UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE INGENIERIA DISEI'lO DE CONFIGURACION DE UN CHASIS PARA UN VEHICULO ELECTRICO DE PASAJEROS T E s I s QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA ( A R E A MECANICA) P R E s E N T A N ~ GLENDY HERNANDEZ ANGEL RAMIRO MUÑOZ GOMEZ VAZQUEZ DIRECTOR DE TESIS, ING. ANTONIO ZEPEDA SANCHEZ Ca-DIRECTOR ING MARIANO GARCIA DEL GALLEGO 1999 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Dedicatorias Dios: Gracias por llevarme siempre de tu mano. Mami: Has sido el pilar de mi vida y te dero todo lo que soy. Papito: Eres mi ejemplo de trabajo y constancia. En gran medida eres el culpable de que haya escogido ser Ingeniero. Hemumito: No pude conocerte y sin embargo has estado en mi corazón todo este tiempo. Nancy: Gracias por cuidar de mi y ser mi amiga. Te quiero y admiro mucho. David: No puedes imaginarte lo maravilloso que es saber que eres mi hermano. Amigas de siempre: Es una fortuna contar con ustedes. Angelito:: Te mereces un monumento por aguantarme toda la carrera, gracias por compartir conmigo éste momento. Amigos y compañeros de la FI: Gracias por todo su cariño. Omis, Amor de mi vida: Te adoro GlendyA Dedicatorias Angel R. Muñoz Vázquez A mis Padres: Por todo su apoyo en el transcurso de mi vida y preparación profesional. Que con todas sus enseñanzas y consejos me han llevado por un buen camino. A mis Hermanos y Cuñado: Por su ayuda, compañía y entendimiento durante todo este tiempo. A Fernanda. Por la alegria y entusiasmo que sembraste en el seno familiar A Brenda: Que me has enseñado la verdadera amistad y amor que una persona puede esperar. A la Familia y Amigos: Que siempre han estado conmigo en las buenas y en las malas. Agradecimientos Agradecimientos A Jesús Manuel Dorador: Por todo el apoyo y cariño que hemos recibido desde el principio de la carrera. A Toño: Gracias por sacrificar tu tiempo de tesis para dedicarlo a la nuestra, JX>r tOOa tu paciencia y enseñanza. A Mariano: Por toda la lata que te dimos y por resolver nuestros problemas de cómputo. A Adrián: Por hacernos la vida más agradable e interceder para tenninar este trabajo. A Mareelo: Por tu comprensión y apoyo. A Saúl: Por tus correcciones y por hacer más emocionante el trabajo. A todos los miembros del CDM. G lendy y Angel t~ cdm Indice índice ..................................... " .. , ... , .. Introducción ......................................... . 5 5 5 6 7 7 8 8 10 10 1.1 Introducción al trabajo de tesis . .............................. . 1.2 Introducción al tema . ...................................... . Chasis .. . " ... ' ....................................... ' .. . Bastidor . ................................................. . Suspensión .. ............................................. . Ejes ..................................................... . Frenos ... ................................................ . Dirección . .................. , ............................ . Acoplamiento Motriz .. ..................................... . Neumáticos y Rines .. ...................................... . 11 Planteamiento del Problema .............................. . 12 Objetivo y Alcance del Proyecto ........................... . 15 Capítulo 1 Alternativas de Solución ........................ . 16 l.I 1.2 Bastidor .... .............................................. . 1.1.1 Tipos de Bastidor . ................................ . Suspensión ........ ....................................... . 1.2.1 Suspensión dependiente . ........................... . 17 17 20 20 1.2.2 Suspensión independiente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.2.3 Ti~s de suspensión de acuerdo a su elemento flexible. . .. 22 1.2.4 Evaluación primaria de configuración para la suspensión.. 27 1.3 Ejes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.3.1 Eje flotante. . . . .. . . .. . . . . . . .. .. . . . . .. . . .. .. . .. . . . . 31 1.3.2 Eje tres cuartos flotante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.3.3 Eje semi - flotante. . . .. . . . . . .. . .. . . . . .. . . .. .. .. .. . .. 32 1.3.4 Eje rígido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33 1.3.5 Eje de doble reducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33 Indice 1.3.6 Selección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 lA Frenos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.4.1 Frenos mecánicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35 1.4.2 Frenos hidráulicos. . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 1.4.3 Frenos neumáticos. . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.404 Frenos eléctricos. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 38 1.4.5 Frenos de tambor. . .. .. . . .. . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . 39 1.4.6 Frenos de disco. .. . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 40 1.4.7 Primera selección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40 1.5 Dirección. . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . ... . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.5.1 Disposición del sistema de dirección.. . . . . . . . . . . . . . . . .. 42 1.5.2 Dirección Asistida. . . . . . . . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 1.5.2.1 Sistema Hidráulico de Dirección. . . . . . . . . . . .. 43 1.5.3 Selección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.6 Acoplamiento Motriz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45 1.6.1 Disposición de los órganos motores. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 45 1.7 Neumáticos y Rines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.7.1 Selección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46 Capítulo 2 Configuración................................ 47 2.1 Selección de la ubicación de las baterías. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48 2.1.1 Baterías en los extremos. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 49 2.1.2 Baterías entre ejes. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.1.3 Baterías sobre el eje trasero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.2 Selección del bastidor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 51 2.3 2.2.1 Cargas en los extremos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52 2.2.2 Cargas entre ejes. . . . . . . . . . . . .. .. .. . . . . . . . . . . . . . . .. 54 2.2.3 Cargas sobre el eje trasero .. ....................... . Selección del sistema de suspensión . .......................... . 2.3.1 Parámetros . .................................... . 2.3.2 Volumen ....................................... . 2.3.3 Costo ........................................... . 56 59 59 59 60 2.304 Confort. