Cap I Ingenieria Automotriz

8/17/2019 Cap I Ingenieria Automotriz

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José Galdos Gómez

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1.1: INTRODUCCIÓN

Las máquinas térmicas a vapor se empezaron a usar en 1769

descubierta por CUNIO, sin embargo en 1781 se consiguió

desplazamientos de hasta 8 Km/Hr. Ensayos realizados por

MURAK. Por los años 1883 DAIMLER perfecciono el ciclo

Otto que es el sistema utilizado por los motores que utilizan

como combustible la gasolina, producto del crakeo catalítico del

petróleo.

Automóvil se define a un vehículo que es capaz de

desplazarse en forma independiente utilizando un motor, que no

necesite rieles y tenga como mínimo 4 ruedas.

Las investigaciones sobre la utilización del automóvil es

conseguir los siguientes parámetros.

Velocidad máxima [Vmax]

Mínimo consumo de combustible [Gc]

Seguridad

Comodidad

Economía.


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Estos parámetros están vinculados con las siguientes

propiedades.

1.

Propiedades de tracción (relación del vehículo y el camino)

2.

Propiedades de frenado (espacio mínimo de derrape)

3. Propiedades de suavidad de marcha (vibración mínima)

4.

Propiedades de economía (costos mínimos de

mantenimiento)

5. Propiedades de capacidad de paso (calidad de los caminos)

2: CLASIFICACION DE LOS VEHICULOS

AUTOMOTRICES

Existen diversas formas de clasificación, sin embargo se

considera que las más utilizadas son:

Por la función que desempeña

Por el numero de ruedas

Combinación de las anteriores.

2.1 POR LA FUNCIÓN QUE DESEMPEÑA

Esta referida básicamente a la utilización de los vehículos en

nuestra vida diaria de acuerdo a lo siguiente.


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a. Vehículos de carga: se tiene en cuenta la cantidad de

toneladas que desplaza, de tal manera que se puede

establecer la siguiente clasificación:

1. Pequeña : camionetas Pick Up de 500 a 2000 Kg.

2. Mediana : camiones pequeños de 2500 a 6000 Kg

3. Grande : camiones de mas 6000 kg.

b. Vehículos de pasajeros: son aquellos que se utilizan

para el traslado de personas, de acuerda a la siguiente

sub clasificación.

1.

Por cilindrada (Vh). Se toma en cuenta el

desplazamiento total del motor según la siguiente

clasificación.

Micro cilindrada, todos los vehículos de menos de

800 cc.

Pequeña cilindrada, son los vehículos considerados

a partir de 800 cc hasta l500 cc (1,55 lt).].

Mediana cilindrada, vehículos de transporte de

pasajeros comprendidos entre los 1,5 lt, y 2,0 lt. Gran cilindrada, se encuentran en esta clasificación

todos los vehículos de transporte masivo de

pasajeros que tengan una cilindrada mayor a 2,0 lt.


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2. Por la capacidad de pasajeros, relacionada

directamente por la cantidad de pasajeros a llevar.

Según lo siguiente:

Autos ligeros, aquellos cuya capacidad no sea

mayor a 7.

Microbuses: denominados así aquellos vehículos

que transportan 15 pasajeros.

Omnibuses: vehículos mayores cuyas capacidadesvarían desde 30 hasta 150, clasificados a su vez.

Locales, según desarrolle sus actividades en una

localidad.

Interprovinciales, cuando se desplaza entre dos

ciudades o mas dentro del país.

Internacionales, aquellos vehículos que se

desplazan a los países vecinos y aledaños.

3. Por su longitud.

Autos ligeros, aquellos que tengan una longitud no

mayor de 5 metros.

Microbuses, vehículos de transporte de pasajeros yfurgonetas de una longitud no mayor a 7 metros

Omnibuses, considerados como transporte masivo

de pasajeros que varían desde los 8 metros hasta 12

metros de longitud.


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c. Vehículos especiales: son todos aquellos que brindan

un servicio especifico, y que por su naturaleza no se

encuentran en el mercado, ya que son fabricados a

pedido, estos son:

Vehículos para los bomberos.

Vehículos militares.

Maquinaría de construcción especializada (bomba de

concreto). Otros de servicio exclusivo, etc.

