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Contenido
I. Introducción ................................................................................................. 3
1.1. Antecedentes histórico-técnicos. ........................................................... 3
CHEVROLET CORVETTE COUPE ............................................................ 3
1.2. Propósito general del proyecto .............................................................. 5
1.3. Descripción de la realidad problemática ................................................ 5
1.4. Justificación e importancia .................................................................... 5
II. Desarrollo de Contenidos ............................................................................ 6
2.1. Especificaciones técnicas ........................................................................ 6
2.1.1. Automóvil: Chevrolet Corvette Coupe .............................................. 6
2.2. Cálculo del radio de rodadura ................................................................ 10
2.3. Elaboración de las curvas características externas de velocidad del
motor............................................................................................................. 11
2.3.1. Determinación de la potencia efectiva del motor ............................. 12
2.3.2. Determinación del torque efectivo del motor ................................... 12
2.4. Comprobación de la relación de transmisión principal. .......................... 14
2.5. Determinación de UcvI ........................................................................... 15
2.6. Velocidades del vehículo en las distintas marchas ................................ 18
2.6.1. El cronograma de cambio de velocidades ....................................... 19
2.6.2. El cronograma de cambio de velocidades basado en las relaciones
de transmisión y fuerza de tracción bruta .................................................. 21
2.7. La capacidad del automóvil de vencer máximas pendientes en cada una
de sus marchas ............................................................................................ 30
2.8. La característica universal del automóvil ............................................... 32
2.9. Calculo de las resistencias que se oponen a la marcha de avance del
automóvil. ..................................................................................................... 44
2.10. Calculo de las aceleraciones del automóvil ......................................... 51
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2.11. Construcción de las curvas características de consumo de combustible
en carretera .................................................................................................. 59
Bibliografía ....................................................................................................... 64
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I. Introducción
1.1. Antecedentes histórico-técnicos.
Ante la creciente demanda de autos Chevrolet en el mercado peruano y al
saber tan poco de sus aspectos técnicos, nos vemos en la necesidad de
elaborar un proyecto inicial, para dar a conocer la performance de estos
automóviles en la ciudad de Trujillo.
Chevrolet es una marca de automóviles con sede en Estados Unidos
perteneciente al grupo General Motors. Nació de la alianza de Louis Chevrolet
y William Crapo Durant el 3 de noviembre de 1911, en los Estados Unidos,
fabricando primeramente automóviles robustos y más tarde modelos de bajo
costo. Actualmente, Chevrolet incrementó su participación en el mercado mundial a
partir de la implementación del nuevo concepto de diseño global llamado GPix,
o Global Pix, con el cual comenzó a presentar sus primeros vehículos
denominados "globales", los cuales comenzaron a ser vendidos en Asia,
Europa y Sudamérica a la par de los Estados Unidos. El primer vehículo
presentado con esta característica fue el Chevrolet Aveo, presentado en el
mercado de China. Más tarde, comenzaron a sucederse nuevaspresentaciones, teniendo como protagonistas a los modelos Chevrolet Cruze,
Chevrolet Impala y Chevrolet Captiva, quienes compartían rasgos de diseño
con el Aveo. Esta política, además de renovar la cara de Chevrolet en el
mundo, reafirmó su posición en diferentes mercados, donde la marca utilizaba
modelos de otras marcas propiedad de General Motors para venderlos bajo la
marca Chevrolet. Otro proyecto generado por esta nueva corriente de diseño,
es el denominado "Proyecto Viva" desarrollado en el Mercosur y del cual fueron
concebidos los modelos Chevrolet Agile, Chevrolet Montana y la nueva
generación del Chevrolet Cobalt, presentado el 16 de junio de 2011 en el Salón
del Automóvil de Buenos Aires.
CHEVROLET CORVETTE COUPE
El Corvette llegó para revolucionar el concepto del auto compacto. Más
seguridad, más estilo, más rendimiento de combustible. Es el primer auto en su
clase con 10 bolsas de aire estándar, da más espacio de carga, más
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tecnología, más conectividad y, con el coupe, más millas por galón. Las 41
MPG que ofrece es lo mejor que encontrarás en un auto con motor a gasolina
en Perú.
El diseño del motor disponible de 6.2 L combina eficiencia con alto desempeño.
Genera 430 HP con 424 lb-ft de torque para un arranque decidido.
Con un increíble rendimiento de 52 MPG en carretera, avanzada aerodinámica
y motor de 1.8L, el Coupe tiene mejor rendimiento de combustible en carretera
que el Ford Focus 2012 sedán, el Hyundai Elantra 2012, el Honda Civic 2012 y
el Toyota Corolla 2012, todo sin perder desempeño, cumple con altos
estándares de eficiencia.
Figura 1. Motor 6.2 L V-8 LS3
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1.2. Propósito general del proyecto
Realizar un análisis de las propiedades dinámico traccionales de la unidad
vehicular Chevrolet Corvette Coupe, utilizando los conocimientos adquiridos en
el curso Ingeniería Automotriz.
1.3. Descripción de la realidad problemática
La mayoría de personas que adquiere un vehículo, tiene el problema de no
conocer como es el funcionamiento y bajo qué condiciones utilizarlo, es por eso
que planteamos el problema de la siguiente manera:
¿Es posible encontrar las propiedades dinámico-traccionales, parámetros y
condiciones límites de funcionamiento, conociendo los parámetros de diseño
del vehículo?
1.4. Justificación e importancia
Se decidió realizar este proyecto a manera de reforzar los conocimientos
aprendidos durante el semestre y entrenarnos en la realización de la
evaluación de un automóvil, que nos servirá en nuestra vida profesional.
