Ficha técnica y prestaciones de la Ford Ranger 2.8 TGV

PERFORMANCEVelocidad Máxima

154,6 km/h.Aceleración 0-100 km/h 13,43 segundosAceleración 0-400 m 18,73 segundosAceleración 0-1000 m 35,18 segundos40-100 km/h (IV) 13,23 segundos60-90 km/h (IV) 6,28 segundos90-120 km/h (IV) 10,20 segundosConsumo a 90 km/h 9,51 lit/100 km (Autonomía 788 km)Consumo a 120 km/h 8,64 lit/100 km (Autonomía 867 km)Consumo urbano 8,75 lit/100 km (Autonomía 857 km)Consumo mixto 8,96 lit/100 km (Autonomía 837 km)

FICHA TÉCNICA Motor Delantero longitudinalCilindrada 2.784 cm3.N° de cilindros 4 en línea.Diámetro x carrera 93 x 102,5 mm.Distribución Un árbol de levas a la cabeza comandado por correa

dentada. 2 válvulas por cilindroAlimentación Inyección directa Diesel. Turbo de geometría variable e

intercooler.Potencia máxima 135 CV / 99 Kw a 3.800 rpmPar máximo 38,2 kgm a 1.400 rpmTracción Trasera con doble de alta, baja y neutralCaja Manual de 5 velocidadesSuspensión delantera Independiente con paralelogramo deformable, barras de

torsión, barra estabilizadora y amortiguadores hidráulicos presurizados a gas.

Suspensión trasera Eje rígido de elásticos longitudinales semielípticos, amortiguadores hidráulicos presurizados a gas inclinados y contrapuestos.

Frenos Servoasistidos. Delanteros a discos ventilados. Traseros a tambor asistidos por ABS.

Dirección A piñón y cremallera servoasistida.Neumáticos 235 / 75 x 15 pulgadas. Llantas 7 JLargo/ancho/alto 5,140/2,050/1,830 m.Entre ejes/Trochas 3,194 m./1.480-1.460 m.Peso 1.910 kilos.

MEDIDAS TT Angulo de ataque 34°Angulo ventral s/d Angulo de salida 23° Profundidad de vadeo 80 cm.Inclinación máxima 45°Recorridos de susp. del. s/dRecorridos de susp. trasera s/dAltura al suelo 19 cm.

Trabajo Practico N°1

Datos:

Potencia: 90 Kw a 3800 RPM.Potencia: 135 CV a 3800 RPM.

1) Calculo de Potencia Efectiva. [Ne]

N (cv) n (RPM) %135 3800 100

125,5 2850 9389 1900 66

44,5 950 33108 4370 80

2) Calculo de Cupla Motriz. [Cm]

Cm (kgm) n (RPM) %26,81 350 2538,3 1400 37

30,65 3800 100

3) Calculo de Consumo Especifico [Ce]

Datos:

Consumo a 90 Km/h 8.8 lts. 8.8 dm3

Consumo a 120 Km/h 12.7 lts. 12.7 dm3

Consumo promedio = (8.8 dm3 + 12.7 dm3) / 2 21.5 dm3 / 2 Cprom. = 10.75 dm3

Consumo en gramos = Cprom. * Pesp. Gasoil 10.75 x 0.855 = 9.191 gr/hs

Ce = Ch / Nu

Siendo:

Ch: Combustible Consumido [gramos / hora]Nu: Potencia Útil = ∑ ( Na + Nr + Nmi )

- Na: Perdida de Potencia Aerodinámica.- Nr: Perdida de Potencia por Rodadura.- Nmi: Perdida de Potencia por Mecanismos Internos.

Calculo de la Potencia Útil [Nu]

Perdida Aerodinámica Na [CV]:

Datos:

Altura: 1.713 mts.Ancho: 1.470 mts.Coeficiente Aerodinámico (Cx) prom: 0.40Area Efectiva: 60% (Alto * Ancho) 60% (1.713 x 1.470) = 1.51 m2

Na = (A.Efectiva * Cx * Vmax3) / 55000 Na = [ 1.51 m2 x 0.4 x (163km/h)3] / 55000 = 49.33 CV

Perdida por Rodadura Nr [CV]:

Datos:

Peso de Orden de Marcha: 1800 Kg.Peso de Pasajeros: 300Kg.Coeficiente de Rodadura: f´ = 0.015

Nr = (P * f´ * Vmax) / 270 Nr = [(1800 + 3000) kg. x 0.015 x 165km/h] / 270 = 19.25 CV

Perdida por Mecanismos Internos Ni [CV]:

Datos:

Potencia Máxima: 135 CV.