2.2: NUMERO DE RUEDAS.

Este tipo de clasificación toma en cuenta el número total de

ruedas y las que se emplean para tracción según la siguiente

formula.

AXB

Donde: A: Número de ruedas total

B: Numero de ruedas de tracción

Ejemplo: 4x2

4x4

6x4

6x6


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3. CARACTERISTICAS TECNICAS DEL

AUTOMOVIL

Todos los vehículos tienen características propias, que permiten

dar mayor o menor comodidad al usuario, dichas características

generalmente son transcritas en el documento de propiedad, sin

embargo hay algunas que no son consideradas pero que se

deben tomar en cuenta para su maniobrabilidad y su

mantenimiento.

1.

Peso seco se da en Kg o toneladas y esta referido al

vehículo sin combustible lubricantes u otros accesorios.

2. Peso Neto (PN) se da también en kilogramos o toneladas,

pero con todos sus accesorios, combustibles, lubricantes y

herramientas sin conductor.

3. Peso Bruto (PB) en kilogramos o toneladas es el PN además

de la carga máxima a transportar.

4.

Distribución del PB sobre los ejes, la distribución de carga

relacionada mas para vehículos pesados la cual debe estar

de acuerdo con las leyes para el transito en las carreteras y

su conservación, especialmente en aquellas que se

encuentran pavimentadas, considerando además la

capacidad portante de los puentes.


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5. Radio mínimo de giro (Rmin), esta relacionado con el

espacio mínimo en el cual un vehículo puede girar

totalmente en un círculo, depende del sistema de tracción

utilizado y las diferentes tipos de suspensión.

6. Potencia del motor [HP a RPM], es quizá la característica

mas importante en la actualidad por cuanto se relaciona

directamente con las condiciones de medio ambiente y

viene siendo utilizada en los controles que para este efecto

se dan en diferentes países.

7. Torque (Tmax) a RPM, esta característica esta relacionada

con la capacidad de carga que puede desplazar un vehículo,

se puede apreciar en las curvas del motor su relación con la

potencia máxima y la velocidad nominal de rotación.

8.

Consumo de combustible (KPG), (lt/100 Km), llamada

también consumo especifico de combustible, durante los

últimos años se le viene optimizando siendo con la potencia

nominal lo que determina su presencia en el mercado.

9.

Dimensiones básicas. [L, H, A, D, d, h, , ], cada uno de

los cuales se deben cumplir para garantizar las bondades

ofrecidas por los fabricantes.

10.

Tipo de combustible, en la actualidad no solamente se

emplean combustibles derivados del petróleo como son las

gasolinas y el diesel, sino también que se viene utilizando

combustibles llamados ecológicos como son el GLP y GN.


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4. REQUISITOS BASICOS DEL VEHICULOAUTOMOTRIZ

1.

Deben estar acondicionados para un buen

funcionamiento en las diferentes condiciones

geográficas (climáticas) del país.

En la costa considera el alto porcentaje de humedad,

por lo cual se debe recomendar utilizar elementos que

resistan la oxidación utilizando elementos de

protección como el embreamiento y/o pinturas

resistentes a la corrosión y la oxidación.

En la Sierra, el clima es predominantemente seco, hay

que pensar en la perdida de potencia que sufren los

motores, por lo cual se deben usar, compensadores de

altura, altímetros, turbocompresores y por otro lado

utilizar frenos adecuados y funcionales para dichas

condiciones.

En la Selva se tiene el problema de la costa y aun

humedad mayor aun.

2. El diseño del automóvil base debe tener perspectiva de

uso, esto quiere decir que se pueda modernizar

continuamente. (Es decir usar partes del mismo vehículo

en un periodo de 4 a 6 años, de tal manera que no se

recarguen los costos en el usuario).


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3. Necesidad de normalizar la producción de los

mecanismos del automóvil, estandarizando las piezas,

aceites, lubricantes, combustibles, etc.

Por ejemplo el combustible utilizado este en función de la

relación de compresión del vehículo NO = f().

Convencionalmente el consumo especifico de combustible

de un vehículo diesel es menor que el correspondiente a los

vehículos con motor a gasolina.También se puede asegurar que el peso específico de un

vehículo con motor diesel tiene un mayor peso especifico.