Es importante resaltar que el proyecto tienes fines de informar de manera
básica a los usuarios de este tipo de automóvil, de las características dinámico – traccionales que se desarrollaran en la ciudad de Trujillo.
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II. Desarrollo de Contenidos
2.1. Especificaciones técnicas
2.1.1. Automóvil: Chevrolet Corvette Coupe
a) Motor
Modelo 6.2L V-8 LS3
Potencia (hp / kW @ rpm) 430 / 321 @ 5900
Par motor máximo (lb-ft / Nm @ rpm) 424 / 575 @ 4600
Tipo de inyección de combustible Inyectores secuenciales de combustible
multipunto con control electrónico de
aceleración
Velocidad máxima del motor (rpm): 6500
Material del bloque/culata Fundición de aluminio / Fundición dealuminio
Nº de Cilindros V - 8
Válvulas 2 válvulas por cilindro
Diámetro & Carrera (mm / in.) 103.5 x 92 / 4.06 x 3.62
Cilindrada (cc / cu. in.) 6162 / 376
Distribución DOHC
Combustible Gasolina regular
Relación de compresión 10.7:1
Situación del motor Frontal
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b) Consumo estimado de combustible
Consumo estimado de combustible 6.2L V-8 LS3
L / 100 km (ciudad / carretera /
combinado)
12.9 / 7.7 / 10.6
Mi. / imp. gal. (ciudad / carretera /
combinado)
22 / 37 / 27
c) Transmisión
Transmisión MV6 manual de 6 velocidades
Tipo De 6 velocidades transversales, de
doble sobremarcha, caja de cambios
totalmente sincronizada,
Relación de engranajes (: 1)
Primera 2.66
Segunda 1.78
Tercera 1.3
Cuarta 1
Quinta 0.74
Sexta 0.5
Retroceso 2.9
Transmisión Principal 3.42
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d) Frenos
Tipo Discos en la 4 llantas con ABS
Diámetro del rotor del freno -
delantero (mm / pulg):
325 / 12.8
Diámetro del rotor del freno -
trasero (mm / pulg):
305 / 12.0
e) Ruedas y neumáticos
Tamaño y tipo de ruedas:Delantero: 18x8.5 pulg.
Trasero: 19x10 pulg.
Neumáticos
Delantero:
245/40ZR18 Goodyear Eagle F1
Trasero:
285/35ZR19 Goodyear Eagle F1
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f) Dimensiones exteriores
Distancia entre ejes (mm / pulg) 2685 / 105.7
Longitud total (mm / pulg) 4435 / 174.8
Ancho total (mm / pulg) 1844 / 72.6
Altura total (mm / pulg) 1245 / 49.0
Tracción (mm / pulg)delantero: 1577 / 62.1
trasero: 1542 / 60.7
Peso en vacío, estimado (kg / lb) 1455 / 3208
g) Dimensiones interiores
Espacio para la cabeza (mm / pulg) 963 / 37.9
Espacio para las piernas (mm / pulg) 1095 / 43.1
Espacio para los hombros (mm / pulg) 1403 / 55.2
Espacio para las caderas (mm / pulg) 1361 / 53.6
h) Capacidad
Número de asientos 2
Volumen de carga (L / cu ft.): 634 / 22.4
Depósito de gasolina: (L / imp gal.). 68 / 15.0
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2.2. Cálculo del radio de rodadura
De catálogo del automóvil tenemos:
Diámetro de llanta:
Radio sin carga:
El coeficiente de carga estática para autos livianos y neumáticos radiales dado
en clase es:
Radio con carga estática:
Cascajosa (2007), indica que el radio dinámico del neumático es un 5% - 10%
menor que el radio estático.
Se asumirá en el resto de cálculos que el radio dinámico es igual al radio de
rodadura.
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2.3. Elaboración de las curvas características externas de velocidad del
motor.
Datos del motor:
Torque a la potencia máxima:
Reserva torque motor:
(
)
Coeficientes de la ecuación de leyderman para motor sin limitador de
frecuencia de giro:
Rango de velocidades del giro del motor:
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2.3.1. Determinación de la potencia efectiva del motor
La ecuación de leyderman para la potencia:
() (
) () []
2.3.2. Determinación del torque efectivo del motor
La ecuación de leyderman para el torque:
() (
) [ ]
Tabla 1. Potencia y Torque del motor a diferentes velocidades de giro del motor.
ne
(rpm)
Ne
(kW)
Me
(N.m)
2000 69.3 330.9
2200 84.4 366.4
2400 100.3 399.2
2600 116.8 429.2
2800 133.8 456.4
3000 151.0 480.7
3200 168.3 502.3
3400 185.5 521.1
3600 202.4 537.0
3800 218.9 550.2
4000 234.8 560.6
4200 249.9 568.2
4400 264.0 573.0
4600 276.9 574.9
4800 288.6 574.1
5000 298.7 570.5
5200 307.1 564.1
5400 313.7 554.9
5600 318.3 542.9
5800 320.7 528.0
5900 321.0 519.6
6100 319.7 500.6
6300 315.8 478.8
6500 309.1 454.1
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2.4. Comprobación de la relación de transmisión principal.
