1 Construcción de Vehículos IDiseño en una caja de velocidades mecánica

2 Aspectos a considerar en el diseño de un tren motrizTipo de vehículo Dimensiones del motor (potencia, torque, rpm) Tipo de tren motriz (FFWD, FRWD, RRWD, 4WD, AWD) Arquitectura del motor (motor transversal, longitudinal). Dimensiones de la rueda Fuerza máxima de tracción en las ruedas Velocidad tangencial máxima en las ruedas o velocidad del vehículo Determinación de las relaciones de velocidad

3 Determinación de las relaciones de velocidad Transmisión de potencia en un tren motriz

4 Eficiencia en un sistema de transmisiónIng. Hugo L. Agüero Alva

5 Determinación de las relaciones de velocidadDiagrama de Resistencias VS velocidad

6 Determinación de las relaciones de velocidadPotencia absorbida por la resistencia a la rodadura, según la fórmula de Andreu

7 Aspectos a considerar en el diseño de una caja de velocidadesDependiendo del tipo de tren motriz, elegir: 1) El número de ejes de la caja de velocidades Dos ejes (uno de entrada, uno de salida) Tres ejes (uno de entrada, un intermedio y uno de salida) Tres ejes (uno de entrada, dos de salida) 2) Seleccionar el número de relaciones de transmisión de la caja de velocidades (4, 5, 6, 7, 8, etc.) 3) Definir la colocación de los trenes de engranajes. 4) Definir el esquema cinemático de la caja de velocidades Determinación de las relaciones de velocidad

8 Determinación de las relaciones de velocidadGeneralmente la máxima velocidad a desarrollar, en un turismo que se consigue en 4ta, llamada directa. Las otras velocidades, 5ta, 6ta, etc., son para mayores velocidades pero en régimen económico. Determinación de las relaciones de velocidad

9 Determinación de las relaciones de velocidadEl rango de velocidades es función de: * La potencia del motor * La elasticidad del motor * La aplicación del vehículo - En cualquier caso, la caja sólo va permitir mover al vehículo en la hipérbola teórica, como máximo. Determinación de las relaciones de velocidad

10 Determinación de las relaciones de velocidadElección de la 1ra. velocidad Condiciones establecidas por normas: 1) Que el vehículo sea capaz de arrancar en una pendiente del 15%, con una aceleración del 0,5 m/s2, partiendo de parado, ó 2) Superar una pendiente del 25% en 1ra velocidad. Determinación de las relaciones de velocidad

11 Determinación de las relaciones de velocidadCaso 1: Que el vehículo sea capaz de arrancar en una pendiente del 15%, con una aceleración del 0,5 m/s2, partiendo de parado Determinación de las relaciones de velocidad

12 Determinación de las relaciones de velocidad

13 Determinación de las relaciones de velocidadCaso 2: Que el vehículo supere una pendiente del 25%, en 1ra velocidad Determinación de las relaciones de velocidad

14 Determinación de las relaciones de velocidadCaso 3: Que el vehículo alcance una velocidad máxima determinada Determinación de las relaciones de velocidad

15 Selección de las relaciones intermediasA mayor número de relaciones intermedias, mejor aproximación a la hipérbola teórica, pero aumenta la frecuencia del cambio y el peso y tamaño de la caja. Un turismo se desplaza, a menudo, en marchas altas. La proporción de la utilización de cada una de las relaciones depende del tipo de vehículo, la aplicación y el entorno. A menor salto entre relaciones, mayor suavidad y progresividad de cambio. de un MCI Determinación de las relaciones de velocidad

16 Determinación de las relaciones de velocidadLa velocidad de cambio entre relaciones consecutivas debe permitir que la inferior no alcance la velocidad máxima del motor cuando la superior ha alcanzado la velocidad mínima de cambio (normalmente la de máximo par). Determinación de las relaciones de velocidad

17 Cálculo Existen dos procedimientos efectivos para calcular el escalonamiento entre relaciones de velocidad: Escalonamiento geométrico: mismo salto entre todas las relaciones. Escalonamiento progresivo: relaciones de velocidades más altas tienen un escalonamiento más estrecho.

18 Método del escalonamiento geométricaImplica que todas las relaciones tienen la misma importancia, es decir, las diferencias con la hipérbola teórica son las mismas para todas las marchas Determinación de las relaciones de velocidad

19 Determinación de las relaciones de velocidadEjemplo Determinación de las relaciones de velocidad

20 Método del escalonamiento progresivoExiste un nuevo salto que define la progresividad del escalonamiento. Determinación de las relaciones de velocidad

21 Determinación de las relaciones de velocidadDiagrama de velocidades Determinación de las relaciones de velocidad

22 Determinación de las relaciones de velocidadCurvas de utilización Determinación de las relaciones de velocidad Curva de utilización de un vehículo en toma directa (E= excedente de potencia en terreno horizontal)

23 Determinación de las relaciones de velocidadMétodo de las potencias Determinación de las relaciones de velocidad Curva de utilización de un vehículo equipado con caja de 4 velocidades

24 Esquemas cinemáticas Esquema de caja de velocidades de tres ejes

25 Esquema cinemática de la caja de cambios de cinco velocidadesEsquema cinemática en caja de tres ejes

26 Esquema de caja de velocidades de dos ejes

27 Esquema cinemática de la caja de cambios de 5 velocidadesEsquema cinemática en caja de dos ejes

28 Caja de 5 velocidades en transejesEsquema de funcionamiento de caja de dos ejes

29 Caja de 6 velocidades en transejesEn algunos vehículos, la 6ta velocidad se logra añadiendo dos nuevos piñones que suelen situarse en la prolongación del primario y secundario. Caja de 6 velocidades en transejes

30 Esquema cinemática en una caja de 6 velocidades de doble de salidaEsquema cinemática en caja de tres ejes

31 Curvas características del motorZona de auto regulación o velocidad de régimen Curvas características del motor