4.

Disminuir el uso de elementos deficitarios, tender al

uso de plásticos y elementos livianos.

5. Debe haber un mínimo de confortabilidad

Asimismo se pueda establecer porcentajes en los diferentes

rubros durante su vida útil.

Gastos de fabricación : 1,4%

Gasto diario : 15,7%

Entretenimiento : 29,7%

Reparación capital : 7,2%%

Reparación de mantenimiento : 46.0%

6. Correspondencia entre los parámetros del vehículo

(Características teóricas básicas) con la carretera.


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Asimismo el nivel de vibraciones son diferentes para vehículos

equipados con motor diesel y gasolina respectivamente, para lo

cual rigen el grado de vibraciones para los vehículos.

En la actualidad se tiene en cuenta las condiciones del medio

ambiente, cautelando la salud de los seres vivos por lo cual se

han establecido los Limites Máximos Permisibles LMP de

contaminantes en los sistemas de combustión aplicados en

diferentes países, particularmente en el Perú se viene aplicando

en Arequipa y Cusco y dichos niveles vigentes son, lo dispuesto

en el DS Nº047-2001-MTC.

5. VALORES DE LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES

I. LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA VEHÍCULOS EN

CIRCULACIÓN A NIVEL NACIONAL.TABLA.. I.. 1

VEHÍCULOS MAYORES A GASOLINA, GAS LICUADODE PETROLEO Y GAS NATURAL

(Livianos, medianos y pesados)Ano defabricación

CO % envolumen

HC(ppm)(1)

CO + CO2 (mínimo)(1)

Hasta 1995

1996 enadelante

4,5

3,5

600

400

10

10

(1) Para vehículos a gasolina: Únicamente para controles en carretera ovía publica, que se realicen a mas de 1800 m.s.n.m., se aceptaran lossiguientes valores, para hidrocarburos (HC): modelos hasta 1995;HC 6550 ppm y 8% CO + CO2 , modelos 1996 en adelante; HC 450

ppm y 8% CO + CO2 .


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TABLA I.. 2

VEHÍCULOS MAYORES A DIESEL(Livianos, medianos y pesados)Año de fabricación Opacidad: k(m-1)(2) Opacidad en %

Antes de 19951996 en adelante

3,42,8

7770

(2) Para vehículos a diesel: Únicamente para controles en carretera ovía publica, que se realicen a mas de 1000 m.s.n.m., se aceptarauna corrección por altura de 0,25 k(m-1) por cada 1000 m.s.n.m.adicionales, hasta un máximo de 0.75 k(m-1)

TABLA I . 3VEHÍCULOS MENORES CON MOTORES DE DOSTIEMPOS QUE USAN MEZCLA DE GASOLINA-

ACEITE COMO COMBUSTIBLEVolumen desplazamientonominal cc

CO % de volumen HC ppm

Mayores de 50 cc (3) 2,5 8000

TABLA I . 4VEHÍCULOS MENORES CON MOTORES DE CUATROTIEMPOS QUE USAN MEZCLA DE GASOLINA COMO

COMBUSTIBLEVolumen desplazamientonominal cc

CO % devolumen

HC ppm

Mayores de 50 cc (3) 4,5 600

TABLA I . 5VEHÍCULOS MENORES CON MOTORES DE CUATROTIEMPOS QUE USAN DIESEL COMO COMBUSTIBLEVolumen desplazamientonominal cc

Opacidad: k(m-1) Opacidad en %

Mayores de 50 cc (3) 2,1 60(3) Vehículos menores de 50 cc no requieren prueba de emisiones.


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II. LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARAVEHÍCULOS USADOS QUE SE INCORPOREN(IMPORTADOS) A NUESTRO PARQUE AUTOMOTOR.

TABLA I . 6

VEHÍCULOS A GASOLINA, GAS LICUADO DEPETROLEO Y GAS NATURAL

Año deaplicación

Co % devolumen

HC (ppm) CO + CO2 (minimo)

2001 (segundosemestre)

0,50 100 12

TABLA I . 7VEHÍCULOS A DIESEL

Año de aplicación Clase de motor Opacidad: k(m-1)2001 (segundosemestre

Sin turbo PBV <3,0 ton

1,6

2001 (segundosemestre Con turbo PBV


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6. CONSTITUCION DEL AUTOMOVIL

El automóvil moderno esta constituido por dos secciones,

conocidas como la carrocería y el chasis.