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.3.5 Peso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2 [ndice 2.3.6 Resultados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.4 Selección de frenos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 66 2.5 Selección del acoplamiento motriz .. .... , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.5.1 Motor en la parte trasera (atrás del eje). . . . . . . . . . . . . . .. 67 2.5.2 Motor en la parte trasera (adelante del eje). . . . . . . . . . . . 68 2.5.3 Motor en la parte delantera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 2.5.4 Selección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.6 Configuración final. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Capítulo 3 Planos y Especificaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Especificaciones del Bastidor ................................. . 3.1.1 Material. ....................................... . 74 74 3.1.2 Cálculo estático de los largueros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 74 3.1.3 Cálculo de la sección transversal por resistencia. . . . . . . .. 77 3.1.3.1 Utilizando la fórmula de flexión. . . . . . . . . . . . . . .. 77 3.1.3.2 Utilizando la fórmula general de cortante. . . . . . .. 78 3.1.4 Análisis del bastidor.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Especificaciones de los elementos flexibles del sistema de suspensión. 87 Especificaciones de ejes .. ................................... . 91 Especificaciones del sistema defrenos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 93 Especificaciones del sistema de dirección .. ..................... . Especificaciones de neumáticos y rines . ........................ . 94 94 Capítulo 4 Conclusiones ................................ . 95 4.1 Conclusiones de tos sistemas: Bastidor, baterías, suspensión y frenos . ........................ . 4.2 Conclusiones generales . .................................... . 96 97 J Apéndices Apéndice A Al A2 Apéndice B BI B2 B3 B4 Apéndice e el e2 Apéndice D Plano de Ruta lA Norma SAF;J41 O 950X. Información comercial Chasis Suspensión Frenos Ejes Cálculos Bastidor Resortes Proveedores Referencias Bibliográficas Indice Material del bastidor 4 Introducción I.I Introducción al trabajo de tesis Este trabajo se enfoca al desarrollo del diseño de un chasis para un minibus eléctrico y se desglosa de la siguiente manera: En la introducción se hace una breve descripción de los sistemas que integran a un chasis de un minibús convencional. Se plantea el problema, objetivo y alcance de la tesis. En el capítulo 1 se mencionan las alternativas de cada sistema, haciendo una breve descripción de cada una de ellas. También se hace una selección primaria de las alternativas de solución para cada sistema. En el capítulo Z se desarrolla la última selección de los sistemas para obtener la configuración final, para lo cual se toman en cuenta todos los sistemas y la relación que existe entre ellos. En esta parte se hace una selección cualitativa y cuantitativa de elementos para algunos sistemas y en otros se consideran los datos de normas para su elección. En el capitulo 3 se muestran los planos de detalle de los componentes mas relevantes que se diseñaron y los resultados de la selección de los componentes comerciales. En el capítulo 4 se presentan las conclusiones del trabajo, así comO observaciones y recomendaciones. Ademas se cuenta con cuatro apéndices que reúnen. información comercial, memoria de calculo y proveedores. 5 Introducción J.Z Introducción al tema Para entender el presente trabajo es necesario tener una idea de los elementos que constituyen a un chasis, así como la función que desempeñan; a continuación se explican brevemente y de manera general a cada uno de ellos. Chasis Denominaremos chasis al conjunto de elementos y mecanismos que se muestran en la figura l. Eje Delantero Eje Trasero 4----~~--- Frenos Suspensión Trasera Fizura I Chasis Suspensión Delantera ~-- A continuación se describe a cada uno de estos elementos, asi como la función que desempeñan dentro del chasis. 6 Introducción Bastidor Se denomina bastidor a la estructura principal de un vehículo, a la que se fijan en una u otra forma los distintos elementos y grupos mecánicos que constituyen al vehículo: motor, transmisión, ejes, suspensiones, tanques de aire, baterías, carrocería, etc. El bastidor puede considerarse como el medio de unión de todos los grupos que constituyen al vehiculo, siendo ésta su principal finalidad. El bastidor no sólo debe unir los grupos mecánicos, sino que debe hacerlo de tal forma que las posiciones de uno con respecto a otros se mantengan fijas o varíen solamente dentro de las condiciones necesarias para su correcto funcionamiento por ejemplo, los ejes y las ruedas, sin que su alineación sea influenciada durante la marcha por las irregularidades del camino. Para que el bastidor realice su función, tal como lo acabamos de describir, es necesario que tenga una gran resistencia y un grado de rigidez que permita soportar los esfuerzos que se producen durante la marcha, y sin que este presente una excesiva deformación. Elementos que integran B un Bastidor Un bastidor, en su forma fundamental está formado por dos piezas largas, situadas una a cada lado, llamados largueros, unidas por medio de piezas mas cortas, denominadas travesaños, que pueden ser desde 4 a 6 dependiendo del diseño. El larguero es el elemento mas largo e importante del bastidor, ya que éste soporta la mayor parte del peso de los elementos y carga del vehículo. Los travesaños son soportes transversales que le dan una mayor rigidez al bastidor, cuatro de estos travesaños se colocan para que los soportes de las muelles coincidan. Con esto se tiene mayor capacidad para soportar las reacciones de la carga aplicada al bastidor. 7 Introducción Suspensión La misión de la suspensión, es proJXlrcionar una mayor comodidad a los pasajeros del vehículo y contribuir a la mejor estabilidad del mismo. El sistema esta compuesto por un elemento flexible (muelle de ballesta o helicoidal, barra de torsión, estabilizador, muelle de goma) y un elemento de amortiguación (amortiguador), cuya misión es neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida. Estas vibraciones son originadas JXlr el elemento flexible al adaptarse a las irregularidades del terreno. Los neumáticos y los asientos son elementos auxiliares o complementarios del sistema de suspensión. Los sistemas de suspensión delantera, al igual que los de la suspensión trasera deben soportar el peso del automóvil y adherir constantemente las ruedas al piso. Los sistemas de suspensión trasera son mucho más sencillos que los de la suspensión delantera. Esto se debe a que las medas traseras no intervienen en la dirección. Ejes El eje es el elemento que soporta la carga del vehículo, y sobre el cual giran las ruedas. El motor transmite el movimiento a las ruedas traseras o delanteras o a ambas, dependiendo de su ubicación. Los ejes se clasifican en eje vivo si el eje transmite el movimiento y en eje muerto si es arrastrado ( Figura 2). 