RESOLUCION PRIMER EXAMEN PARCIALMEC 3341 A

DATOS: (Ficha Tecnica Susuki vitara)

MOTOR 2,0L(4X2)

Ne 138 hp⋅ 1.029 105× W=:= @ ne 6000 rpm⋅ 628.319

1

s=:=

Mm 183 N⋅ m⋅:= @ nm 4000 rpm⋅ 418.8791

s=:=

TRANSMISION 4X2

relaciones de engranajes i1

4.545:= i2

2.354:= i3

1.693:=

i4

1.241:= i5

1.000:= ima 4.436:=

relación final de engranajes iD 4.100:=

Ruedas delanteras y traseras: 225/70R16 opcional 225/65R17

DIMENCIONES:Longitud total Lt 4500 mm⋅ 4.5 m=:=Ancho total At 1810 mm⋅ 1.81 m=:=Altura total Ht 1683 mm⋅ 1.683m=:=Distancia entre ejes Le 2640 mm⋅ 2.64 m=:=Altura libre del suelo hs 188 mm⋅ 0.188 m=:=

PESOS:Peso listo para la marcha Wv 1540 kg⋅:=

Peso bruto del vehiculo Wbr 2070 kg⋅:=f 0.02:=

DETERMINAR:a) Determinar la dinamica longitudinal del vehiculo.

b) Analizar la transmision del vehiculo.

SOLUCION:

relaciones de transmision total por caja.

iT1 i1

iD⋅ 18.634=:= iT2 i2

iD⋅ 9.651=:= iT3 i3

iD⋅ 6.941=:=

iT4 i4

iD⋅ 5.088=:=iT5 i

5iD⋅ 4.1=:= iTma ima iD⋅ 18.188=:=

Diametro de la rueda de tracción:

h 0.7 225⋅ mm⋅ 0.158m=:=

Rr1

216⋅ in⋅ h+:=

Rr 0.361 m=

Dr 2 Rr⋅ 0.721 m=:=

Entonces.

iT

nm

nr:=

nriT

Mtr

Mm:=

Mtr(1)

Mtr Ft Rr⋅:= Ft (2)

Reemplazando 2 en 1

iT

nm

nr:=

nriT

Ft Rr⋅Mm

:=Ft

FtMm i

T⋅

Rr:=

i

las Ftmax para cada caja:

Ftmax1Mm iT1⋅

Rr 9.81⋅m

s2

963.726 kg=:= Ftmax2Mm iT2⋅

Rr 9.81⋅m

s2

499.144 kg=:=

Ftmax3Mm iT3⋅

Rr 9.81⋅m

s2

358.985 kg=:=Ftmax4

Mm iT4⋅

Rr 9.81⋅m

s2

263.143 kg=:=

Ftmax5Mm iT5⋅

Rr 9.81⋅m

s2

212.041 kg=:=Ftmaxma

Mm iTma⋅

Rr 9.81⋅m

s2

940.614 kg=:=

Calculo de las velocidades para cada caja:

V1anm Rr⋅

iT18.108

m

s=:= 29.16

km

hr⋅ 8.1

m

s=

V2anm Rr⋅

iT215.655

m

s=:= 56.36

km

hr⋅ 15.656

m

s=

V3anm Rr⋅

iT321.767

m

s=:= 78.36

km

hr⋅ 21.767

m

s=

V4anm Rr⋅

iT429.695

m

s=:= 106.90

km

hr⋅ 29.694

m

s=

V5anm Rr⋅

iT536.851

m

s=:= 132.66

km

hr⋅ 36.85

m

s=

Vmanm Rr⋅

iTma8.307

m

s=:= 29.90

km

hr⋅ 8.306

m

s=

Para las fuerzas de resistencia que actuan en el vehiculo tenemos:

F Rrd Ra+ Rp+ Rj+ Rrm+:= Rrd (3)