6.1: LA CARROCERÍA.

La carrocería le da al vehículo sus líneas y apariencia final,. Su

propósito final es dar comodidad y protección a sus pasajeros.

La sección de carrocería comprende el compartimento de los

pasajeros, cajuela, defensas, salpicaderas, radiador, cofre,

interiores, cristales y pinturas. Una grana variedad de estilos de

carrocerías como por Ejm. Dos puertas, cuatro puertas, sedan,

hardtop, convertibles, camionetas, camiones, ómnibuses yespeciales, existen para cada modelo de chasis. El interior de la

carrocería esta cubierto con variados tipos de materiales de

tapicería como tela, vinilo, cuero, vinilo o plástico y piel. Un

acojinamiento protector colocado debajo de la tapicería del

tablero, del techo y de los resortes de los asientos, aumenta la

comodidad y la seguridad de los pasajeros y del conductor.

Para los parabrisas y ventanillas de los vehículos es necesario

utilizar vidrios de seguridad. El vidrio de seguridad, cuando se

rompe, no se estrella en pequeñas astillas puntiagudas, al

contrario, tiene la tendencia a desmoronarse en pequeñas


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partículas rectangulares. Los parabrisas son extremadamente

fuertes cuando son golpeados desde fuera del vehículo, pero se

desmoronan cuando son golpeados desde el interior.

Varios mecanismos para la seguridad de los pasajeros son

incorporados en la construcción de las carrocerías:

a. Cinturones de seguridad.

b.

Bolsa de aire.

c. Tableros protectores.

d.

Columna de dirección articulada.

e.

Volante rebatible.

f. Manijas de puertas y ventanillas.

6.2: CHASIS:

El chasis es una unidad completa que puede ser conducida por

su propia fuerza, no incluye las partes de carrocería y se puede

dividir según el cuadro siguiente.


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AUTOMOVIL

CHASIS CARROCERIA

UNIDAD

MOVIL

MOTOR PROPULSION ELECTRICIDAD

Estructura

Suspensión

Frenos

Dirección

Ruedas y

llantas

Partes mecánicas

Combustible

Enfriamiento

Lubricación

Escape

Embrague

Transmisión

Propulsión

Diferencial

Eje posterior

Arranque

Batería

Carga

Ignición

Alumbrado

6.3: CONSTRUCCIÓN DE CARROCERÍA Y CHASIS

Hay dos métodos de construcción de carrocería y chasis; el de

carrocería y chasis separados y el método integral. El primero la

carrocería se une a la estructura del chasis por medio de pernos

que pasan entre la base de la carrocería y la parte superior de la

estructura. Para prevenir ruidos y rechinados, cojincillos de

materiales antivibrantes, como el hule, son colocados entre la

carrocería y la estructura, en donde se localizan los pernos.

En el método integral la carrocería y la estructura están

combinados, eliminando así los ruidos y rechinados.


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Medidas del chasis.

Para poder hacer comparaciones entre las diferentes

fabricaciones, así como los tamaños, movimiento y estabilidad,

se han establecido definidas áreas de medición.

Las medidas utilizadas son llamadas:

Base de rueda (wheel base). Es la medida entre el centro

de la rueda delantera y el centro de la rueda posterior del

mismo lado del automóvil. Las ruedas delanteras debenestar en posición recta. Los vehículos con base de rueda mas

larga tienen, generalmente movimientos mas confortables,

los de base de rueda mas corta son fácil de estacionar.

Pisada de rueda (wheel Tread). Es la medida entre el

centro de la rueda izquierda y el centro de la rueda derecha

ya sean delanteras o traseras. La pisada de rueda indica el

ancho del automóvil.

Claro de camino. Claro de camino es la distancia, entre la

parte mas baja del automóvil y el pavimento, determinadas

generalmente por el modelo de la carrocería.


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Fig. 1.1 Medidas del chasis


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