8 Introducción Eje perfil "1" Tambor ~ ,~~ Diferencial Eje Muerto Eje Vivo Figura 2 Ejes Frenos Los vehículos deben ser dotados de un sistema que permita al conductor detener el vehículo a su voluntad; por que así lo impongan las necesidades propias del desplazamiento, las exigencias del tráfico o cualquier eventualidad que implique un peligro. Este sistema de frenos se acciona generalmente con un pedal colocado en el interior del vehículo. Al pisar el pedal del freno las zapatas o pastas son presionadas contra unos tambores o discos que están acoplados con cada rueda. El rozamiento detiene el giro del tambor o disco, sin llegar a producir el bloqueo de la rueda, es decir su detención brusca. El calor desprendido por este frotamiento se disipa en el aire que circula cuando el vehículo esta en marcha. Dirección La dirección es el sistema que convierte el movimiento de giro que el conductor da al volante, en movimiento de orientación de las ruedas directoras del vehículo. El sistema de dirección debe ser preciso, los choques de las ruedas contra las irregularidades del camino no deben alterar la orientación de la dirección. Ni transmitir súbitamente cargas a las manos del conductor. El conductor no debe tener que sujetar con fuerza el volante en marcha normal, por ésta razón la dirección debe ser irreversible. Sin embargo la irreversibilidad absoluta tampoco es conveniente porque el conjunto de 9 Introducción los mandos seria demasiado r¡gido para el control del vehículo. Algunas veces se incorpora a la dirección un dispositivo de asistencia, ya sea con propulsión hidráulica ó aire comprimido. En todo giro del volante las ruedas nO viran el mismo ángulo, sino que la abertura de una a otra posición va siendo mayor cuanto más se vaya separando el volante de la posición normal. Es decir, la dirección será progresiva, lo que tiene por objeto evitar al conductor dar giros considerables en el volante en curvas pronunciadas. Las partes que componen al sistema de dirección son: columna de dirección, palanca, biela de empuje, braros de acoplamiento, biela (figura 3.). Volante: Brazos de acoplamiento ----,;/./1 .---___ Biela Columna de dirección Palanca Figura 3 Partes de un Sistema de dirección 10 Introducción Acoplamiento Motriz El acoplamiento motriz es la forma de transmitir el giro y pote!1'::3. del motor al diferencial para posteriormente transmitirlo a las ruedas. A través de un sistema de transmisión, el giro del motor llega a las rut..ils~ cuyas bandas de rodadura al adherirse al piso, sirven de punto de apoyo y las obligan a rodar. Este impulso, transmitido al chasis del vehículo, produce su desplazamientc. El sistema que realiza esta función, cuando las ruedas traseras impulsan al vehiculo~ se denomina propulsión y si son las delanteras, tracción. Neumáticos y Rines La rueda esta constituida por el neumático y el rin. Las ruedas de un whiculo soportan el peso de éste y cumplen la misión de desplazarlo. Están sometidas 3. las fuerzas de aceleración y frenado y las que se producen en los cambios de dirección: los neumáticos son unos anillos inflables que se colocan alrededor del rin, manteniendc un cojín de aire a mayor o menor presión entre este y el suelo. Las ruedas deben ser lo suficientemente fuertes y flexibles para amorriguar los golpes y resistir los esfuerzos a que están sometidos continuamente. Su adherencia debe ser elevada para proporcionar un buen "agarre" del vehículo al suek'. sin calentarse excesivamente en marchas largas y lo más silencioso posible a cualquier yelocidad. Asimismo absorber las pequeñas desigualdades del terreno, lo que auxilia al sistema de suspensión y representa una mayor comodidad para los pasajeros. Figura 4 Neumático y Rin 11 Manteamiento del Problema Planteamiento del problema En el Centro de Diseño y Manufactura (CDM) de la facultad de Ingeniería de la UNAM existe un arca de investigación de vehículos eléctricos, que surge como consecuencia de la necesidad. por generar nuevas alternativas de transporte que combatan la contaminación ambiental, especialmente en la Ciudad de México, provocada en gran medida por los vehículos de combustión interna. Uno de los proyectos que se está desarrollando, dentro del área de investigación y desarrollo de vehiculos eléctricos, consiste en el diseño y fabricación de 20 minibuses eléctricos que darán servicio en un circuito especifico - Ruta lA (Apéndice Al) -, dentro de la Ciudad Universitaria. En este proyecto trabajan en colaboración el Instituto de Ingenieria (11) de la UNAM y el CDM. El tiempo para el desarrollo del diseño y construcción de la unidad se limita a 14 meses. Es un tiempo muy corto, si se considera que en las grandes industrias se contemplan tres años para lanzar un nuevo modelo de vehículo. Una manera de cumplir con el tiempo de fabricación de los minibuses eléctricos, es utilizar la mayor cantidad de elementos comerciales, y diseñar elementos que puedan manufacturarse en el país. Esta tendencia se adoptó para el proyecto. El proyecto se dividió en tres bloques principales: carrocería, chasis y control, puesto que el desarrollo del diseño de un minibús es muy amplio, por lo tanto el problema que se propone para esta tesis es realizar el diseño de configuración del chasis de un minibús eléctrico que utilice el mayor número de partes comerciales, tomando en cuenta las especificaciones marcadas en la tabla 1 Y las dimensiones mostradas en la figu.ra 5, las cuales fueron proporcionadas por el I.I. 12 Planteamiento del Problema Tabla 1 Especificaciones técnicas del vehículo Largo 6.5 [m] Ancho 2.15 [m] Altura del suelo a piso 0.5 [m] Distancia entre ejes 4.65 [m] Volado delantero 0.969 [m] Volado trasero 0.886 [m] Ancho de puerta Una de l.I[m] Angulo de ataque 35' Angulo de salida 35' Peso bruto vehicular 8 [T] Pasajeros sentados 30 Pasajeros de pie O Autonomía 60[ Km] Velocidad máxima 60[ Km./h] Velocidad de crucero 40[ Km./h] Motores (2) Potencia 22 kW; Voltaje 144 V; Corriente 192 amperes; Velocidad 4000 r.p. m.; Peso 81 kg. Baterías 7Z baterías de 6 V de plomo ácído de aproximadamente 29 kg. cada una. El voltaje que deberán suministrar las baterías es de 216 V 13 F1 .... Planteamiento del ¡'roblema La figura S muestra las dimensiones estimadas del minibús eléctrico. 6.Slml 2.151111J O.8661ml 4.651ml O.9691ml Figura 5 Dimensiones y Especificaciones. 