La relación de trasmisión del puente motriz la calculamos con la siguiente
ecuación:
El vehículo no tiene relación de trasmisión de caja auxiliar asumimos:
Ahora también de especificaciones técnicas, escogemos la relación detrasmisión de la caja de velocidad en la última marcha, ya que ahí se
desarrollara la máxima velocidad, entonces:
Sabemos que:
Remplazando:
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2.5. Determinación de UcvI
De datos técnicos del automóvil:
El valor de Dmáx lo asumimos de la siguiente tabla brindada en clase:
Automóviles
Indicadores
[]
[] 1era
marcha
Marcha
en
Directa
Marcha en
directa
Livianos
De pequeñacilindrada
25-40 25-30 8-10 3-9 90-150
De mediana y alta
cilindrada
55-130 35-50 12-18 3-9 130-200
En primer lugar calculamos la siguiente relación:
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El automóvil es liviano de alta cilindrada por lo que asumimos lo siguiente
(interpolando):
Luego reemplazamos en la ecuación:
Calculo de :
Ahora calculamos el resto de transmisiones de la caja de velocidad:
La segunda marcha:
La tercera marcha:
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La quinta marcha:
La sexta marcha:
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2.6. Velocidades del vehículo en las distintas marchas
Las relaciones de transmisión según catalogo son:
Las velocidades en cada marcha se calculan de la siguiente manera.
En primera marcha:
[]
En segunda marcha:
[] En tercera marcha:
[]
En cuarta marcha:
[]
En quinta marcha:
[]
En sexta marcha:
[]
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Tabla 2. Velocidades del automóvil en las distintas marchas.
ne (rpm) VI (km/h)VII
(km/h)
VIII
(km/h)
VIV
(km/h)
VV
(km/h)
VVI
(km/h)
2000 24 37 50 65 87 129
2200 27 40 55 71 96 142
2400 29 44 60 78 105 155
2600 32 48 65 84 114 168
2800 34 51 70 91 122 181
3000 36 55 75 97 131 194
3200 39 59 80 104 140 207
3400 41 62 85 110 149 220
3600 44 66 90 116 157 233
3800 46 70 95 123 166 246
4000 49 74 100 129 175 259
4200 51 77 105 136 184 272
4400 54 81 109 142 192 285
4600 56 85 114 149 201 298
4800 58 88 119 155 210 311
5000 61 92 124 162 219 324
5200 63 96 129 168 227 336
5400 66 99 134 175 236 349
5600 68 103 139 181 245 362
5800 71 107 144 188 254 375
5900 72 108 147 191 258 382
2.6.1. El cronograma de cambio de velocidades
Con los datos de la tabla n2 se grafican las velocidades en función de la
velocidad de giro del motor, para las distintas marchas.
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2.6.2. El cronograma de cambio de velocidades basado en las relaciones de
transmisión y fuerza de tracción bruta
Si mantenemos constante la velocidad de giro del motor, obtendremos distintas
velocidades del automóvil en función de la relación de transmisión de la caja
de velocidades.
Así tenemos para la velocidad de giro a máxima potencia:
[]
Para la velocidad de giro a la mínima revolución.
[]
Tabla 3. Velocidades del automóvil a rpm constante y en función de la relación de transmisión.
UcvVnN
Km/hr
Vnmin
Km/hr
0.5 381 129
0.74 258 87
1 191 65
1.3 147 50
1.78 107 36
2.66 72 24
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Según Chudakov (1977), el rendimiento traccional varía entre 0.85 - 0.90,
entonces asumimos:
La fuerza de tracción bruta:
Luego para cada marcha:
Primera marcha
Tabla 4. Fuerza de tracción en la primera marcha.
ne
(rpm)
Me
(N.m)
VI
(km/h)
PTI
(N)
2000 330.9 24 8820
2200 366.4 27 9769
2400 399.2 29 10642
2600 429.2 32 11441
2800 456.4 34 12165
3000 480.7 36 12815
3200 502.3 39 13390
3400 521.1 41 13891
3600 537.0 44 14317
3800 550.2 46 14668
4000 560.6 49 14945
4200 568.2 51 15147
4400 573.0 54 15274
4600 574.9 56 15327
4800 574.1 58 15305
5000 570.5 61 15209
5200 564.1 63 15037
5400 554.9 66 14792
5600 542.9 68 14472
5800 528.0 71 14077
5900 519.6 72 13851
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Segunda marcha
Tabla 5. Fuerza de tracción en la segunda marcha
ne
(rpm)
Me
(N.m)
VII
(km/h)
PTII
(N)
2000 330.9 37 5836
2200 366.4 40 6463
2400 399.2 44 7041
2600 429.2 48 7570
2800 456.4 51 8049
3000 480.7 55 8479
3200 502.3 59 8860
3400 521.1 62 9191
3600 537.0 66 9473
3800 550.2 70 9705
4000 560.6 74 9888
4200 568.2 77 10022
4400 573.0 81 10106
4600 574.9 85 10141
4800 574.1 88 10127
5000 570.5 92 10063
5200 564.1 96 9950