Ni = 10% (Nmax) Ni = 10% (135CV) = 13.5 CV

- Nu = ∑ ( Na + Nr + Nmi) Nu = (49.33 CV + 19.25 CV + 13.5 CV) = 82.08 CV

- Ce = Ch / Nu 9191 / 82.08 = 112 [ gr/hs CV]

Tabla Porcentual de Consumo Específico:

Ce Porcen (Ce) Porcen (RPM) n(RPM)112 100% 20% 760106 94,50% 30% 1140101 90% 40% 152096 85,50% 58% 220496 85,50% 70% 2660

101 90% 80% 3140106 94,50% 90% 3420112 100% 100% 3800

0

20

40

60

80

100

120

140

160

n ( rpm)

N (CV)

94

96

98

100

102

104

106

108

110

112

114

Ce (gr/

hsCV)

Potencia

Cupla

Ce

4) Conversión de RPM a Velocidad (Km/h)

Datos :

Radio de la Rueda: Rr = 0.35mMedida de los Neumáticos: 235 / 75 – 15”Coeficiente de Aplastamiento: λ (Rr – 2cm.) (733.5-20) = 713.5mm. Relación de la Directa: 4° Marcha = 1.00; 1Relación de Diferencial: 3.73; 1 Velocidad Angular: ω = V / Rr 163km/h / 0.35m. = 129 rad/seg.

Calculo del Talón de la Rueda:

Medida: 235 / 75 – 15”

Talón de la Rueda (235 x 75) / 100 = 176.25 mm.

176.25 x 2 = 352.5 mm.

Conversión de Pulgadas a Milímetros del Diámetro de la Llanta.

1” -----> 25.4mm.15” ----> 381mm.

Radio real de la rueda:

Rr = [(Talón + Diámetro Llanta.) – λ] / 2

Rr = [(352.5mm + 381mm) – 20mm.] / 2 = 356.75mm.

V = [(Rdirect. * Rdifer. * 30) / (∏ * Rr * 3.6)] * n(RPM)

n = V x K

K= 28.28

Conversión de Velocidad a RPM:

*Esta tabla es valida para Velocidades expresadas en [Km/h], y el Radio de la Rueda Rt en [mts.].-

K Vel. (km/h) RPM28,28 20 565,6

 

60 1696,880 2262,4

120 3393,6

Velocidad vs RPM

565,6

1696,82262,4

3393,6

0204060

80100120140

n (RPM)

Veloci

dad (Km

/h)

Trabajo Practico N°2

Calculo Analítico del Sistema de Embrague

Datos del Vehiculo:

Cupla Motora Máxima: Cm = 38.2 Kgm. a 1400 RPM.Potencia Máxima: 135 Cv a 3800 RPM.

Hipótesis:

Ri / Re = 0.7 μ = f = 0.3pres= 2 kg/cm2

Ct1 = 1.5 Cmmax Cmmax = 3820 Kgcm Ct1 = 5730 Kgcm

Calculo del Disco:

Ct1= 4/3 π .p . f . (Re3 – Ri

3)

Re = 3 Ct1 / π . f . p . 0.876 3

5730Kgcm / (π x 0.3 x 2 x 0.876) = 15.13 cm diamext = 30.3 cm.

Ri = Re . 0.7 => Ri = 15.13 x 0.7 = 10.6 cm diamint = 21.2 cm.

Calculo Real:

Datos :

diamext = 25.4 cm. r = 12.7 cm.diamint = 18 cm. r = 9 cm.

Calculo cupla tractora

Ctreal 4/3 π .p .f .(Re3 – Ri

3)

4/3 x π x 2 x 0.3 (12.73 – 93) = 3316 Kgcm. 33.16 Kgm.