14 Objetivos y Alcance Objetivo • Elaborar la propuesta de diseño de un chasis para un vehículo eléctrico de pasajeros que utilice la mayor parte de componentes comerciales, apegándonos a las especificaciones descritas en el planteamiento del problema. Nota: Los sistemas que integran a la propuesta de diseño serán: Bastidor, Suspensión, Ejes y Frenos. Aunque los sistemas Motriz, Transmisión, Dirección, Llantas y Rines no entran dentro del objetivo de este trabajo, se planteará de manera general la configuración que muestre la integración de éstos con los sistemas en estudio. Alcance • Proponer la configuración del chasis para el minibús eléctrico integrando cada uno de los sistemas, se proporcionará planos, especificaciones y cálculo de algunos de los componentes de los sistemas. 15 Capitulo 1 Alternativas de Solución Capitulo] Alte,mativas d-e Solución 16 Capitulo I Alternativas de Soluci6n Bastidor Anteriormente se planteó el problema y se mencionó el objetivo de la tesis. En este capítulo se describirán las diferentes alternativas que se tienen para cada uno de los sistemas que integran al chasis y de ellos se hará una selección primaria. 1 . 1 Bastidor ¡ . ¡. ¡ Tipos de Bastidor Existen dos tipos de bastidor: El primero, es el más general, el Bastidor en Escalera, y el segundo, es del tipo Escalera con Depresión Central o Centro Bajo. Este bastidor tipo escalera es el más común qU,e se utiliza para vehículos de pasajeros o de carga. A continuación, se explica cada uno de estos. • Tipo Escalera: Como su nombre lo indica el bastidor tiene la forma de una escalera, contiene dos largueros rectos de acero, generalmente con sección constante de punta a punta tipo "C". En el caso de que los largueros tengan sección variable, esta regularmente es más gruesa en el centro. Además presenta una serie de travesaños que unen a los largueros, la distancia de los travesaños es variable según el diseño de cada chasis. Travesaño de perfil "U" Larguero recto de sección constante Fizura 1.1 Bastidor tipo escalera • Tipo Escalera con Depresión Central o Centro Bajo: Este tipo de bastidor difiere de la configuración anterior, en que en el centro de los largueros se encuentra una depresión en el centro(ver figura 1.2). Esto se hace con la intención de disminuir el 17 Capitulo 1 Alternativas de Solución Bastidor peralte (altura del suelo a la parte superior del bastidor) yel momento de inercia ( se logra acercando el centro de gravedad al piso con lo cual se incrementa la estabilidad del vehículo) del minibús. Además de permitir las oscilaciones verticales de los ejes trasero y delantero. Este tipo de chasis se estrecha en la parte anterior para facilitar el movimiento de las ruedas directrices. Larguero con centro bajo y sección ~ ~~jlliiiji!~ ~¡@~ T,avesafto de sección Figura 1.2 Bastidor tipo escalera con depresión central y sección constante. Travesaño .l.arguero con centro bajo y sección variable Figura 1.3 Bastidor tipo escalera con depresión central diferentes espesores en la sección del larguero. Para diferencial' entre los bastidores, es necesario conocer sus características mecánicas y de materiales, así como la forma que se le da a los trnvesaños. Hacen la diferencia, la distancia entre los travesaños, así como la sección del larguero, ya que esta sección puede tener variación en su espesor dependiendo de donde se aplique la carga mayor. 18 Capitulo I A!ternalivas de Solución Bastidor En la figura lA se muestran distintos tipos de travesaños que son utilizados para los bastidores mencionados anteriormente. Las diferentes formas de los travesaños son debidas a la intensa investigación por parte de las grandes compañías dedicadas a estos. ~ ~ ~ , Perfil cuadrado Perfil redondo Perfil "e" Perfil plano Perfil "U" Perfil "un modificado Figura lA Diferentes secciones de travesaños Selección Dado que solo contamos con dos opciones para el bastidor y por el momento ambas son posibles de utilizar, éstas se analizarán en el capítulo 2 usando elemento finito, posteriormente determinaremos la mejor solución. 19 1.2 Suspensión. Capitulo I Alternativas de Solución Suspensión Para la suspensión existen dos tipos de configuración: de tipo dependiente y de tipo independiente. 1.2.1 Suspensión dependiente de eje sólido. La suspensión delantera de eje sólido se emplea con mejores resultados en vehículos que van por caminos ásperos a baja velocidad. El eje sólido se utiliza ampliamente en camiones grandes y en vehículos que van a campo traviesa, porque es el tipo más robusto de los sistemas de suspensión. Este sistema permite las oscilaciones verticales, pero afecta a la dispuesta en el otro extremo del eje Amortiguador Figura 1.5 Suspensión de eje sólido de Tipo Dependiente. 1.2.2 Suspensión independiente El principal inconveniente relativo a la suspensión que presenta un eje rígido al que se unen las ruedas, es que los movimientos y vibraciones de una de ellas, se transmiten en 20 Capitulo 1 Alternativas de Solución Suspensión parte a la otra. Por otra parte, en la suspensIón independiente para cada rueda, los movimientos y vibraciones de una no afectan en absoluto a la otra, por lo que ambas están más tiempo en contacto con el suelo, al mismo tiempo que no se necesita el eje, que siempre representa mayor peso que los brazos del sistema de suspensión independiente. Con ello, el movimiento de las ruedas no se transmite con tanta brusquedad al bastidor, por haber disminuido el peso no suspendido. Todo esto representa una conducción del vehículo más cómoda y una mayor estabilidad del mismo. Los modelos más empleados en la suspensión independiente de las ruedas son: Sistema de trapecio articulado, sistema MacPherson, sistema de barras de torsión. • Sistemas de Trapecio Articulado Los sistemas de trapecio articulado (figura 1.6), tienen brazos de control, articulaciones de control, articulaciones de rótula, barras estabilizadoras, codales de freno y amortiguadores. Estas combinaciones proporcionan el apoyo requerido para las fuerzas de frenado y de rotación, dirección y movimiento vertical. Mangueta~ esorte Brazo~ ~ ~~~ Figura 1.6 Suspensión independiente de trapecio articulado 21 • SlIspe/lSJOn MacPherson Capitulo 1 Alternativas de Solución Suspensión La suspensión MacPherson (figura 1.7), consiste en un brazo inferior, que se articula por un extremo al bastidor y por el otro a la mangueta, la parte superior de la mangueta, en vez de unirse a otro brazo, como en el caso anterior, lo hace a un tubo, dentro del cual se aloja el amortiguador telescópico, que a su vez esta fijo en su parte superior. ~=~~érJJ-Mangueta \ Figura 1.7 Suspensión independiente tipo Ma.cPherson • Suspensión de barras de torsión. Este sistema está basado en que si una barra de acero, sujeta por un~ de sus extremos, se retuerce por el otro, sufre una deformación en toda su longitud y recupera su posición original al cesar la torsión que la deformó. 