5400 554.9 99 9787
5600 542.9 103 9575
5800 528.0 107 9314
5900 519.6 108 9165
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Tercera marcha
Tabla 6. Fuerza de tracción en la tercera marcha
Ne(rpm)
Me(N.m)
VIII (km/h)
PTIII (N)
2000 330.9 50 4311
2200 366.4 55 4774
2400 399.2 60 5201
2600 429.2 65 5592
2800 456.4 70 5946
3000 480.7 75 6263
3200 502.3 80 6544
3400 521.1 85 6789
3600 537.0 90 6997
3800 550.2 95 7169
4000 560.6 100 7304
4200 568.2 105 7402
4400 573.0 109 7465
4600 574.9 114 7491
4800 574.1 119 7480
5000 570.5 124 7433
5200 564.1 129 7349
5400 554.9 134 7229
5600 542.9 139 7073
5800 528.0 144 6880
5900 519.6 147 6769
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Cuarta marcha
Tabla 7. Fuerza de tracción en la cuarta marcha
ne(rpm)
Me(N.m)
VIV (km/h)
PTIV (N)
2000 330.9 65 3316
2200 366.4 71 3672
2400 399.2 78 4001
2600 429.2 84 4301
2800 456.4 91 4573
3000 480.7 97 4818
3200 502.3 104 5034
3400 521.1 110 5222
3600 537.0 116 5382
3800 550.2 123 5514
4000 560.6 129 5618
4200 568.2 136 5694
4400 573.0 142 5742
4600 574.9 149 5762
4800 574.1 155 5754
5000 570.5 162 5717
5200 564.1 168 5653
5400 554.9 175 5561
5600 542.9 181 5440
5800 528.0 188 5292
5900 519.6 191 5207
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Quinta marcha
Tabla 8. Fuerza de tracción en la quinta marcha
ne
(rpm)
Me
(N.m)
VV
(km/h)
PTV
(N)
2000 330.9 87 2454
2200 366.4 96 2718
2400 399.2 105 2961
2600 429.2 114 3183
2800 456.4 122 3384
3000 480.7 131 3565
3200 502.3 140 3725
3400 521.1 149 3864
3600 537.0 157 3983
3800 550.2 166 4081
4000 560.6 175 4158
4200 568.2 184 4214
4400 573.0 192 4249
4600 574.9 201 4264
4800 574.1 210 4258
5000 570.5 219 4231
5200 564.1 227 4183
5400 554.9 236 4115
5600 542.9 245 4026
5800 528.0 254 3916
5900 519.6 258 3853
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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27
Sexta marcha
Tabla 9. Fuerza de tracción en la sexta marcha
ne (rpm)Me
(N.m)
VVI
(km/h)PTVI (N)
2000 330.9 129 1658
2200 366.4 142 1836
2400 399.2 155 2000
2600 429.2 168 2151
2800 456.4 181 2287
3000 480.7 194 2409
3200 502.3 207 2517
3400 521.1 220 2611
3600 537.0 233 2691
3800 550.2 246 2757
4000 560.6 259 2809
4200 568.2 272 2847
4400 573.0 285 2871
4600 574.9 298 2881
4800 574.1 311 2877
5000570.5 324 2859
5200 564.1 336 2827
5400 554.9 349 2780
5600 542.9 362 2720
5800 528.0 375 2646
5900 519.6 382 2604
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29
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30
2.7. La capacidad del automóvil de vencer máximas pendientes en cada
una de sus marchas
Para calcular las máximas pendientes primero deduciremos una ecuación para
tal finalidad
De la expresión:
Despejando:
Trigonométricamente:
√
Remplazando:
Resolviendo:
√
Cálculo del coeficiente de resistencia aerodinámico del aire
Consideramos las dimensiones frontales del vehículo, de catálogo:
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31
De la tabla dada en clase:
Elegimos un valor de K de:
Selección del coeficiente de resistencia a la rodadura
Consideramos que el vehículo opera sobre carretera asfaltada en buen estado,
entonces tomamos para el coeficiente de resistencia a la rodadura:
Calcularemos las pendientes máximas a vencer, utilizando el régimen de
torque máximo.
Tipo de
Automóvil
K
(Ns2/m4)
F
(m2)
K*F
( Ns2/m2)
Livianos
Con cabina
cerrada
Con cabina
abierta
De carrera
0,2 – 0,35
0,4 – 0,5
0,6 – 0,7
1,6 – 2,8
1,5 – 2,0
1,0 – 1,3
0,3 – 1,0
0,6 – 1,0
0,13 – 0,2
Camiones 0,6 – 0,7 3,0 – 3,5 1,8 – 3,5
Buses 0,25 – 0,4 4,5 – 6,5 1,1 – 2,6
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32
Marcha
Vel.
Tmax
(m/s)
Ptmax
(N)
Pw
(N)D Sin α
Α
(°)i=tan α
Primera 15.68 15327 113.1 1.0658 - - -
Segunda 23.8 10141 260.6 0.6922 0.6812 42.94 0.9305
Tercera 31.92 7491 468.7 0.4920 0.4788 28.61 0.5454
Cuarta 41.72 5762 800.7 0.3476 0.3334 19.48 0.3537
Quinta 56.28 4264 1457.1 0.1966 0.1819 10.48 0.1850
Sexta 83.44 2881 3202.6 -0.0225 -0.0375 -2.15 -0.0375
2.8. La característica universal del automóvil
Calculo del factor dinámico
El Factor Dinámico es la reserva de la fuerza de tracción que recae sobre la
unidad de peso. Se calcula con la siguiente ecuación:
Calcularemos para cada marcha el factor dinámico y lo graficaremos en función
de la velocidad del automóvil.
