PROPIEDADES DINAMICO – TRACCIONALES Y ECONOMIA DE COMBUSTIBLE DE LOS

AUTOMOVILES CON TRANSMISION HIDRODINAMICA.

La aplicación de las transmisiones automáticas en los vehículos livianos (automóviles livianos) está condicionado por las altas velocidades de marcha y por la tendencia a elevar la comodidad de dirección del automóvil (la comodidad de manejo de la dirección del automóvil).

CARACTERISTICAS DE ENTRADA DE LAS TRANSMISIONES HIDRODINAMICAS (TRANSMISIONES HIDRAULICAS)

Las propiedades cinemáticas se caracterizan por la relación de transmisión de la turbobomba , Donde: - velocidad angular de la turbina; - es la frecuencia rotacional de la turbina; - es la velocidad angular de la bomba; - frecuencia rotacional de la bomba. - relación de transmisión de la turbobomba.

Además, las propiedades cinemáticas pueden ser caracterizadas por el deslizamiento (resbalamiento) porcentual (en %): 

Las propiedades energéticas (CONVERTIDORAS TRANSFORMADORAS) se caracterizan mediante EL COEFICIENTE DE TRANSMISION de la turbobomba = relación del TORQUE en el eje de la turbina al torque en el eje de la bomba.

En los embragues (acoplamientos) hidrodinámicos = y y los CONVERTIDORES hidráulicos con reactor fijado, el coeficiente de transformación puede ser mayor o menor de la UNIDAD. Para las transmisiones hidráulicas de aplicación vehicular, en la gama de operación frecuentemente

LA TRANSMISION FINALIDAD: Sirve para transmitir el momento torsional del motor a las ruedas motrices del tractor y transformarlo en dependencia de las resistencias externas que se oponen al movimiento y el proceso tecnológico que se efectúa.

En los CONVERTIDORES transformadores complejos (el reactor está instalado en el embrague de carrera libre) ≥ 1. Cuando = 1tal hidrotransformador pasa al régimen de embrague hidrodinámico.Las propiedades energéticas de las transmisiones hidráulicas se caracterizan por su rendimiento, el cual se define del siguiente modo: 

Donde: - es la relación de transmisión de la turbobomba (transmisión hidráulica) - es el coeficiente de transformación de la turbobomba (transmisión hidráulica)Para los embragues hidráulicos , por eso = .

El grafico de la dependencia de y de en función de se denomina CARACTERISTICA DE ENTRADA (ADIMENSIONAL) DE LAS TRANSMISIONES HIDRAULICAS.

Para los embragues hidráulicos la dependencia está representada por la recta 1 (Fig. 2.a) paralela al eje de las abscisas y la dependencia por la recta 2 que pasa a través del inicio del sistema de coordenadas formando un ángulo de 45° con respecto a los ejes del sistema de coordenadas ().

Los valores máximos de y del embrague hidráulico son tanto mayores cuanto menor es la carga en el eje de la turbina. Comúnmente los parámetros del embrague hidráulico se selecciona de tal forma que en la transmisión de la potencia máxima del motor (el deslizamiento s = 2,5…3%).Con cargas parciales el deslizamiento es algo menor y el rendimiento es cercano a la unidad.En los CONVERTIDORES transformadores hidráulicos la dependencia es cercana a la PARABOLICA y en los COMPLEJOS es cercana a una línea recta (Fig. 2.b)Las propiedades de transformación del CONVERTIDOR transformador hidráulico se asume caracterizarlo con el COEFICIENTE MAXIMO DE TRANSFORMACION , correspondiente a la TURBINA INMOVIL (coeficiente “STOP” de la transformación). En las transmisiones de los automóviles livianos comúnmente se emplean los transformadores hidráulicos que tienen y en los camiones y remolcadores .La dependencia esta expresada por la curva 4 cercana a la función cubica y para los transformadores hidráulicos complejos se acercan a las parabólicas de segundo grado.En los transformadores hidráulicos automotrices , y correspondiente a comúnmente se elige .Con el aumento de el valor máximo del rendimiento se reduce algo y la relación de transmisión correspondiente a disminuye.

EL TRABAJO SIMULTÁNEO DEL MOTOR CON LA TRANSMISION HIDRAULICA

El torque (en N.m) necesario para la rotación de la bomba:

Donde: - coeficiente de bomba;- densidad del fluido operante en ;- diámetro activo del transformador hidráulico, es decir, la medida máxima de su cavidad de trabajo, en motor [m]

En unos transformadores hidráulicos y depende solamente de los parámetros constructivos del transformador hidráulico, y en otros depende también de .

La dependencia se traza en la característica (adimensional) de entrada (Fig. 2. b). Cuando = cte. el transformador hidráulico recibe el nombre de TRANSFORMADOR HIDRAULICO NO TRANSPARENTE y cuando recibe el nombre de TRANSFORMADOR HIDRAULICO TRANSPARENTE

El grado de TRANSPARENCIA se determina con el coeficiente de TRANSPARENCIA T. si disminuye con el aumento de (TRANSPARENCIA DIRECTA), entonces:

Donde: - denominado coeficiente de bomba cuando ; – cuando ;Si crece con el aumento de (TRANSPARENCIA INVERSA), entonces

Si tiene un valor máximo cuando y un menor valor correspondiente a (TRANSPARENCIA MIXTA),. Los transformadores hidráulicos con transparencia inversa en las transmisiones automotrices prácticamente no se emplean

CALCULO DE LA FUERZA DE TRACCION DEL AUTOMOVIL CON TRANSFORMADOR HIDRAULICO EN MARCHA ESTABILIZADA.

