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
SISTEMA DE SUSPENSIÓN
SISTEMA DE DIRECCIÓN
SISTEMA DE FRENOS
SISTEMA DE SUSPENSIÓNSISTEMA DE SUSPENSIÓN
OBJETIVOS DE DISEÑO
GEOMETRÍA DE SUSPENSIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE VEHÍCULO
FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE SUSPENSIÓN
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
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.
EJE DELANTEROEJE DELANTERO
EJE TRASEROEJE TRASERO
CONFIGURACIÓN PUSH-RODCONFIGURACIÓN PUSH-ROD
DIMENSIONAMIENTO SISTEMA DE DIMENSIONAMIENTO SISTEMA DE SUSPENSIÓNSUSPENSIÓN
ALTURA DE CENTRO DE MASA NO ALTURA DE CENTRO DE MASA NO SUSPENDIDASUSPENDIDA
EJE DELANTERO
EJE TRASERO
ALTURA DEL CENTRO DE GRAVEDADALTURA DEL CENTRO DE GRAVEDAD
EJE DELANTERO
EJE TRASERO
DISTANCIA DE EJES RESPECTO AL DISTANCIA DE EJES RESPECTO AL CENTRO DE GRAVEDADCENTRO DE GRAVEDAD
FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE LA SUSPENSIÓNLA SUSPENSIÓN
LÍMITE VELOCIDAD DE VUELCOLÍMITE VELOCIDAD DE VUELCO
VELOCIDAD LÍMITE DE VUELCO VELOCIDAD LÍMITE DE VUELCO CRÍTICASCRÍTICAS
TRANSFERENCIA TOTAL LATERAL DE CARGA EJE DELANTERO
TRANSFERENCIA TOTAL LATERAL DE CARGA EJE TRASERO
TRANSFERENCIA DE MASA DURANTE LA ACELERACIÓN
TRANSFERENCIA DE MASA EN FRENADA BRUSCA
CONFIGURACIÓN Y PARTES DE LA CONFIGURACIÓN Y PARTES DE LA SUSPENSIÓNSUSPENSIÓNNEUMÁTICO MANGUETA
CONJUNTO MUELLE-AMORTIGUADOR
SUSPENSIÓN TRASERA
BARRA ESTABILIZADORA
RÓTULA
BUJE
SISTEMA DE DIRECCIÓNSISTEMA DE DIRECCIÓN
CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
OBJETIVO DE DIRECCIÓN
GEOMETRÍA DE DIRECCIÓN
CÁLCULOS DE DIRECCIÓN
OBJETIVO DEL SISTEMA DE DIRECCIÓNOBJETIVO DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
• Permitir el control direccional suficientemente preciso para realizar trazado en curvas, bajo solicitaciones laterales extremas
GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓNGEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN
CÁLCULO ÁNGULOS DE DERIVACÁLCULO ÁNGULOS DE DERIVA
EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DIRECCIONALDIRECCIONAL
FUERZAS LATERALES
ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DIRECIONALDIRECIONAL
DERRAPE EN CURVADERRAPE EN CURVAACELERACIÓN MÁXIMA EN CURVA
VELOCIDAD MÁXIMA EN CURVA
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
SISTEMA DE FRENOS SISTEMA DE FRENOS
SISTEMA DE FRENOS
OBJETIVOS
PROCESO DE DISEÑO
CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE FRENOS
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
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
•
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
Cálculo de tranferencia de pesos
Cálculo fuerza de frenado
Cálculo par de frenado
Dimensionar del disco de frenado
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
Cálculo fuerzas en el pedal de freno y repartidor de frenada
Cálculo distribución de presiones generadas por las bombas de freno
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
Modelación del sistema de frenos
Configuración y partes del sistema de Configuración y partes del sistema de frenosfrenos
Configuración y partes del sistema de Configuración y partes del sistema de frenosfrenos
Configuración y partes del sistema de Configuración y partes del sistema de frenosfrenos
Configuración y partes del sistema de Configuración y partes del sistema de frenosfrenos
GRACIAS POR LA ATENCIÓNGRACIAS POR LA ATENCIÓN
ANÁLISIS DE INGENIERÍA ASISTIDAANÁLISIS DE INGENIERÍA ASISTIDA
Ansys 14.5 (Static Structural – Transient Structural – Explicit Dynamics)
Ns = 4,33
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