1.2.3 Tipos de suspensión de acuerdo a su elemento flexible Los elementos flexibles de la suspensión le dan nombre a todo el sistema; de muelles, de muelles de sobrecarga, resortes de espiras, a través de bolsas de aire y por medio de aire y líquido. • Sistema de Muelles zz Capitulo 1 Alternativas de Solución Suspensión Una muelle de hojas esta formada generalmente por varias tiras o soleras de acero a las que se les llama hojas (ver figura 1.8). Como el resorte o muelle en su estado suelto es curvo, siendo su curvatura parecida a la mitad de una elipse, se le llama a veces resorte semielíptico. A la hoja superior se le llama hoja principal o maestra. La hoja maestra tiene ojos, o lazos, formados con el mismo material de la hoja en cada extremo para que pueda sujetarse al bastidor. Las hojas se mantienen juntas por medio de un perno central. El . perno central determina, también, la posición del alojamiento del eje cuando el alojamiento está asegurado al muelle. También se usan grapas o abrazaderas en algunos muelles para no dejar que se separen los extremos de las hojas cuando rebote el muelle después de haber sido comprimido. Soporte fijo Grapa----- Columpio Figura 1.8 Suspensión de Muelles Como la curva de la muelle de hojas se aplana cuando se le aplica una carga, cambia la distancia entre los ojos de los extremos de la hoja maestra. A causa de este cambio no pueden sujetarse rígidamente ambos extremos de un muelle de hojas al bastidor, por lo que se utiliza un columpio. • Sistema de Muelles de sobreca¡;ga En la figura 1.9 se ha representado uno de los elementos de flexibilidad variable más empleados, que consiste en colocar sobre la ballesta normal otra más pequeña, cuyos extremos hacen contacto con los topes de caucho cuando se carga el vehículo o cuando las oscilaciones son muy grandes, de esta manera se aumenta la rigidez de la suspensión 23 Capitulo 1 Alternativas de Solución Suspensión al entrar en funcionamiento la segunda ballesta. Se consigue ayudar a la ballesta principal, se le alivia de un trabajo excesivo y se mantiene constante el poder de absorción de las irregularidades del terreno por parte de la suspensión, evitándose que resulte demasiado dura con el vehículo vacío y muy blanda al cargarlo. Topes Ballesta de sobrecaf&B nonnal Figura 1.9 Suspensión de Muelle de Sobrecarga • Sistema de Resortes de Espiras Cuando se emplean resortes de espiras en los sistemas de suspensión trasera, deben ser complementados con brazos de control y eslabones. Estos brazos y eslabones se colocan de manera que puedan aceptar cargas de empuje laterales. También pueden aceptar el par de torsión y la fuerza motriz del alojamiento del eje diferencial trasero. Este tipo de suspensión, al que generalmente se le cita como sistema de suspensión de brazo muerto" como el que aparece ilustrado en la figura 1.10. { \. Brazo Superior la Suspensión Figura 1.10 Sistema de Resortes de Espiras 24 • Sistema de Suspensiones Neumóticas Capitulo 1 Alternativas de Solución Suspensión Las suspensiones de este tipo (ver figura 1.1 1) sustituyen los muelles, ballestas o barras de torsión por unos cojinetes de aire en cada rueda, que permiten los movimientos verticales de las mismas, efectuando en ellos una amortiguación debida a la variación de volumen y presión del aire del cojín. Estos modelos de suspensión son generalmente de flexibilidad variable y a ellos se adaptan dispositivos que permiten mantener la misma distancia de la carrocería al suelo con el vehículo cargado o vacío. Resorte de Figura 1.11 Suspensión Neumática • Sistema de Suspensión Óleo - Neumática En la suspensión óleo - neumática se combinan elementos hidráulicos y neumáticos que proporcionan la amortiguación y elasticidad necesarias. Cada una de las ruedas va montada en un brazo oscilante, al que se une un pistón por medio de un vástago (ver figura 1.12). Dicho pistón puede deslizarse arriba y abajo en el cilindro, que por su parte superior termina en una esfera metálica dividida por una membrana, por encima de la cual hay gas nitrógeno comprimido y por debajo un líquido viscoso, generalmente aceite de características especiales, que también llena el cilindro. El cilindro esta separado de la cámara inferior de la esfera por una pared, en la que van practicados varios orificios calibrados o en ocasiones unas válvulas. 25 Capitulo I Alternativas de Solución Suspensión Cuando la rueda sube por encontrar un obstáculo, también lo hace el pistón, que empuja el líquido del interior del cilindro, haciéndole pasar por las válvulas a la parte inferior de la membrana, donde se aplica contra ella, comprimiendo aún más el gas encerrado en su parte superior. Al bajar su rueda, lo hace con ella el pistón, por lo cual cesa la presión del líquido sobre una membrana, que por acción del gas encerrado en su parte superior vuelve a su posición de reposo, devolviendo el liquido de la cámara al cilindro, a través de las válvulas. De esta manera el gas encerrado en la parte superior de la membrana hace las veces de elemento de suspensión, pues se opone en todo momento a la subida del pistón. Las válvulas actúan de amortiguador, puesto que presentan una cierta dificultad al paso del liquido a través de ellas. Corno esta dificullad es opuesta al paso del liquido en ambos sentidos, la amortiguación es en ambas direcciones de desplazamiento. Membrana Figura 1.12 Suspensión Óleo-Neumática 26 Pr. Capitulo ] Alternativas de Solución Suspensión 1,2.4 Evaluación Primaria de Configuración para la Suspensión. Para obtener las opciones de solución de las suspensiones, se utilizó una matriz de decisión. Se describió el objetivo de los parámetros que se quieren analizar (tabla 1.1), en segundo lugar, se evaluó su importancia en la tabla 1.2, posteriormente se dio un valor porcentual de satisfacción de los parámetros (tabla 1.3) y finalmente en la tabla 1.4 se presentó la matriz de decisión. Parámetro Descripción de Objetivos 1 Volumen El espacio ocupado es pequeño 2 Disponibilidad en el mercado Se adquiere con facilidad y en poco tiempo 3 Costo Bajo costo 4 Tiempo de vida Por lo menos dos años sin cambiar elementos importantes 5 Mantenimiento Fácil mantenimiento(pocas operaciones de armado y desarmado) 6 Peso Bajo peso 7 Confort La menor transmisión de vibraciones, en nuestro caso se necesita mayor confort en la parte trasera. 8 Ensamble Facilidad de ensamble (acoplamiento con los demás sistemas) Tabla 1.1 Descripción de Parámetros ~.