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33
Primera marcha
Tabla 10. Factor dinámico en primera marcha.
ne
(rpm)
V1
(km/hr)
PT1
(N)
Pw1
(N)D1
2000 24 8820 20.77 0.6165
2200 27 9769 26.29 0.6825
2400 29 10642 30.33 0.7434
2600 32 11441 36.93 0.7989
2800 34 12165 41.69 0.8493
3000 36 12815 46.74 0.8945
3200 39 13390 54.85 0.9342
3400 41 13891 60.62 0.9689
3600 44 14317 69.82 0.9981
3800 46 14668 76.31 1.0223
4000 49 14945 86.59 1.0409
4200 51 15147 93.80 1.0546
4400 54 15274 105.16 1.0627
4600 56 15327 113.10 1.0658
4800 58 15305 121.32 1.0637
5000 61 15209 134.19 1.0561
5200 63 15037 143.14 1.0434
5400 66 14792 157.09 1.0253
5600 68 14472 166.76 1.0022
5800 71 14077 181.80 0.9735
5900 72 13851 186.96 0.9573
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34
Segunda marcha
Tabla 11. Factor dinámico en segunda marcha.
ne
(rpm)
V2
(km/hr)
PT2
(N)
Pw2
(N)
D2
2000 37 5836 49.37 0.4054
2200 40 6463 57.70 0.4487
2400 44 7041 69.82 0.4884
2600 48 7570 83.09 0.5245
2800 51 8049 93.80 0.5573
3000 55 8479 109.09 0.5864
3200 59 8860 125.54 0.6119
3400 62 9191 138.63 0.6342
3600 66 9473 157.09 0.6526
3800 70 9705 176.71 0.6675
4000 74 9888 197.49 0.6789
4200 77 10022 213.82 0.6871
4400 81 10106 236.62 0.6914
4600 85 10141 260.56 0.6922
4800 88 10127 279.28 0.6899
5000 92 10063 305.25 0.6836
5200 96 9950 332.37 0.6738
5400 99 9787 353.46 0.6609
5600 103 9575 382.60 0.6440
5800 107 9314 412.90 0.6236
5900 108 9165 420.65 0.6126
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35
Tercera marcha
Tabla 12. Factor dinámico en tercera marcha.
ne
(rpm)
V3
(km/hr)
PT3
(N)
Pw3
(N)
D3
2000 50 4311 90.16 0.2957
2200 55 4774 109.09 0.3268
2400 60 5201 129.83 0.3553
2600 65 5592 152.37 0.3811
2800 70 5946 176.71 0.4042
3000 75 6263 202.86 0.4246
3200 80 6544 230.81 0.4423
3400 85 6789 260.56 0.4574
3600 90 6997 292.12 0.4697
3800 95 7169 325.48 0.4794
4000 100 7304 360.64 0.4864
4200 105 7402 397.61 0.4907
4400 109 7465 428.48 0.4930
4600 114 7491 468.69 0.4920
4800 119 7480 510.70 0.4883
5000 124 7433 554.52 0.4819
5200 129 7349 600.14 0.4728
5400 134 7229 647.57 0.4611
5600 139 7073 696.79 0.4467
5800 144 6880 747.82 0.4296
5900 147 6769 779.31 0.4196
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36
Cuarta marcha
Tabla 13. Factor dinámico en cuarta marcha.
ne
(rpm)
V4
(km/hr)
PT4
(N)
Pw4
(N)
D4
2000 65 3316 152.37 0.2216
2200 71 3672 181.80 0.2445
2400 78 4001 219.41 0.2649
2600 84 4301 254.47 0.2835
2800 91 4573 298.65 0.2995
3000 97 4818 339.33 0.3138
3200 104 5034 390.07 0.3253
3400 110 5222 436.37 0.3353
3600 116 5382 485.28 0.3431
3800 123 5514 545.61 0.3481
4000 129 5618 600.14 0.3515
4200 136 5694 667.04 0.3522
4400 142 5742 727.19 0.3513
4600 149 5762 800.66 0.3476
4800 155 5754 866.44 0.3424
5000 162 5717 946.46 0.3342
5200 168 5653 1017.87 0.3247
5400 175 5561 1104.46 0.3122
5600 181 5440 1181.49 0.2983
5800 188 5292 1274.65 0.2814
5900 191 5207 1315.65 0.2726
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37
Quinta marcha
Tabla 14. Factor dinámico en quinta marcha.
ne
(rpm)
V5
(km/hr)
PT5
(N)
Pw5
(N)
D5
2000 87 2454 272.97 0.1528
2200 96 2718 332.37 0.1671
2400 105 2961 397.61 0.1796
2600 114 3183 468.69 0.1902
2800 122 3384 536.78 0.1995
3000 131 3565 618.89 0.2064
3200 140 3725 706.85 0.2114
3400 149 3864 800.66 0.2146
3600 157 3983 888.94 0.2168
3800 166 4081 993.78 0.2163
4000 175 4158 1104.46 0.2139
4200 184 4214 1220.98 0.2097
4400 192 4249 1329.46 0.2045
4600 201 4264 1457.02 0.1966
4800 210 4258 1590.42 0.1869
5000 219 4231 1729.67 0.1752
5200 227 4183 1858.34 0.1629
5400 236 4115 2008.62 0.1476
5600 245 4026 2164.74 0.1304
5800 254 3916 2326.71 0.1113
5900 258 3853 2400.56 0.1018
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38
Sexta marcha
Tabla 15. Factor dinámico en sexta marcha.
ne
(rpm)
V6
(km/hr)
PT6
(N)
Pw6
(N)
D6
2000 129 1658 600.14 0.0741
2200 142 1836 727.19 0.0777
2400 155 2000 866.44 0.0794
2600 168 2151 1017.87 0.0794
2800 181 2287 1181.49 0.0774
3000 194 2409 1357.30 0.0737
3200 207 2517 1545.31 0.0681
3400 220 2611 1745.50 0.0606
3600 233 2691 1957.88 0.0514
3800 246 2757 2182.45 0.0403
4000 259 2809 2419.21 0.0273
4200 272 2847 2668.16 0.0125
4400 285 2871 2929.30 -0.0041
4600 298 2881 3202.63 -0.0225
4800 311 2877 3488.15 -0.0428
5000 324 2859 3785.85 -0.0649
5200 336 2827 4071.48 -0.0872
5400 349 2780 4392.63 -0.1130
5600 362 2720 4725.97 -0.1405
5800 375 2646 5071.50 -0.1699
5900 382 2604 5262.60 -0.1863
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39
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40
Construcción del monograma de carga
Tenemos que:
Dx : Factor dinámico del vehículo automotor con carga parcial x.