Errores porcentuales

Cuplas

[(Ctreal – Ct1) /Ctreal] x 100 [(33.16 – 57.30) / 33.16] x 100 = 73%

Diámetro Exterior [(Deteorico – Dereal) /Deteorico] x 100 [(25.4 – 30.3) / 25.4] x 100 = 20%

Diámetro Interior

[(Diteorico – Direal) /Diteorico] x 100 [(21.2 – 18) / 21.2] x 100 = 15%

Calculo de la cantidad de discos 3

X = RPMmax x Cmmax 3800 x 3 38.2 = 12797

-X = 12797 según tabla “X < 20100” por lo tanto lleva 1 Disco.-

TABLAS CON LOS DATOS CALCULADOS

Tabla con Diámetros de embrague dados por el fabricante y los mismos calculados anteriormente, Datos expresados en [cm].

Diámetros Datos Fabricante

Datos Calculados

Diam. Interior 18 21,2Diam.Exterior 25,4 30,3Espesor 3 n/d

Tabla con valores de la Cupla Tractora, con valores dados por el fabricante y los calculados anteriormente, Datos expresados en [Kgm.]

Ct1 Ct2 ri/rd57,30 33,16 0,7

Tabla con los errores porcentuales de los elementos calculados [%]

Trabajo Practico: N°3

Calculo de Frenada

Datos del Vehiculo:

Distancia de Frenado: 100km/h a 0 = 57.30mts

V= X/t t= X/V t= 57.30mts/27.78mts/seg. = 2.06 seg

γ = V2/2 x Df γ= (27.78m/s)2 / (2 x 57.30mts) = 6.73 m/s2

VelocidadDist.

FrenadoTiempo Desaceleración

100 km/h 57,30 mts 2,06 seg 6,73 m/s2

Potencia de Frenado (Nf)

Aceleración FrenadaVelocidad Tiempo t´ t´ / t

0-100km/h. 13,42 seg. 2,06 seg. 0,15seg.

Relación:

1/ [t´/t] [t/t´] = X1 X1 = 13.42seg. / 2.06seg. = 6.51

Nf = Nmax. x X1 Nf = 135CV x 6.51 = 878.85 CV

Calculo de Transferencia de Carga

Datos:

Datos Error %Ct 72

Diam. Ext 20Diam. Int 15

μ = 0.75 (Asfalto Compacto, Piso Seco, Neumáticos Nuevos)

Aceleración Maxima = μ x g A= 0.75 x 9.81mts/seg2 = 7.35 m/s2

Cargas Dinamicas sobre cada unas de las Ruedas:

W = POM + PP = 2660 Kg + 300 Kg = 2960 Kg

Repartición de Cargas entre Ejes:

Rueda Delantera:Rd = 63 % W 0.63 x 2960 = 1864.8Kg.

Rueda Trasera:Rt = 37% W 0.37 x 2960 = 1095.2Kg.

Calculo de Zg:

Determinación Xg:

Σ M = 0Rt x L = W x aRt x L – W x a = 0

Rt = Rt x cos α Rt = 1095.2Kg. x cos 15° = 1058Kg.

Xg = Rt x L / W Xg = 1058Kg. x 3.192m / 2960 = 1.14mts.

Determinación Yg:

Datos:

RdRtXg

tYg

A

Zg

Trocha delantera del Vehiculo: 1.480mts.

Yg = T/2 1.480mts/ 2 = 0.74mts.

Determinación Zg:

Zg = [ L x (Rt – Rt´) / W tg α ] + r

Zg = [3.192 x (1095Kg – 1058Kg) / 2960Kg. x tg 15°] + 0.356mts =

Zg = 0.50 mts

Repartición de Cargas en los Ejes

Delantero:

W1= Wd = [Rd + (W x Zg x μ)] / L

Wd = [1864.8 Kg+ (2960Kg x 0.50mts. x 0.75) / 3.192mts] =

Wd = 932Kg.

Trasero:

W2= Wt = [Rt + (W x Zg x μ)] / L

Wt = [1095.2 Kg+ (2960Kg x 0.50mts. x 0.75) / 3.192mts] =

Wd = 691Kg.

Determinación de la Fuerza de Adherencia

-Fuerza de Adherencia Delantera:

Fd = (W1 x μ) / 2 Fd= (932Kg x 0.75) / 2 =

Fd = 350Kg.

-Fuerza de Adherencia Trasera:

Ft = (W2 x μ) / 2 Ft= (691Kg x 0.75) / 2 =

Ft= 259Kg.

Momento de Adherencia:

MAD: Fd x r 350Kg. x 0.356mts. = 122.5 Kgm.