La resistencia a la rodadura: (para carretera asfaltada donde f=0.02)

Rrd Wv f⋅ 9.81⋅m

s2

:= Rrd 302.148 N=

La resistencia aerodinamica:

Ra1

2Cw⋅ FT⋅ ρ⋅ V

2⋅:= Cw (4)

donde:

F1 0.8 At⋅ Ht hs−( )⋅ 2.165 m2=:= F2 2 hs⋅ 0.225⋅ m⋅ 0.085 m

2=:=

FT F1 F2+ 2.249m2=:=

De tabla el coeficiente aerodinamico: Cw 0.40:=

La densidad del aire: ρ 1.25kg

m3

⋅:=

La velocidad sera: V=Vmax , Vmax=V5a V V5a 36.851m

s=:=

Reemplazando en la ecuacion 4 tenemos:

Ra1

2Cw⋅ FT⋅ ρ⋅ V

2⋅ 763.661 N=:=

La resistencia por pendiente:

Rp Wbr 9.81⋅m

s2

⋅ sin6

100

⋅:= Rp 1.218 103× N=

La resistencia por inercia:

Rj m j⋅:= j Rj Wbr 0.4⋅m

s2

⋅:= Rj 828 N=

Reemplazando en la ecuacion 3 tenemos:

F Rrd Ra+ Rp+ Rj+:= F 3.111 103× N= F

F

9.81m

s2

⋅:=

F 317.174 kg=

Comprobando si el motor del vehiculo dispone de potencia suficiente para vencer lasresistencias cuando circula a velocidad maxima.

η 0.9:=H

F V5a⋅η

:= H 1.274 105× W= 170.84 hp⋅ 1.274 10

5× W=

Por tanto adoptamos las resistencia a la rodadura y aerodinamica.

HRrd Ra+( ) V5a⋅

η:= H 4.364 10

4× W= 58.52 hp⋅ 4.364 104× W=

58.52 hp⋅ 138 hp⋅<

Al ser la potencia obtenida inferior a la que pueda proporcionar el vehiculo, se confirma que lavelocidad maxima que puede ciercular es 132km/hr.

b) Analisis de la transimision del vehiculo.

La potencia de resistencioa a la transmision.

NG Ne 1 ηtrans−( )⋅:= ηtrans (5)

coeficiente de adaptacion.

Mnom 716.2Ne

ne⋅:= Mnom 716.2 W⋅

139.95

ne⋅ 159.524 J=:=

KadapMm

Mnom:= Kadap 1.147=

rendimiento a la transmision en vacio

δ 0.03:=ηv 1

δ

Kadap−:= ηv 0.974=

rendimiento a la transmicion en carga

n 2:= nc 1:=

Para engranajes rectos η1 0.98:=

Para engranajes conicos del diferencial. η2 0.966:=

ηc η1nη2

nc⋅:= ηc 0.928=

Por tanto el rendimiento a la transmision sera:

ηtrans ηv ηc⋅:= ηtrans 0.903=

Reemplazando en la ecuacion 5

NG Ne 1 ηtrans−( )⋅:= NG 9.932 103× W=

13.319 hp⋅ 9.932 103× W=

Casi el 10% se gasta en la transmision

Calculando la potencia de reserva:

Nresv Ne NG V5a Rrd Ra+ Rj+( )⋅+[ ]− 2.319 104× W=:=

31.1 hp⋅ 2.319 104× W=

Consumo de combustible.

1 litro de gasolina libera: E 3.5 107⋅ J⋅:=

La energia efecitva sera: E 0.15⋅ 5.3 106⋅

J

Lt⋅:=0.15 E1 5300000

J

Lt⋅:=

calculando el consumo con la potencia q puede obtenerse a Vmax durante media hora.

t 1800 s⋅:=

H 4.364 104× W=

H t⋅E1

14.82 Lt⋅:=H t⋅E1

@1

2hr⋅