D100 : Factor dinámico del vehículo automotor con carga completa.
Gx : Carga parcial del vehículo.
Estableciendo las condiciones dinámicas para el vehículo completamente
descargado tenemos que:
Dónde:
D0 : Factor dinámico del vehículo automotor completamente descargado.
G0 : Peso seco del vehículo.
Escala para la carga:
1 separación ----------------------------------10% de la carga
Escala para D100
D100 kgf
kgf
a100 = cuadriculas
Escala para D0
a0 =100
0 aG
G
a
a0=cuadriculas.
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41
El factor dinámico por adherencia se define en el caso límite del siguiente
modo:
Dónde:
m2: Coeficiente de carga de las ruedas traseras.
Considerando:
0
P
m2=1
Cuando el vehículo está completamente cargado:
aG
G D 2
100
Cuando el vehículo está completamente descargado:
Por consiguiente para la posible marcha del automóvil sin patinaje de sus
ruedas motrices se debe cumplir la siguiente condición.
D D
aG
G D
2
0
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42
Teniendo en cuenta la segunda condición de marcha del automóvil se tiene:
D D.
Escala para:
100 D
100
2
100 aG
Gb
a
b100= cuadriculas
Esto significa que si:
kgf
kgf D
100
b100 = cuadriculas.
Escala para :0 D
0
0
20
0a
G
Gb
b0=cuadriculas
Esto significa que:
kgf
kgf D 02.0
0
b0 = cuadriculas.
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43
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44
2.9. Calculo de las resistencias que se oponen a la marcha de avance del
automóvil.
La resistencia total en estado estable:
Calculo de resistencia a la carretera :
La máxima pendiente a vencer a la máxima potencia es:
Por tanto:
Calculo de resistencia aerodinámica :
Factor aerodinámico:
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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45
Primera marcha
Tabla 166. Resistencias que se oponen a la marcha en primera.
ne
(rpm)
V1
(km/hr)
Pw1
(N)
2000 24 20.77
2200 27 26.29
2400 29 30.33
2600 32 36.93
2800 34 41.69
3000 36 46.74
3200 39 54.85
3400 41 60.62
3600 44 69.82
3800 46 76.31
4000 49 86.59
4200 51 93.80
4400 54 105.16
4600 56 113.10
4800 58 121.32
5000 61 134.19
5200 63 143.14
5400 66 157.09
5600 68 166.76
5800 71 181.80
5900 72 186.96
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46
Segunda marcha
Tabla 177. Resistencias que se oponen a la marcha en segunda.
ne
(rpm)
V2
(km/hr)
Pw2
(N)
2000 37 49.37
2200 40 57.70
2400 44 69.82
2600 48 83.09
2800 51 93.80
3000 55 109.09
3200 59 125.54
3400 62 138.63
3600 66 157.09
3800 70 176.71
4000 74 197.49
4200 77 213.82
4400 81 236.62
4600 85 260.56
4800 88 279.28
5000 92 305.25
5200 96 332.37
5400 99 353.46
5600 103 382.60
5800 107 412.90
5900 108 420.65
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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47
Tercera marcha
Tabla 188. Resistencias que se oponen a la marcha en tercera.
ne
(rpm)
V3
(km/hr)
Pw3
(N)
2000 50 90.16
2200 55 109.09
2400 60 129.83
2600 65 152.37
2800 70 176.71
3000 75 202.86
3200 80 230.81
3400 85 260.56
3600 90 292.12
3800 95 325.48
4000 100 360.64
4200 105 397.61
4400 109 428.48
4600 114 468.69
4800 119 510.70
5000 124 554.52
5200 129 600.14
5400 134 647.57
5600 139 696.79
5800 144 747.82
5900 147 779.31
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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48
Cuarta marcha
Tabla 199. Resistencias que se oponen a la marcha en cuarta.
ne
(rpm)
V4
(km/hr)
Pw4
(N)
2000 65 152.37
2200 71 181.80
2400 78 219.41
2600 84 254.47
2800 91 298.65
3000 97 339.33
3200 104 390.07
3400 110 436.37
3600 116 485.28
3800 123 545.61
4000 129 600.14
4200 136 667.04
4400 142 727.19
4600 149 800.66
4800 155 866.44
5000 162 946.46
5200 168 1017.87
5400 175 1104.46
5600 181 1181.49
5800 188 1274.65
5900 191 1315.65
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49
Quinta marcha
Tabla 20. Resistencias que se oponen a la marcha en quinta.
ne
(rpm)
V5
(km/hr)
Pw5
(N)
2000 87 272.97
2200 96 332.37
2400 105 397.61
2600 114 468.69
2800 122 536.78
3000 131 618.89
3200 140 706.85
3400 149 800.66
3600 157 888.94
3800 166 993.78
4000 175 1104.46
4200 184 1220.98
4400 192 1329.46
4600 201 1457.02
4800 210 1590.42
5000 219 1729.67
5200 227 1858.34
5400 236 2008.62
5600 245 2164.74
5800 254 2326.71
5900 258 2400.56
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50
Sexta marcha
Tabla 21. Resistencias que se oponen a la marcha en sexta.
ne
(rpm)
V6
(km/hr)
Pw6
(N)
2000 129 600.14
2200 142 727.19
2400 155 866.44
2600 168 1017.87
2800 181 1181.49
3000 194 1357.30
3200 207 1545.31
3400 220 1745.50
3600 233 1957.88
3800 246 2182.45
4000 259 2419.21
4200 272 2668.16
4400 285 2929.30
4600 298 3202.63
4800 311 3488.15
5000 324 3785.85
5200 336 4071.48
5400 349 4392.63
5600 362 4725.97
5800 375 5071.50
5900 382 5262.60
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51
2.10. Calculo de las aceleraciones del automóvil
Vamos a obtener la aceleración del vehículo en las distintas marchas.