MAT: Ft x r 259Kg. x 0.356mts. = 90.7 Kgm.

Trabajo Practico: N°3 (Anexo)

Resultantes de las Fuerzas sobre el Patín:

Datos:

Tipo y Diámetro- Delantero: Discos Ventilados diámetro: 287mm.- Traseros: Tambor con ABS diámetro: 287mm.

Rp

Rd

Hipótesis:

Par Frenante = Par Adherente

Ff x Rd = Fad x Rr

Distancia del CG del Patín al CG de la Rueda: rp = 0.9 Rd rp= 0.9 x 0.35 m = 0.315m

Fuerza Sobre el patín:

Ffd = MADH / rp Ffd = 122.5Kgm/ 0.315m = 389 Kg.

Fuerza Normal Sobre el Patín:

Nd = Ffd / μ Nd = 389Kg/ 0.3 = 1296.6 Kg.

Superficie Mínima Delantera:

Datos:

P = 50 bar 50 kg/cm2

S = Nd/ p S= 1296.6Kg/50Kg/cm2 = 25.6 cm2

CALCULO DEL TAMBOR (Sist. Trasero)

Datos:Rp= 31.5cmVelocidad Equivalente: 75% Vmax 170km/h x 0.75 = 127.7 km/hA = 800 (vehiculo utilitario)Wt = 1095.2Kg.

CALCULO CON FORMULA AMERICANA

Superficie mínima:

Smin = [Wt x V3/2] / A Smin = 1095.2Kg x 127.53/2 / 800 = 1970cm2

Superficie Unitaria:

St = Smin / 2 St = 1970cm2 / 2 = 985cm2

Ancho del Tambor:

St = 2π x Rt x Lt Lt = St/[2π x Rt] =Lt = 985cm2 / [2π x 31.5cm] = 4.97cm

CALCULO CON FORMULA FRANCESA

Datos:

γm = 6.73 m/s2

μ = 0.3Vt x p = 65 kg/cm2

g = 9.81 m/seg2

Wt = 1095.2kg.

Superficie Mínima:

Smin = [γm x Wt x Vm] / [g x μ x Vt x p]

Smin = [6.73m/se x 1095.2kg x 35.41 km/h] / [9.81m/s2 x 0.3 x 65kg/cm2]

Smin = 1364cm2

Superficie Unitaria:

St = 951.7cm2 / 2 = 682cm2

Ancho del Tambor:

Lt = St / [2π x Rt] = 681.9cm2 / [2π x 31.5cm] = 3.45cm

CALCULO DE FRENOS: (CALCULANDO VT Y P)

Datos:

W: 2960Kg.V: 160Km/h 44.4m/sNmax: 3800RPMNeumáticos: 235/75 x 15”Rdirecta 4°: 1.00; 1Rdiferencial: 3.73; 1γ: 6.73m/s2

P: 5.5Kg/cm2 μ: 0.3

Diámetro de la Rueda:

Dr = 15” + 2 x 0.75 x 235 = 367.5mm.

Rr = 183.75mm = 0.18mts

Velocidad de la Rueda (n):

n = [Nmax / (id x i4°)]

n = [3800RPM / (1.00 x 3.73)]

n= 1018 RPM

Velocidad Tangencial de la Rueda:

Vt = [2π x n / 60] x Rd

Vt = [2π x 1018RPM / 60] x 0.18 mts

Vt = 19.17m/s

Radio Aproximado de Ubicación del Freno:

Rtf = 0.9 x Rd Rtf = 0.9 x 0.18 mts

Rtf = 0.16mts

De la siguiente relación:

[Vtr/Rr] = [Vtf/Rtf]

Despejamos Vtf:

Vtf = [Vtr x Rtf] / Rd

Vtf = [19.17m/s x 0.16mts] / 0.18mts

Vtf = 17.04 m/s

Calculo de Superficie Mínima (FORMULA FRANCESA) :

Smin = [γm x Wt x Vm] / [g x μ x Vt x p]

Smin = [6.73m/s2 x 2960kg x 44.4m/s] / [9.81m/s2 x 0.3 x 17.04m/s 5.5kg/cm2]

Smin = 2479cm2

Superficie Unitaria:

St = 2479cm2 / 2 = 1374.3cm2

Ancho del Tambor:

