Este documento describe el cálculo de la curva de par ideal de transmisión para una camioneta Mazda BT-50. Presenta los datos técnicos del vehículo, los objetivos de calcular la fuerza de tracción y velocidad para diferentes relaciones de transmisión, y las ecuaciones y tablas de cálculo utilizadas. Finalmente, muestra la curva resultante de fuerza de tracción versus velocidad, concluyendo que la caja de cambios aproxima la curva del motor a la curva ideal para aprovechar su rendimiento a diferentes velocidades.

1. INGENIERÍA MECÁNICA AUTOMOTRIZ
Dinámica del Automóvil
Nilo Reyes Guerrero
TEMA: Curva de par ideal de transmisión para vehículos.
1. INTRODUCCIÓN
La caja de cambios es un elemento de transmisión que se interpone entre el motor y las ruedas para
modificar el número de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las
necesidades de la marcha así lo requieran. Actúa, por tanto, como transformador de velocidad y
convertidor mecánico de par.
Si un motor de explosión transmitiera directamente el par a las ruedas, probablemente sería
suficiente para que el vehículo se moviese en terreno llano. Pero al subir una pendiente, el par
resistente aumentaría, entonces el motor no tendría suficiente fuerza para continuar a la misma
velocidad, disminuyendo esta gradualmente, el motor perdería potencia y llegaría a pararse; para
evitar esto y poder superar el par resistente, es necesario colocar un órgano que permita hacer variar
el par motor, según las necesidades de la marcha
2. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
 Obtener la curva de fuerza tracción vs velocidad de una Camioneta Mazda BT-50.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Obtener las distintas relaciones de transmisión del vehículo a analizar.
- Calcular la velocidad del vehículo con las distintas relaciones.
- Calcular la fuerza de tracción de con las distintas relaciones.
- Realizar la curva fuerza de tracción vs velocidad.

2. 3. DATOS TÉCNICOS DEL VEHÍCULO
A continuación, en la presenta tabla se procede a indicar los datos técnicos del vehículo analizar.
Tabla 1 Datos Técnicos Generales del Vehículo.
Vehículo
Marca/Modelo Camioneta Mazda BT-50
Cilindraje 2,5
Potencia Máxima (HP) (rpm) 142,91/3500
Torque Máximo (Kg*m) (rpm) 33,6/1800
Masa (Kg) 1717
Tabla 2 Coeficiente de deslizamiento de la Rueda.
Coeficiente de deslizamiento de la rueda 0,015
Tabla 3 Relación de transmisión de caja de cambios y diferencial.
RELACIONES DE CAJA
1era. 4,294
2da. 2,413
3era. 1,491
4ta. 1
5ta. 0,8
reversa 3,391
RELACIONE DE DIFERENCIAL
DIFERENCIAL 3,727
Tabla 4 Coeficientes para la potencia.
Coeficiente para la potencia en rpm
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Coeficiente para la potencia en CV
0,23
0,5
0,74
0,93
1
0,91

3. Tabla 5 Rendimiento de la transmisor y diámetro del neumático.
Rendimiento de la transmisión 0,875
Diámetro del neumático (m) 0,570
4. Tablas de cálculos
En el siguiente punto se presenta el desarrollo que se realizó para la obtención de los valores que
ayudaran a realizar la curva de fuerza de tracción y velocidad.
𝑁(𝐶𝑉) = 142.91 𝐶𝑉 ∗ Coeficiente para la potencia en CV
(1) 𝑁(𝐶𝑉) = 142.91 𝐶𝑉 ∗ 0.23 = 32,869 𝐶𝑉
(2) 𝑁(𝐶𝑉) = 142.91 𝐶𝑉 ∗ 0.5 = 71.455 𝐶𝑉
(3) 𝑁(𝐶𝑉) = 142.91 𝐶𝑉 ∗ 0.74 = 105,753 𝐶𝑉
(4) 𝑁(𝐶𝑉) = 142.91 𝐶𝑉 ∗ 0.93 = 132,906 𝐶𝑉
(5) 𝑁(𝐶𝑉) = 142.91 𝐶𝑉 ∗ 1 = 142,91 𝐶𝑉
(6) 𝑁(𝐶𝑉) = 142.91 𝐶𝑉 ∗ 0.91 = 130,048 𝐶𝑉
𝑛(𝑟𝑝𝑚) = 3500 𝑅𝑃𝑀 ∗ Coeficiente para la potencia en RPM
(1) 𝑛(𝑟𝑝𝑚) = 3500 𝑅𝑃𝑀 ∗ 0.2 = 700,00 𝑅𝑃𝑀
(2) 𝑛(𝑟𝑝𝑚) = 3500 𝑅𝑃𝑀 ∗ 0.4 = 1400,00 𝑅𝑃𝑀
(3) 𝑛(𝑟𝑝𝑚) = 3500 𝑅𝑃𝑀 ∗ 0.6 = 2100,00 𝑅𝑃𝑀
(4) 𝑛(𝑟𝑝𝑚) = 3500 𝑅𝑃𝑀 ∗ 0.8 = 2800,00 𝑅𝑃𝑀
(5) 𝑛(𝑟𝑝𝑚) = 3500 𝑅𝑃𝑀 ∗ 1 = 3500,00 𝑅𝑃𝑀
(6) 𝑛(𝑟𝑝𝑚) = 3500 𝑅𝑃𝑀 ∗ 1.2 = 4200,00 𝑅𝑃𝑀
𝑀(𝑁𝑚) = (716,2 ∗ 𝑁(𝐶𝑉) ∗ 9.81)/𝑛(𝑟𝑝𝑚)
(1) 𝑀(𝑁𝑚) =
716,2 ∗ 32.869(𝐶𝑉) ∗ 9.81
700,00(𝑟𝑝𝑚)
= 329,910 (𝑁𝑚)
(2) 𝑀(𝑁𝑚) =
716,2 ∗ 71,455(𝐶𝑉) ∗ 9.81
1400,00(𝑟𝑝𝑚)
= 358,598 (𝑁𝑚)

