Tecnologia De Vehicles Terrestres: Automòbils Guia de l ... - UPC
Tecnologia De Vehicles Terrestres: Automòbils Guia de l ... - UPC
Tecnologia De Vehicles Terrestres: Automòbils Guia de l ... - UPC
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
<strong>Tecnologia</strong> <strong>De</strong> <strong>Vehicles</strong><br />
<strong>Terrestres</strong>: <strong>Automòbils</strong><br />
<strong>Guia</strong> <strong>de</strong> l’assignatura
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25085 <strong>Tecnologia</strong> <strong>de</strong> vehicles terrestres: automòbils. <strong>Guia</strong> <strong>de</strong> l’assignatura<br />
Aprovada en C.A.A <strong>de</strong> data 8/06/05 1<br />
Crèdits: 4,5 (2,7+1,8)<br />
Crèdits ECTS: 3,6<br />
Tipus<br />
Coordinador: ANGEL COMAS AMENGUAL (comas@ups.edu)<br />
Altres Professors: ALBERT PUIG KOWERDOWICZ (puig@mmt.upc.edu)<br />
<strong>De</strong>partament: Màquines i Motors Tèrmics (724)<br />
Presentació<br />
Coneixements previs<br />
Es requereixen coneixements <strong>de</strong> Motors Tèrmics Alternatius, Mecànica i Dinàmica, Mecànica <strong>de</strong><br />
Fluids. Coneixements fonamentals d’electrònica<br />
Camps professionals<br />
Assignatura tecnològica <strong>de</strong> caràcter energètic i mecànic relacionat amb la tecnologia <strong>de</strong>l medi<br />
ambient, on la temàtica està àmpliament implantada en la societat industrial actual.<br />
Relació amb altres assignatures<br />
Motors Tèrmics Alternatius, Cinemàtica i Dinàmica, Mecànica <strong>de</strong> fluids, Transmissió <strong>de</strong> calor,<br />
Resistència <strong>de</strong> materials entre d’altres.<br />
Objectius generals<br />
L’assignatura “automòbils” és una assignatura <strong>de</strong> síntesis <strong>de</strong>ls coneixements adquirits al llarg <strong>de</strong> la<br />
carrera i <strong>de</strong> caràcter multidisciplinar que permet entrellaçar diferents temes ja estudiats per l’alumne<br />
al llarg <strong>de</strong> la carrera. Per tant, pot i es pretén que sigui una excusa per exercitar a l’alumne amb els<br />
problemes que es trobarà en el món professional d’una forma agradable vista l’acceptació que troba<br />
el motor en la joventut, fonamentalment per la seva proporció eminentment pràctica.<br />
Com objectius inherents es pretén conèixer els diferents sistemes i components <strong>de</strong> l’automòbil.<br />
Optimitzar l’adaptació <strong>de</strong> la planta motriu a les condicions d’operació <strong>de</strong>l vehicle. Estudiar l’actuació<br />
<strong>de</strong> l’automòbil en circulació respecte a consums i emissions. Analitzar la dinàmica <strong>de</strong> l’automòbil i la<br />
resistència a l’avanç. Conèixer la importància <strong>de</strong> l’aerodinàmica <strong>de</strong>l vehicle i com avaluar la qualitat<br />
<strong>de</strong>l disseny. Conèixer els principis i la gestió <strong>de</strong>l frenat. Estudiar la direcció i la suspensió <strong>de</strong>l vehicle.<br />
Endinsar-se en el control i la gestió electrònica <strong>de</strong> l’automòbil. Conèixer la carrosseria i les reformes<br />
<strong>de</strong>ls vehicles automòbils. Normativa i marc legal <strong>de</strong> l’automòbil.<br />
Temari<br />
Mòdul 1. L’AUTOMÒBIL<br />
Tema 1 L’automòbil. Classificació. Estructura. (1 hores)<br />
Tema 2 La transmissió. Embragues. Caixa <strong>de</strong> canvis. Diferencials.
