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Tracción. Objetivos de la clase Conocer el proceso de tracción Las variables que lo afectan Las perdidas de potencia desde el motor.

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Presentación del tema: "Tracción. Objetivos de la clase Conocer el proceso de tracción Las variables que lo afectan Las perdidas de potencia desde el motor."— Transcripción de la presentación:

1 Tracción

2 Objetivos de la clase Conocer el proceso de tracción Las variables que lo afectan Las perdidas de potencia desde el motor

3 DEPENDEN DE LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN (i) LA MAGNITUD DEL PAR MOTOR Y RÉGIMEN EN EL EJE MOTRIZ DEPENDEN DE LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN (i) QUE LA MARCHA EN USO IMPONE

4 LA POTENCIA EN EL EJE MOTRIZ SERÁ POTENCIA MOTOR * EF. TRANSMISIÓN = POTENCIA EN EJE

5 EL PAR MOTOR EN EL EJE ES EL ORIGEN DE LA FUERZA QUE LA RUEDA APLICARÁ ¿ SE PUEDE CONOCER LA MAGNITUD DE LA FUERZA QUE LA RUEDA MOTRIZ APLICARÁ AL SUELO?

6 PAR MOTOR = FUERZA * DISTANCIA LA FUERZA QUE LA RUEDA APLICA SOBRE EL SUELO RESULTA DE DIVIDIR EL PAR MOTOR (en el eje) EN LA DISTANCIA (radio) es decir FUERZA = PAR MOTOR / RADIO RUEDA

7 TRACCIÓN Por definición es la aplicación de dos fuerzas colineares dirigidas en sentidos opuestos y que actúan en un mismo punto de referencia La rueda aplica la fuerza desarrollada por el motor del tractor y el suelo le opone una resistencia

8 En definitiva, el PROCESO de TRACCIÓN (fuerza realmente aplicada por el neumático sobre el suelo ), se manifiesta mediante: 1) la velocidad real de avance del tractor, en cuya determinación se considera el patinamiento (velocidad perdida). 2) el tiro (fuerza) desarrollado en la barra de tiro, en cuya determinación se considera la resistencia a la rodadura (energía gastada en autotransportarse).

9 PARA QUE UN VEHÍCULO SE DESPLACE ES NECESARIO: 1) QUE LA FUERZA DE LA RUEDA SEA MENOR QUE LA DEL SUELO 2) QUE LA FUERZA DE LA RUEDA SEA MAYOR QUE LA RESISTENCIA A RODADURA 3) QUE LA FUERZA DE LA RUEDA SEA MAYOR QUE LA CARGA IMPUESTA

10 Análisis general de la TRACCIÓN de un vehículo de ruedas

11 resistencia a la rodadura El TIRO o fuerza que un vehículo desarrolla (con el uso de una marcha" y en un suelo determinados) resulta de: quitar a la magnitud de la fuerza aplicada por la rueda, el valor de la resistencia a la rodadura

12 FUNDAMENTO: el concepto anterior, representa la máxima fuerza que la rueda puede aplicar al suelo, pero la fuerza desarrollada por la rueda o fuerza real será función de la 1) FUERZA REQUERIDA 2) ÁREA DE CONTACTO 3) TIPO Y CONDICIÓN DEL SUELO 4) PESO SOBRE LA RUEDA

13 El corte del suelo por efecto de la fuerza aplicada por la rueda, es uno de los principales factores determinantes de la prestación (o actuación) tractiva de un vehículo off road (a campo)

14 S es la fuerza de corte del suelo c es la cohesión del suelo p es la presión normal (peso sobre la rueda) Ø el ángulo de resistencia interna del suelo J es el desplazamiento en el corte del suelo K es la deformación en el corte del suelo S determina la máxima fuerza que el suelo puede oponerle a la fuerza aplicada (rueda)

15 El valor de K esta dentro de este rango: 0.01 y m. Un suelo con K = 0.01 m es un suelo que se deforma poco en el momento del corte (es un suelo duro) y por tanto la fuerza de corte aumenta.

16 Para comprender el fenómeno se asume que los neumáticos de un vehículo de ruedas tienen: 1) una superficie de contacto con el suelo plana y rectangular 2) una misma longitud de contacto 3) el peso del vehículo esta uniformemente distribuido entre todos los neumáticos 4) existe por tanto una presión "normal" y uniforme" en toda el área de contacto

17 Estas supocisiones simplifican la comprensión, pero en muchos casos no son realistas. Por ejemplo, para un neumático, el tiro se desarrolla normalmente en parte por el rozamiento taco/terreno y en parte por el terreno entre los tacos; la relación entre la presión de inflado del neumático y el área de contacto del neumático (o longitud del contacto) tiene que ser definida cuantitativamente.

18 donde F ti es la fuerza total desarrollada por la rueda n ti número de ruedas del vehículo b ti es el ancho de contacto de la rueda (ancho de la pisada) L ti longitud de contacto W es el peso total del vehículo i es el patinamiento que se asume es el mismo para todas las ruedas.

