Enginyeria del Transport Curs 2007-2008, 1era Convocatria Universitat de Girona - 3105EI0025

Examen (aules II-02): 02/06/2008 a les 9:00 h

Exposici notes (La meva UdG): 10/06/2008 a les 20:00 h

Revisi examen (despatx D103): 12/06/2008 a les 16:00 h

Qestions (temps per a realitzar aquesta part de lexamen: 60 minuts)

a.1. (2 punts)

En el transport de mercaderies perilloses es poden usar sistemes desmortement que eviten grans vibracions en aquest

tipus de crregues. Es vol modelar el sistema desmortement usat per transportar dinamita per a una mina mostrat en la

figura:

Aquest sistema es pot modelar segons el segent diagrama de blocs:

On:

mv: s la massa del vag

K1: s lelasticitat del vag

K2: s lelasticitat del sistema esmortedor

C: s la constant desmortement del sistema esmortedor

mc: s la massa de la crrega.

Es demana:

a) Dibuixar el diagrama de Bond Graph del sistema descrit, indicant clarament el sentit dels vincles i la causalitat.

b) Escriure les equacions destat per al sistema esmortedor (sense el vag).

a.2. (1 punt)

a) Diferncies entre suspensi hidrulica, hidroelstica i hidropneumtica?

b) Quins comportaments anmals d'un vehicle corregeix el sistema de control d'estabilitat?

mv

K1

K2

mc

C

crrega

sistema esmortedor vag

Vag Sistema esmortedor v(t)

Enginyeria del Transport Curs 2007-2008, 1era Convocatria Universitat de Girona - 3105EI0025

Examen (aules II-02): 02/06/2008 a les 9:00 h

Exposici notes (La meva UdG): 10/06/2008 a les 20:00 h

Revisi examen (despatx D103): 12/06/2008 a les 16:00 h

Exercicis (temps per a realitzar aquesta part de lexamen: 2 hores i 30 minuts)

b.1 (3.5 punts)

En la figura es mostra lesquema dun sistema elevador tipus paternoster o

elevador continu. Aquest correspon a lavantprojecte dun sistema elevador

per persones en un edifici de quinze plantes. El seu funcionament es basa en el

desplaament continu de lhabitacle elevador mitjanant un sistema de dues

cadenes (cadena habitacle), dos tambors motrius i dos tambors conduits, de

manera que els habitacles del ramal esquerre descriuen una trajectria vertical

ascendent mentre els habitacles del ramal dret descriuen una trajectria

vertical descendent. Quan els habitacles arriben a dalt o a baix de tot, aquests

canvien de ramal grcies als dos tambors motrius o conduits, respectivament.

En total el sistema consta de 15 habitacles per ramal ms dos habitacles ms,

un en cada canvi de ramal. Per la geometria constructiva dels habitacles, es

considera que la capacitat mxima del sistema s de dues persones per

habitacle (es considera que el pes promig duna persona s de 75 kg).

El moviment de tot el sistema saconsegueix mitjanant un motoreductor de vis

sens fi que acciona dos pinyons motrius. Mitjanant dues cadenes motrius,

cadascun daquest pinyons motrius acciona un plat conduit solidari a un dels

tambors motrius. La velocitat nominal de gir del motor s nn = 700 rpm i la

seva velocitat de sincronisme s ns = 750 rpm. Tal i com mostra la figura

adjunta, es pot considerar que el parell darrencada del motor Ma es mant

constant i igual a dues vegades el parell nominal Mn fins a la velocitat no. A

partir daquest punt, el parell del motor decreix linealment fins a la velocitat de

sincronisme. El rendiment del reductor de vis sens fi sestima en 0.6 i la resta

de friccions i prdues es poden representar com un moment resistent en leix

de cadascun dels tambors motrius segons Mr = 1 + tamb kNm (on tamb s la velocitat de gir del tambor en rad/s).