Cuando la transmisión está equipada con un transformador hidráulico, para el cálculo de la fuerza de tracción no se puede emplear la metodología aplicada para el cálculo de una transmisión mecánica, ya que la transmisión hidráulica no proporciona una dependencia univoca entre la frecuencia rotacional del cigüeñal y de la turbina rígidamente vinculada con las ruedas motricesPor eso, para el cálculo de cuando está montado un transformador hidráulico puede ser propuesta la siguiente metodología:

1° Se dan diferentes valores de después, de acuerdo al grafico (Fig. 3. b), para cada se determina la frecuencia como abscisa del punto de intersección de la curva para el valor asumido de , con la curva o y el momento o (son las ordenadas de estos puntos); para el transformador hidráulico transparente, los parámetros y son diferentes para distintos

2° Para las seleccionadas se encuentran las velocidades (donde - es la relación de transmisión de las transmisiones mecánicas ubicadas entre la turbina y las ruedas motrices)3° De acuerdo a la característica de entrada de transformador hidráulico para aquellos valores de se encuentra el coeficiente , luego la fuerza empleando la formula:

Donde: – es el rendimiento de las transmisiones mecánicas, ubicadas entre la turbina y las ruedas motrices.

Fig. 4. Característica traccional del automóvil con transmisión hidráulica.VVmax

PTmaxPT

Obteniendo los valores PT para cada una de las velocidades de marcha que corresponde a los asumidos Ut.h se construye el grafico PT=f(v), Fig. 4.

Con la instalación de un transformador hidráulico, el automóvil adquiere la propiedad de adaptarse automáticamente a la variación de las resistencias externas en intervalos comparativamente ampliosCARACTERÍSTICA DINÁMICA Y LOS PARAMETROS SE SUSCEPTIBILIDAD AL AUMENTO RÁPIDO DE VELOCIDADES DEL VEHÍCULO CON TRANSMISIÓN HIDRAÚLICA

Para la determinación del coeficiente no se puede emplear la expresión:

 Donde:   - es el momento sumativo de inercia de las ruedas.Deducida para la transmisión mecánica, ya que debido a la ausencia de una relación rígida entre las ruedas motrices y las piezas giratorias del motor conjuntamente con la rueda de la bomba, la aceleración angular de los últimos no es proporcional a la aceleración j del automóvil. Sin embargo, empleando el método aplicado al automóvil con transmisión mecánica, se puede encontrar el coeficiente del automóvil con transmisión hidráulica:

Exactamente determinar es muy difícil. En los cálculos aproximados de los parámetros de la sensibilidad del automóvil con transmisión hidráulica se desprecian los procesos que tiene lugar antes del inicio de la salida del reposo y de la aceleración no regulada. Se considera que el transformador hidráulico NO TRANSPARENTE, la frecuencia de giro de la bomba, en el proceso de aceleración NO VARIA y consiguientemente () = 0. Para los transformadores hidráulicos TRANSPARENTES aproximadamente se puede tomar ( cuando 1,5 > T > 1,2; 0,6 cuando 2,5 >T 1,5; 09 para los EMBRAGUES HIDRAULICOS.Con tales suposiciones, el método de determinación de j, y s de los automóviles con TRANSMISION HIDRAULICA es análogo al descrito anteriormente para los automóviles con transmisión mecánica.

METODO DE CÁLCULO DEL CONSUMO DE COMBUSTIBLE DEL AUTOMOVIL CON TRANSMISION HIDRAULICA.

La presencia de PERDIDAS ADICIONALES en la transmisión hidráulica y la ausencia de una rígida relación cinemática entre las frecuencias de giro del cigüeñal y las ruedas motrices crean alguna especialidad en el método de cálculo del consumo de combustible.Con la consideración de las pérdidas de potencia en el transformador hidráulico, la ecuación del consumo de combustible se puede expresar del siguiente modo:

El consumo específico depende de la frecuencia de giro del cigüeñal. En los automóviles con transmisiones hidráulica.

y

Para la determinación de colocamos en la ecuación (3) en vez de sus valores a partir de la formula (2), y considerando que:

después de agrupar (en la parte izquierda de la igualdad podemos obtener lo siguiente:Es decir:Según la ec. (3): la ec. (2): Introduciendo (2) en (3):

 Introduciendo (5.a) en (5.b):

Para la determinación de , de acuerdo a las condiciones dadas de marcha se construye el grafico de ayuda ver Fig. 7. a.Por esto, dando diferentes , de acuerdo a la característica de entrada se encuentran y .

Para el cálculo del consumo de combustible, bajo condiciones dadas de marcha, de acuerdo a la ecuación de la fuerza traccional, se determina y colocando su valor en la ecuación (6), conocidos , , y se encuentra el valor de . Empleando el grafico de ayuda se determina el correspondiente valor de .

Conociendo , de acuerdo a la ecuación (5) se encuentra la frecuencia y de acuerdo a la característica de entrada .

Es necesario para la determinación del coeficiente que integra la ecuación (6. b), el valor de , mediante la formula

Donde: – es la potencia según la característica externa correspondiente a la frecuencia n, determinado con ayuda de la formula (5) para una velocidad V dada.

El consumo específico se determina de semejante modo como el automóvil con transmisión mecánica.