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DINÁMICA DEL AUTOMÓVIL

PRÁCTICA 1

Fuerzas y momentos que actúan sobre los neumáticos Alumnos: CABRERA EDISSON GALVEZ ALEJANDRO PATIÑO DANIEL PAUCAR DAVID Fecha: Octubre 26 del 2018

Docente: Ing. Paul Méndez Grupo: 1

INGENIERÍA MECÁNICA AUTOMOTRIZ CUENCA-ECUADOR

OBJETIVO GENERAL Analizar el comportamiento que sufre los neumáticos al momento de dar diferentes tipos de pesos. OBJETIVOS ESPECIFICOS: Verificar la deformación que sufre el neumático a diferentes pesos y presiones Realizar el análisis del neumático mediante la gráfica peso vs deformación (F vs d) Realizar los respectivos cálculos para encontrar los datos x raya y raya y z raya.

INTRODUCCIÓN Los neumáticos han ido evolucionando con el tiempo con el fin de brindar mayor seguridad y mejores prestaciones a los vehículos que día a día son producidos por los fabricantes a nivel mundial. El contar con las ruedas y los neumáticos apropiados en los vehículos es de gran importancia ya que debido a esto se puede obtener el máximo desempeño del vehículo con un mínimo consumo de combustible, de igual manera se debe tener muy en cuenta lo que es el labrado y las medidas de los neumáticos ya que esto influye directamente sobre el confort y el desempeño del vehículo. Con respecto a la estabilidad del vehículo es muy importante tener en cuenta que al alterar las medidas originales de las llantas del vehículo también se altera su comportamiento al momento de conducirlo, por lo tanto, es fundamental identificar para que se va a utilizar el vehículo y así poder obtener buenos resultados y un buen desempeño del vehículo. Tener presente todas las características de los neumáticos es fundamental para poder aprovecharlos al máximo y de esta forma poder alargar su vida útil con un correcto mantenimiento, ya que se debe tener muy en cuenta: medidas, labrado, presión de inflado, temperatura, etc. DESARROLLO

Obtención de la deformación P=30 psi Peso

a 60 115 170

b 265 265 265

ᴓ

d nominal d medido deformación K=P/d 17 776,3 770 6,3 9,52380952 17 776,3 768 8,3 13,8554217 17 776,3 765 11,3 15,0442478

ᴓ

d nominal d medido deformación K=P/d 17 776,3 769 7,3 8,21917808 17 776,3 766 10,3 11,1650485 17 776,3 762 14,3 11,8881119

65 65 65

P=25 psi peso

a 60 115 170

b 265 265 265

65 65 65

P=20 psi peso

a

b

60 115 170

265 265 265

ᴓ

d nominal d medido deformación K=P/d 17 776,3 767 9,3 6,4516129 17 776,3 764 12,3 9,3495935 17 776,3 760 16,3 10,4294479

ᴓ

d nominal d medido deformación K=P/d 17 776,3 765 11,3 5,30973451 17 776,3 762 14,3 8,04195804 17 776,3 759 17,3 9,8265896

65 65 65

P= 16 psi peso

a

b

60 115 170

265 265 265

65 65 65

GRAFICA F vs d

F vs d 180 160 140

F(peso)

120 100

p1

80

p2

60

p3

40

p4

20 0 0

5

10

15

20

deformacion Fig. 1 Grafica de la fuerza vs deformación. [Autores]

Como se muestra en la figura de peso vs deformación podemos concluir que mientas a mayor presión en el inflado del neumático existe una menor deformación del mismo, mientras que con respecto al peso y la deformación tenemos un comportamiento proporcional en el cual si se aplica mucho más peso la deformación también aumenta.

Obtencion de Cx, Cy y Cz Cálculos 

Datos

𝑃𝐷𝐷 = 469.5 𝑘 = 1032.9 𝑙𝑏 𝑃𝐷𝐼 = 469.5 𝑘𝑔 = 1032.9 𝑙𝑏

𝑃𝑇𝐷 = 397.5 𝑘𝑔 = 874.5 𝑙𝑏 𝑃𝑇𝐼 = 397.5 𝑘𝑔 = 874.5 𝑙𝑏 𝐿 = 2985 𝑚𝑚 = 298.5 𝑐𝑚 = 2.985 𝑚 𝐵 = 1470 𝑚𝑚 = 147 𝑐𝑚 = 1.47 𝑚

𝑷𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑷𝑫𝑫 + 𝑷𝑫𝑰 + 𝑷𝑻𝑫 + 𝑷𝑻𝑰 𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 469.5 + 469.5 + 397.5 + 397.5 𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 1734 𝑘𝑔