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25085 <strong>Tecnologia</strong> <strong>de</strong> vehicles terrestres: automòbils. <strong>Guia</strong> <strong>de</strong> l’assignatura<br />
Aprovada en C.A.A <strong>de</strong> data 8/06/05 2<br />
<strong>De</strong>scripció. Objectiu i Tipus (1 hores)<br />
Tema 3 Planta motora i grup <strong>de</strong> transmissió. Característiques <strong>de</strong>l grup<br />
propulsor. (1 hores)<br />
Tema 4 Les ro<strong>de</strong>s. Llantes i pneumàtics. Mo<strong>de</strong>ls <strong>de</strong> comportament dinàmic. (2 hores)<br />
Tema 5 Aerodinàmica <strong>de</strong> l’automòbil. (2 hores)<br />
Mòdul 2. CARACTERISTIQUES D’ACTUACIO I PARÀMETRES DE DISENY<br />
Tema 6 La caixa <strong>de</strong> canvis. Optimització <strong>de</strong> l’esglaonat per una <strong>de</strong>terminada<br />
aplicació. (2 hores)<br />
Tema 7 Paràmetres inercials i <strong>de</strong> disseny. Mèto<strong>de</strong>s d’obtenció (1 hores)<br />
Tema 8 Característiques d’actuació <strong>de</strong>l vehicle (2 hores)<br />
Tema 9 Estudi energètic en cicles urbans i <strong>de</strong> carreteres. Emissions <strong>de</strong><br />
contaminants HC,CO, NOx. (2 hores)<br />
Mòdul 3. MECANISMES FONAMENTALS DELS AUTOMÒBILS<br />
Tema 10 Teoria <strong>de</strong>l frenat . Frens i tipus (1 hores)<br />
Tema 11 Circuits <strong>de</strong> frens. (1hores)<br />
Tema 12 Materials i càlcul tèrmics <strong>de</strong> frens (1 hores)<br />
Tema 13 La direcció. Mecanismes <strong>de</strong> direcció. <strong>De</strong>scripció <strong>de</strong>ls elements <strong>de</strong> govern.<br />
Direcció assistida. <strong>De</strong>scripció <strong>de</strong> la geometria <strong>de</strong> la roda. (2 hores)<br />
Angles d’avanç, caiguda, convergència.<br />
Mòdul 4. DINAMICA DE L’AUTOMÒBIL<br />
Tema 14 La suspensió. Tipus <strong>de</strong> suspensions anteriors i posteriors. (1 hores)<br />
Tema 15 Càlcul <strong>de</strong> ressorts i esmorteïdors. (1 hores)<br />
Tema 16 Dinàmica longitudinal <strong>de</strong>l vehicle. (2 hores)<br />
Tema 17 Dinàmica lateral. Estabilitat direccional. Bolcat (2 hores)<br />
Tema 18 Dinàmica vertical. Confort (2 hores)<br />
Objectius específics <strong>de</strong>ls mòduls<br />
Mòdul 1<br />
En aquest primer mòdul s’aprofita per introduir les <strong>de</strong>finicions bàsiques, classificar els vehicles<br />
segons la seva categoria, <strong>de</strong>scriure l’estructura <strong>de</strong>l turisme i <strong>de</strong>l vehicle industrial. Seguidament<br />
es passa a estudiar les possibles plantes motores i els mecanismes <strong>de</strong> transmissió <strong>de</strong> força a la<br />
ro<strong>de</strong>s. Finalment s’introdueixen dos temes <strong>de</strong> gran importància comuna al vehicles: El pneumàtic<br />
on s’estudia i s’introdueixen alguns mo<strong>de</strong>ls que permetran analitzar el comportament dinàmic <strong>de</strong>l<br />
pneumàtic i la seva interacció amb la calçada, <strong>de</strong> gran utilitat en estudiar la dinàmica <strong>de</strong>l vehicle i<br />
l’aerodinàmica <strong>de</strong>l automòbil on s’expliquen els efectes que tenen <strong>de</strong>terminats dissenys <strong>de</strong> la<br />
carrosseria sobre la força resistent a l’avanç.<br />
Mòdul 2<br />
Introduir els paràmetres fonamentals <strong>de</strong>l vehicles i els mèto<strong>de</strong>s semi-empírics i experimentals per<br />
la seva <strong>de</strong>terminació (cotes <strong>de</strong>l c.d.g., moments d’inèrcia, etc.) necessaris pel repartiment <strong>de</strong><br />
càrregues i per l’estudi dinàmic <strong>de</strong>l vehicle. <strong>De</strong>terminacions experimentals <strong>de</strong> característiques <strong>de</strong>l<br />
vehicle. Banc <strong>de</strong> ro<strong>de</strong>ts per la <strong>de</strong>terminació <strong>de</strong> rendiment <strong>de</strong> la transmissió, pèrdues <strong>de</strong> rodada.<br />
Mèto<strong>de</strong>s experimentals per a la <strong>de</strong>terminació <strong>de</strong>l coeficient <strong>de</strong> penetració i <strong>de</strong> rodat. Mèto<strong>de</strong> <strong>de</strong> la<br />
pen<strong>de</strong>nt entre altres. Analitzar els consums energètics i l’emissió <strong>de</strong> gasos contaminats i la seva<br />
