PT I
60000 ) N ( L 50000 A N O I C C 40000 A R T A Z R 30000 E U F
PT II
PT III
20000
PT IV PT V
10000
PT VI
0 0
20
40
60
80
100
120
140
160
VELOCIDAD (km/h)
Fuente: el autor.
3.4.2. Cálculo de las fuerzas de resistencia total de carretera La fuerza de resistencia a la carretera ( del tipo de carretera; por lo tanto:
Donde:
) va a depender de la pendiente y
= .
[]
: Peso bruto vehicular. : coeficiente de resistencia total de la carretera
Además:
Donde:
= f .cossin =
f: coeficiente de resistencia a la rodadura
α: ángulo de inclinación de la pendiente.
i: pendiente de la carretera INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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Finalmente se tiene:
= . .
Una vez conocido el valor de la resistencia total del camino, podemos determinar el ángulo de inclinación máximo de la carretera, por donde el vehículo podrá movilizarse transportando su carga, en este caso, el peso bruto vehicular. Dada la ecuación de balance de tracción del vehículo:
= = + En estado estable tenemos: = +
Dado que la resistencia que se opone a la marcha por parte de la carretera es:
= f.cossin Entonces despejando α para una determinada velocidad lineal el vehículo
(dependiendo de la marcha), tenemos una fuerza de tracción en las ruedas motrices por parte del motor: Entonces:
− = f.cos sin ; = 1 − − =f.cos 1 − 1f −2−−−1 = 0
=0
Entonces la solución:
−4 −±√ = 2 −4 −±√ = 2 Siendo:
2 P −P P −P T ω T ω = 1 =−2 Ga = Ga −1 Ahora procedemos con los cálculos y obtenemos lo siguiente:
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Tabla 23: Valores de A, B, C, α, i para el primer caso 1ER CASO: Torque MAX Nº Ga (Kg) MARCHA
Pt-Pw(N)
A
B
C
α
i%
1
24000
67803.7962 1.000324
-0.01037
-0.91706
15.70
28.115
2
24000
38500.9702 1.000324
-0.00589
-0.97326
8.38
14.729
3
24000
23030.1798 1.000324
-0.00352
-0.99043
4.58
8.013
4
24000
14637.292
1.000324
-0.00224
-0.99613
2.53
4.423
5
24000
9651.28216 1.000324
-0.00148
-0.99832
1.32
2.300
Fuente: el autor.
Tabla 24: Valores de A, B, C, α, i para el segundo caso 2D0 CASO : Potencia MAX Ga Nº MARCHA (Kg) 1 24000 2 24000 3 24000 4 24000 5 24000
Pt-Pw(N)
A
B
C
54842.159 31031.751 18272.202 10963.771 5970.227
1.000324 1.000324 1.000324 1.000324 1.000324
-0.00839 -0.00474 -0.00279 -0.00168 -0.00091
-0.94574 -0.98263 -0.99398 -0.99783 -0.99936
α
i%
12.44 22.053 11.467 6.54 5.975 3.42 1.64 2.859 0.736 0.42 Fuente: el autor.
3.4.3. Cálculo de la fuerza de resistencia del aire La resistencia del aire a la marcha del vehículo es tanto mayor cuanto mayor es su velocidad y tanto mayor es su área frontal. Según la teoría de la dinámica de gases para un cuerpo que se mueve a velocidad en un medio gaseoso y móvil se cumple lo siguiente:
= ...
Donde:
= :
y se denomina coeficiente del flujo aerodinámico del aire cuya denominación queda definido por el índice exponencial n, el cual se obtiene experimentalmente. : densidad del aire expresado en kg/m 3 o kgfs2/m4. : área de la proyección del vehículo sobre el plano perpendicular a su eje longitudinal llamado también área frontal del vehículo expresado en m 2. : velocidad del vehículo en m/s.
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De acuerdo a los experimentos para las velocidades desarrolladas por los vehículos comerciales se asume que n = 2 en este caso se obtiene:
= 12 ...
Pero:
=
Entonces:
= 2 .. = ..
Donde:
del airecoeficiente de resistencia al aire y representa la fuerza resistiva por cada m2 de área frontal del vehículo que marcha con una :
V = m/s Además:
.= : Factor aerodinámico
Para llevar el cálculo podemos seleccionar los valores K, F los cuales se encuentran en los rangos establecidos en la siguiente tabla proporcionada en clase; elegiremos para Buses:
Tabla 25: Normas de especificación técnica K
F
w
[N.s2/m4] / [Kgf.S2/m4]
[m2]
[N.S2/m2]/[Kgf.S2/m2]
Con cabina cerrada
0.20 - 0.35/0.020 - 0.05
1.6 - 2.8
0.3 - 1.0/0.030 - 0.100
Con cabina abierta
0.40 - 0.50/0.40 -0.50
1.5 - 2.0
0.6 - 1.0/0.060 - 0.100
0.13 - 0.15/0.013 - 0.015
1.0 - 1.3
013 - 0.20/0.023 - 0.020
0.60 - 0.70/0.060 - 0.070
3.0 - 5.0
1.8 - 3.5/0.18 - 0.35
TIPOS DE AUTOMOVILES Livianos
Deportivos CAMIONES BUSES
0.25 - 0.40/0.035 - 0.040 4.5 - 6.5 1.1 - 2.6/0.22 - 0.26 Fuente: tabla brindada en el curso de Ingeniería Automotriz.
3.4.4. Potencia traccional disponible Se entiende por potencia traccional disponible, a la potencia que el motor puede suministrar a las ruedas motrices para que el vehículo de esta manera logre vencer resistencias impuestas tanto por la carretera, aire y las fuerzas inerciales. La ecuación con la cual podemos hallar la potencia traccional es la siguiente: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
24
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
= . . = .
Aplicamos la formula y obtenemos lo siguiente:
Tabla 26: Potencia Traccional en Marcha I MARCHA I V, I
PT I (N)
NT (KW)
6.75942896
63609.0656
119.4336
7.60435758
64965.4879
137.228
8.44928619 9.29421481
67535.5512 67821.1137
158.507556 175.095556
10.1391434
67285.6839
189.505333
10.9840721
67071.512
204.643978
11.8290007 12.6739293 13.5188579
66393.3008 65822.1756 64965.4879
218.157333 231.729333 243.960889
14.3637865
62038.4714
247.529822
15.2087152 16.0536438
59182.8456 57219.6028
250.0264 255.161978
16.8985724
54899.4068 257.700444 Fuente: el autor.
Tabla 27: Potencia Traccional en Marcha II MARCHA II V, II
PT II (N)
NT (KW)
11.8904749
36160.1168
119.4336
13.3767842
36931.208
137.228
14.8630936
38392.2228
158.507556
16.3494029
38554.5578
175.095556
17.8357123
38250.1797
189.505333
19.3220217
38128.4284
204.643978
20.808331
37742.8829
218.157333
22.2946404
37418.2129
231.729333
23.7809497
36931.208
243.960889
25.2672591
35267.2744
247.529822
26.7535684
33643.9246
250.0264
28.2398778
32527.8716
255.161978
29.7261872
31208.8999
257.700444 Fuente: el autor. INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
25
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 28: Potencia Traccional en Marcha III MARCHA III V, III
PT III (N)
NT (KW)