De la ecuación de balance del vehículo tenemos que:
jT P P P P
Sabiendo que:
jG
P rot j 81,9
, fuerza inercial de resistencia a la
aceleración
J : es la aceleración de la unidad vehicular
En la ecuación de balance de movimiento:
rot
rot
rot T
rot T
D j
j D
jG
P P
jG
G P P
81,9
81,9
81,9
81,9
Dónde:
D : factor dinámico.
Ψ : coeficiente de resistencia a la marcha por parte de la carretera
: Coeficiente que toma en cuenta las masas giratorias
Consideramos que no hay pendiente: i = 0 (Ψ=f)
Además:
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52
2
c.vrotU0,041,04δ
MARCHA Ucv ∂rot
1 2.66 1.32
2 1.78 1.17
3 1.3 1.11
4 1 1.08
5 0.74 1.06
6 0.5 1.05
Calculamos las aceleraciones para todas las marchas:
Primera marcha
g/δrot V
(km/h)D D-Ψ
J
(m/s2)
1.32
24 0.6165 0.6015 0.80
27 0.6825 0.6675 0.88
29 0.7434 0.7284 0.96
32 0.7989 0.7839 1.04
34 0.8493 0.8343 1.10
36 0.8945 0.8795 1.16
39 0.9342 0.9192 1.22
41 0.9689 0.9539 1.26
44 0.9981 0.9831 1.30
46 1.0223 1.0073 1.33
49 1.0409 1.0259 1.36
51 1.0546 1.0396 1.38
54 1.0627 1.0477 1.3956 1.0658 1.0508 1.39
58 1.0637 1.0487 1.39
61 1.0561 1.0411 1.38
63 1.0434 1.0284 1.36
66 1.0253 1.0103 1.34
68 1.0022 0.9872 1.31
71 0.9735 0.9585 1.27
72 0.9573 0.9423 1.25
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53
Segunda marcha
g/δrot V(km/h) D D-Ψ j(m/s2)
1.17
37 0.4054 0.3904 0.46
40 0.4487 0.4337 0.51
44 0.4884 0.4734 0.55
48 0.5245 0.5095 0.59
51 0.5573 0.5423 0.63
55 0.5864 0.5714 0.67
59 0.6119 0.5969 0.70
62 0.6342 0.6192 0.72
66 0.6526 0.6376 0.74
70 0.6675 0.6525 0.76
74 0.6789 0.6639 0.77
77 0.6871 0.6721 0.78
81 0.6914 0.6764 0.79
85 0.6922 0.6772 0.79
88 0.6899 0.6749 0.79
92 0.6836 0.6686 0.78
96 0.6738 0.6588 0.77
99 0.6609 0.6459 0.75
103 0.6440 0.6290 0.73
107 0.6236 0.6086 0.71
108 0.6126 0.5976 0.70
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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54
Tercera marcha
g/δrot V(km/h) D D-Ψ j(m/s2)
1.11
50 0.2957 0.2807 0.31
55 0.3268 0.3118 0.35
60 0.3553 0.3403 0.38
65 0.3811 0.3661 0.41
70 0.4042 0.3892 0.43
75 0.4246 0.4096 0.45
80 0.4423 0.4273 0.47
85 0.4574 0.4424 0.49
90 0.4697 0.4547 0.50
95 0.4794 0.4644 0.51
100 0.4864 0.4714 0.52
105 0.4907 0.4757 0.53
109 0.4930 0.4780 0.53
114 0.4920 0.4770 0.53
119 0.4883 0.4733 0.52
124 0.4819 0.4669 0.52
129 0.4728 0.4578 0.51
134 0.4611 0.4461 0.49
139 0.4467 0.4317 0.48
144 0.4296 0.4146 0.46
147 0.4196 0.4046 0.45
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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55
Cuarta marcha
g/δrot V(km/h) D D-Ψ j(m/s2)
1.08
65 0.2216 0.2066 0.22
71 0.2445 0.2295 0.25
78 0.2649 0.2499 0.27
84 0.2835 0.2685 0.29
91 0.2995 0.2845 0.31
97 0.3138 0.2988 0.32
104 0.3253 0.3103 0.34
110 0.3353 0.3203 0.35
116 0.3431 0.3281 0.35
123 0.3481 0.3331 0.36
129 0.3515 0.3365 0.36
136 0.3522 0.3372 0.36
142 0.3513 0.3363 0.36
149 0.3476 0.3326 0.36
155 0.3424 0.3274 0.35
162 0.3342 0.3192 0.34
168 0.3247 0.3097 0.33
175 0.3122 0.2972 0.32
181 0.2983 0.2833 0.31
188 0.2814 0.2664 0.29
191 0.2726 0.2576 0.28
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56
Quinta marcha
g/δrot V(km/h) D D-Ψ j(m/s2)
1.06
87 0.1528 0.1378 0.15
96 0.1671 0.1521 0.16
105 0.1796 0.1646 0.17
114 0.1902 0.1752 0.19
122 0.1995 0.1845 0.20
131 0.2064 0.1914 0.20
140 0.2114 0.1964 0.21
149 0.2146 0.1996 0.21
157 0.2168 0.2018 0.21
166 0.2163 0.2013 0.21
175 0.2139 0.1989 0.21
184 0.2097 0.1947 0.21
192 0.2045 0.1895 0.20
201 0.1966 0.1816 0.19
210 0.1869 0.1719 0.18
219 0.1752 0.1602 0.17
227 0.1629 0.1479 0.16
236 0.1476 0.1326 0.14
245 0.1304 0.1154 0.12
254 0.1113 0.0963 0.10
258 0.1018 0.0868 0.09
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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57
Sexta marcha