Lt = St / [2π x Rt] = 1374.3cm2 / [2π x 16.5cm] = 13.26cm

CALCULO DE SUPERFICIE DE PASTILLA DE FRENO

Datos:

Tablas con datos de fabricantes de pastillas de freno

Tomando como si fuera un rectángulo calculamos su superficie:

1) Caso:

b: 15.4cmh: 5.68cm

S = b x h S = 15.4cm x 5.68cm = 87.472 cm2

2) Caso:

b: 15.4 cmh: 5.5 cm

S = b x h S = 15.4cm x 5.5cm = 84.7 cm2

Trabajo Practico: N°4

Cálculo Analítico y Grafico de la Curva de Error del Sistema de Dirección:

Datos:

L: Distancia Entre Ejes: 3194mm.Td: Trocha Delantera: 1480mm.Tt: Trocha Trasera: 1460mm.T: Trocha Promedio: 1470mm.r: Radio de Giro: 6000mm.

FORMULA DE JEANTAUD:

[T/L] = Cotg (α) – Cotg(β)

T

L

r CIR

α

βδ

Determinación de la Curva de Error:

Cotg(β) = [-T/L] + [1/Cotg(α)]

[1/Tg (β)] = [Tg (α)] / [1- (T/L) x Tg (α)]

β = arctg [Tg (α)] / [1- (T/L) x Tg (α)]

-Tomando valores arbitrarios de (α), obtenemos asi los valores de (β):

Puntos Alfa (α) Beta (β)1 2° 2° 03´2 4° 4° 13´3 7° 7° 41´4 11° 12° 04´5 16° 18° 27´6 22° 26° 39´7 29° 36° 65´8 30° 38° 17´9 32° 41° 24´10 36° 47° 49´

Calculo de los ángulos (δ) y (γ):

Tg(δ) = [2 x L]/[T]

(δ) = arctg [2 x L] / [T] arctg[2 x 3194mm] / [1470mm] =

(δ) = 77°

(γ) = [90° - δ – θ]

- Consideramos a (θ) = 0°

(γ) = [90° - (δ)] [90° - 77°]

(γ) = 13°

Cálculos de los ángulos (α) y (β) máximos:

Para (α)max:

Tg (α)max = [L / (r – T/2)]

(α)max = arctg[L / (r – T/2)] arctg [ 3194mm / (6000mm- 735mm) =

(α)max = 31° 14´

Para (β)max:

Tg (β)max = [L / (r + T/2)]

(β)max = arctg[L / (r + T/2)] arctg [ 3194mm / (6000mm + 735mm) =

(β)max = 25° 22´

Determinación de la solución de Jeantaud:

[T/L] = [Cotg (α) – Cotg (β)]

[1470mm /3194mm] = [Cotg (31°14´) – Cotg(25°22´)]

0.463 = 0.460

Como vemos se cumple con la solución de Jeantud, la variación que existe es mínima, debido a los errores porcentuales en los cálculos.-

A continuación se adjunta el grafico con los ángulos y la curva de error.-

Trabajo Práctico N5:

Cálculo Analítico y Grafico de las curvas de Pérdidas de Potencias

Datos:

Cx: 0.40 (aprox.)

735mm

319

4m

m.

Área efectiva: [Alto x Ancho] x 0.6 [1713*1470] x 0.6 = 1.51m2

Calculo por Perdida Aerodinámica:

Na = [Cx x Aefec. x V3] / 55000

X1 = [(Cx x Aefec.)/ 55000] [(0.4 x 1.51m2)/ 55000]

X1 = 1.1 x 10-5

n (RPM) V(km/h) V^3 (km/h) X1 Na (CV)565,6 20 8,000

1,1 x 10 ^ 5

0,0881696,8 60 216,000 2,42262,4 80 512,000 5,632828 100 1,000,000 11

3393,6 120 1,728,000 193600 128 2,097,152 233800 140 2,744,000 30

Calculo de Perdida por Mecanismos Internos:

Nmi = 10% x Pot. Efectiva [Na]

n (RPM) V(km/h) N(efec.)[CV] N(m.i.)[CV]565,6 20 20,1 2,011696,8 60 60,3 6,032262,4 80 80,5 8,052828 100 100 10

3393,6 120 120,5 12,053600 128 128 12,8

3800 140 135 13,5

Pérdida de Potencia por Rodadura:

Datos:

Peso: POM + PP 1800kg. + 300kg. P=2100kg.Coeficiente de Rodadura: f´= 0.015.

