DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE SUSPENSIÓN, DIRECCIÓN Y FRENOS DEL...
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“ DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE SUSPENSIÓN, DIRECCIÓN Y
FRENOS DEL VEHÍCULO DE COMPETENCIA FÓRMULA SAE 2012”
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
CRUZ CASTRO GABRIEL ARTURO
MESÍAS IZURIETA DIEGO FERNANDO
Latacunga, Febrero del 2013
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SISTEMA DE SUSPENSIÓN
SISTEMA DE DIRECCIÓN
SISTEMA DE FRENOS
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SISTEMA DE SUSPENSIÓNSISTEMA DE SUSPENSIÓN
OBJETIVOS DE DISEÑO
GEOMETRÍA DE SUSPENSIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE VEHÍCULO
FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE SUSPENSIÓN
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LÍMITE VELOCIDAD DE VUELCO
TRANSFERENCIA DE CARGA DEL VEHÍCULO AL EJE DE BALANCEO
TRANSFERENCIA LONGITUDINAL DE CARGA DEL VEHÍCULO
CONFIGURACIÓN Y PARTES DE LA SUSPENSIÓN
ANÁLISIS DE INGENIERÍA ASISTIDA
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OBJETIVOS SISTEMA DE SUSPENSIÓNOBJETIVOS SISTEMA DE SUSPENSIÓN
• Garantizar un comportamiento dinámico óptimo del vehículo.
• Cumplir con las restricciones impuestas por el reglamento del la fórmula SAE 2012.
• Enmarcar los objetivos generales del diseño del vehículo.
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EJE DELANTEROEJE DELANTERO
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EJE TRASEROEJE TRASERO
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CONFIGURACIÓN PUSH-RODCONFIGURACIÓN PUSH-ROD
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DIMENSIONAMIENTO SISTEMA DE DIMENSIONAMIENTO SISTEMA DE SUSPENSIÓNSUSPENSIÓN
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ALTURA DE CENTRO DE MASA NO ALTURA DE CENTRO DE MASA NO SUSPENDIDASUSPENDIDA
EJE DELANTERO
EJE TRASERO
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ALTURA DEL CENTRO DE GRAVEDADALTURA DEL CENTRO DE GRAVEDAD
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EJE DELANTERO
EJE TRASERO
DISTANCIA DE EJES RESPECTO AL DISTANCIA DE EJES RESPECTO AL CENTRO DE GRAVEDADCENTRO DE GRAVEDAD
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FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE LA SUSPENSIÓNLA SUSPENSIÓN
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LÍMITE VELOCIDAD DE VUELCOLÍMITE VELOCIDAD DE VUELCO
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VELOCIDAD LÍMITE DE VUELCO VELOCIDAD LÍMITE DE VUELCO CRÍTICASCRÍTICAS
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TRANSFERENCIA TOTAL LATERAL DE CARGA EJE DELANTERO
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TRANSFERENCIA TOTAL LATERAL DE CARGA EJE TRASERO
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TRANSFERENCIA DE MASA DURANTE LA ACELERACIÓN
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TRANSFERENCIA DE MASA EN FRENADA BRUSCA
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CONFIGURACIÓN Y PARTES DE LA CONFIGURACIÓN Y PARTES DE LA SUSPENSIÓNSUSPENSIÓNNEUMÁTICO MANGUETA
CONJUNTO MUELLE-AMORTIGUADOR
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SUSPENSIÓN TRASERA
BARRA ESTABILIZADORA
RÓTULA
BUJE
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SISTEMA DE DIRECCIÓNSISTEMA DE DIRECCIÓN
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CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
OBJETIVO DE DIRECCIÓN
GEOMETRÍA DE DIRECCIÓN
CÁLCULOS DE DIRECCIÓN
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OBJETIVO DEL SISTEMA DE DIRECCIÓNOBJETIVO DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
• Permitir el control direccional suficientemente preciso para realizar trazado en curvas, bajo solicitaciones laterales extremas
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GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓNGEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
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CÁLCULO ÁNGULOS DE DERIVACÁLCULO ÁNGULOS DE DERIVA
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EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DIRECCIONALDIRECCIONAL
FUERZAS LATERALES
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ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DIRECIONALDIRECIONAL
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DERRAPE EN CURVADERRAPE EN CURVAACELERACIÓN MÁXIMA EN CURVA
VELOCIDAD MÁXIMA EN CURVA
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CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓNSISTEMA DE DIRECCIÓN
VOLANTE MECANISMO DE LIBERACIÓN COLUMNA DE DIRECCIÓN
JUNTA UNIVERSAL
CREMALLERA
MANGUETA DELANTERA
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SISTEMA DE FRENOS SISTEMA DE FRENOS
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SISTEMA DE FRENOS
OBJETIVOS
PROCESO DE DISEÑO
CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE FRENOS
