Anlisis dinmico de un vehiculo Volkswagen TiguanJonathan Samuel Vlez SalazarUniversidad de las Fuerzas Armada, Latacunga Ecuadorjvelez91@hotmail.com

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Resumen El objetivo del siguiente documento es para brindar informacin acerca de los clculos necesarios para determinar la potencia de motor que necesita un vehculo, conociendo los parmetros tales como peso, forma del vehiculo y cargas a las que va a estar sometida, para esto se realiza una serie de desarrollo de frmulas en donde utilizaremos datos obtenidos por medios de tablas y otros por fichas tcnicas ya existentes.Adems esta gua servir para brindar ayuda sobre la investigacin acerca del estudio dinmico sobre el desplazamiento de un vehiculo. Abstract The aim of this document is to provide information about the calculations necessary to determine the engine power that need a vehicle, knowing the parameters such as weight, shape of the vehicle and loads to which it will be subjected to this makes a development series where formulas use data obtained by means of tables and other technical specifications for existing. Furthermore, this guide will serve to provide assistance on research about the dynamic study of the movement of a vehicle.

I. INTRODUCCIN

El presente estudio realizado se trata de analizar las resistencias que se presentan en un vehculo cuando este trata de realizar su movimiento por la calzada o carretera, adems de analizar la potencia y torque del motor requerida para que el vehiculo supere las diferentes resistencias presentes.

El motor de combustin interna es el encargado de transformar la energa qumica del combustible en energa mecnica y transmitir esa energa a los neumticos por medio de la transmisin y de esta manera finalmente obtener el movimiento del automvil.

Las fuerzas que se oponen a la marcha del automvil, actan en el eje de las ruedas motrices bajo la forma de un par resistente, en dnde, la sumatoria de todas las fuerzas resistentes como; rodadura, debido a la pendiente, rozamientos mecnicos, del aire y de la inercia, se multiplican por el radio de la rueda.

II. DATOS DEL VEHICULO

Los datos tcnicos del vehiculo son proporcionados por manuales de reparacin o de usuario de cada vehiculo, por lo que en este caso utilizaremos datos obtenidos de pginas web. (Arpem)

(Peso total del vehiculo)

Norma ISO 6358

Relaciones de engranajes (Caja de cambios)

III. CLCULOS

Los siguientes clculos y formulas sern extrados de libros los cuales se citaran a lo largo del estudio.

Resistencia debida a la rodadura

Es la resistencia que ofrecen las ruedas al girar sobre s mismo sobre una superficie cualquiera.

Dnde: W es el peso total del vehiculo es el coeficiente de resistencia a la rodadura

Tabla 1 Coeficientes de rodadura (Garca)

Resistencia debido a la pendiente de la carreteraEs la resistencia que ofrece un vehiculo cuanto este se desplaza por una pendiente.

Ilustracin 1 Descomposicin del peso del vehiculo en dos fuerzas (Garca)

Resistencia del aire

Newton dice: La resistencia ejercida por el aire sobre un cuerpo en movimiento, es proporcional a la masa volumtrica del aire desplazado, a la superficie frontal del cuerpo y al cuadrado de la velocidad de avance (Milliken, 1995)

Para obtener el Cx de cada vehiculo se debe hacer pruebas en tneles de viento o a su vez utilizar un programa CFD para poder obtener dicho coeficiente, pero para el estudio utilizaremos un que es la ms comn que se dan en vehculos.La velocidad mxima para transitar en carreteras en Ecuador es de por lo que usaremos ese dato en la velocidad.

Resistencia debida a rozamientos mecnicos

En este caso viene dada por el rendimiento de la transmisin que en este caso est en trmino medio entre 0,85 a 0,90.

Resistencia total

Fuerza de impulsin

Par en cada rueda

Dimetro del neumtico R17

Radio dinmico

Es el radio del neumtico cuando ya est deformado por el peso.

Ilustracin 2 Ancho del neumtico y dimetro del aro de la rueda. (Garca)

Velocidad mxima para cada marcha

La velocidad mxima con los 170HP es de

POTENCIA NECESARIA DEL MOTOR

Potencia para vencer la resistencia a la rodadura

Potencia para vencer la resistencia a la rodadura

La potencia del motor es suficiente para subir una pendiente de 15 con una velocidad constante durante la subida de 80Km/h

Potencia consumida por la resistencia aerodinmica

CALCULO DE LA PENDIENTE SUPERABLE POR MARCHA PARA UNA POTENCIA DE 170HP@4300rpm

170HP = 172,4CV

La pendiente mxima que el vehiculo puede alcanzar es:

IV. CONCLUSIONES

La estabilidad de un vehculo no se rige simplemente a un sistema de suspensin o direccin, sino que tambin intervienen las resistencias que se provocan en el vehiculo y mientras menores sean estos coeficientes el automvil tendr una mejor maniobrabilidad.

Podemos decir adems que la fuerza de rozamiento que ejerce el vehiculo depende del peso del vehculo, coeficientes de resistencia y el tipo de carretera por las cuales va a transitar el vehiculo.

La pendiente mxima que el automvil pueda subir depende de la reduccin o multiplicacin adecuada que se ha seleccionado para la caja de velocidades a fin de no sobrecargar sin ser necesario al motor.

V. BIBLIOGRAFIAArpem. (s.f.). Obtenido de http://www.arpem.com/coches/coches/volkswagen/tiguan/modelos-07/volkswagen-tiguan-20-170-sport.htmlGarca, F. M. (s.f.). Clculo terico y prctico de los elementos y grupos del vehculo industrial y automvil.Milliken, W. F. (1995). Race Car Vehicle Dynamics. Estados Unidos: Fifth printing.

VI. TABLA DE ILUSTRACIONES

Ilustracin 1 Descomposicin del peso del vehiculo en dos fuerzas (Garca)2Ilustracin 2 Ancho del neumtico y dimetro del aro de la rueda. (Garca)2