“ 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 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 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 DELANTERO

EJE TRASERO

CONFIGURACIÓN PUSH-ROD

DIMENSIONAMIENTO SISTEMA DE SUSPENSIÓN

ALTURA DE CENTRO DE MASA NO SUSPENDIDA EJE DELANTERO EJE TRASERO

ALTURA DEL CENTRO DE GRAVEDAD

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

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

FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE LA SUSPENSIÓN

LÍMITE VELOCIDAD DE VUELCO

VELOCIDAD LÍMITE DE VUELCO CRÍTICAS

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 SUSPENSIÓN NEUMÁTICO MANGUETA CONJUNTO MUELLE-AMORTIGUADOR

BARRA ESTABILIZADORA SUSPENSIÓN TRASERA BUJE RÓTULA

SISTEMA DE DIRECCIÓN

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

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

GEOMETRÍA DE LA DIRECCIÓN

CÁLCULO ÁNGULOS DE DERIVA

EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DIRECCIONAL FUERZAS LATERALES

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DIRECIONAL

DERRAPE EN CURVA ACELERACIÓN MÁXIMA EN CURVA VELOCIDAD MÁXIMA EN CURVA

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

SISTEMA DE FRENOS

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

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

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

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

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 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

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 frenos

Configuración y partes del sistema de frenos

Configuración y partes del sistema de frenos

Configuración y partes del sistema de frenos

GRACIAS POR LA ATENCIÓN

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

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