g/δrot V(km/h) D D-Ψ j(m/s2)
1.05
129 0.0741 0.0591 0.06
142 0.0777 0.0627 0.07
155 0.0794 0.0644 0.07
168 0.0794 0.0644 0.07
181 0.0774 0.0624 0.07
194 0.0737 0.0587 0.06
207 0.0681 0.0531 0.06
220 0.0606 0.0456 0.05
233 0.0514 0.0364 0.04
246 0.0403 0.0253 0.03
259 0.0273 0.0123 0.01
272 0.0125 -0.0025 0.00
285 -0.0041 -0.0191 -0.02
298 -0.0225 -0.0375 -0.04
311 -0.0428 -0.0578 -0.06
324 -0.0649 -0.0799 -0.08
336 -0.0872 -0.1022 -0.11
349 -0.1130 -0.1280 -0.13
362 -0.1405 -0.1555 -0.16
375 -0.1699 -0.1849 -0.19
382 -0.1863 -0.2013 -0.21
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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58
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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59
2.11. Construcción de las curvas características de consumo de
combustible en carretera
El consumo de combustible de este vehículo en carretera se analizará bajo las
condiciones de explotación en el Perú, es decir será realizado teniendo en
cuenta en qué tipo de carretera opera este vehículo en el Perú, este análisis se
realizará para la marcha en directa o mayor.
A continuación se presentarán los resultados calculados en excel para la “5ta
marcha” del vehículo.
Primero determinaremos , el cual lo obtendremos de los cálculos
anteriormente hechos:
El cuadro siguiente muestra un resumen para obtener el ψ1, ψ2 y ψ3:
Ahora calculamos con la siguiente ecuación:
Entonces:
ψ1 = ψmax 0.185
ψ2 = 0.8ψmax 0.148
ψ3 = 0.6ψmax 0.111
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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60
Luego de la relación para motores de encendido forzado:
[]
Para nuestro caso, elegimos 260, debido a que es un vehículo liviano,
entonces con este valor, hallamos el valor de
Luego elegimos lo siguiente:
También conocemos que:
( )
Calcularemos estos valores en las siguientes tablas:
8/22/2019 Proyecto Ingenieria Automotriz
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61
ne nN ne/nN Kn V alta Pψ Pw alta Pj alta Pt1Jalta
(m/s2)UN1 K UN1 ge1 Qs1
2000
5900
0.34 1.0300 87
2640.7
272.97 1970.45 4884.12 0.1463 59.7 1.0000 307.97 120.6241
2200 0.37 1.0200 96 332.37 2175.42 5148.49 0.1615 57.7 1.1000 335.48 134.0769
2400 0.41 1.0000 105 397.61 2353.50 5391.81 0.1748 56.4 1.1500 343.85 140.4384
2600 0.44 0.9800 114 468.69 2504.69 5614.08 0.1860 55.4 1.1500 336.97 140.8495
2800 0.47 0.9700 122 536.78 2637.84 5815.32 0.1959 54.6 1.1500 333.53 142.4651
3000 0.51 0.9600 131 618.89 2736.90 5996.50 0.2032 54.4 1.1500 330.10 144.6403
3200 0.54 0.9600 140 706.85 2809.07 6156.63 0.2086 54.4 1.1500 330.10 148.5434
3400 0.58 0.9600 149 800.66 2854.35 6295.71 0.2120 54.7 1.1500 330.10 152.7058
3600 0.61 0.9600 157 888.94 2885.12 6414.76 0.2143 55.0 1.1500 330.10 156.6233
3800 0.64 0.9600 166 993.78 2878.27 6512.75 0.2137 55.8 1.1000 315.74 154.2634
4000 0.68 0.9600 175 1104.46 2844.53 6589.69 0.2112 56.8 1.1000 315.74 158.9611
4200 0.71 0.9600 184 1220.98 2783.90 6645.58 0.2067 58.1 1.1000 315.74 163.9069
4400 0.75 0.9600 192 1329.46 2710.29 6680.45 0.2013 59.4 1.0000 287.04 153.1921
4600 0.78 0.9600 201 1457.02 2597.53 6695.25 0.1929 61.2 1.0000 287.04 158.1140
4800 0.81 0.9650 210 1590.42 2457.87 6689.00 0.1825 63.3 0.9500 274.11 155.9061
5000 0.85 0.9650 219 1729.67 2291.33 6661.70 0.1702 65.6 0.9000 259.68 152.5612
5200 0.88 0.9700 227 1858.34 2114.34 6613.38 0.1570 68.0 0.8500 246.53 149.0965
5400 0.92 0.9700 236 2008.62 1895.67 6544.99 0.1408 71.0 0.8500 246.53 154.0766
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Bibliografía
D. A. Chudakov "FUNDAMENTOS DE LA TEORÍA Y EL CALCULO DE
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Datos de los cuadernos de Ingeniería automotriz y motores de combustión
interna