19.7783739
21738.9438
119.4336
22.2506707
22202.5128
137.228
24.7229674
23080.854
158.507556
27.1952641
23178.4474
175.095556
29.6675609
22995.4597
189.505333
32.1398576
22922.2646
204.643978
34.6121544
22690.4801
218.157333
37.0844511
22495.2932
231.729333
39.5567478
22202.5128
243.960889
42.0290446
21202.1798
247.529822
44.5013413
20226.2452
250.0264
46.9736381
19555.2901
255.161978
49.4459348
18762.3432
257.700444 Fuente: el autor.
Tabla 29: Potencia Traccional en Marcha IV MARCHA IV V, IV
PT IV (N)
NT (KW)
30.5790383
14060.6436
119.4336
34.4014181
14360.4778
137.228
38.2237978
14928.5846
158.507556
42.0461776
14991.7076
175.095556
45.8685574
14873.352
189.505333
49.6909372
14826.0098
204.643978
53.513317
14676.0927
218.157333
57.3356968
14549.8467
231.729333
61.1580765
14360.4778
243.960889
64.9804563
13713.4673
247.529822
68.8028361
13082.2375
250.0264
72.6252159
12648.267
255.161978
76.4475957
12135.3928
257.700444 Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
26
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 30: Potencia Traccional en Marcha V MARCHA V V, V
PT V (N)
NT (KW)
44.1255522
9744.03579
119.4336
49.6412463
9951.82106
137.228
55.1569403
10345.5195
158.507556
60.6726343
10389.2637
175.095556
66.1883283
10307.2432
189.505333
71.7040224
10274.435
204.643978
77.2197164
10170.5424
218.157333
82.7354104
10083.0539
231.729333
88.2511044
9951.82106
243.960889
93.7667985
9503.44231
247.529822
99.2824925
9065.99963
250.0264
104.798187
8765.25778
255.161978
110.313881
8409.8356
257.700444 Fuente: el autor.
Tabla 31: Potencia Traccional en Marcha VI MARCHA VI V, VI
PT IV (N)
NT (KW)
55.2259727
8758.67017
134.3628
62.1292193
8945.44316
154.3815
69.0324659
9299.32882
178.321
75.9357125
9338.64945
196.9825
82.8389591
9264.92327
213.1935
89.7422057
9235.4328
230.224475
96.6454523
9142.0463
245.427
103.548699
9063.40505
260.6955
110.451945
8945.44316
274.456
117.355192
8542.40671
278.47105
124.258439
8149.20041
281.2797
131.161685
7878.87109
287.057225
138.064932
7559.39098
289.913 Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
27
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
3.4.5. Potencias resistivas Cuando un vehículo se encuentra realizando algún recorrido en carretera, según visto lo anterior el motor suministra una cierta cantidad de energía dependiendo del régimen en que este se encuentre. Cuando el vehículo está en movimiento el motor debe de brindarle la energía necesaria para que este venza las diferentes fuerzas resistivas. A esta potencia mínima se le llama Potencia traccional requerida, la cual está definida de la siguiente manera:
+ = = .. + =... Donde la velocidad esta medida en m/s. Siendo:
==0.0253577;=24000 Aplicamos las ecuaciones para hallar los distintos factores y obtenemos lo presentado en los siguientes cuadros. Pero antes:
:: fuerza de resistencia total de carretera. fuerza de resistencia al aire.
: potencia requerida para vencer la resistencia aerodinámica. : potencia requerida para vencer la resistencia de la carretera. +: potencia traccional requerida Tabla 32: Potencias requeridas en Marcha I MARCHA I
V, I (m/s)
Pω
Pᵠ
Nω (KW)
1.87761915 2.11232155 2.34702394 2.58172634 2.81642873 3.05113113 3.28583352 3.52053591 3.75523831 3.9899407 4.2246431 4.45934549 4.69404789
9.15967019 11.5927076 14.3119847 17.3175015 20.6092579 24.1872541 28.05149 32.2019655 36.6386808 41.3616357 46.3708304 51.6662647 57.2479387
4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92
0.00477733 0.00680209 0.00933071 0.01241918 0.01612347 0.02049958 0.02560348 0.03149116 0.0382186 0.0458418 0.05441672 0.06399937 0.07464571
Nᵠ(KW)
Nψ+ω
2.21033327 2.21511059 2.48662493 2.49342702 2.76291659 2.7722473 3.03920824 3.05162742 3.3154999 3.33162338 3.59179156 3.61229114 3.86808322 3.8936867 4.14437488 4.17586604 4.42066654 4.45888514 4.6969582 4.74279999 4.97324985 5.02766658 5.24954151 5.31354088 5.52583317 5.60047888 Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
28
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 33: Potencias requeridas en Marcha II MARCHA II V, II (m/s)
Pω
Pᵠ
Nω (KW)
3.30290968 3.7157734 4.12863711 4.54150082 4.95436453 5.36722824 5.78009195 6.19295566 6.60581937 7.01868308 7.43154679 7.8444105 8.25727421
28.3438094 35.8726338 44.2872022 53.5875147 63.7735712 74.8453718 86.8029164 99.646205 113.375238 127.990014 143.490535 159.8768 177.148809
4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92
0.02600473 0.03702627 0.0507905 0.06760215 0.08776598 0.11158672 0.13936912 0.17141792 0.20803787 0.24953371 0.29621017 0.34837201 0.40632397
Nᵠ(KW)
Nψ+ω
3.88818528 3.91419001 4.37420844 4.41123471 4.8602316 4.9110221 5.34625476 5.41385691 5.83227792 5.9200439 6.31830108 6.4298878 6.80432424 6.94369336 7.2903474 7.46176533 7.77637056 7.98440843 8.26239372 8.51192743 8.74841688 9.04462706 9.23444004 9.58281206 9.7204632 10.1267872 Fuente: el autor.
Tabla 34: Potencias requeridas en Marcha III MARCHA III V, III (m/s)
Pω
Pᵠ
Nω (KW)
Nᵠ(KW)
Nψ+ω
5.49399276
78.422555
4237.92
0.11968137
6.46752827
6.58720965
6.18074185
99.2535462
4237.92
0.17040571
7.27596931
7.44637501
6.86749095
122.535242
4237.92
0.23375269
8.08441034
8.31816303
7.55424004 8.24098913
148.267643 176.450749
4237.92 4237.92
0.31112482 0.40392464
8.89285138 9.70129241
9.2039762 10.105217
8.92773823 9.61448732
207.084559 240.169075
4237.92 4237.92
0.51355465 0.64141737
10.5097334 11.3181745
11.0232881 11.9595918
10.3012364
275.704295
4237.92
0.78891531
12.1266155
12.9155308
10.9879855 11.6747346
313.69022 354.12685
4237.92 4237.92
0.957451 1.14842694
12.9350565 13.7434976
13.8925075 14.8919245
12.3614837
397.014185
4237.92
1.36324566
14.5519386
15.9151843
13.0482328
442.352224
4237.92
1.60330967
15.3603796
16.9636893
13.7349819
490.140969
4237.92
1.87002148
16.1688207
18.0388422 Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
29
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 35: Potencias requeridas en Marcha IV MARCHA IV V, IV (m/s)
Pω
Pᵠ
Nω (KW)
Nᵠ(KW)
Nψ+ω
8.4941773 9.55594946 10.6177216 11.6794938 12.7412659 13.8030381 14.8648103 15.9265824 16.9883546 18.0501268 19.1118989 20.1736711 21.2354432
187.459505 237.253436 292.905477 354.415627 421.783886 495.010255 574.094734 659.037322 749.83802 846.496827 949.013744 1057.38877 1171.62191
4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92
0.44230952 0.62977273 0.86388578 1.14983197 1.49279463 1.89795706 2.37050258 2.91561451 3.53847616 4.24427084 5.03818187 5.92539257 6.91108625
9.99934551 11.2492637 12.4991819 13.7491001 14.9990183 16.2489365 17.4988546 18.7487728 19.998691 21.2486092 22.4985274 23.7484456 24.9983638
10.441655 11.8790364 13.3630677 14.8989321 16.4918129 18.1468935 19.8693572 21.6643873 23.5371672 25.4928801 27.5367093 29.6738382 31.90945 Fuente: el autor.
