“ DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE SUSPENSIÓN, DIRECCIÓN Y FRENOS DEL VEHÍCULO DE COMPETENCIA FÓRMULA SAE 2012” PROYECTO PREVIO A LA.

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1 “ 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

2 SISTEMA DE SUSPENSIÓN SISTEMA DE DIRECCIÓN SISTEMA DE FRENOS

3 SISTEMA DE SUSPENSIÓN OBJETIVOS DE DISEÑO GEOMETRÍA DE SUSPENSIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE VEHÍCULO FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE SUSPENSIÓN

4 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

5 OBJETIVOS 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.

6 EJE DELANTERO

7 EJE TRASERO

8 CONFIGURACIÓN PUSH-ROD

9 DIMENSIONAMIENTO SISTEMA DE SUSPENSIÓN

10 ALTURA DE CENTRO DE MASA NO SUSPENDIDA
EJE DELANTERO EJE TRASERO

11 ALTURA DEL CENTRO DE GRAVEDAD

12 DISTANCIA DE EJES RESPECTO AL CENTRO DE GRAVEDAD
EJE DELANTERO EJE TRASERO

13 PARÁMETRO SIMBOLOS MAGNITUD UNIDAD
Masa Total del Vehículo m 340 kg Batalla B 1570 mm Ancho de Vía Delantero 1403 Altura del centro de masas delantero masa no suspendida 273,168 Altura del eje de Balaceo Eje Delantero 124,602 Distancia del eje delantero hasta el centro de gravedad 875,361 Distancia del eje trasero hasta el centro de gravedad 694,639 Altura del Eje de balanceo Eje trasero 122,545 Altura del centro de masas trasero masa no suspendida 265,592 Ancho de vía trasero 1203 Distancia del centro de Gravedad al eje de balanceo d 212,915 Altura del centro de balaceo colineal al centro de gravedad 121,494

14 FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE LA SUSPENSIÓN

15 LÍMITE VELOCIDAD DE VUELCO

16 VELOCIDAD LÍMITE DE VUELCO CRÍTICAS

17 TRANSFERENCIA TOTAL LATERAL DE CARGA EJE DELANTERO

18 TRANSFERENCIA TOTAL LATERAL DE CARGA EJE TRASERO

19 TRANSFERENCIA DE MASA DURANTE LA ACELERACIÓN

20 TRANSFERENCIA DE MASA EN FRENADA BRUSCA

21 CONFIGURACIÓN Y PARTES DE LA SUSPENSIÓN
NEUMÁTICO MANGUETA CONJUNTO MUELLE-AMORTIGUADOR

22 BARRA ESTABILIZADORA SUSPENSIÓN TRASERA BUJE RÓTULA

23 SISTEMA DE DIRECCIÓN

24 GEOMETRÍA DE DIRECCIÓN
OBJETIVO DE DIRECCIÓN GEOMETRÍA DE DIRECCIÓN CÁLCULOS DE DIRECCIÓN CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN

25 OBJETIVO DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
Permitir el control direccional suficientemente preciso para realizar trazado en curvas, bajo solicitaciones laterales extremas

26 GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN

27

28

29 CÁLCULO ÁNGULOS DE DERIVA

30 EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DIRECCIONAL
FUERZAS LATERALES

31 ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DIRECIONAL

32 DERRAPE EN CURVA ACELERACIÓN MÁXIMA EN CURVA VELOCIDAD MÁXIMA EN CURVA

33 CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN
VOLANTE MECANISMO DE LIBERACIÓN COLUMNA DE DIRECCIÓN MANGUETA DELANTERA JUNTA UNIVERSAL CREMALLERA

34 SISTEMA DE FRENOS

35 CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE FRENOS
OBJETIVOS PROCESO DE DISEÑO CONFIGURACIÓN Y PARTES DEL SISTEMA DE FRENOS

36 Objetivo 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

37 Proceso de diseño del sistema de frenos
DATOS DEL VEHÍCULO PESO R DIMENSIONAR COMPONENTES PEDAL DE FRENO REPARTIDOR DE FRENADA DIÁMETRO PISTÓN BOMBA DIÁMETRO PISTÓN MORDAZAS CÁLCULO DE TRANFERENCIA DE PESOS CÁLCULO FUERZA DE FRENADO CÁLCULO FUERZAS EN EL PEDAL DE FRENO Y REPARTIDOR DE FRENADA CÁLCULO PAR DE FRENADO CÁCULO DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES GENERADAS POR LAS BOMBAS DE FRENO DIMENSIONAR DEL DISCO DE FRENADO

38 Proceso de diseño del sistema de frenos
CÁLCULO FUERZAS LINEALES GENERADAS EN CADA PINZA DE FRENO CÁLCULO DESACELERACIÓN DEL VEHÍCULO SI NO CÁLCULO DE PARES DE FRENADO GENERADOS POR EL CONTACTO DISCO-PASTILLA DESACELERACIÓN 1,6 – 2 G´s R CÁLCULO FUERZAS DE FRICCIÓN, CONTACTO DISCO-PASTILLA CÁLCULO DISTANCIA DE FRENADO SISTEMA DE FRENOS CÁLCULO FUERZA TOTAL DE REACCIÓN ENTRE EL VEHÍCULO Y LA CALZADA

39 Cálculo de tranferencia de pesos

40 Cálculo fuerza de frenado

41 Cálculo par de frenado

42 Dimensionar del disco de frenado

43 Dimensionar componentes
CARACTERÍSTICA VALOR UNIDAD Masa Delantera 150 kg Masa Trasera 190 Def,disco,d 0,230 m Def,disco,t Relación pedal 3:1 Repartidor de frenada 30% Diámetro pistón bomba 0,168 Diámetro pistón pinza,d 0,0425 Diámetro pistón pinza,t Área pistón pinza,d 0,14 m2 Fuerza en el pedal 200 N µ,pad 0,41

44 Cálculo fuerzas en el pedal de freno y repartidor de frenada

45 Cálculo distribución de presiones generadas por las bombas de freno

46 Cálculo fuerzas lineales generadas en cada pinza de freno

47 Cálculo fuerzas de fricción, contacto disco-pastilla

48 Cálculo de pares de frenado generados por el contacto disco-pastilla

49 Cálculo fuerza total de reacción entre el vehículo y la calzada

50 CÁLCULO DESACELERACIÓN DEL VEHÍCULO

51 CÁLCULO DISTANCIA DE FRENADO

52 Modelación del sistema de frenos

53

54 Configuración y partes del sistema de frenos

55 Configuración y partes del sistema de frenos

56 Configuración y partes del sistema de frenos

57 Configuración y partes del sistema de frenos

58 GRACIAS POR LA ATENCIÓN

59 ANÁLISIS DE INGENIERÍA ASISTIDA
Ansys 14.5 (Static Structural – Transient Structural – Explicit Dynamics) Ns = 4,33

60 ANÁLISIS 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