~ apitulo J lternativas e l ción spensión . .4 valuación ri aría e onfiguración ara spensión. ara tener s ci nes e l ci n e s ensiones, til a atriz e cisión. e scribió l jeti o e s r etros e ieren alizar la . ), ndo ar, al ó portancia la . , st r ente i alor rcentual e t i n e s r etros la . ) n ente la . r sentó atriz e cisión. ar etro escripción e bjetivos ol en l acio ocup~do s efio isponibilidad l ercado e quiere n il d co ie po osto ajo sto i po e i a or enos os ftos i biar entos portantes antenimiento ácil anteni iento(pocas eraciones e ado ado) eso ajo so onfort a enor a isión e i r ciones, estro so cesita ayor nfort arte era. sa ble acili ad e ble l iento n l s ás i te as) ------- abla . escripción e r etros 'L7 Paura de dea La e Capitulo 1 Altemativas de Solución Suspensión IMPORTANCIA DE LOS PARAMETROS Parámetro SUMA [PORCENTAJE (9%) 1 Volumen 1 3.57 2 Disponibilidad 3 4 14.29 4 Costo 1/1if0;0]|1 14,29 Tiempo de vida 3.57 5 Mantenimiento 7.14 6 Peso 25.00 7 Confort 1 21.43 8 Ensamble 10,71 100.00 Tabla 1.2 Importancia de los Parámetros En la tabla 1,3 se representa el valor porcentual de la satisfacción con que se calificarán los parámetros en la matriz de decisión: TABLA DE SATISFACCIÓN 100% [Completa satisfacción Objetivo satisfecho en todos sus aspectos 90% Satisfacción aceptable Objetivo satisfecho en sus aspectos Importantes 75% Satisfacción considerable [Objetivo satisfecho en la mayoria de sus aspectos 50% Satisfacción moderada Punto intermedio entre la completa y nula satisfacción 25% Poca satisfacción Satisface en menos de la mitad de los aspectos 10% ¡Ninguna satisfacción Objetivo no satisfecho Tabla 1.3 Tabla de Satisfacción 28 ~J ará etro I ol en O O I O O O O isponibilidad I I :3 osto I O 4 i po e i a O antenimiento I eso I onfort 1 nsa ble 1 TANCIA E S ETROS 2 I O O O I I I O O I 4 O O I O O O 5 I O O O O O 6 I I I 1 1 1 7 1 1 1 1 O O O 1 1 O O abla . portancia e s ar etros A I I 2 7 6 3 28 -- apitulo I lt rnativas e l ción spensión POR TAJE %1 . 7 .29 .29 . 7 . 4 .00 .43 .71 0.00 - - n la . r senta l alor rcentual e t i n n e li ran s r etros atriz e cisión: LA E l CION C pleta t i n bjetivo t o os s ectos ati ción ptable bjetivo t o s Pectos i portantes ati ci n nsiderable O j ti o t o ayoría e s ectos ati ci n oderada unto edio tre pleta ula t i n ca t i n ati f ce enos e itad e s ectos N na t i n bjetivo o t o abla . abla e ati Ión 4 3 E c » Capitulo 1 Alternativas de Solución Suspensión Con las tablas anteriores obtenemos la matriz de decisión, y se calcula de la siguiente manera: Se toma el porcentaje de importancia de cada parámetro y se multiplica por el valor porcentual de satisfacción con el que cumpla, corno se muestra en la tabla 1.4 Matriz de Decisión Parámetro Muelles Muelles de Sobrecarga Resorte de Espiras Neumática Volumen 3.57*0.75=¡ 2.68 3.57 "0.50 = 1.8 3.57*1= 3.57 3.57*0.90=| 3.21 Disponibilidad 14.29* 1=/ 14.29 14,29*1= 14.3 14.29*0.90=| 12.86 14,29*0,75=j/ 10.71 Costo 14.29* 0.90 =| 12.86 14.29"0.75=| 10.7 14,29" 1=| 14.29 14,29*0.50=| 7.14 Tiempo de vida 3.57*090=| 3,21 3.57 * 0.90 = 2.7 3.57 * 0,90 = 2.68 3.57*0.90=| 3,21 Mantenimiento 10,71*0.75=| 5.36 10.71 * 0.50 = 3.6 10.71 * 0.90 = 6.43 10.71*0.9=/ 6.43 Peso 25*0.75=] 18,75 25* 0.50 = 12,5 25*0.90=| 22.50 25*1=| 25.00 Confort 21.43*0.75 =| 16.07 21.430,75 = 16.1 21.43" 0.90=| 19.29 2143" 1=i 21.43 Ensamble 10,71*1=i 10.71 10.71*1=| 10,7 10,71 * 0,50 = 16.07] 10.71” 0.90 = 19,29 Paros E A ETA ES Tabla 1.4 Matriz de Decisión De la matriz anterior, se observa que los sistemas de suspensión más adecuados para el minibús son los de resorte de espiras, el sistema neumático y a través de ballestas; en el capitulo siguiente se cuantificarán algunos de éstos parámetros con el fin de saber el comportamiento de éstos tres sistemas. J!l.~ apitulo lternativas e l ción sp(nsión on s las teri res t os atriz e cisión, l ula e iente anera: e a l rcentaje e portancia e da r etro ultiplica ar l alor rcentual e t i n n l e pla, mo uestra la . abla . atriz e ecisión e l atriz terior, serva e l s i te as e ensión ás uados ara l inibús n l s e rte e iras, l i te a ático t és e allestas; l pitulo i iente antifi arán l nos e e t s r etros n l i e er l portamiento e t s s as. 29 1.3 Ejes Capitulo I Alternativas de Solución Ejes Los ejes de un vehículo se pueden clasificar de acuerdo con la figura 1.13 que se presenta a continuación. EJES ( una y dos velocidades) Delantero [ flotante Semi- flotante Motriz ( Eje vivo) No Motriz ( Eje muerto) Tres cuartos flotante Rigido Trasero [ un. y dos velocidades) Flotante Semi- flotante Tres cuartos flotante RiSido Perfil!. Perfil Redondo [ Delantero [ Trasero [ Perfil Redondo Figura 1.13 Clasificación de los ejes de un vehículo Existen dos tipos diferentes de ejes: En el eje motriz o vivo, el eje y la rueda giran como una unidad y está integrado por los mecanismos de par cónico o grupo piñón-corona y diferencial. En los vehículos de tracción delantera o trasera, este conjunto esta alojado en la caja de cambios. El giro del motor, que llega al diferencial por medio del árbol de transmisión, tiene que comunicarse a las ruedas, que van colocadas en un eje transversal, por lo que el giro debe cambiar a un ángulo de 90°, esto se consigue por medio del par cónico formado por un piñón cónico y una corona. El piñón cónico o piñón de ataque recibe el movimiento del árbol de transmisión y lo comunica a la corona, que mediante el mecanismo diferencial, lo pasa a las ruedas. 30 Capitulo I Alternativas de Solución Ejes En el eje no motriz o muerto, el propio eje permanece estacionario y la rueda gira. Por lo general las ruedas delanteras de un vehículo estan montadas en ejes muertos mientras que las ruedas traseras están montadas en ejes vivos. Tambor Diferencial Ej, ",mi "1" , Figura 1.14 Eje Muerto y Eje Vivo Se distinguen cuatro tipos principales de ejes vivos: flotantes, a tres cuartos flotantes, semiflotantes y rígidos. 1.3.1 Eje Flotante Este tipo de eje se usa en los camiones grandes. Para soportar el extremo exterior del eje se usan dos cojinetes a uno y otro lado del centro de la rueda, los cuales van montados sobre el extremo de la trompeta correspondiente, por lo que la rueda gira alrededor de ésta, que soporta todo el peso del vehículo. Ruena Cojinete ","-c~~c--_'Tambor e Freno Figura 1.15 Eje flotante 31 1.3.2 Eje a Tres Cuartos flotante Capítulo 1 Alternativas de Solución Ejes El eje tres cuartos flotante se usa en los camiones de tres cuartos y una tonelada. En este tipo de eje, el balero que se usa para soportar el extremo exterior del eje está colocado entre el exterior de la cubierta del eje y el cubo de la rueda(ver figura 1.16). De esta manera, aproximadamente el 75% del peso del vehículo va directamente a la cubierta del eje a la rueda; ¡x>r lo tanto, el eje soporta únicamente el 25% del peso del vehiculo. 