Tabla 36: Potencias requeridas en Marcha V MARCHA V V, V (m/s)
Pω
Pᵠ
Nω (KW)
Nᵠ(KW)
Nψ+ω
12.2570978 13.7892351 15.3213723 16.8535095 18.3856468 19.917784 21.4499212 22.9820584 24.5141957 26.0463329 27.5784701 29.1106074 30.6427446
390.337367 494.02073 609.902136 737.981584 878.259075 1030.73461 1195.40819 1372.27981 1561.34947 1762.61717 1976.08292 2201.74671 2439.60854
4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92 4237.92
1.32900092 1.89226888 2.59570491 3.45488324 4.48537809 5.70276369 7.12261428 8.76050408 10.6320073 12.7526982 15.1381511 17.80394 20.7656393
14.4290556 16.2326875 18.0363195 19.8399514 21.6435834 23.4472153 25.2508473 27.0544792 28.8581112 30.6617431 32.465375 34.269007 36.0726389
15.7580565 18.1249564 20.6320244 23.2948347 26.1289615 29.149979 32.3734615 35.8149833 39.4901185 43.4144413 47.6035261 52.072947 56.8382782 Fuente: el autor.
3.5. CARACTERÍSTICA UNIVERSAL O PASAPORTE DINÁMICO 3.5.1. El factor dinámico (D) Conforme al balance de tracción del vehículo:
= INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
30
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Operando:
− = − =± 1 − =± 1 . − − = =
El factor dinámico permite efectuar una evaluación comparativa de las cualidades dinámicas de diferentes vehículos independientemente de su capacidad de carga y peso. A continuación, presentaremos los diferentes factores dinámicos para cada marcha del vehículo, tendremos en cuenta que: Dónde: H : Altura; A : Ancho del automóvil KW= F=0.7.H.A= Ga
0.4 N.s2/m4 6.495384 m2 24000 Kg
Tabla 37: Factor dinámico en Marcha I MARCHA I n(rpm)
V, I (m/s)
Pω
PT I (N)
PT-Pω
DI
875
1.87761915
9.15967019
63609.0656
63599.906
0.27013212
900
2.11232155
11.5927076
64965.4879
64953.8952
0.27588301
1000
2.34702394
14.3119847
67535.5512
67521.2392
0.28678746
1100
2.58172634
17.3175015
67821.1137
67803.7962
0.28798758
1200
2.81642873
20.6092579
67285.6839
67265.0746
0.28569943
1300
3.05113113
24.1872541
67071.512
67047.3247
0.28477457
1400
3.28583352
28.05149
66393.3008
66365.2493
0.28187755
1500
3.52053591
32.2019655
65822.1756
65789.9737
0.27943414
1600
3.75523831
36.6386808
64965.4879
64928.8492
0.27577663
1700
3.9899407
41.3616357
62038.4714
61997.1098
0.26332446
1800
4.2246431
46.3708304
59182.8456
59136.4747
0.25117429
1900
4.45934549
51.6662647
57219.6028
57167.9365
0.24281319
2000
4.69404789
57.2479387
54899.4068
54842.1589
0.23293476 Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
31
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 38: Factor dinámico en Marcha II MARCHA II n(rpm)
V, II (m/s)
Pω
PT II (N)
PT-Pω
D II
875
3.30290968
28.3438094
36160.1168
36131.773
0.15346489
900
3.7157734
35.8726338
36931.208
36895.3353
0.15670802
1000
4.12863711
44.2872022
38392.2228
38347.9356
0.16287774
1100
4.54150082
53.5875147
38554.5578
38500.9702
0.16352774
1200
4.95436453
63.7735712
38250.1797
38186.4061
0.16219167
1300
5.36722824
74.8453718
38128.4284
38053.5831
0.16162752
1400
5.78009195
86.8029164
37742.8829
37656.0799
0.15993918
1500
6.19295566
99.646205
37418.2129
37318.5667
0.15850563
1600
6.60581937
113.375238
36931.208
36817.8327
0.15637883
1700
7.01868308
127.990014
35267.2744
35139.2844
0.14924942
1800
7.43154679
143.490535
33643.9246
33500.4341
0.14228863
1900
7.8444105
159.8768
32527.8716
32367.9948
0.13747874
2000
8.25727421
177.148809
31208.8999
31031.7511
0.13180322 Fuente: el autor.
Tabla 39: Factor dinámico en Marcha III MARCHA III n(rpm)
V, III (m/s)
Pω
PT III (N)
PT-Pω
D III
875
5.49399276
78.422555
21738.9438
21660.5213
0.09200018
900
6.18074185
99.2535462
22202.5128
22103.2592
0.09388065
1000
6.86749095
122.535242
23080.854
22958.3187
0.0975124
1100
7.55424004
148.267643
23178.4474
23030.1798
0.09781762
1200
8.24098913
176.450749
22995.4597
22819.0089
0.0969207
1300
8.92773823
207.084559
22922.2646
22715.18
0.0964797
1400
9.61448732
240.169075
22690.4801
22450.311
0.0953547
1500
10.3012364
275.704295
22495.2932
22219.5889
0.09437474
1600
10.9879855
313.69022
22202.5128
21888.8226
0.09296985
1700
11.6747346
354.12685
21202.1798
20848.0529
0.08854932
1800
12.3614837
397.014185
20226.2452
19829.231
0.08422201
1900
13.0482328
442.352224
19555.2901
19112.9379
0.08117965
2000
13.7349819
490.140969
18762.3432
18272.2023 0.07760874 Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
32
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 40: Factor dinámico en Marcha IV MARCHA IV n(rpm)
V, IV (m/s)
Pω
PT IV (N)
PT-Pω
D IV
875
8.4941773
187.459505
14060.6436
13873.1841
0.0589245
900
9.55594946
237.253436
14360.4778
14123.2244
0.05998651
1000
10.6177216
292.905477
14928.5846
14635.6791
0.0621631
1100
11.6794938
354.415627
14991.7076
14637.292
0.06216995
1200
12.7412659
421.783886
14873.352
14451.5681
0.06138111
1300
13.8030381
495.010255
14826.0098
14330.9995
0.06086901
1400
14.8648103
574.094734
14676.0927
14101.998
0.05989636
1500
15.9265824
659.037322
14549.8467
13890.8094
0.05899936
1600
16.9883546
749.83802
14360.4778
13610.6398
0.05780938
1700
18.0501268
846.496827
13713.4673
12866.9704
0.05465074
1800
19.1118989
949.013744
13082.2375
12133.2237
0.05153425
1900
20.1736711
1057.38877
12648.267
11590.8782
0.04923071
2000
21.2354432
1171.62191
12135.3928
10963.7709
0.04656715 Fuente: el autor.
Tabla 41: Factor dinámico en Marcha V n(RPM) 875 900 1000 1100
V, V (m/s) 12.2570978 13.7892351 15.3213723 16.8535095
MARCHA V PT V (N) Pω 390.337367 9744.03579 494.02073 9951.82106 609.902136 10345.5195 737.981584 10389.2637
1200 1300 1400 1500 1600
18.3856468 19.917784 21.4499212 22.9820584 24.5141957
878.259075 1030.73461 1195.40819 1372.27981 1561.34947
10307.2432 10274.435 10170.5424 10083.0539 9951.82106
9428.98417 9243.70043 8975.13422 8710.77406 8390.4716
0.04004835 0.03926138 0.03812069 0.03699785 0.03563741
1700 1800 1900 2000
26.0463329 27.5784701 29.1106074 30.6427446
1762.61717 1976.08292 2201.74671 2439.60854
9503.44231 9065.99963 8765.25778 8409.8356
7740.82514 7089.91671 6563.51107 5970.22706
0.03287812 0.03011348 0.02787764 0.02535774 Fuente: el autor.