Nr = [P x f´x V] / 270

X2 = [(P x f´) / 270] [(2100kg x 0.015) / 270)]

X2 = 0.11

n (RPM) V(km/h) X2 Nr [CV]

565,6 20

0,11

2,21696,8 60 6,62262,4 80 8,82828 100 11

3393,6 120 13,23600 128 14,13800 140 15,4

Calculo de Potencia Útil:

Nu = Σ (Na + Nmi + Nr)

n (RPM) V(km/h) Na (CV) N(m.i.)[CV] Nr [CV] Nu [CV] Nex [CV]565,6 20 0,088 2,01 2,2 4,298 130,7021696,8 60 2,4 6,03 6,6 15,03 119,972262,4 80 5,63 8,05 8,8 22,48 112,522828 100 11 10 11 32 103

3393,6 120 19 12,05 13,2 44,25 90,753600 128 23 12,8 14,1 49,9 85,13800 140 30 13,5 15,4 58,9 76,1

Perdidas de Potencia

0

20

40

60

80

100

120

140

RPM

Poten

cia Ef

ectiv

a (CV)

Na (CV) Nmi (CV) Nr (CV) N u (CV) Ne (CV)

6080

100

120

128

140Km/h

Trabajo Practico N5 (Anexo):

Calculo de Perdida de Potencia Aerodinámica con y sin equipaje:

Datos:

Aefec = 0.8 x 0.3 = 0.24m2

Cx = 1

Na = [Cx x A x V3] / [55000] (Tabla Anexo)

n (RPM) V(km/h) Na (CV) Naequip.(CV) Na.total.CV)565,6 20 0,088 0,035 0,1231696,8 60 2,4 0,942 3,3422262,4 80 5,63 2,23 7,862828 100 11 4,36 15,36

3393,6 120 19 7,54 26,543600 128 23 9,15 32,153800 140 30 11,97 41,97

Calculo de Potencia Excedente:

Nexc.= Nefec. – Nu. (Tabla Anexo)

Calculo del Angulo de Pendiente:

Sen α = [(Nexc * 270] / [(Wr * V)]

α = Asen [(Nexc * 270] / [(Wr * V)] (Tabla Anexo)

n (RPM) V(km/h) N(efec.)[CV] Nu [CV] Nex [CV] α(pendiente)565,6 20 20,10 4,30 15,80 5,82°1696,8 60 60,30 15,03 45,27 5,56°

200

2262,4 80 80,50 22,48 58,02 5,34°2828 100 100,00 32,00 68,00 5,01°

3393,6 120 120,50 44,25 76,25 4,68°3600 128 128,00 49,90 78,10 4,49°3800 140 135,00 58,60 76,40 4,02°

Calculo de Resistencia a la Inercia:

Datos:

Fc = 1.05

γ = 7.35 [m/s2]

g = 9.81 [m/s2]

Ri = [Wt * γ * Fc] / g

Ri = [2100kg * 7.35m/s2 * 1.05] / 9.81m/s2

Ri = 1652kg

Calculo de la capacidad de Aceleración:

Cm = (716* Nu) / (n) (Tabla Anexo)

n (RPM) V(km/h) N(efec.)[CV] Nu [CV] Nex [CV] Cm565,6 20 20,10 4,30 15,80 5,441696,8 60 60,30 15,03 45,27 6,342262,4 80 80,50 22,48 58,02 7,112828 100 100,00 32,00 68,00 8,10

3393,6 120 120,50 44,25 76,25 9,333600 128 128,00 49,90 78,10 9,923800 140 135,00 58,60 76,40 11,10

Cálculos de Aceleraciones Producidas a Distintas Potencias:

Datos:

φ = 1.15

a = [(75 * 3.6 * Nexc * g)] /[(V * φ * Wt)]

n (RPM) V(km/h) Nu [CV] Nex [CV] a [m/s2]565,6 20 4,30 15,70 0,8661696,8 60 15,03 44,97 0,8272262,4 80 22,48 57,52 0,7952828 100 32,00 68,00 0,746

3393,6 120 44,25 75,75 0,6963600 128 49,90 78,10 0,6703800 140 58,60 81,40 0,597

Calculo de la Aceleración Promedio:

aprom = [ξ a] / [n(acel.)]

