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PROYECTO AUTOMOTRIZ LO 812 Hasta Cronograma
PROYECTO AUTOMOTRIZ LO 812 Hasta Cronograma
PROYECTO AUTOMOTRIZ LO 812 Hasta Cronograma
RSIDA
D
INTEGRANTES:
Alfaro Hurtado Arturo NACIO
Aredo Leon Frank Edgar
Manya Huangal Joao
Ugarte Alcalde Victor Ricardo
NAL
Zare Valdez Marlon
Cruz Nieves José Carlos DE
Risco Estrada Kento
Leiva Zavaleta Gialdo Steven
TRUJIL
CURSO: LO
Ingeniería Automotriz
TEMA:
BUS MERCEDES BENZ LO 812
PROFESOR:
Ing. Bacilio Quiroz Avelino Javier
2020
“ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DINAMICO-TRACCIONALES DE LA
UNIDAD VEHICULAR “BUS MERCEDES BENZ LO 812” BAJO LAS
CONDICIONES DE EXPLOTACION EN LAS CIUDAD DE TRUJILLO – PERÚ-
2020”
RESUMEN
La gran demanda de pasajeros entre los distritos VICTOR LARCO HERRERA- TRUJILLO
Y HUANCHACO sumado a la problemática en el normal funcionamiento de los vehículos
de transporte de pasajeros en los distritos mencionados por efectos del covid -19, nos
genera la necesidad de conocer las condiciones de explotación de los autobuses,
específicamente buses de trasporte de pasajeros de la EMPRESA TRANSPORTES
NUEVO CALIFORNIA S.A, para ello nos encontramos íntegramente relacionados con un
problema de análisis en la evaluación de las propiedades dinámico-fraccionales del
automóvil en cuestión
En el proyecto nos dedicamos a determinar velocidades, aceleraciones y las condiciones
límites de la autopista bajo las cuales es posible la marcha del automóvil con sus
determinados parámetros de diseño. Este trabajo se realiza con la finalidad de conocer
las condiciones de explotación del bus Mercedes Benz 812, asegurando así una vida más
prolongada de la máquina mejorando la economía y rendimiento. El trabajo es posible de
realizar debido a que se cuenta con los conocimientos necesarios adquiridos en el curso
de motores de combustión interna complementándose con el curso de ingeniera
automotriz que nos encontramos desarrollando y con el apoyo del software Excel para
realizar los cálculos teóricos requeridos. En el proyecto se obtiene para cada marcha el
balance potencias, fuerzas traccionales, velocidades, aceleraciones, el pasaporte
dinámico del automóvil y el consumo en carretera, Etc. Tabulando y graficando estos
resultados que se muestran en cada sección. Finalmente se concluye que conociendo
estos parámetros de diseño es posible encontrar las condiciones de explotación del
vehículo Mercedes Benz 812 para cada marcha en la ciudad de Trujillo, además se
comprueba la capacidad del alumno para resolver estos problemas después de haber
terminado el curso.
I. INTRODUCCION
1.1. Antecedentes histórico-técnicos.
Mercedes-Benz es una empresa alemana que fabrica vehículos de lujo, fundada
por Karl Benz y Gottlieb Daimler. Su sede se encuentra en Stuttgart, Alemania. La
marca es reconocida por su eslogan “The best or nothing” («Lo mejor o nada»).
Fue la primera marca capaz de crear un automóvil. La historia de la marca
comenzó por separado; Benz y Daimler tuvieron su propia empresa y fueron
competencia por algún tiempo, Benz ostentaba la empresa llamada Mannheim
Benz&Co (1883) y Gottlieb, la empresa Cannstatt Daimler-Motoren-Gesellschaft
(1990).
Benz presentó el primer automóvil de la historia en 1883, bautizado como Benz
Patent - Motorwagen, se trató de un simple prototipo con 3 ruedas, una marcha y
alcanzaba una velocidad máxima de 17 kilómetros por hora. Al mismo tiempo, en
1885 Daimler aplica un motor con una disposición de cilindros vertical a una
especie de bicicleta y crea la motocicleta. 10 años después se fabricó el primer
coche de 4 ruedas, el Benz Victoria. En 1986 nace el primer camión de Daimler y
10 años después Benz lanza el primer autobús.