PT-Pω 9353.69842 9457.80033 9735.61734 9651.28216
DV 0.03972859 0.04017075 0.04135074 0.04099253
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
33
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Figura 12: Factor dinámico (D) vs Velocidad (V)
Factor dinamico - Velocidad DI
D II
D III
D IV
DV
0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25
D
0.2 0.15 0.1 0.05 0 0
5
10
15
V (KM/H)
20
25
30
35
Fuente: el autor
3.5.2. Construcción del nomograma de carga Cuando el vehículo realice un trabajo su peso bruto vehicular (Ga) varía en función a la carga que esté transportando y también la característica dinámica se constituye para el vehículo con su carga completa. Por eso es necesario estableces la influencia que ofrece la variación de la carga sobre sus propiedades dinámicas: De la siguiente ecuación:
= − − = .=.
Hipótesis:
Vehículo con toda la capacidad de carga. (PBV) Se considerará una variación de la carga transportada para evaluar su influencia en el comportamiento dinámico. (PT - Pω) se mantendrá constante. INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
34
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
La variación de la carga se expresa de la siguiente forma:
= Donde:
: carga parcial. : factor dinámico con el total de carga. Otra relación sería: =
Donde:
peso seco vehicular (PSV). factor dinámico cuando se trabaja sin carga en el vehículo :
:
.
Teniendo en cuenta que: Se toma una escala en el eje de las ordenadas del eje del factor dinámico, por ejemplo: a100=40mm. Se calcula la escala para el eje de las ordenadas del eje Do (eje a la izquierda del eje D100), mediante la ecuación:
= GG
Sabemos también:
D = φ G2
La magnitud del factor dinámico por adherencia del automóvil con carga completa cuando se determina empleando la ecuación anterior y la escala del nomograma para el vehículo con carga completa (la
D
φ=0.1
longitud del segmento en (mm) que corresponde a =0.1 se calcula mediante la siguiente proporción:
b = D0.1 = G
Del mismo modo para la escala b 0
De lo anterior tenemos:
b = GG
Tabla 42: Pesos del vehículo Peso Bruto Vehicular [Kg] Peso Seco [Kg] Peso Seco (Ejes Traseros) [Kg] Peso Bruto (Ejes Traseros) [Kg]
24000 7070 2828 14400
Ga Go Go2 Ga2
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
35
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442 Fuente: el autor.
Tabla 43: Construcción de la característica dinámica del vehículo % de Carga
Factor Dinámico 0.5
0 0.147291667
0.25 0.23546875
0.5 0.32364583
0.75 0.41182292
1 0.5
0.4
0.117833333
0.188375
0.25891667
0.32945833
0.4
0.3
0.088375
0.14128125
0.1941875
0.24709375
0.3
0.2
0.058916667
0.0941875
0.12945833
0.16472917
0.2
0.1
0.029458333
0.04709375
0.06472917
0.08236458 0.1 Fuente: el autor.
Tabla 44: datos para el diagrama de control de patinaje del vehículo % Carga
Factor Dinamico
0
0.25
0.5
0.75
1
Dϕ1
0.9
0.10605
0.2145375
0.323025
0.4315125
0.54
Dϕ2
0.8
0.09426667
0.1907
0.28713333
0.38356667
0.48
Dϕ3
0.7
0.08248333
0.1668625
0.25124167
0.33562083
0.42
Dϕ4
0.6
0.0707
0.143025
0.21535
0.287675
0.36
Dϕ5
0.5
0.05891667
0.1191875
0.17945833
0.23972917
0.3
Dϕ6
0.4
0.04713333
0.09535
0.14356667
0.19178333
0.24
Dϕ7
0.3
0.03535
0.0715125
0.107675
0.1438375
0.18
Dϕ8
0.2
0.02356667
0.047675
0.07178333
0.09589167
0.12
Dϕ9
0.1
0.01178333
0.0238375
0.03589167
0.04794583 0.06 Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
36
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Figura 13: Nomograma vs Factor dinámico (D) - Velocidad (V)
NOMOGRAMA
DI
0.5
0.5
0.45
0.45
0.4
0.4
0.35
0.35
0.1
0.3
0.3
Dϕ9
0.25
Dϕ8
0.2
0.2
0.15
0.15
0.1
0.1
0.05
0.05
0.5 0.4
D II
D III
D IV
DV
0.3 0.2
Dϕ7 Dϕ6 Dϕ5 Dϕ4 Dϕ3 Dϕ2
D0.25
0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0
5
10
% Carga
15
20
25
30
35
V (KM/H)
Fuente: el autor. INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
3.6. ACELERACIÓN DEL AUTOMÓVIL De la ecuación de balance del vehículo tenemos que:
= Sabiendo que la fuerza inercial de masas está dada por:
P =G.δ gj
En la ecuación de balance de movimiento:
P −P = G ψ±δ gj P −P =ψ±δ j G g
j
rot
g
rot
( D )
1.04 0.04U cv2
Donde:
D: factor dinámico.
Ψ: coeficiente de resistencia a la marcha por parte de la carretera
37
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3.6. ACELERACIÓN DEL AUTOMÓVIL De la ecuación de balance del vehículo tenemos que:
= Sabiendo que la fuerza inercial de masas está dada por:
P =G.δ gj
En la ecuación de balance de movimiento:
P −P = G ψ±δ gj P −P =ψ±δ j G g
j
rot
g
rot
( D )
1.04 0.04U cv2
Donde:
D: factor dinámico. Ψ: coeficiente de resistencia a la marcha por parte de la carretera δrot: coeficiente que toma en cuenta las masas giratorias
g: gravedad = 9,81 m/s2 j: es la aceleración de la unidad vehicular m/s 2
Para efectuar el análisis de las curvas de aceleración del automóvil tomaremos la siguiente hipótesis:
La condición de carretera a tener en cuenta será: i = 0% El bus se está moviendo por una pista horizontal. Ψ = f=0.01 8 El camión está al 100% de carga, es decir, lleva todo su peso bruto vehicular.
Teniendo nuestra hipótesis entonces procedemos a realizar los cálculos respectivos para cada marcha que pueda ejercer el vehículo y obtendremos los siguientes valores presentados en las tablas:
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Tabla 45: aceleración y velocidad en marcha I MARCHA I V, I (Km/h)
DI
D-f
δ rot
j I (m/s2)
6.75943 7.60436 8.44929
0.27013 0.27588 0.28679
0.24477 0.25053 0.26143
2.63466 2.63466 2.63466
0.91140 0.93281 0.97342
9.29421 10.13914 10.98407 11.82900 12.67393 13.51886 14.36379
0.28799 0.28570 0.28477 0.28188 0.27943 0.27578 0.26332
0.26263 0.26034 0.25942 0.25652 0.25408 0.25042 0.23797
2.63466 2.63466 2.63466 2.63466 2.63466 2.63466 2.63466
0.97789 0.96937 0.96592 0.95513 0.94604 0.93242 0.88605
15.20872 16.05364 16.89857
0.25117 0.24281 0.23293
0.22582 0.21746 0.20758
2.63466 2.63466 2.63466
0.84081 0.80968 0.77290 Fuente: el autor.
g/δrot=
3.72344
Tabla 46: aceleración y velocidad en marcha II MARCHA II V, II (Km/h) 11.89047 13.37678 14.86309 16.34940 17.83571 19.32202 20.80833 22.29464 23.78095 25.26726 26.75357 28.23988 29.72619
D II
D-f
δ rot
0.15346 0.15671 0.16288 0.16353 0.16219 0.16163 0.15994 0.15851 0.15638 0.14925 0.14229 0.13748 0.13180
0.12811 0.13135 0.13752 0.13817 0.13683 0.13627 0.13458 0.13315 0.13102 0.12389 0.11693 0.11212 0.10645
1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246 1.65246
j II (m/s2)
g/δrot=
0.76052 0.77977 0.81640 0.82026 0.81233 0.80898 5.93659 0.79896 0.79044 0.77782 0.73549 0.69417 0.66562 0.63192 Fuente: el autor.