aprom. = 0.742 [m/s2]

Calculo del Error Porcentual:

Datos:

γ = 7.35 [m/s2]

aprom.= 0.742 [m/s2]

E= [(γ – aprom) / [γ] *100 E = [(7.35m/s2 – 0.742m/s2)] / [7.35m/s2]*100

E= 90%

Calculo de Rampa Límite:

[i/100] = [Ra/Wt] i = [Ra/Wt] * 100 i= 49%

Calculo de la Resistencia Aerodinámica:

Datos:

δaire = 0.125 [kg seg2/m4]

Cx = 0.4

Aefec = 1.51m2

RA = ½ * δaire * Aefec. * Cx * V2

RA = ½ * 0.125(kg*seg2/m4) * 1.51m2 * 0.4 * (165 km/h)2

RA = 1028Kg

αmax = Asen [(Nexc * 270] / [(Wr * V)]

αmax = 15°

i’= Tg. αmax i´= 0.268°

i= Tg. 49% i = 1.15°

Diferencia: i’ – i = 0.882°

* A continuación; se adjuntan las respectivas graficas con los datos calculados.-

Perdiadas Aerodinamicas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Potencia (CV)

Veloc

idad

n(rpm

)

Na (sin equip.) Na (con equip.) Na (total)

Potencia Excedente

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80 100 120 140

Potencia (CV)

V (km

/h) RPM

N(efec.) Nu Nex Angulos

Trabajo Práctico N6:

Calculo de escalonamiento de la caja de velocidades:

Datos:

Ancho: 1.470 mts.Alto: 1.713 mts.POM: 1800 kg.Relación de Diferencial =Rd: 3.73: 1 Aceleración: 7.35 m/s2

Velocidad Máxima al 75%: 127.5 Km./h..Potencia Máxima: 135CV a 3800RPM.Cupla Motora Máxima: 38.2 Kgm. a 1400RPM.Cupla de la Potencia Máxima: 30.65 Kgm. a 3800RPM.Cx: 0.40Neumático: 235/75-15”f´: 0.015Número de Marchas: 5i: 49%γ: 0.75m/s2.

Calculo Analítico:

Et= P x ( f´ + i + γ) Et= 1800 x (0.015 + 0.49 + 0.75 m/s2)

Et= 2259Kg.

Cupla en Llanta:

Radio de la Rueda: R = D/2 R= (0.671mts/2) = 0.335 mts.

Cll= Et x R Cll = (2259Kg. x 0.335mts) Cll= 757Kgm.

Relación Total:

Rt = CLL / Cm Rt = 757Kgm. / 38.2 Kgm = Rt = 19.81

Relación de la Caja en Primera Velocidad:

Rc1 = Rt / Rd Rc1 = (19.81 / 3.73) = 5.31

Razón:

r= (n-1)√ Rc1

r = (5-1)√ (5.31) = 1.52

a) En 1 Vel r(n-1) = 1.52 4 = 5.30 :1b) En 2 Vel r(n-2) = 1.52 3 = 3.51 :1c) En 3 Vel r(n-3) = 1.52 2 = 2.30 :1d) En 4 Vel r(n-4) = 1.52 1 = 1.51 :1e) En 5 Vel r(n-5) = 1.52 0 = 1.00 :1

Calculo de Forma Gráfica:

n´= 1400RPM. Cm = 38.2Kgm.n = 3800RPM. Cm = 30.65Kgm.

Cll n´ = Cm x Rd x R5° = (38.2 x 3.73 x 1) = Cll n´ = 142.5Kgm.Cll n = Cm x Rd x R5° = (30.65 x 3.73 x 1) = Cll = 114Kgm.

Cll n´ = Cm x Rd x R4° = (38.2 x 3.73 x 1.51) = Cll n´ = 215Kgm.Cll n = Cm x Rd x R4° = (30.65 x 3.73 x 1.51) = Cll = 172.63Kgm.

Cll n´ = Cm x Rd x R3° = (38.2 x 3.73 x 2.30) = Cll n´ = 327.7Kgm.Cll n = Cm x Rd x R3° = (30.65 x 3.73 x 2.30) = Cll = 263Kgm.

Cll n´ = Cm x Rd x R2° = (38.2 x 3.73 x 3.51) = Cll n´ = 500Kgm.Cll n = Cm x Rd x R2° = (30.65 x 3.73 x 3.51) = Cll = 401Kgm.

