104222188-Dinamica-Del-Vehiculo

DINAMICA DEL VEHICULO
UNIDAD 1

CAPITULO I:
Estudio de la dinámica de un vehículo
Resistencia que se oponen al avance de un
vehículo.
La definición del conjunto motriz (Tren de
fuerza) de un vehículo, para cumplir con unas
exigencias determinadas, requiere el cálculo
previo de las resistencias posibles que se le van
a oponer en su avance en cualquier situación.

La fuerza F del par, aplicada en el punto de contacto rueda-suelo, permite impulsar al
vehículo hacia delante.
W F.
V r
Potencia en rueda Fuerza Velocidad
W
r
W
m
Momento
del motor
W
tr
Pérdidas por
rozamientos e
inercias en la
transmisión

Las resistencias son cuatro, que pueden o no
coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por rodadura
Tiene su origen en la deformación del neumático y suelo.
R r
f
d
r
tg
Como se ha dicho, el valor de f no es constante ni independiente de la velocidad,
pues influye ésta, la temperatura, estado del suelo, tipo de neumático (radial,
etc.), radio del mismo y presión de inflado, pudiéndose de forma empírica
obtener f en función de aquellos.

Las resistencias son cuatro, que pueden o no
coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por rodadura
R r
Tiene su origen en la deformación del neumático y suelo.
kg Pt
R r
15
Tipo de suelo
Coeficiente de rodadura kg/t
Asfalto 12/17
Hormigón 15
Adoquinado 55
Tierra compacta 50
Tierra suelta 100
NOTA: La resistencia por rodadura es mayor que la debida al aire hasta una cierta
velocidad, siento a partir de ésta siempre menor. En vehículos industriales, esa
frontera está alrededor de los 80 km/h.

Las resistencias son cuatro, que pueden o no
coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por rodadura
Tiene su origen en la deformación del neumático y suelo.
Cuando el neumático rueda sobre la superficie: (se disipa energía).
• Deformación de la misma superficie. (depende de la dureza de la superficie).
• Deformación del neumático. (depende de la deformación de la zona de contacto,
y a las propiedades de amortiguación de la estructura).
Nota: esta disipación de energía mecánica se produce en forma de calor
ocasionando el calentamiento del neumático
La resistencia es afectada por diversos factores:
Factores intrínsecos: estructura de la cubierta, dimensiones de la cubierta, presión de
inflado.
Factores extrínsecos:
• Condiciones de funcionamiento: velocidad, carga temperatura, esfuerzos, ángulos de
dirección.
• Características de la superficie de la rodadura: dureza, rugosidad, contaminantes.
R r

Las resistencias son cuatro, que pueden o
no coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por pendiente
R p
Es la que se opone al avance del vehículo cuando éste sube una pendiente.
R p
P
sen
De forma habitual, la pendiente se
expresa; x metros de subida vertical
por cada 100 metros recorridos
horizontal:
R p
P
x
100

Las resistencias son cuatro, que pueden o
no coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por inercia
R j
R j
M
Está originada por un incremento de velocidad.
j
P
g
j
M Es la masa del vehículo.
j Es la aceleración que ha de adquirir.
V V
j
2 1
t
V 1 Velocidad inicial
V 2 Velocidad final
t Tiempo invertido para pasar de V 1 a V 2

Las resistencias son cuatro, que pueden o
no coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por el aire
De todas las resistencias, ésta es sin duda la más estudiada, no sólo por su importancia en
cuanto al consumo del vehículo, sino por lo relacionada que está con la estética del mismo.
Para el cálculo de la Ra se emplean fórmulas empíricas
obtenidas con la ayuda de ensayos en túneles. Intervienen:
carrocería, presión, temperatura, sección transversal máxima
de vehículo y fundamentalmente la velocidad.
R a

Las resistencias son cuatro, que pueden o
no coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por el aire
R a
R a
K
S
V
2
K
C
2g
= peso específico del aire en condiciones normales (en kg/m 3 )
C = constante
• 0,15 en turismos, con diseños
aerodinámicos óptimos, hasta 1,5 en
camiones.
• Normalmente y según diseño, se sitúa entre
0,25 y 0,7 en turismos y entre 1 y 1,5 en
camiones.

Las resistencias son cuatro, que pueden o
no coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por el aire
R a

Las resistencias son cuatro, que pueden o
no coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por el aire
R a

Las resistencias son cuatro, que pueden o
no coexistir al mismo tiempo.
Resistencia por el aire
R a
La superficie maestra S, se obtiene de forma aproximada, multiplicando el
ancho por el alto del vehículo, afectado por un coeficiente de 0,8.
S = 0,8 ∙ a ∙ h (m 2 )
V en m/s

Curva de utilización

• La Rr ha sido representada paralela al eje de abscisa y sin embargo
en la realidad tiene una ligera pendiente creciente con la velocidad.

Curva de potencia

Cálculo Aproximado de K y f
Los coeficientes K (Resistencia al aire) y f (Resistencia por rodadura), pueden
determinarse aproximadamente para un vehículo, haciendo dos pruebas, ambas sin la
intervención del motor (desembragado), en carretera llana, horizontal y sin viento.
K
S
4M
j j
2
V V
V
V
1
2
1
2
2
f
M
j
V
K S
M g
1
V
2
2
2

EJEMPLO 1
Aplicación a un vehículo industrial:
Peso del vehículo 20 t
Superficie maestra 8 m 2
Calcular:
K
f
C

EJEMPLO 1
Obtenidos f y K, puede calcularse la potencia consumida por las resistencias
respectivas (rodadura y aire) y como consecuencia de ello, la potencia
(aproximada) pérdida por rozamiento en la transmisión.
• Cálculo para 80 km/h y 100 km/h:
Por resistencias pasivas
• Considerar de forma general,
una pérdida máxima del orden
del 15% de la suministrada por
el motor
• Entre un 5% y un 10% (según
vehículos) a los elementos de la
transmisión que intervienen de
forma constante
• Un 5% a la intervención de cada
tren de engranajes de la caja de
cambios.

EJEMPLO 2
1º Calcular la potencia con la que hay que dotar a un vehículo de 20 t de PMA (peso
máximo autorizado), para que pueda alcanzar los 100 km/h al 80% de su potencia
máxima.
S
f
6 2
m
15kg/
t
C = 1por lo que

EJEMPLO 2
2º Averiguar; ¿Qué pendiente (x%) puede superar a 60 km/h, aportando el motor su
máxima potencia?
S
6 2
m
f 15kg/
t
C = 1por lo que

EJEMPLO 2
3º Calcular la aceleración con la que podría arrancar en la pendiente del 3,6%.
la fuerza restante hasta la máxima
de empuje, era para vencer la
resistencia al aire, ahora esa fuerza
es la que sirve para vencer la
resistencia por inercia. Se está
tratando un caso extremo, y sin
considerar otros problemas que
pudieran ocasionarse, como de
embrague, si es de disco.