Dinamica longitudinal

ANÁLISIS DE DINÁMICA LONGITUDINAL







BMW Serie 3 330d BERLINA AUTOMATICO






DISEÑO Y SIMULACIÓN EN AUTOMOCIÓN








FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA


INTRODUCCIÓN

Día a día es más notable el auge que han tomado los vehículos en la vida diaria, tanto como necesidad o simplemente como un objeto que brinda prestigio, confort y calidad de vida, es por ello quecada vez estos se perfeccionan, con una gran aplicación de ingeniería a la mano de tecnología y seguridad. Los recursos de estudio para el análisis de dichos vehículos están aún mucho más especializados, recursos con los cuales se pueden hacer las mediciones, análisis y pruebas necesarias.
A la hora de la adquirir un vehículo muchas personas simplemente toman como consideración los aspectosestéticos más relevantes, como lo serian el color, el espacio útil, cantidad de puertas, elementos vistosos como lujos y demás, todo esto se debe tener en cuenta, pero los elementos de selección deben ir mucho más allá de la simple apariencia, tomando esta consideración, en este trabajo se analizara la dinámica longitudinal de un vehículo, en este caso BMW Serie 3 330d Berlina Aut.
Para llevar a cabo esteanálisis se deberá tener en cuenta las distribuciones de masa de dicho vehículo, así como también la ubicación del centro de masa, fuerzas normales, tipo de tracción, curvas características del motor usado en este vehículo, con las cuales se podrá relacionar las rpm con la potencia que con estas se pueden alcanzar.
Se usara el software Simulink de Matlab para realizar dicho análisis, por medio deconfiguración de bloques y subsistemas con los cuales se podrá analizar y simular el arranque del vehículo seleccionado en una pendiente dada.


Figura 1: BMW 3 330d 184 cv
El vehículo seleccionado cuenta con un motor de combustión impulsado por gasolina ubicado longitudinalmente en la parte delantera del vehículo, cuenta con una distribución de dos árboles de levas en la culata, tiene 4cilindros en línea, cada uno con 4 válvulas, y un cilindraje de 2993 centímetros cúbicos.
Para mayor información del vehículo seleccionado se anexara la ficha técnica del mismo.







Además de esto, se anexa la curva característica del motor del BMW 330d, 184cv con la cual se podrá relacionar las rpm con el par transmitido por este.

Figura 2: Curva característica par/RPM - Motor BMW 330d, 184 cvANALISIS DE DINÁMICA LONGITUDINAL
Se ingresan algunos datos de la figura 2 con el fin interpolar la gráfica par-rpm en el bloque del motor, como se observa a continuación, ver figuras 3 y 4.

Figura 3: Interpolación gráfica Par-rpm

Figura 4: Parámetros motor
Llantas del vehículo
Para este vehículo se usara un neumático con la siguiente referencia 225/50 R17 94V, los datos correspondientes a este sepostulan a continuación, ver figura 5.

Referencia: 225/50 R17

Diámetro del rin: 17”
Relación de aspecto: 55
Ancho nominal: 225 mm
Radio efectivo: 0.328 m

Figura 5: Neumático 225/50 R17 94V
Inercia de los ejes
Se encontró que el diámetro del buje para la llanta de un BMW serie 3, es de (ver figura 6), por lo cual, se toma que el diámetro del eje este.

Figura 6: Buje y medidas de tornillosDebido a la falta de datos suministrados por el fabricante, se tendrá en cuenta un material para el eje AISI SAE 4340 (uno de los más comunes en el mercado) que tiene una densidad de 7850 , también se toma que la medida del eje es de (ancho del vehículo).







Los datos ingresados en simulink, se muestran a continuación

Figura 7: Bloque para cada neumático

DINAMICA LONGITUDINAL
Centro deGravedad
Es un vehículo que está diseñado para cargar 5 pasajeros, y si se incluye que estará cargada de equipaje y de otros elementos que son esenciales a la hora de tener un medio transporte. En la tabla 1 se selecciona el porcentaje de carga que soporta cada eje, teniendo en cuenta que el vehículo posee tracción trasera y la posición del motor es delantero longitudinal, tal como se indica en...