1.3.3 Eje Semiflotante Cojinete /Trompeta __ -!i~-Ej, Tambor de Freno Figura 1.1 6 Eje tres cuartos flotante. Es aquél en que en lugar de a¡x>yarse el cubo total o parcialmente sobre la trompeta, como en los casos anteriores, lo hace ( Figura 1.17) sobre el extremo del propio semieje, éste tipo de eje debe cargar el peso total del vehículo, por lo que esta sometido a un gran esfuerzo. Ruoda Trompeta Eje Tambor de Freno Figura 1.17 Eje semiflotante 32 1.3.4 Eje Rígido Capitulo I Altemativas de Solución Ejes El eje rígido no se emplea con frecuencia. En él se une la rueda al semieje del mismo modo que en el semiflotante, la diferencia radica en la unión al planetario, la cual, se hace rígida, no deslizante, como en los anteriores. 1.3.5 Eje de Doble Reducción Como muchos camiones pesados se mueven a velocidades inferiores que los vehículos ligeros, la reducción de giro desde el motor hacia las ruedas tiene que ser mayor, y a veces no conviene hacerla solamente en el engranaje de ángulo, pues el piñón de ataque sería demasiado pequeño. Los pocos dientes pasarían un esfuerzo excesivo por su poca área de contacto con los de la corona. En estos casos, se usan los ejes traseros de doble reducción, permanente o eventual. 1.3.6 Selección Para la selección del eje motriz se debe saber la distribución de pesos en los ejes; de acuerdo con el manual de diseño de la SAE [101, es conveniente disponer de una relación de pesos 70% - 30% de la carga en los ejes traseros y delanteros respectivamente, para vehículos pesados y de transporte. También recomienda que el eje vivo sea el eje que soporta la mayor carga, por lo tanto, para el minibús eléctrico, el eje motriz será el eje trasero, y el eje delantero será el eje muerto, además, considerando la adherencia de los neumáticos al piso, por ejemplo en una pendiente, es claro que de tener un eje motriz delantero, el vehículo tendería a patinarse Una vez definidos los ejes, ahora se tiene que seleccionar el tipo de eje que se empleará para cada caso. A continuación se mencionan los resultados para cada eje. 33 • f¡je motriz. Capitulo I Alternativas de Solución Ejes - Se selecciona un eje tipo flotante, donde el peso es soportado por la trompeta y no por el eje, lo que permite mayor capacidad de carga. - En cuanto a la velocidad, considerando que el recorrido para el cual esta destinado el vehiculo, carece de pendientes pronunciadas y la velocidad promedio es de 60km/h, no es necesario el empleo de un eje de doble reducción, por lo que el eje motriz será de reducción sencilla . • lije muerto: Comercialmente los ejes muertos son redondos y de perfil "1", dependiendo del sistema de suspensión, generalmente para suspensión de resortes y bolsas de aire se usa el eje redondo; es posible adaptar el eje de perfil 1, sin embargo esto representaría aumentar peso a la masa no suspendida del bastidor, por lo que proponemos que el eje muerto sea redondo. 34 1.4 Frenos Capitulo 1 Altemativas de Solución Frenos Una manera de clasificar los sistemas de frenos es de acuerdo al tipo de mando que los acciona, como se muestra en la figura t. 1 8 Frenos Mecánicos [ Hidráulicos [ Disco Tambor Disco Tambor Neumáticos [ Tambor Eléctricos [ Tambor Figura 1.18 Clasificación de Frenos 1.4.1 Frenos Mecánicos Los frenos mecánicos se accionan a través de una varilla, que, por medio de una palanca hace girar la leva que acciona las zapatas contra el tambor. Este mecanismo es problemático debido al ajuste de las palancas. Otra opción es mediante el uso de cables, aquí el pedal hace girar, por medio de una. varilla el eje transversal con palancas en sus extremos, a las que se sujetan los cables accionadores de las tevas y estas a su vez accionan a las zapatas. Dentro de la clasificación de frenos mecánicos se encuentra el freno de mano o de estacionamiento (ver figura 1.19); recibe este nombre un tipo de freno de accionamiento manual, que actúa generalmente sobre las ruedas traseras del vehículo, por medio de un 35 Capítulo 1 Alternativas de Solución Frenos sistema de varillas y cables de acero. Se emplea, generalmente, para dejar inmovilizado el vehículo cuando está estacionado y para arrancar en pendientes, donde la maniobra se realiza embrazando lentamente, al mismo tiempo que se acelera y se suelta poco a poco el freno de mano. Por esta razón también se le llama freno de estacionamiento; pero puede usarse en caso de emergencia cuando falle el sistema de frenos. Palanca Trinquete Figura 1.19 freno de mano 1.4.2 Frenos Hidráulicos Los frenos hidráulicos son los usados actualmente casi sin excepción. En el esquema (figura 1.20) se observa que el pedal mueve un pistón dentro de un cilindro sumergido en un pequeño depósito medio lleno de un liquido especial (alcohol y aceite, glicerina y aceite); el cilindro se comunica con el depósito por un pequeño orificio. Cuando se pisa el pedal, el pistón tapa primero el orificio del depósito y luego comprime el líquido, que por las tuberías lIeza a los cilindros de los frenos delanteros y de los traseros: la presión obliga a separarse los émbolos que están articulados a las zapatas, y estas se oprimen contra los tambores. Al soltar el pedal, un resorte lo regresa a la posición de reposo, retrocediendo el pistón del cilindro, con lo que se recobra el líquido enviado hasta los frenos, y los muelles de las zapatas pueden volver a juntar de nuevo éstas, ya que la presión ha disminuido. 36 Frenos Con el mando hidráulico, llevar la fuerza hasta cada rueda resulta sencillo, ya que los tubos pueden tener las curvas y codos que sean necesarios y como además son flexibles, se adaptan fácilmente a los giros de las ruedas directrices y a las oscilaciones de la suspensión. Pistones cord, Zapatas Tubería Figura 1.20 Freno de Mando Hidráulico 1.4.3 Frenos Neumáticos En algunos vehiculos se utiliza un sistema de frenos, cuya asistencia se logra con aire comprimido. Se emplea este sistema en camiones generalmente, y consiste en un compresor, que gira arrastrado por el motor del vehículo y va almacenando aire en uno o dos depósitos (ver figura 1.21). Cuanto más aire entre en los depósitos, más presión se obtiene en ellos, la cual es marcada por un manómetro. Cuando se alcanza una presión determinada (6 Kg. generalmente), una válvula de seguridad deja escapar el aire sobrante. Desde los depósitos llega el aire a presión por una canalización a un cilindro, dentro del cual se desliza una corredera accionada por el pedal del freno, que cuando se pisa, pone en comunicación el depósito con los bombines en las ruedas, a los que llega el aire comprimido, que produce la separación de las zapatas de la misma manera que ocurría con el líquido en los frenos hidráulicos. Al soltar el pedal del freno se corta el paso de aire de los depósitos a las ruedas, al mismo tiempo que la cremallera pone éstas en comunicación con la atmósfera, adonde se descarga el aire de las canalizaciones, con lo que cesa la acción de frenado. 