distribució en conceptes a fi d’extreure el potencial <strong>de</strong> millora.<br />
Mòdul 3
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25085 <strong>Tecnologia</strong> <strong>de</strong> vehicles terrestres: automòbils. <strong>Guia</strong> <strong>de</strong> l’assignatura<br />
Aprovada en C.A.A <strong>de</strong> data 8/06/05 3<br />
Aquest mòdul versa sobre la temàtica <strong>de</strong>l sistemes fonamentals emprats en els vehicles actuals:<br />
El guiat i el frenat. En primer lloc s’expliquen i analitzen els diferents mecanismes <strong>de</strong> direcció, la<br />
unió <strong>de</strong> la carrosseria amb les ro<strong>de</strong>s i la interacció amb la suspensió, direcció a les quatre ro<strong>de</strong>s.<br />
Mentre que en segon lloc s’explica tant el càlcul <strong>de</strong> frens <strong>de</strong> tambor com el <strong>de</strong> discs, el disseny<br />
<strong>de</strong>l pedal <strong>de</strong> fre, el circuits transmissors <strong>de</strong> la força, dispositius d’ajut al frenat, sistemes<br />
electrònics, d’acord a la normativa.<br />
Mòdul 4<br />
Prèvia introducció <strong>de</strong> les diferents suspensions, i un cop <strong>de</strong>scrits i analitzats el comportament<br />
<strong>de</strong>ls seus elements constitutius, s’aborda la dinàmica <strong>de</strong>l vehicle fent una divisió entre la<br />
dinàmica longitudinal, lateral i vertical <strong>de</strong>l vehicle. En la primera divisió s’analitza el<br />
comportament a la tracció i al frenat. En la segona divisió es centra en els aspectes <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>rrapatge “maniobrabilitat”, bolcat i comportament virador <strong>de</strong>l vehicle. Finalment en la tercera<br />
divisió s’estudia la resposta en front <strong>de</strong> les excitacions internes/externes al vehicle. Així mateix<br />
s’abor<strong>de</strong>n les qüestions que afecten al confort <strong>de</strong>ls passatgers i a la integritat <strong>de</strong> merca<strong>de</strong>ries<br />
Objectius <strong>de</strong> l’alumne<br />
Entre altres:<br />
• Saber analitzar l’impacte energètic <strong>de</strong> les diferents forces que actuen en el vehicle i plantejar<br />
la seva reducció. Escollir la planta motora òptima per a una <strong>de</strong>terminada aplicació.<br />
• Conèixer els diferents mèto<strong>de</strong>s utilitzats tan per a la <strong>de</strong>terminació <strong>de</strong>l paràmetres fonamentals<br />
<strong>de</strong>l vehicles com per la obtenció <strong>de</strong> les característiques d’actuació d’aquests i <strong>de</strong>ls seus<br />
elements constitutius.<br />
• Conèixer i estudiar els distints tipus <strong>de</strong> dispositius components i accessoris que constitueixen<br />
el vehicle.<br />
• Saber plantejar les equacions governants i elaborar els corresponents mo<strong>de</strong>ls <strong>de</strong><br />
comportament dinàmic <strong>de</strong>l vehicle davant les diverses excitacions que es po<strong>de</strong>n trobar.<br />
Metodologia <strong>de</strong> treball<br />
S’utilitza com a eina <strong>de</strong> comunicació, el mèto<strong>de</strong> expositiu en pissarra i per transparències, on<br />
s’exposen els continguts teòrics <strong>de</strong> l’assignatura i es resolen problemes relacionats en la temàtica<br />
explicada. Per una altra banda en les sessions <strong>de</strong> pràctiques s’aprofita la ocasió per plantejar<br />
qüestions i problemes entorn a les pràctiques proposa<strong>de</strong>s i relaciona<strong>de</strong>s amb els continguts teòrics <strong>de</strong><br />
l’assignatura que són resolts una part per l’alumne en la mateixa sessió <strong>de</strong> practiques i una altra fora<br />
d’ella, amb l’ajut <strong>de</strong>l professor.<br />
Sessions teoria, problemes<br />
Sessió presencial 1: Text<br />
Sessió presencial 2: Text<br />
NOTA:<br />
Pràctiques, laboratoris<br />
Pràctica 1: Coneixement <strong>de</strong>ls elements <strong>de</strong> l’automòbil. Maquetes: Automòbil, Caixa <strong>de</strong> canvis,<br />
Diferencial. Problema : Elecció <strong>de</strong> la cilindrada <strong>de</strong>l motor per unes <strong>de</strong>termina<strong>de</strong>s prestacions <strong>de</strong>l<br />
vehicle.<br />
Pràctica 2: Muntatge i <strong>de</strong>smuntatge d’una caixa <strong>de</strong> velocitats.