Encontrar 𝑥̅ 𝑥̅ = 𝑥̅ =

𝑃𝑇𝑥 ∗ 𝐿 𝑃𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙

(397.5 + 397.5)𝑘𝑔 ∗ 298.5 𝑐𝑚 1734 𝑘𝑔 ̅ = 𝟏𝟑𝟔. 𝟖𝟓 𝒄𝒎 𝒙

Fig.2 Grafica del x ̅ en el vehículo Mazda. [Autores]



Encontrar 𝑦̅ 𝑦̅ =

𝑷 𝒅𝒆𝒓𝒆𝒄𝒉𝒐 = 469,5𝑘𝑔 = 1.032,9 𝑙𝑏 𝑩 = 1,47 𝑚 = 147 𝑐𝑚

𝑃 𝑑𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑜 ∗ 𝐵 𝑃 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑷 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑃𝐷𝐷 + 𝑃𝐷𝐼 + 𝑃𝑇𝐷 + 𝑃𝑇𝐼 𝑷 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 1.032,9 𝑙𝑏 + 1.032,9 𝑙𝑏 + 874,5 𝑙𝑏 + 874,5 𝑙𝑏 𝑷 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 3.814,8 𝑙𝑏

𝑦̅ =

(1.032,9 + 874,5)𝑙𝑏 ∗ 147 𝑐𝑚 3.814,8 𝑙𝑏 ̅ = 𝟕𝟑, 𝟓 𝒄𝒎 𝒚

Por lo tanto, visto desde la perspectiva del vehículo el 𝑦̅ quedaría como muestra la siguiente figura:

Fig. 3 Grafica del y̅ en el vehículo Mazda. [Autores]



Encontrar 𝑧̅

Para obtener Cz se procede a levantar el vehiculo y obtener los datos

Fig. 4 Gráfica obtenida a partir de mediciones en el vehículo.

Fig. 5 Mediciones del vehículo. [Autores]

sin 𝜃 =

0,88𝑚 2,985𝑚

𝜃 = 17,146 Datos: 𝑤 = 1734 𝐾𝑔 𝜃 = 17,146 𝑙1 = 149,25 𝑐𝑚 𝐿 = 298,5 𝑐𝑚 𝑃𝑝 = 2065.8 𝑙𝑏𝑠

𝑴𝑨 = 𝟎 W ∗ cos(𝜃) ∗ (𝑙1 ) − 𝑃𝑝 ∗ 𝐿 + 𝑊 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝜃) ∗ (ℎ) = 0

3814.8 lbs ∗ cos(17,146) (149,25𝑐𝑚) − 2065,8 𝑙𝑏𝑠 ∗ 𝐿 + 3814.8 𝑙𝑏𝑠 ∗ 𝑠𝑒𝑛(17,146) ∗ (ℎ) = 0

ℎ = 64,54 𝑐𝑚

𝒛̅ = 𝟎, 𝟔𝟒𝟓𝟒 𝒎

Fig. 6 Gráfica del z̅ en el vehículo Mazda. [Autores]

Conclusiones El vehículo Mazda cuenta con unos aros número 16, por ende al momento de realizar la medición de las deformaciones, estas variaban de una manera no tan abrupta, esto se debe a las dimensiones y composición de los neumáticos. Sin embargo, al momento de realizar las gráficas de deformación vs fuerza se obtienen unas graficas precisas sobre la deformación que sufren los neumáticos. Al momento de obtener el centro de gravedad del vehiculo, partiendo de los respectivos Cx, Cy y Cz, se concluyó que tanto Cx como Cy coincidían en la mitad de la distancia medida, este se debe a que dicho vehículo cuenta con un “balde” que debe estar sometido a diversas cargas, por ende, cuando se encuentre sometido a cargas el centro de gravedad debe estar justo en el centro del vehiculo para evitar que el vehiculo tienda a ir hacia adelante o atrás y hacia izquierda o derecha.

Referencias [1] F. Dugoff, Análisis of the Tire Traction, Properties and Thies influence on Dynamic Performance, Tercera Edición, Publication Limited, London, 2002. [2] dspace.espoch.edu.ec [online]. [Ingresado : 05 de Febrero del 2017]. Disponible en:< http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456 789/2662/1/65T00080.pdf > [3] P. Luque, D. Álvarez, C. Vera, “Ingeniería del Automóvil-Sistemas y Comportamientos Dinámicos,” in México, Ed. Paraninfo, 2004, pp. 55-70. [4] fullmecanica.com [online]. [Ingresado : 05 de Febrero del 2017]. Disponible en:< www.fullmecanica.com/c/coeficiente-de- rozamiento > [5] J. Font, J. Dols, "Tratado sobre Automóviles", Tomo 1 y 2, Primera Edición, Editorial Alfaomega, Mexico, 2001. [6] Izquierdo, Aparicio (Y Otros), "Teoría de los Vehículos Automóviles", Primera Edición, Editorial Sección de Publicaciones de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid, 2001.