dimanica vehicular

1. Estructura y acabados automotrices.
CENTRO DE GRAVEDAD
Tecnología Mecánica automotriz.
Guayaquil – febrero 2020

2. Introducción
• Sistema hombre – vehículo-
medio:
- Respuesta del vehículo en
movimiento a excitaciones
provocadas por el conductor
sobre los elementos de control,
o provenientes del medio
calzada o viento.

3. Introducción
• Vehículo: Artefacto que sirve
para transportar personas o
cosas de un lugar a otro.
• Es lo que sirve para transmitir
o transportar.
• Aparato apto para circular por
las vías o terrenos .
• Automóvil: Que se mueve por
sí mismo.
- Carruajes guiados por una
vía que puede llevar un
motor.
- Vehículo de motor que sirve,
normalmente, para el
transporte de personas o
cosas, o de ambas a la vez, o
para la tracción de otros
vehículos.

4. Requerimientos exigidos a los automóviles.

5. Introducción a la dinámica del vehículo.
Ejes de referencia.
• Norma ISO 8855

6. Introducción a la dinámica del vehículo.
Ejes de referencia.

7. Introducción a la dinámica del vehículo.
Variables del movimiento.

8. Introducción a la dinámica del vehículo.
• Dinámica vehicular:
Principios que rigen el
comportamiento dinámico de
vehículos con neumáticos.
• Contacto neumático –
carretera
• Fuerzas y momentos
generados por el neumático
sobre el suelo

10. Introducción a la dinámica del vehículo.
Prestaciones de un vehículo:
- Aceleración.
- Frenado.
- Dirección.
• Las fuerzas que condicionan las
características de un vehículo
son originadas por las ruedas
que actúan sobre la carretera.
• Modelo de acción de rueda-
carretera
• Conducción :
• Giro
• Vuelco
• Respuesta direccional
• Acción de aceleración lateral

11. Fundamentos de modelización dinámica
• Movimientos
Aceleración
Frenado
Cambios de dirección
Vuelco
• Términos de dinámica
vehicular
Control
Estabilidad
Maniobrabilidad

16. Fundamentos de modelización dinámica
Concepto de masas
suspendidas y no suspendidas.
Masas suspendidas:
Ligadas a la carrocería del
vehículo.
Masas no suspendidas:
Referidas fundamentalmente a
las ruedas y los componentes
unidos a ellas.
Unidas entre si por el eje de
balanceo.

17. Introducción a la dinámica longitudinal.
Establecer la ecuación fundamental del movimiento longitudinal
del vehículo, es decir, el que se produce siguiendo el eje OX, con
las hipótesis formuladas anteriormente.
Para ello será preciso evaluar las resistencias que se oponen al
movimiento.
Fuerza de tracción (Fx).
Fd: Fuerza de resistencia aerodinámica. [N]
Rg: Fuerza de resistencia por la pendiente. [N]
Rx: Fuerza de resistencia a la rodadura. [N]
Ri: Fuerza de resistencia por la inercia. [N]

18. Fuerzas tracción- resistencia
• Para vencer los esfuerzos resistentes se precisan esfuerzos
tractores, generados en la interface neumático-calzada; los
cuales actúan, a su vez como reacción a los esfuerzos
transmitidos a las ruedas, desde el motor, por intermedio del
sistema de la transmisión.
• Las fuerzas de tracción estarán limitadas, por tanto, por las
características de los órganos propulsores citados y por el valor
máximo que impone, en cada caso, el rozamiento entre el
neumático y calzada.

19. Fuerzas tracción- resistencia

20. Fd: Fuerza de resistencia aerodinámica.
• Cd: Coeficiente aerodinámico [-]
• A: Área frontal del vehículo [m²]
• δaire: Densidad del aire [Kg/m³]
• V: Velocidad del vehículo [m/s]
La resistencia aerodinámica es la que crea el aire al oponerse a que el vehículo
pase a través de él. Los factores que afectan en un vehículo son: el tamaño y la
forma del vehículo, el área frontal del vehículo, la velocidad del viento, la
densidad del aire y su dirección.

21. Rg: Fuerza de resistencia por la pendiente.
• La resistencia de una pendiente depende del perfil de la calzada y de la
masa del vehículo. Cuando el vehículo se encuentra en un plano inclinado,
una parte del peso gravita en contra del sentido de la marcha, originando
una resistencia debida a la pendiente que se opone a la fuerza de
propulsión o tracción, cuando el vehículo desciende por una pendiente, en
cambio, esta fuerza favorece el desplazamiento del vehículo y se considera
con signo negativo en la ecuación
M: Masa del vehículo [Kg]
g: Gravedad [m/s²]
θ: Pendiente [grados]

22. Fuerza de resistencia a la rodadura (Rx).
• Esta fuerza de resistencia se asocia a la interacción entre las
ruedas y la calzada, del tipo, perfil y presión de inflado de los
neumáticos; su magnitud depende de la masa del vehículo, del
coeficiente de rodadura, la gravedad y el ángulo de inclinación
de la calzada.
fr: Coeficiente de rodadura [-]
M: Masa del vehículo [Kg]
g: Gravedad [m/s²]
θ: Pendiente [grados]

23. Ri: Fuerza de resistencia por la inercia. [N]
• Si se quiere cambiar la velocidad de un vehículo se debe vencer
una fuerza que se opone a este cambio, esta fuerza se denomina
fuerza de inercia y depende de la masa del vehículo.
a: Aceleración del vehículo [m/s²]
M: Masa del vehículo [Kg]

24. Potencia y energía
• La potencia se obtiene considerando el valor de Fx y de la
velocidad del vehículo V.
- Potencia necesaria (P) [w].
- Energía (E) [wh]
- Tiempo (Δt) [s]

25. Temas de actividades
• 1) Características principales de los neumáticos, diseño, materiales, tipos de neumáticos, medidas.
• 2) Influencia de los factores de diseño y construcción del neumático sin aire en la resistencia a la
rodadura.
• 3) Comportamiento del neumático sobre superficies cubiertas de agua Acuaplaning.
• 4) Primeros ensayos en el túnel del viento en el vehículo.
• 5) Comportamiento en marcha del vehículo con viento lateral.
• 6) Comportamiento en alerones en vehículos de competición formula 1.
• 7) Ruido aerodinámico en el vehículo.

26. Ejercicio #1
• Calcular la Fuerza de tracción Fx de los siguientes vehículos, con
una velocidad de 70km/h y una aceleración de 0,5m/s²:
Hyundai Santa Fe Chery QAC
Masa (M) 1830 [kg] 1050 [kg]
Área frontal (A) 2.63 [m²] 2.03 [m²]
Coeficiente aerodinámico (Cd) 0.38 [-] 0.32 [-]
Densidad del aire (ρaire) 0.91 [kg/m³] 0.91 [kg/m³]
Gravedad (g) 9.81 [m/s²] 9.81 [m/s²]
Coeficiente de rodadura (fr) 0.014 [-] 0.014 [-]
Radio dinámico de la rueda (Rd) 73.73 [cm] 57.76 [cm]

27. Valores medios del coeficiente de
adherencia entre neumático y superficie de
rodadura.

28. Comportamiento transversal del
neumático.
• Características estructurales
y geométricas del neumático.
• Carga normal.
• Presión de inflado.
• Fuerza longitudinal.
• Ángulo de caída.

29. Variación del momento autoalineante con
los esfuerzos longitudinales.
• Un valor negativo del
momento autoalineante.
• Aumento del ángulo de giro
de las ruedas, el conductor
debe generar una acción
sobre el volante de sentido
contrario al de la curva,
inestabilidad direccional.