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25085 <strong>Tecnologia</strong> <strong>de</strong> vehicles terrestres: automòbils. <strong>Guia</strong> <strong>de</strong> l’assignatura<br />
Aprovada en C.A.A <strong>de</strong> data 8/06/05 4<br />
Pràctica 3: El fre <strong>de</strong> l’automòbil. Maqueta Frens, Circuit <strong>de</strong> frens. Sistemes ABS. Banc d’assaig <strong>de</strong><br />
frens.<br />
Pràctica 4: <strong>De</strong>terminació experimental <strong>de</strong> paràmetres inercials <strong>de</strong>ls vehicles.<br />
Pràctica 5: Banc <strong>de</strong> proves <strong>de</strong> suspensions i esmorteïdors.<br />
Pràctica 6: El mecanismes <strong>de</strong> la suspensió. Banc <strong>de</strong> medició <strong>de</strong> cotes <strong>de</strong> ro<strong>de</strong>s.<br />
Pràctica 7: Banc d’assaig <strong>de</strong> un servo - fre.<br />
Pràctica 8: Banc <strong>de</strong> 2 G.L. per l’anàlisi <strong>de</strong>l comportament dinàmic <strong>de</strong>l vehicle longitudinal i lateral.<br />
Pràctica 9: La direcció. Mecanismes.<br />
NOTA: Cada pràctica té una durada <strong>de</strong> dues hores i pensada per un nombre <strong>de</strong> cinc alumnes,<br />
realitzant-se tres pràctiques per sessió.<br />
Organització en mòduls i temps <strong>de</strong> <strong>de</strong>dicació <strong>de</strong> l’estudiant<br />
Mòdul<br />
Temps <strong>de</strong><br />
Classe<br />
Temps<br />
d’estudi<br />
Temps<br />
total<br />
Mòdul 1: L’AUTOMÒBIL 7T+4P hores 14 hores 25 hores<br />
Mòdul 2: CARACTERISTIQUES<br />
PARÀMETRES DE DISENY<br />
D’ACTUACIO I<br />
7T+4P hores 14 hores 25 hores<br />
Mòdul 3: MECANISMES<br />
AUTOMÒBILS<br />
FONAMENTALS DELS<br />
5T+6P hores 10 hores 21 hores<br />
Mòdul 4: DINAMICA DE L’AUTOMÒBIL 8T+4P hores 16 hores 28 hores<br />
Importància i dificultat <strong>de</strong>ls mòduls<br />
La importància <strong>de</strong>ls automòbils és clara en el sector <strong>de</strong>l transport, al ser un <strong>de</strong>ls artefactes més<br />
implantats en la societat actual. La dificultat resi<strong>de</strong>ix amb l‘alt nombre <strong>de</strong> disciplines que intervenen en<br />
l’assignatura (Motors, cinemàtica, dinàmica, resistència materials, aerodinàmica, transferència <strong>de</strong><br />
calor, hidràulica, pneumàtica, entre moltes altres) i el poc temps disponible per l’assignatura. Per una<br />
altra banda es necessita un continuat seguiment <strong>de</strong> la literatura tècnica per part <strong>de</strong>l professor al<br />
formar part l’automòbil d’una tecnologia molt dinàmica.<br />
Materials<br />
Bibliografia bàsica<br />
Parraga, J., Automoción 1. Ediciones <strong>de</strong>l Castillo, Madrid (1979)<br />
Gillespie,T.D., Fundamentals of vehicle dynamics. SAE Society of Automotive Engineers, Inc,<br />
Warrendale, PA. ISBN 1/56091/199/9. (1992).<br />
Ellis J. R. Vehicle Handlind, Dynamics<br />