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Tabla 47: aceleración y velocidad en marcha III C V, III (Km/h)
D III
D-f
δ rot
j III (m/s2)
19.77837 22.25067 24.72297 27.19526 29.66756 32.13986 34.61215 37.08445 39.55675 42.02904
0.09200 0.09388 0.09751 0.09782 0.09692 0.09648 0.09535 0.09437 0.09297 0.08855
0.06664 0.06852 0.07215 0.07246 0.07156 0.07112 0.07000 0.06902 0.06761 0.06319
1.24467 1.24467 1.24467 1.24467 1.24467 1.24467 1.24467 1.24467 1.24467 1.24467
0.52525 0.54007 0.56870 0.57110 0.56403 0.56056 0.55169 0.54397 0.53289 0.49805
44.50134 46.97364 49.44593
0.08422 0.08118 0.07761
0.05886 0.05582 0.05225
1.24467 1.24467 1.24467
0.46395 0.43997 0.41182 Fuente: el autor.
g/δrot=
7.88163
Tabla 48: aceleración y velocidad en marcha IV MARCHA IV V, IV (Km/h)
D IV
D-f
δ rot
30.57904 34.40142 38.22380 42.04618 45.86856 49.69094 53.51332 57.33570 61.15808 64.98046 68.80284 72.62522 76.44760
0.05892 0.05999 0.06216 0.06217 0.06138 0.06087 0.05990 0.05900 0.05781 0.05465 0.05153 0.04923 0.04657
0.03357 0.03463 0.03681 0.03681 0.03602 0.03551 0.03454 0.03364 0.03245 0.02929 0.02618 0.02387 0.02121
1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762 1.11762
j IV (m/s2)
g/δrot=
0.29464 0.30396 0.32306 0.32312 0.31620 0.31170 8.77760 0.30317 0.29529 0.28485 0.25712 0.22977 0.20955 0.18617 Fuente: el autor.
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Tabla 49: aceleración y velocidad en marcha V MARCHA V V, V (Km/h)
DV
D-f
δ rot
j V (m/s2)
44.12555 49.64125 55.15694 60.67263 66.18833 71.70402 77.21972 82.73541 88.25110 93.76680 99.28249 104.79819 110.31388
0.03973 0.04017 0.04135 0.04099 0.04005 0.03926 0.03812 0.03700 0.03564 0.03288 0.03011 0.02788 0.02536
0.01437 0.01481 0.01599 0.01563 0.01469 0.01390 0.01276 0.01164 0.01028 0.00752 0.00476 0.00252 0.00000
1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000 1.08000
g/δrot=
0.13054 0.13455 0.14527 0.14202 0.13344 0.12629 0.11593 9.08333 0.10573 0.09337 0.06831 0.04320 0.02289 0.00000 Fuente: el autor.
Figura 14: Aceleración vs velocidad
Aceleracion vs Velocidad j I (m/s2)
j II (m/s2)
j III (m/s2)
j IV (m/s2)
j V (m/s2)
1.20000
1.00000
0.80000
J
0.60000
0.40000
0.20000
0.00000 0.00000
20.00000
40.00000
60.00000
80.00000
100.00000
120.00000
V
Fuente: el autor. INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
41
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3.7. TIEMPO Y DISTANCIA DE ACELERACIÓN El tiempo de aceleración que toma el vehículo para pasar de una velocidad inicial (Vi) hasta su máxima velocidad (Vf). Denotado t ac. Para el análisis de aceleración del vehículo en estudio se tomará como velocidad inicial 0.2347 m/s. La distancia de aceleración es el especio recorrido por el vehículo para pasar de una velocidad inicial hasta la velocidad máxima. Denotada Sac. Tenemos:
II
II
v
V en seg. t =∑tn = ∑ I 3.6×jm V m
V i
V 1 i
jm
2
sn
ji
ji
1
2
V m t n
3,6
i n
sac
sni 0
Donde:
tn: Intervalo de tiempo transcurrido desde Vi hasta Vi+1, en segundos: tac: Tiempo total de aceleración, en segundos. Sn: Distancia recorrida mientras acelera desde Vi hasta Vi+1, en m. Sac: Distancia total de aceleración, en m. Jm Aceleración media durante el intervalo de tiempo t n, en m/s2. Vm: Velocidad media durante el intervalo de tiempo t n, en Km/h.
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Tabla 50: Tiempo y distancia de aceleración V, I
ΔV
(m/s)
Vmedio
J (m/S2)
Jmedio
Δt (s)
Δs(m)
0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.23470 0.26032 0.41286 0.41286 0.41286
1.99497 2.22967 2.46438 2.69908 2.93378 3.16848 3.40318 3.63789 3.87259 4.10729 4.34199 4.57670 4.82421 5.16080 5.57366 5.98652
1.02627 0.91824 0.83079 0.75854 0.69786 0.64617 0.60160 0.56279 0.52868 0.49847 0.47153 0.44735 0.47648 0.73538 0.68090 0.63395
0.97225 0.87451 0.79467 0.72820 0.67201 0.62389 0.58220 0.54574 0.51358 0.48500 0.45944 0.46191 0.60593 0.70814 0.65743 0.61350
0.24140 0.26838 0.29535 0.32230 0.34925 0.37619 0.40313 0.43007 0.45700 0.48392 0.51085 0.50811 0.42962 0.58302 0.62800 0.67297
0.48159 0.59840 0.72785 0.86992 1.02463 1.19197 1.37193 1.56453 1.76975 1.98761 2.21810 2.32546 2.07255 3.00887 3.50026 4.02874
C
22.295 23.781
0.41286 0.41286
6.39939 6.81225
0.59305 0.55710
0.57508 0.54119
0.71793 0.76289
4.59431 5.19697
A
25.267
0.41286
7.22511
0.52527
0.51107
0.80784
5.83671
26.754 28.240
0.41286 0.41286
7.63798 8.05084
0.49688 0.47140
0.48414 0.60359
0.85278 0.68402
6.51355 5.50691
29.726
0.67046
8.59251
0.73578
0.71747
0.93449
8.02958
32.140 34.612 37.084 39.557 42.029 44.501 46.974 49.446 53.513 57.336 61.158 64.980 68.803 72.625 76.448
0.68675 0.68675 0.68675 0.68675 0.68675 0.68675 0.68675 1.12983 1.06177 1.06177 1.06177 1.06177 1.06177 1.06177 0.21448
9.27111 9.95786 10.64461 11.33136 12.01811 12.70486 13.39161 14.29990 15.39570 16.45747 17.51924 18.58101 19.64278 20.70456 21.34268
0.69916 0.65094 0.60894 0.57204 0.53935 0.51019 0.48403 0.75725 0.65998 0.61741 0.57999 0.54684 0.51729 0.49076 0.08663
0.67505 1.01734 9.43184 0.62994 1.09018 10.85588 0.59049 1.16302 12.37987 0.55569 1.23584 14.00379 0.52477 1.30866 15.72766 0.49711 1.38148 17.55146 0.62064 1.10652 14.81807 0.70862 1.59442 22.79998 0.63869 1.66241 25.59394 0.59870 1.77348 29.18691 0.56342 1.88453 33.01549 0.53206 1.99557 37.07969 0.50402 2.10660 41.37950 0.28870 3.67783 76.14787 0.37585 0.57065 12.17910
A
R
C
H
A
VI
A
R
C
H
A
I
II
R
H
A
II
A
R
C
H
A
I
6.759 7.604 8.449 9.294 10.139 10.984 11.829 12.674 13.519 14.364 15.209 16.054 16.899 17.836 19.322 20.808
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V A H C R A
I V A H C R A
77.220 82.735 88.251 93.767 99.282 104.798 110.314 117.355 124.258 131.162 138.065
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
1.53214 1.53214 1.53214 1.53214 1.53214 1.53214 1.95592 1.91757 1.91757 1.91757
22.21599 23.74813 25.28026 26.81240 28.34454 29.87668 31.62070 33.55745 35.47502 37.39259
0.66507 0.62216 0.58446 0.55106 0.52127 0.49454 0.59874 0.55297 0.52308 0.49626
0.64362 0.60331 0.56776 0.53617 0.50791 0.54664 0.57585 0.53803 0.50967 0.24813
TIEMPO TOTAL(s) DISTANCIA TOTAL(m)
2.38051 2.53955 2.69858 2.85758 3.01658 2.80283 3.39655 3.56408 3.76239 7.72815
52.88541 60.30965 68.22075 76.61870 85.50350 83.73932 107.4014 119.6016 133.4707 288.9753
70.0348 1513.298 Fuente: el autor.