20 años después Mercedes se fusionó con Benz como una estrategia para afrontar
la crisis económica que afectó a ambas compañías. Así que, en 1926 se unen bajo
el nombre de Daimler-Benz AG.
La marca alemana sufrió graves consecuencias a causa de la devastadora II
Guerra Mundial. El 90% de sus instalaciones quedaron en escombros y su
producción era totalmente inestable. Se emprendió el proyecto de la Fórmula 1,
Alfred Neubauer, buscó varios coches de carreras intactos en las fábricas y
contactó a tres pilotos para entrar en su equipo de competición como Karl Kling,
Hermann Lang y Juan Manuel Fangio. Sin embargo, Mercedes nunca abandona
su creación por los coches de lujo. Mercedes creó un modelo que le aseguró el
éxito en la mayoría de las carreras de la F1, el 300 SL. A partir de estos años la
marca se adentra en otras modalidades como los rallies.
Al buscar soluciones para el transporte interdistrital, Mercedes Benz no se dedica
solamente a fabricar, sino también invierte masivamente en nuevas tecnologías.
Los buses Mercedes Benz poseen un mejor aprovechamiento del espacio interno,
mayor confort a los pasajeros, robustez y alta disponibilidad, que
consecuentemente ofrece ahorro y rentabilidad al cliente. Con costo reducido de
mantenimiento asociado a la asistencia técnica apoyada por concesionarios
autorizados, los buses Mercedes Benz brindan una mayor rentabilidad a su
operador. El tren motriz equipado con motor OM 364 LA diésel con Turbo e
Intercooler, cuenta con transmisiones mecánicas totalmente sincronizadas y ejes
desarrollados con alta tecnología. Ya sea por la resistencia, ahorro, capacidad,
seguridad, confort o tecnología. Con una potencia máxima de 85kW @ 2400 rpm y
un torque de 460 Nm @ 1400 rpm. El mismo está acoplado a una transmisión
manual de 5 marchas sincronizadas y una marcha atrás. Su velocidad máxima es
de 106 km/h. Con estas características el bus LO 812 trabaja de manera óptima en
la costa.
,
LO 812
b. Transmisión:
Transmisión LO 812
Tipo Eaton FSO-4405-A [Accionamiento Por
Palanca] 5 Marchas Sincronizadas
Relaciones:
1a. 5,762
2a. 3,2141
3a. 1,7929
4a. 1,000
5a. 0,77
Marcha Atrás 5,238
Embrague MFZ 310 • monodisco, seco • accionamiento
hidráulico
c. Pesos Admisibles [Kg]:
Pesos Admisibles LO 812
d. Chasis:
Chasis Con Cabina, sin carrocería (dimensiones en mm)
Chasis LO 812
[a] Entre Ejes 4.250
[b] Largo Total 6.685
[c] Ancho 2.168
[d] Trocha: Eje Delantero/Eje 1.897/ 1.642
Trasero
[e] Voladizo 735/ 1.700
[f] Altura 1.814
[g] Vano Libre 237/ 181
[h] Ángulo: De Entrada/De Salida 39°/ 21°
Círculo De Viraje Del Vehículo (Mø) 14,5
Largo Total Carrozado Máximo 8.000 mm
Auxiliar Neumático
Imagen 01. Dimensiones en mm, del chasis con cabina sin carrocería, recopilado de la
ficha técnica de la unidad vehicular LO 812
Chasis LO 812
Eje Delantero 1.426
Eje Trasero 1.091
Total 2.52
f. Principales Opcionales:
g. Ejes:
Eje Delantero:
MB VL 2/13 C-2,9
Tipo Puño
Ejes
Eje Trasero:
MB HL 2/17-5,9
Armadura Central Con Tubos Insertados
Reducción I=4.3 (43:10)
j. Frenos:
k. Sistema Eléctrico:
Sistema eléctrico
Tensión normal 24 V
Alternador 14 V / 90 A
Batería 12 V / 135 Ah
l. Volúmenes De Suministro:
Volúmenes de suministro
Tanque de combustible 150
Aceite en el carter [máx] 10 • [mín] 7
Caja de cambios 4.7
Carcasa del diferencial [eje trasero] 3,25
Dirección hidráulica 2.4
Sistema de enfriamiento 14
Imagen 02. Curvas de desempeño del motor OM 364 LA recopilado de la ficha
técnica de la unidad vehicular LO 812.