Es demana:

a) Indicar la reducci del reductor vis sens fi (escollir el nombre enter ms

proper) per tal que la velocitat dels habitacles sigui de 0.25 m/s si el motor

gira a la seva velocitat nominal.

b) Pel cas de crrega ms desfavorable, determinar quina potncia en el motor

garanteix una velocitat del sistema de 0.24 m/s.

c) Si es munta un motor de potncia nominal 12 kW, calcular el temps

dacceleraci del sistema des del reps fins al 95 % de la velocitat de rgim

en el cas de crrega ms desfavorable.

La taula segent resumeix les propietats unitries dels diferents elements que

formen part del sistema (considerar que la massa i la inrcia de la resta

delements sn menystenibles i g = 10 m/s2):

Moment Unitats Radi

[m]

Massa

[kg]

Inrcia

[kgm2]

Motoreductor 1 --- 50 0.05 (eix motor)

Piny motriu 2 0.2 10 0.4

Plat conduit 2 1 25 25

Cadena motriu 2 --- 7.5 ---

Tambor motriu 2 1.5 50 112.5

Tambor conduit 2 1.5 50 112.5

Cadena habitacle 2 --- 25 ---

Habitacle 32 --- 100 ---

motoreductor

tambor

motriu

cadena

motriu

tambor

conduit

habitacle

caden

a hab

itac

le

piny

motriu

plat

conduit

Ma

Mn

M (Nm)

nn n (rpm) ns no

Enginyeria del Transport Curs 2007-2008, 1era Convocatria Universitat de Girona - 3105EI0025

Examen (aules II-02): 02/06/2008 a les 9:00 h

Exposici notes (La meva UdG): 10/06/2008 a les 20:00 h

Revisi examen (despatx D103): 12/06/2008 a les 16:00 h

b.2 (3.5 punts)

Un autobs pel transport urb de viatgers est equipat amb un motor de combusti interna tipus Diesel capa de

desenvolupar una potncia mxima de 250 cv a un rgim de gir de 2700 rpm i un parell mxim de 600 Nm a un rgim

de gir de 2000 rpm. La velocitat mxima que pot assolir el vehicle s de 100 km/h. El pes en buit del vehicle s de 5000

kg distributs en un 70 % sobre leix motriu posterior i la resta sobre leix davanter. La mxima crrega que pot

transportar el vehicle s de 4000 kg distributs uniformement sobre els dos eixos.

La longitud del vehicle s de 9 m, la seva amplada s de 3 m. t una alada de 3 m i el seu coeficient aerodinmic s de

0.9. El coeficient de massa fictcia s = 4 %, el dimetre de les rodes s de 1 m, el coeficient de lliscament dels pneumtics s q = 3 %. El vehicle est equipat amb un canvi de velocitats automtic on la relaci de transmissi del

diferencial s id = 5 i sestima que el rendiment del sistema de transmissi s del 80 %. El coeficient dadherncia del

vehicle s Ca = 0.5 0.001V (on V s la velocitat del vehicle en km/h), mentre el coeficient de resistncia per rodadura

ve donat per lexpressi Cr = (10 + 0.025V)10-3 (on V s la velocitat del vehicle en km/h). Es demana:

a) Determinar la mxima velocitat que pot assolir el vehicle totalment carregat en un pendent del 10 % i amb un

vent en contra de 40 km/h a 60 respecte la seva direcci davan.

b) Calcular el temps que triga en accelerar el vehicle fins a la velocitat de 50 km/h en pla, totalment carregat i

sense vent si parteix del reps i es limita lacceleraci mxima a 2.5 m/s2.

c) Si es considera que el rgim ptim de funcionament del motor se situa entre les 1500 i les 2500 rpm i es vol

que el vehicle en la primera velocitat pugui assolir els 5 km/h, determinar el nombre de marxes del canvi de

velocitats i la seva relaci de transmissi.

d) Si lautobs est equipat amb un sistema de frenada ABS que actua sobre totes les rodes i la seva acci equival

a un coeficient dadherncia de frenada Cf = 0.5, determinar quin s lespai mnim per aturar el vehicle en pla si

la velocitat inicial s de 50 km/h, est totalment carregat i no hi ha vent.