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Objetivo del sistema de frenosObjetivo del sistema de frenos
• Alcanzar una desaceleración entre 1,6 y 2 G´s
• Lograr una distancia de frenado de 100 a 0 Km en menos de 25 m
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Proceso de diseño del sistema de frenosProceso de diseño del sistema de frenos
CÁLCULO DE TRANFERENCIA DE PESOS
DISEÑO DEL SISTEMA DE FRENOS
CÁLCULO FUERZA DE FRENADO
CÁLCULO PAR DE FRENADO
DATOS DEL VEHÍCULOPESO
DIMENSIONAR DEL DISCO DE FRENADO
CÁLCULO FUERZAS EN EL PEDAL DE FRENO Y REPARTIDOR DE FRENADA
CÁCULO DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES GENERADAS POR LAS BOMBAS DE FRENO
R
DIMENSIONAR COMPONENTES
PEDAL DE FRENO REPARTIDOR DE FRENADA DIÁMETRO PISTÓN BOMBA
DIÁMETRO PISTÓN MORDAZAS
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•
Proceso de diseño del sistema de frenosProceso de diseño del sistema de frenos
DESACELERACIÓN 1,6 – 2 G´s
SISTEMA DE FRENOS
SI NO
CÁLCULO FUERZAS LINEALES GENERADAS EN CADA PINZA
DE FRENO
CÁLCULO FUERZAS DE FRICCIÓN, CONTACTO DISCO-
PASTILLA
CÁLCULO DE PARES DE FRENADO GENERADOS POR
EL CONTACTO DISCO-PASTILLA
CÁLCULO FUERZA TOTAL DE REACCIÓN ENTRE EL
VEHÍCULO Y LA CALZADA
CÁLCULO DESACELERACIÓN DEL VEHÍCULO
CÁLCULO DISTANCIA DE FRENADO
R
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Cálculo de tranferencia de pesos
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Cálculo fuerza de frenado
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Cálculo par de frenado
![Page 42: DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE SUSPENSIÓN, DIRECCIÓN Y FRENOS DEL VEHÍCULO DE COMPETENCIA FÓRMULA SAE 2012 PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN.](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022061223/54c5e062497959c63f8b47cd/html5/thumbnails/42.jpg)
Dimensionar del disco de frenado
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Dimensionar componentes
CARACTERÍSTICA VALOR UNIDAD
Masa Delantera 150 kg
Masa Trasera 190 kg
Def,disco,d 0,230 m
Def,disco,t 0,230 m
Relación pedal 3:1
Repartidor de frenada 30%
Diámetro pistón bomba 0,168 m
Diámetro pistón pinza,d 0,0425 m
Diámetro pistón pinza,t 0,0425 m
Área pistón pinza,d 0,14 m2
Área pistón pinza,d 0,14 m2
Fuerza en el pedal 200 N
µ,pad 0,41
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Cálculo fuerzas en el pedal de freno y repartidor de frenada
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Cálculo distribución de presiones generadas por las bombas de freno
![Page 46: DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE SUSPENSIÓN, DIRECCIÓN Y FRENOS DEL VEHÍCULO DE COMPETENCIA FÓRMULA SAE 2012 PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN.](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022061223/54c5e062497959c63f8b47cd/html5/thumbnails/46.jpg)
Cálculo fuerzas lineales generadas en cada pinza de freno
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Cálculo fuerzas de fricción, contacto disco-pastilla
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Cálculo de pares de frenado generados por el contacto disco-pastilla
![Page 49: DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE SUSPENSIÓN, DIRECCIÓN Y FRENOS DEL VEHÍCULO DE COMPETENCIA FÓRMULA SAE 2012 PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN.](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022061223/54c5e062497959c63f8b47cd/html5/thumbnails/49.jpg)
Cálculo fuerza total de reacción entre el vehículo y la calzada
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CÁLCULO DESACELERACIÓN DEL VEHÍCULO
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CÁLCULO DISTANCIA DE FRENADO
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Modelación del sistema de frenos
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Configuración y partes del sistema de Configuración y partes del sistema de frenosfrenos
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Configuración y partes del sistema de Configuración y partes del sistema de frenosfrenos
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Configuración y partes del sistema de Configuración y partes del sistema de frenosfrenos
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Configuración y partes del sistema de Configuración y partes del sistema de frenosfrenos
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GRACIAS POR LA ATENCIÓNGRACIAS POR LA ATENCIÓN
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ANÁLISIS DE INGENIERÍA ASISTIDAANÁLISIS DE INGENIERÍA ASISTIDA
Ansys 14.5 (Static Structural – Transient Structural – Explicit Dynamics)
Ns = 4,33
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ANÁLISIS DE INGENIERÍA ASISTIDAANÁLISIS DE INGENIERÍA ASISTIDA
• Barra push-rod delantera• Barra push-rod trasera• Rocker delantero• Rocker trasero• Mangueta• Brazo de dirección• Barra de dirección• Acople de dirección