II.2 Cálculo del Radio de Rodadura
Radio de rodadura (radio cinemático o de trabajo): radio de una rueda rígida ficticia, la
cual girando con una velocidad angular prefijada y moviéndose sin resbalamientos y sin
patinar, tenga la misma velocidad de avance que una rueda al dar una vuelta.
r r =[ 0.5 d + ( 0.85 ) b ] mm .
Donde:
215/75 R 17.512 PR
El cuál indica que el ancho de perfil del neumático en milímetros es: b=215 mm.
75 pulg∗25.4 mm
d= ∗215 mm+17.5 =605.75 mm
100 1 pulg
r r =0.485625 m
II.3 Características Externas De Velocidad
n 2 3
n n
N e =N e máx a
[ ( ) ( ) ( )]
nN
+b
nN
−c
nN
M r k n (2−k n )
a=1− 2
100(k n−1)
M r kn
b=2
100(k n−1)2
2
Mr kn
c= ( )
100 k n−1
M emax −M N
M r= ( MN )
∗100
M e∗n
N e= [KW ]
9550
M e max n
k M= kN= N
MN nM
Donde:
Sabemos que:
M e∗n
N e= [KW ]
9550
M N∗nN
N e max = [ KW ]
9550
Luego:
M emax −M N 460−338.2292
M r= ( MN
∗100=) (
338.2292
∗100=36 % )
M r k n ( 2−k n ) 36∗1.7143 ( 2−1.7143 )
a=1− 2
=1− 2
=1−0.3456=0.6544
100 ( k n−1 ) 100 ( 1.7143−1 )
Mr kn 36∗1.7143
b=2 2
=2 =2. 4192
100 ( k n−1 ) 100 ( 1.7143−1 )2
Mr k n 2 36 1.7143 2
c=
100 k n−1( )=
100 1.7143−1 (
=2.0736 )
Tabla 01. Parámetros de torques de reserva, par motor a la potencia máxima, coeficientes
y sus respectivos datos
Parámetros Datos
MN 338.2292 Nm
kN 1.7143
Mr 36 %
kM 1.36
a 0.6544
b 2.4192
c 2.0736
n 2 3
n n
[
N e =85 0.6544 ( 2400)+2.4192 (
2400 )
−2.0736
2400 ( )]
Tabla 02. Velocidades (n) en rpm y potencia efectiva Ne en kilowatts calculado por la
ecuación de Leiderman.
n(rpm) Ne(KW)
800 34.8613
1000 46.1267
1200 57.1880
1400 67.4333
1600 76.2507
1800 83.0280
2000 87.1533
2200 88.0147
2400 85.0000
2600 77.4973
2800 64.8947
Ne(KW) vs n(rpm)
100.0000
90.0000
80.0000
70.0000
60.0000
50.0000
40.0000
30.0000
20.0000
10.0000
0.0000
500 1000 1500 2000 2500 3000
Gráfica 01.
Potencia efectiva Ne en kw vs velocidad n en rpm calculados por la ecuación de
Leiderman
n 1 2
n
M e =Me N a+b
[ ( ) ( )]
nN
−c
nN
n 1 2
n
[
M e =338.2292∗ 0.6544+2.4192
( )
nN
−2.0736
nN ( )]
Tabla 03. Velocidades (n) en rpm y torques Me en [N.m]
n(rpm) Me(N.m)
800 416.1572
1000 440.5097
1200 455.1212
1400 459.9917
1600 455.1212
1800 440.5097
2000 416.1572
2200 382.0637
2400 338.2292
2600 284.6537
2800 221.3372
Me(N.m) vs n(rpm)
500.0000
450.0000
400.0000
350.0000
300.0000
250.0000
200.0000
150.0000
100.0000
50.0000
0.0000
500 1000 1500 2000 2500 3000
450 90
400 80
350 70
300 60
250 50
200 40
150 30
100 20
50 10
0 0
500 1000 1500 2000 2500 3000
VELOCIDAD DEL MOTOR EN RPM
Me(N.m) Ne(KW)
Las gráficas de Potencia y Torque difieren de la ficha técnica. Esto puede ser producto
que se tomó todos los rangos de revoluciones utilizando las ecuaciones de Leyderman.