Figura 15: Potencia traccional vs Velocidad
Nt1
Nt2
Nt3
Nt4
Nt5
300
250
200
T 150 N
100
50
0 0
20
40
60
80
100
120
V
Fuente: el autor.
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3.8. EL CONSUMO CONSUMO DE COMBUSTIBLE DEL AUTOMÓVIL AUTOMÓVIL EN CARRETERA Como índice fundamental de la economía de combustible de un automóvil, se considera la cantidad de combustible en litros que consume cada 100 Km. de recorrido en movimiento uniforme (Régimen estabilizado), bajo determinadas condiciones de camino. El valor del Consumo de Combustible lo calcularemos mediante la siguiente fórmula:
. . 100 = = 1000. 10..
Donde
: consumo de combustible combustible [litro/100Km]. : consumo específico de combustible correspondiente correspondiente al régimen de funcionamiento del motor [gr/KW.h]. : potencia que desarrolla el motor para vencer las condiciones bajo las cuales se realiza el movimiento [KW]. : Potencia traccional [Kw] : Densidad del combustible igual a 0,83 Kg/litro. 100/V: tiempo tiempo en horas necesario para correr 100 100 Km a una velocidad V V: velocidad velocidad estable del vehículo durante el movimiento [Km/h].
Para las condiciones de marcha estable la fuerza de resistencia a la inercia toma el valor de cero, por lo tanto, en el análisis de la potencia Ne solamente se debe considerar las fuerzas de resistencia total del camino y del viento. Así de esta manera la fórmula para calcular Ne queda definida de la siguiente manera:
. + 3.6 = = 1000.
Donde Ne estará en KW. Además, la fuerza de resistencia total del camino quedará expresada por la ecuación siguiente:
+ =...
Con todos sus términos ya antes definidos. De las formulas anteriores tenemos:
2) ( ... = 36000..
El valor del consumo específico de combustible es posible calcularlo mediante la siguiente regla de aproximación:
= . .
Donde: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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.
: Consumo específico de combustible con la potencia máxima del motor. : Coeficientes que consideran la variación de ge en función de la frecuencia de giro del cigüeñal y del grado de carga respectivamente.
Como el valor de en este caso no es un dato dado por el fabricante, se procederá a realizar una estimación de éste a través de datos obtenidos del libro Chudakov:
gN = 1.15….1.05xg m
Si UN = 100%:
gr ; Para los MEF. g m = 260−310 260−310 Kw.h gr ; Para los Motores Diesel. g m = 190−230 190−230 Kw.h
Se tomará el valor de catálogo:
g e min
192.5
gr Kw.h
1.151.05 x g m =211.75 gr gN = 1.151.05 2 Kw.h
Las curvas características de consumo, las evaluaremos evaluaremos para 3 condiciones de camino, en 5ta marcha, con = Dmax-directa =0.0413507, así: max
2
La primera carretera de resistencia total: Ψ1= f = 0.0253577 La segunda carretera de resistencia total: f 0.8 max 2
0.0253577 0.8 x(0.0413507) 2
0.0292192
La tercera carretera de resistencia total: 3
0.8 max
0.8 x 0.0413507
0.0330806
En las siguientes tablas se encuentras los datos, los cuales están basados en: Densidad combustible (kg/L) Ga Delta Rot 5marcha gemin (gr/Kw.h)
0.82 24000 1.08 192.5
geN (gr/Kw.h) :
211.75
ψ1 = f :
ntr
0.0253577 0.8
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Los valores de Kn y Ku han sido calculados con las siguientes formulas. Además, se analizaron en tres carreteras distintas.
=−0.9774 3.134 −3.418 1.5139 0.3087 −0.79791.2424
=
Donde:
=1.1087 −1.3011 1.3417−1.5269
=
Donde:
Tabla 51: Consumo de combustible en primera carretera ψ1 = f :
n [rpm] 875 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
0.02535774
nN (n/nN) (n/nN) kN V. (5) Pψ1 (VI) Pw Pψ + Pw j (5) Pj PT1 [rpm] [km/h] [N] [N] [N] [m/s2] [N] [N] 2000 0.4375 0.4375 0.997 44.126 390.337 6360.564 0.131 3383.471 9744.036 2000 0.45 0.993 49.641 494.021 6464.248 0.135 3487.573 9951.821 2000 0.5 0.979 55.157 609.902 6580.129 0.145 3765.390 10345.519 2000 0.55 0.967 60.673 737.982 6708.209 0.142 3681.055 10389.264 2000 0.6 0.957 66.188 878.259 6848.486 0.133 3458.757 10307.243 2000 0.65 0.950 71.704 1030.735 7000.962 0.126 3273.473 10274.435 2000 0.7 0.945 77.220 5970.22706 1195.408 7165.635 0.116 3004.907 10170.542 2000 0.75 0.945 82.735 1372.280 7342.507 0.106 2740.547 10083.054 2000 0.8 0.947 88.251 1561.349 7531.577 0.093 2420.245 9951.821 2000 0.85 0.955 93.767 1762.617 7732.844 0.068 1770.598 9503.442 2000 0.9 0.967 99.282 1976.083 7946.310 0.043 1119.690 9066.000 2000 0.95 0.984 104.798 2201.747 8171.974 0.023 593.284 8765.258 2000 1 1.006 110.314 2439.609 8409.836 0 0 8409.835601
UN
KUN
0.653 0.650 0.636 0.646 0.664 0.681 0.705 0.728 0.757 0.814 0.876 0.932 1
0.831 0.832 0.837 0.834 0.828 0.824 0.820 0.818 0.820 0.833 0.866 0.913 0.9928
ge Qs [g/kw.h] [l./100km] 175.530 47.276 175.050 47.915 173.495 48.341 170.621 48.465 167.718 48.637 165.637 49.103 164.146 49.806 163.677 50.889 164.439 52.443 168.416 55.146 177.278 59.650 190.096 65.780 211.423685 75.2895677 Fuente: el autor.