19 La fuerza desarrollada por una rueda tiene dos componentes: 1) debido a la cohesión del suelo, la cual esta relacionada al área de contacto de la rueda como se describe en el primer término del primer paréntesis de la ecuación 2) debido a la fricción del suelo la cual esta determinada por la carga normal sobre la rueda y el ángulo de resistencia interna del suelo y es independiente del área de contacto del neumático

20 La tracción implica Existencia de rodadura Existencia de patinamiento

21 La tracción implica PÉRDIDAS DE POTENCIA

22 Las pérdidas de potencia son tres SISTEMA DE TRANSMISIÓN Por el SISTEMA DE TRANSMISIÓN RODADURA Por RODADURA PATINAMIENTO Por PATINAMIENTO

23 PÉRDIDAS DE POTENCIA VISIBLE PÉRDIDA POR PATINAMIENTO INVISIBLES 1)PÉRDIDA POR RODADURA 2)PÉRDIDA EN LA TRANSMISIÓN

24 Cuando un tractor transita pueden distinguirse sobre el suelo dos acciones: 1) una vertical (comprimiendo el suelo por el peso) 2) una horizontal (es la fuerza aplicada por la rueda que le permite desplazarse)

25 Fuerza vertical Es parte de la resistencia a la rodadura Numerosos estudios han mostrado que el tráfico puede conducir en el suelo a un incremento de su densidad, acompañado de una disminución en su porosidad y en los rendimientos del cultivo (Guerif 1984). Es evidente que para una determinada carga, la disminución de la presión de inflado de una rueda, aumenta su deformación y su área de contacto con el suelo.

26 Fuerza horizontal Produce la tracción Debe vencer la resistencia a la rodadura Debe ser menor a la resistencia del suelo

27 PATINAMIENTO Puede definirse como la comparación entre la velocidad tangencial de la rueda y la velocidad con la que el vehículo avanza (a mayor diferencia entre ellas, mayor patinamiento o lo que es igual: el vehículo tiende a quedar inmóvil). Puede definirse también como el movimiento relativo entre la rueda y el suelo.

28 PATINAMIENTO DEBE DIFERENCIARSE: 1) la distancia teórica recorrida en una vuelta (es igual a la circunferencia de la rueda) sin2) la distancia recorrida en una vuelta cuando el tractor avanza sin arrastrar implementos (es decir NO EJERCE TIRO) arrastrando3) la distancia recorrida en una vuelta cuando el tractor avanza arrastrando algún implemento (es decir EJERCIENDO TIRO).

29 La magnitud del patinamiento, es un buen indicador del contrapesado de un tractor La falta de peso provocará un alto patinamiento reduciendo la potencia disponible en la barra de tiro. El exceso de peso provocará una bajo patinamiento, asociado con un excesivo consumo de combustible y compactación del suelo. El peso óptimo maximiza la eficiencia de la goma en convertir la potencia del eje en TIRO en la barra de tiro.

30 El corte del suelo por efecto de la fuerza horizontal aplicada por la rueda, es el factor determinante del patinamiento o prestación (actuación) tractiva de un vehículo off road

31 PATINAMIENTO Vr es la velocidad real de avance desarrollando tiro Vp es la velocidad de avance sin desarrollar tiro

32 RESISTENCIA A LA RODADURA La FUERZA VERTICAL aplicada por la rueda en el suelo, lo deformará (provocando la huella) y generará una resistencia que debe ser vencida para que el vehículo avance.

33 RESISTENCIA A LA RODADURA (RR) es la cantidad de energía utilizada por el tractor para auto transportarse Q a es el peso adherente sobre la rueda K es el coeficiente de rodadura

34 Q a o peso adherente es función del peso estático sobre el eje motriz y de latransferencia de peso desde el eje delantero del propio tractor y desde el implemento.

35 Según F. Zoz, ambas transferencias de pesos (es decir, el peso dinámico), pueden ser estimadas como un por ciento del peso estático soportado por el eje trasero (Q 2 ): para implementos arrastrados es el 25% para implementos semimontados 45% para implementos montados 65%.

36 PESO ADHERENTE con implementos arrastrados Qa = Q 2. 1,25 con implementos semimontados Qa = Q 2. 1,45 con implementos montados Qa = Q 2. 1,65

37 Coeficiente de rodadura (K) Donde Cn es el valor numérico de la goma

38 IC es el índice de cono, b el ancho y d el diámetro de la goma K o coeficiente de rodadura es función de la dureza del suelo, lasmedidas de la rueda y la masa del tractor.

39 La RESISTENCIA A LA RODADURA (RR) es la cantidad de energía utilizada por el tractor para auto transportarse Q a es el peso adherente sobre la rueda K es el coeficiente de rodadura

40 El peso adherente es función delpeso estático y de latransferencia de peso desde el implemento y desde el eje delantero del propio tractor. El coeficiente de rodadura es función de la dureza del suelo, las medidas de la rueda y lamasa del tractor.

41 Masa total y en cada eje

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43 Factores que afectan la magnitud de las fuerzas En la rueda Aceleración Marcha o relación de transmisión Eficiencia transmisión Diámetro de la rueda En el suelo Tipo de suelo Condición del suelo Masa del tractor Área de contacto rueda/suelo


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