Cll n´ = Cm x Rd x R1° = (38.2 x 3.73 x 5.30) = Cll n´ = 755Kgm.Cll n = Cm x Rd x R1° = (30.65 x 3.73 x 5.30) = Cll = 606Kgm.

Datos Obtenidos del Grafico:

Cll 5° = [V.tabla] x [Esc]

Cll 5° = [6.2cm] x [25Kgm/1cm] = 155Kgm

Cll 4° = [8.9cm] x [25Kgm/1cm] = 222.5KgmCll 3° = [12.1cm] x [25Kgm/1cm] = 302.5KgmCll 2° = [18.2cm] x [25Kgm/1cm] = 455KgmCll 1° = [26.2cm] x [25Kgm/1cm] = 655Kgm

Relación de Caja:

Rc = Cll / [Cmax x Rd]

R5 = 155Kgm / [30.65Kgm x 3.73] = 1.35: 1R4 = 222.5Kgm / [30.65Kgm x 3.73] = 1.94: 1R3 = 302.5Kgm / [30.65Kgm x 3.73] = 2.64: 1R2 = 455Kgm / [30.65Kgm x 3.73] = 3.98: 1R1 = 655Kgm / [30.65Kgm x 3.73] = 5.73: 1

Grafico comparativo entre los datos calculados con los datos brindados por la fábrica:

Trabajo de Laboratorio:

-Desarmado y Reconocimiento de partes de una caja de velocidades.

Se trata de una caja de 6 marchas hacia delante y una hacia atrás de la marca Fiat-Lancia, a la cual realizamos el desmontaje previo de la tapa posterior donde se pudo apreciar los engranajes de la 6° marcha, el árbol primario la horquilla selectora y los respectivos sincronizadores; un detalle que no tuvimos en cuenta era el de revisar que no contenga lubricante en el deposito, ya que al sacar los asientos de los respectivos árboles el mismo se derramo sobre la mesa en la cual estábamos trabajando; luego retiramos la tapa que selecciona las horquillas para las distintas marchas, donde se hizo una observación de la ubicación en forma de H para que su armado luego sea el correcto, o sea que no se encuentre en ninguna marcha. Pasado esto pasamos a retirar la carcasa donde se encuentran los árboles, con los todas las marchas de primera hasta la quinta, así también

  DATOS ERRORES %Marchas Fabrica Analítico Grafico Analítico Grafico

1ra. 4,08:1 5.30 :1 5.73: 1 29.90 40.442da. 2,29:1 3.51 :1 3.98: 1 53.27 73.793ra. 1,47:1 2.30 :1 2.64: 1 56.46 79.594ta. 1,00:1 1.51 :1 1.94: 1 51.00 94.005ta. 0,81:1 1.00 :1 1.35: 1 23.45 66.66

Marcha Atrás 3,80:1 n/d n/d - -

como el engranaje de la marcha hacia atrás, que el mismo presentaba la particularidad de ser un engranaje de dientes rectos a diferencia de los otros que son del tipo helicoidal.-Una vez hecha esta observación se pasó a contar el número de dientes de todos los engranajes para su posterior análisis, pero esto no pudo ser así debido a que no teníamos los datos de piñón y corona para calcular la relación de diferencial y realizar el escalonamiento que tenia dicha caja.-Otro dato que pudimos observar es que en algunos engranajes tenían marcas, las mismas servirían para la puesta a punto en su armado, es decir que lleva un orden muy similar a la puesta a punto de un motor de tipo diesel, con la bomba inyectora.-

Una vez hechas las respectivas identificaciones de las partes, y la explicación del funcionamiento de las mismas; se paso al armando de la misma, teniendo el inconveniente, de que un engranaje, el de la sexta marcha no coincidía su lugar en el árbol, esto sucedió debido a que se había invertido el buje de dicho engranaje.-Una vez pasado esto se siguió con la rutina de armado colocando todas sus partes.-

Esta clase nos sirvió para evacuar diversas dudas sobre el funcionamiento de una caja de velocidades y al mismo tiempo sea más fácil la explicación de varios aspectos que en la teoría son muy difíciles de entenderlas, quedando muy conforme con la experiencia de laboratorio. Solamente quedando el faltante de hacer la parte practica del escalonamiento de las marchas.-