Debido a esto, se modelará las curvas de Potencia y Torque respecto a las curvas reales
presentadas en la ficha técnica
n(rpm) Ne(KW)
1000 30
1100 41.798
1200 53.596
1250 59.495
1400 68
1600 75
1800 80
2000 82
2200 83
2400 84
2500 80
n(rpm) Me(N.m)
1010 275
1100 348.42
1200 430
1220 440
1300 450
1350 458
1400 460
1500 458
1600 450
1800 425.9
2000 401.8
2400 353.6
2430 350
2450 345
2500 315
2520 300
2.3.3. Cálculo del consumo
2
nx n
x N
[
ge =g e 1.55−1.55
( ) ( )]
nN
+ x
nN
500 90
450 80
70
400
60
ge(gr/Kwh)
350
Ne(KW)
Me(N.m)
50
300
40
250 30
200 20
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800
n(rpm)
Me(N.m) g (g/KWh) Ne(KW)
0.377∗r r∗n
v=
ucv u ca u pm
Donde:
Sean:
r r =0.485625 m
uca =1
u pm=4.3
0.377∗0.4856∗n 0.042575∗n
v= =
4.3∗u cv ucv
160 450
400
140
350
120
300
100 V1 (km/h)
M(Nm)
v (km/h)
250 V2 (km/h)
80 V3 (km/h)
200 V4 (km/h)
60 V5 (km/h)
150
Me(N.m)
40
100
20 50
0 0
500 1000 1500 2000 2500 3000
n (rpm)
450
10
400
350
8
300
6 250 V1 (km/h)
v (km/h)
V2 (km/h)
200 V3 (km/h)
4 V4 (km/h)
150
V5 (km/h)
100 Torque
2
50
0 0
n (rpm)
GRÁFICA 06
2.3.5. Corrección del Cronograma de Velocidades.
Debido que las rectas trazadas horizontalmente desde los valores de velocidades a 2500
rpm hasta las velocidades que intersectan en la recta vertical trazada en el torque máximo
a 1400 rpm no coinciden, se asume que algunas relaciones de transmisiones en la ficha
técnica son incorrectas. Se procederá a verificar utilizando la marginalidad.
0.377∗0.4856∗n
106=
4.3∗1
0.377∗0.4856∗2500
106=
4.3∗u cv
ucv =0.9958 ≅ 1
Sea la marginalidad:
2500−1400
∃= =78.57 % ≅ 79 %
1400
u icv I
n −1 u cv
i +1
u = ; donde q=
cv
q u ncv √
IV
Sea ucv =1
5.762
q=
4 −1
√ 1
=1.7928
IIu Icv 5.762
u = =
cv =3.214
q 1.7928
u IcvI 3.214
II I
u = =
cv =1.7927
q 1.7928
IV u IcvII 1.7927
u =
cv = =1
q 1.7928
V u IcvV 1
ucv = = =0.56
q 1.7927
TABLA 08. Velocidades en las diferentes marchas en km/h a diferentes rpm, corregida.
MARCHAS
I 5.762
II 3.214
III 1.7927
IV 1
V (supermarcha) 0.56
CRONOGRAMA DE VELOCIDADES CORREGIDA
250 500
450
200 400
350
150 300
250
100 200
150
50 100
50
0 0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000
Tabla 10. Velocidades máximas y mínimas [km/h] en cada marcha, respecto a su relación
de transmisión Ucv.
4 1 106.44 59.61