Baston Donald "Car Suspension and Handling Ed. Pentech Press London. 2ªEdition. ISBN<br />
0/7273/0316/3. (1987)<br />
Wong J. Y " Theory of Ground <strong>Vehicles</strong>". Ed. Wiley
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25085 <strong>Tecnologia</strong> <strong>de</strong> vehicles terrestres: automòbils. <strong>Guia</strong> <strong>de</strong> l’assignatura<br />
Aprovada en C.A.A <strong>de</strong> data 8/06/05 5<br />
Wolf Heinrich Hucho "Aerodynamics of Road <strong>Vehicles</strong>” (From fluid mechanics to vehicle<br />
engeering), Edited by Wolf Heinrich Hucho, Butterworhs. London. (1998)<br />
Dixon J. C. “Tires, Suspension and Handling". 2º edicition. SAE ISBN 1/56091/831/4. (1996).<br />
Dixon J. C. “The SOC Absorber Handbook". 2º edicition. SAE (1999).<br />
Limpert Rudolf “Brake <strong>De</strong>sign and Safety". Ed. SAE. ISBN 1/56091/261/8. (1992).<br />
Milliken W.F. and Milliken D.L. “Race Car <strong>Vehicles</strong> Dynamics”. SAE. (1995).<br />
Bibliografia complementària<br />
Heisler, H., “Vehicle and Engine Technology”. Edwar Arnold Publishers-ELBS, London. (1985)<br />
Heinz Heisler "Advanced Vehicle Technology". ISBN- 0-7131-3660-X ed.British Library<br />
Cataloguing in Publication Data. (1989).<br />
Beermann, H. J. “The Analysis of Commercial Vehicle Structures”. Mechanical Engineering<br />
Publications Ltd. & Verlag TÜV Rheinland GmbH, London. (1989).<br />
Fitch, J. M., “Motor Truck Engineering Handbook”. James W. Fitch, Publ., Washington.( 1984).<br />
Hucho, W. H. E., “Aerodynamics of Road <strong>Vehicles</strong>”. Butterworths, London. (1986).<br />
Stone, R., “Motor Vehicle Economy”. Macmillan, London. (1989).<br />
Sanz Gonzales A. Tecnología <strong>de</strong> la automoción "mecánica y electricidad <strong>de</strong>l automóvil". E<strong>de</strong>be.<br />
(1981)<br />
José Font Mezquita y Juan F. Dols Ruiz "Tratado sobre automóviles". Tomo I Universidad<br />
Politécnica <strong>de</strong> Valencia. SPUPV/97. 471. (1997)<br />
José Font Mezquita y Juan F. Dols Ruiz"Tratado sobre automóviles". Tomo II. Universidad<br />
Politécnica <strong>de</strong> Valencia. SPUPV/97. 471(1997).<br />
SEAT Monografías <strong>de</strong> la automoción 3 Ruedas. SAT publicaciones.<br />
Neumáticos para el Transporte Pirelli Neumáticos S. A.<br />
Cascajosa Manuel “Ingeniería <strong>de</strong> vehículos Sistemas y cálculos” Ed. Tébar. (2000).<br />
Aparicio Izquierdo F. Vera Alvarez C. y Diaz Lopez V. “Teoría <strong>de</strong> los Vehículos Automóviles”. S.<br />
P. E. T. S. I. I. Madrid. (1995)<br />
Avaluació<br />
Text<br />
A f = 0,35A1p + 0,50Aef + 0,15Aep<br />
Af : Nota final<br />
A1p : Nota 1r parcial
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25085 <strong>Tecnologia</strong> <strong>de</strong> vehicles terrestres: automòbils. <strong>Guia</strong> <strong>de</strong> l’assignatura<br />
Aprovada en C.A.A <strong>de</strong> data 8/06/05 6<br />
Aef : Nota examen final<br />
Aep : Nota exercicis pràctics