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INGENIERÍA MECÁNICA
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MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 52: Consumo de combustible en segunda carretera ψ2 =
0.0292
n [rpm] 875
nN [rpm] 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1840.00 1900 2000
ψ max=D max alta
(n/nN) 0.438 0.450 0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 0.900 0.920 0.950 1.000
kN 0.997 0.993 0.979 0.967 0.957 0.950 0.945 0.945 0.947 0.955 0.967 0.973 0.984 1.006
V. (5) [rpm] 44.126 49.641 55.157 60.673 66.188 71.704 77.220 82.735 88.251 93.767 99.282 101.489 104.798 110.314
0.04135 Pw [N] 390.337 494.021 609.902 737.982 878.259 1030.735 1195.408 6879.36047 1372.280 1561.349 1762.617 1976.083 2066.346 2201.747 2439.609 Pψ2 (VI)
Pψ + Pw
[N]
[N] 7269.698 7373.381 7489.263 7617.342 7757.620 7910.095 8074.769 8251.640 8440.710 8641.978 8855.443 8945.707 9081.107 9318.969
j (5) [m/s2] 0.095 0.099 0.110 0.107 0.098 0.091 0.081 0.071 0.058 0.033 0.008 0 -0.012 -0.035
Pj [N] 2474.338 2578.440 2856.257 2771.922 2549.624 2364.340 2095.774 1831.414 1511.111 861.465 210.556 0 -315.849 -909.133
Pt2 [N] 9744.036 9951.821 10345.519 10389.264 10307.243 10274.435 10170.542 10083.054 9951.821 9503.442 9066.000 8945.707 8765.258 8409.836
UN
KUN
0.746 0.741 0.724 0.733 0.753 0.770 0.794 0.818 0.848 0.909 0.977 1 1.036 1.108
0.819 0.818 0.818 0.818 0.819 0.821 0.827 0.835 0.849 0.892 0.962 0.9928 1.047 1.179
ge Qs [g/kw.h] [l./100km] 172.902 53.224 172.160 53.752 169.648 53.800 167.508 54.030 165.994 54.528 165.190 55.330 165.515 56.593 166.992 58.348 170.291 60.865 180.226 65.952 196.962 73.856 204.497 77.463 217.968 83.816 251.070 99.073
Fuente el autor.
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INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 52: Consumo de combustible en segunda carretera ψ2 =
0.0292
n [rpm] 875
nN [rpm] 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1840.00 1900 2000
ψ max=D max alta
(n/nN) 0.438 0.450 0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 0.900 0.920 0.950 1.000
kN 0.997 0.993 0.979 0.967 0.957 0.950 0.945 0.945 0.947 0.955 0.967 0.973 0.984 1.006
V. (5) [rpm] 44.126 49.641 55.157 60.673 66.188 71.704 77.220 82.735 88.251 93.767 99.282 101.489 104.798 110.314
0.04135 Pw [N] 390.337 494.021 609.902 737.982 878.259 1030.735 1195.408 6879.36047 1372.280 1561.349 1762.617 1976.083 2066.346 2201.747 2439.609 Pψ2 (VI)
Pψ + Pw
[N]
[N] 7269.698 7373.381 7489.263 7617.342 7757.620 7910.095 8074.769 8251.640 8440.710 8641.978 8855.443 8945.707 9081.107 9318.969
j (5) [m/s2] 0.095 0.099 0.110 0.107 0.098 0.091 0.081 0.071 0.058 0.033 0.008 0 -0.012 -0.035
Pj [N] 2474.338 2578.440 2856.257 2771.922 2549.624 2364.340 2095.774 1831.414 1511.111 861.465 210.556 0 -315.849 -909.133
Pt2 [N] 9744.036 9951.821 10345.519 10389.264 10307.243 10274.435 10170.542 10083.054 9951.821 9503.442 9066.000 8945.707 8765.258 8409.836
UN
KUN
0.746 0.741 0.724 0.733 0.753 0.770 0.794 0.818 0.848 0.909 0.977 1 1.036 1.108
0.819 0.818 0.818 0.818 0.819 0.821 0.827 0.835 0.849 0.892 0.962 0.9928 1.047 1.179
ge Qs [g/kw.h] [l./100km] 172.902 53.224 172.160 53.752 169.648 53.800 167.508 54.030 165.994 54.528 165.190 55.330 165.515 56.593 166.992 58.348 170.291 60.865 180.226 65.952 196.962 73.856 204.497 77.463 217.968 83.816 251.070 99.073
Fuente el autor.
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INGENIERÍA MECÁNICA
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MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 53: Consumo de combustible en tercera carretera ψ 3=
n [rpm] 875 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1692.662 1700 1800 1900 2000
0.0331 nN [rpm] 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000
ψ max=
(n/nN)
kN
0.438 0.450 0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.846 0.850 0.900 0.950 1.000
0.997 0.993 0.979 0.967 0.957 0.950 0.945 0.945 0.947 0.954 0.955 0.967 0.984 1.006
0.0414 Pψ3 (VI) Pψ + Pw V. (5) Pw [rpm] [N] [N] [N] 44.126 390.337 8178.831 49.641 494.021 8282.515 55.157 609.902 8398.396 60.673 737.982 8526.475 66.188 878.259 8666.753 71.704 1030.735 8819.228 77.220 1195.408 8983.902 7788.49387 82.735 1372.280 9160.774 88.251 1561.349 9349.843 93.362 1747.848 9536.342 93.767 1762.617 9551.111 99.282 1976.083 9764.577 104.798 2201.747 9990.241 110.314 2439.609 10228.102
j (5) [m/s2] 0.060 0.064 0.075 0.072 0.063 0.056 0.046 0.036 0.023 0.000 -0.002 -0.027 -0.047 -0.070
Pj [N] 1565.205 1669.306 1947.123 1862.788 1640.490 1455.207 1186.640 922.280 601.978 0.000 -47.669 -698.577 -1224.983 -1818.267
Pt3 UN KUN [N] 9744.036 0.839 0.844 9951.821 0.832 0.841 10345.519 0.812 0.832 10389.264 0.821 0.836 10307.243 0.841 0.845 10274.435 0.858 0.855 10170.542 0.883 0.871 10083.054 0.909 0.891 9951.821 0.940 0.920 9536.342 1.000 0.993 9503.442 1.005 1.000 9066.000 1.077 1.118 8765.258 1.140 1.248 8409.836 1.216 1.444
ge Qs [g/kw.h] [l./100km] 178.290 61.746 176.865 62.029 172.546 61.361 171.097 61.774 171.214 62.833 171.858 64.179 174.369 66.333 178.179 69.117 184.582 73.078 200.553 80.985 202.114 81.742 228.780 94.594 259.932 109.958 307.564 133.206 Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
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INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Tabla 53: Consumo de combustible en tercera carretera ψ 3=
0.0331 n nN [rpm] [rpm] 875 2000 900 2000 1000 2000 1100 2000 1200 2000 1300 2000 1400 2000 1500 2000 1600 2000 1692.662 2000 1700 2000 1800 2000 1900 2000 2000 2000
ψ max=
(n/nN)
kN
0.438 0.450 0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.846 0.850 0.900 0.950 1.000
0.997 0.993 0.979 0.967 0.957 0.950 0.945 0.945 0.947 0.954 0.955 0.967 0.984 1.006
0.0414
Pψ3 (VI) Pψ + Pw V. (5) Pw [rpm] [N] [N] [N] 44.126 390.337 8178.831 49.641 494.021 8282.515 55.157 609.902 8398.396 60.673 737.982 8526.475 66.188 878.259 8666.753 71.704 1030.735 8819.228 77.220 1195.408 8983.902 7788.49387 82.735 1372.280 9160.774 88.251 1561.349 9349.843 93.362 1747.848 9536.342 93.767 1762.617 9551.111 99.282 1976.083 9764.577 104.798 2201.747 9990.241 110.314 2439.609 10228.102
j (5) [m/s2] 0.060 0.064 0.075 0.072 0.063 0.056 0.046 0.036 0.023 0.000 -0.002 -0.027 -0.047 -0.070
Pj [N] 1565.205 1669.306 1947.123 1862.788 1640.490 1455.207 1186.640 922.280 601.978 0.000 -47.669 -698.577 -1224.983 -1818.267
Pt3 UN KUN [N] 9744.036 0.839 0.844 9951.821 0.832 0.841 10345.519 0.812 0.832 10389.264 0.821 0.836 10307.243 0.841 0.845 10274.435 0.858 0.855 10170.542 0.883 0.871 10083.054 0.909 0.891 9951.821 0.940 0.920 9536.342 1.000 0.993 9503.442 1.005 1.000 9066.000 1.077 1.118 8765.258 1.140 1.248 8409.836 1.216 1.444
ge Qs [g/kw.h] [l./100km] 178.290 61.746 176.865 62.029 172.546 61.361 171.097 61.774 171.214 62.833 171.858 64.179 174.369 66.333 178.179 69.117 184.582 73.078 200.553 80.985 202.114 81.742 228.780 94.594 259.932 109.958 307.564 133.206 Fuente: el autor.