4. De esta manera se realiza el cálculo de M(Nm), para los siguientes valores dando como resultado la
siguiente tabla que se muestra a continuación de los resultados obtenidos.
Tabla 6 Resultado de potencia y rpm.
N (CV) n (rpm) M (Nm)
1 32,869 700,000 329,910
2 71,455 1400,000 358,598
3 105,753 2100,000 353,817
4 132,906 2800,000 333,496
5 142,910 3500,000 286,878
6 130,048 4200,000 217,549
Ecuación de fuerza de tracción:
𝑭 =
𝑀(𝑁𝑚) ∗ 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛
𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝐷𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐𝑜 ∗ ∗ (1 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠. 𝑐𝑎𝑗𝑎⁄ ) ∗ (1 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠. 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙⁄ )
Ecuación de velocidad del vehículo:
𝑽 = 0.1885 ∗ 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑛𝑒𝑢𝑚𝑎𝑡𝑖𝑐𝑜 ∗ 𝑛(𝑟𝑝𝑚) ∗ (1 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠. 𝑐𝑎𝑗𝑎⁄ )
∗ (1 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠. 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙⁄ )
Con las ecuaciones anteriormente mostradas de fuerzas de tracción y velocidad se puede realizar los
cálculos para cada una de las diferentes velocidades tomando en consideración cada una de sus
relaciones de transmisión, a continuación, se muestra la siguiente tabla con los valores obtenidos:
Tabla 7 Fuerza de tracción y velocidades.
1era (N)
V 1era.
(Km/h) 2da (N)
V 2da.
(Km/h) 3era (N)
V 3era.
(Km/h) 4ta (N)
V 4ta.
(Km/h) 5ta (N)
V 5ta.
(Km/h)
1 16511,305 4,700 9278,477 8,365 5733,199 13,537 3845,204 20,184 3076,163 25,230
2 17947,070 9,401 10085,301 16,729 6231,738 27,074 4179,569 40,367 3343,655 50,459
3 17707,776 14,101 9950,830 25,094 6148,648 40,611 4123,842 60,551 3299,073 75,689
4 16690,776 18,802 9379,330 33,458 5795,516 54,148 3886,999 80,735 3109,600 100,919
5 14357,656 23,502 8068,241 41,823 4985,390 67,685 3343,655 100,919 2674,924 126,148
R 10887,889 28,203 6118,416 50,187 3780,588 81,222 2535,605 121,102 2028,484 151,378

5. CURVA DE FUERZA TRACCION VS VELOCIDAD
En la siguiente imagen se presenta la curva fuerza de tracción vs velocidad de la camioneta modelo
Mazda BT-50, el cual se puede observar que también se acopla a la curva de par ideal.
5. Conclusiones
Las cajas de cambios se emplean para aproximar la curva del par motor a la curva ideal, tratando de
aprovechar al máximo el rendimiento del motor a diferentes velocidades del vehículo.
Además, las cajas de cambio permiten, variando la relación de transmisión del cigüeñal a las ruedas,
mantener el motor en la zona de máxima potencia, si lo que se quiere es una rápida aceleración, o
llevarlo al régimen óptimo, si lo que se desea es un ahorro de combustible.
0,000
2000,000
4000,000
6000,000
8000,000
10000,000
12000,000
14000,000
16000,000
18000,000
20000,000
0,000 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000
FUERZATRACCION(N)
VELOCIDAD (Km/h)
1era velocidad 2da velocidad
3era velocidad 4ta velocidad
5ta velocidad