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INGENIERÍA MECÁNICA
49
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Figura 16: consumo de combustible vs Velocidad [Km/h]
Qs vs V[Km/h] Carretera 1
Carretera 2
Carretera 3
V1
V2
V3
90.000 80.000 70.000 60.000 ] M K 50.000 0 0 1 / T L 40.000 [ S Q
30.000 20.000 10.000 0.000 0.000
20.000
40.000
60.000
80.000
V3
V2
100.000
V1
120.000
V [KM/H]
Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
50
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
Figura 16: consumo de combustible vs Velocidad [Km/h]
Qs vs V[Km/h] Carretera 1
Carretera 2
Carretera 3
V1
V2
V3
90.000 80.000 70.000 60.000 ] M K 50.000 0 0 1 / T L 40.000 [ S Q
30.000 20.000 10.000 0.000 0.000
20.000
40.000
60.000
80.000
V3
V2
100.000
V1
120.000
V [KM/H]
Fuente: el autor.
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
ANEXO 1
50
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
ANEXO 1
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
51
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
ANEXO 2 rpm 875 900 925 950 975 1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 1200 1225 1250 1275 1300 1325 1350 1375 1400 1425 1450 1475 1500 1525 1550 1575 1600 1625 1650 1675 1700 1725 1750 1775 1800 1825 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025 2050 2075 2100 Valor máx.
Ne (Kw) 143.5 152 161 170 178.7 185 190.5 197 202.5 207 211 216 221.5 229 234 239.5 243 248.7 252.8 257.5 262 266.5 271.8 276 280.99 284.9 289.8 295 298 301 302.5 304 304.8 304.81 304.8 304.9 304.9 304.9 304.9 304.99 305 306 306.4 306.8 307 310 290 268.9 238 210 310
Me (Nm) 1782 1820 1840 1865 1880 1892 1894 1896 1898 1900 1899 1888 1885 1885 1884 1883 1882 1879 1875 1870 1865 1860 1855 1850 1847 1844 1840 1835 1830 1820 1797 1776 1760 1738 1719 1700 1675 1658 1649 1629 1621 1603 1589 1571 1551 1538 1437.5 1335 1230 1130 1900
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
52
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
ANEXO 3 n(rpm) 875 900 925 950 975 1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 1200 1225 1250 1275 1300 1325 1350 1375 1400 1425 1450 1475 1500 1525 1550 1575 1600 1625 1650 1675 1700 1725 1750 1775 1800 1825 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025 2050 2075 2100
V,I 7.393125 7.604358 7.81559 8.026822 8.238054 8.449286 8.660518 8.871751 9.082983 9.294215 9.505447 9.716679 9.927911 10.13914 10.35038 10.56161 10.77284 10.98407 11.1953 11.40654 11.61777 11.829 12.04023 12.25146 12.4627 12.67393 12.88516 13.09639 13.30763 13.51886 13.73009 13.94132 14.15255 14.36379 14.57502 14.78625 14.99748 15.20872 15.41995 15.63118 15.84241 16.05364 16.26488 16.47611 16.68734 16.89857 17.1098 17.32104 17.53227 17.7435
V,II 12.96677 13.33725 13.70773 14.07821 14.44869 14.81917 15.18965 15.56013 15.9306 16.30108 16.67156 17.04204 17.41252 17.783 18.15348 18.52396 18.89444 19.26492 19.6354 20.00588 20.37635 20.74683 21.11731 21.48779 21.85827 22.22875 22.59923 22.96971 23.34019 23.71067 24.08115 24.45163 24.82211 25.19258 25.56306 25.93354 26.30402 26.6745 27.04498 27.41546 27.78594 28.15642 28.5269 28.89738 29.26786 29.63833 30.00881 30.37929 30.74977 31.12025
V,III 21.6326 22.25067 22.86874 23.48682 24.10489 24.72297 25.34104 25.95912 26.57719 27.19526 27.81334 28.43141 29.04949 29.66756 30.28564 30.90371 31.52178 32.13986 32.75793 33.37601 33.99408 34.61215 35.23023 35.8483 36.46638 37.08445 37.70253 38.3206 38.93867 39.55675 40.17482 40.7929 41.41097 42.02904 42.64712 43.26519 43.88327 44.50134 45.11942 45.73749 46.35556 46.97364 47.59171 48.20979 48.82786 49.44593 50.06401 50.68208 51.30016 51.91823
V,IV 33.44582 34.40142 35.35701 36.31261 37.2682 38.2238 39.17939 40.13499 41.09058 42.04618 43.00177 43.95737 44.91296 45.86856 46.82415 47.77975 48.73534 49.69094 50.64653 51.60213 52.55772 53.51332 54.46891 55.42451 56.3801 57.3357 58.29129 59.24689 60.20248 61.15808 62.11367 63.06927 64.02486 64.98046 65.93605 66.89165 67.84724 68.80284 69.75843 70.71403 71.66962 72.62522 73.58081 74.53641 75.492 76.4476 77.40319 78.35879 79.31438 80.26998
V,V 48.26232 49.64125 51.02017 52.39909 53.77802 55.15694 56.53586 57.91479 59.29371 60.67263 62.05156 63.43048 64.8094 66.18833 67.56725 68.94618 70.3251 71.70402 73.08295 74.46187 75.84079 77.21972 78.59864 79.97756 81.35649 82.73541 84.11433 85.49326 86.87218 88.2511 89.63003 91.00895 92.38787 93.7668 95.14572 96.52465 97.90357 99.28249 100.6614 102.0403 103.4193 104.7982 106.1771 107.556 108.935 110.3139 111.6928 113.0717 114.4507 115.8296
V,VI 60.40340769 62.12921934 63.85503099 65.58084263 67.30665428 69.03246593 70.75827758 72.48408923 74.20990087 75.93571252 77.66152417 79.38733582 81.11314747 82.83895912 84.56477076 86.29058241 88.01639406 89.74220571 91.46801736 93.19382901 94.91964065 96.6454523 98.37126395 100.0970756 101.8228872 103.5486989 105.2745105 107.0003222 108.7261338 110.4519455 112.1777571 113.9035688 115.6293804 117.3551921 119.0810037 120.8068154 122.532627 124.2584387 125.9842503 127.710062 129.4358736 131.1616853 132.8874969 134.6133086 136.3391202 138.0649319 139.7907435 141.5165552 143.2423668 144.9681785
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
53
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
ANEXO 4
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
54
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
55
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
56
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
57
INGENIERÍA MECÁNICA
MERCEDEZ BENZ O 500 RSD 2442
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
58