37 Fi ..... Capitulo I Alternativas de Solución r~nos on l ando i ráulico, ar rza asta da da ulta ci lo, a e s os eden er s rvas dos e n cesarios o ás n i les, aptan ente s ir s e s das i ctri es il i nes e ensión. redal Fttno de apatas i ura . 0 r no e ando idráulico . .3 r nos eumáticos n nos hículos tili a n a e os, ya i t cia ra n ire primido. e plea te e a iones eral ente, nsiste n presor, e ira st o or l otor el hículo a acenando ire o s pósitos er ra . 1). uanto ás ire tre s pósitos, ás r si n ti ne ll s, al s arcada or n anómetro. uando za a r si n t inada ,g:. eral ente), a l ula e uri ad eja apar l ire rante. esde s pósitos a l ire r si n or a ali ación n i ro, ntro el al esliza a rr dera i ada or l dal el o, e ndo isa, ne unicación l pósito n s bines s das, s e a l ire primido, e uce aración e s atas e i a anera e cu ría n l i i o s os i ráulicos. l ltar l edal el o rta l so e ire e s pósitos s nt das, l is o ie po e allera ne tas unicación n ósfera, nde scarga l ir e s ali aciones, n e sa ci n e do. 7 Capitulo 1 Alternativas de Solución frenos Depósito de aire comprimido Compresor Pedal Figura 1.21 Instalación de frenos por aire comprimido 1.4.4 Frenos Eléctricos El sistema de frenos eléctricos sustituye el mando hidráulico o mecánico, por una corriente eléctrica que, dentro de cada tambor de freno, activa un electroimán y éste acciona la leva de separación de zapatas. El gasto de corriente es pequeño, porque apenas éstas entran en contacto con el tambor se produce el efecto de frenado. Algo más usado es el "ralentizador" eléctrico, que se aplica en general a los vehículos industriales, actúa sobre la transmisión para frenarla un poco cuando el vehículo baja pendientes pronunciadas y largas, evitándose así abusar de los frenos ordinarios, que se calentarían excesivamente. Un ralentizador, está constituido por un disco intercalado en el árbol de transmisión, que puede ser frenado por la acción magnética de unos electroimanes a los que se manda más o menos corriente con un mando adecuado. Cuanta más corriente llegue a los electroimanes, mayor es la acción de frenado del disco. Para evitar el calentamiento del disco, se disponen en él aletas adecuadas para disipar mejor el calor; 38 Ralentizador / Árbol de , Transmisión --... Jrn:1H11~ Lt,~ttru~lrJ Figura 1.22 Ralentizador 1.4.5 Frenos de Tambor Capítulo 1 Altemativas de Solución Frenos Es un tipo de freno de fricción, donde las fuerzas de frotamiento son aplicadas a la superficie interna del lambor unido a la rueda. En la figura 1.23 puede verse el despiece de un sistema de frenos de este tipo, constituido por el lambor 1 que se une al buje por medio de tornillos y al que se une a su vez la rueda. Contra su superficie interna pueden aplicarse las zapatas, que se mantienen alejadas del tambor y en posición de reposo por medio de los muelles, dichas zapatas estan recubiertas de forros Portazapatas Muelles QOI.-~ .. Ganchos ~ Tambor Muel1e Figura 1.23 Freno de Tambor 39 1.4.6 Frenos de Disco Capítulo 1 Alternativas de Solución frenos La mayoría de los vehículos actuales van dotados de frenos de disco, al menos en las ruedas delanteras, porque su acción de frenado es mayor que la de los frenos de tambor pues en estos no se puede obtener tanta potencia debido a que se calientan en exceso cuando se usan con demasiada frecuencia y no disponen de la ventilación adecuada para disipar el calor, por cuya causa, se dilata el tambor alejándose de las zapatas y aparece el "fading" cuando se abusa de los frenos. En los frenos de disco la acción de frenado se obtiene por aplicación de fuerzas auxiliares y no radiales, como en los frenos de tambor. Estas fuerzas se consiguen por el apriete de un disco entre dos "plaquetas" o "pastillas" simétricas, alojadas en un "estribo" O "pinza de freno", que son desplazadas contra ambas caras del disco por pistones accionados hidráulicamente. (itir,ck ú y pistó,..., 1i"lIit:ln (¡¡===51:Jr.- "'soo tilllo!> Figura 1.24 Freno de disco 40 1.4.7 Primera Selección Capítulo t Alternativas de Solución frenos Una vez analizadas las opciones que tenemos para frenos, se observa que los frenos mecanicos actualmente se utilizan para los frenos de mano o estacionamiento; la fuerza que se debe aplicar para frenar el vehículo es excesivamente grande; para el minibus en estudio esto representa un problema debido a la carga que se maneja, entonces , esta opción es descartada. Los frenos de mando eléctrico demandan corriente, la cual se suma a toda la energía solicitada por el vehículo, con lo que tenemos un gasto extra, además si por alguna causa el vehículo se quedara sin energía, los frenos no funcionarian por lo anterior, los frenos eléctricos son eliminados de nuestras opciones. En los frenos de mando hidráulico y neumático, se tiene la fuerza auxiliar de los fluidos para el peso que en este caso se maneja, con lo que tenemos mayor capacidad de frenado, por lo que se tomarán ambas oJXiones para el diseño de configuración. En cuanto al mecanismo de frenos, tanto los de disco como los de tambor son comerciales; los frenos de disco tienen más potencia y comúnmente son usados en la parte delantera, a pesar de que los de tambor son los más empleados en los vehículos de pasajeros, consideraremos el análisis de los dos tipos. 41 1.5 DIRECCIÓN 1.5.1 Disposiciones del sistema de dirección Capítulo 1 Alternativas de Solución Dirección La disposición de los mecanismos que componen en general al sistema de dirección, se presenta principalmente como: dirección para eje rígido y dirección para eje independiente. Dirección para eje rígido El sistema de dirección para eje rígido se muestra en la figura 1.25. Este tipo de sistema. se emplea básicamente en vehículos industriales. Al girar el volante en uno u otro sentido, desplaza. al braw oscilante hacia atrás o hacia adelante por medio de la caja de dirección. El brazo oscilante tira o empuja a la biela de mando, ésta a su vez hace girar en uno u otro sentido a la mangueta dando orientación a las ruedas. Caja de dirección Br.IZO oscilante Palanca de ataque Brazos de acoplamiento Barra de acoplamiento Figura 1.25 Sistema de Dirección para Eje Rígido Dirección independiente Volante El sistema de dirección para suspensión independiente se muestra en la fIgura 1.26. En este caso la palanca de ataque, por medio de la barra de acoplamiento, se enlaza con la 42 Capitulo I Alternativas de Solución Dirección palanca de reenvío. Por otro lado a la barra de acoplamiento se unen las bielas de acoplamiento, que transmiten movimientos de orientación a la mangueta de las ruedas. Bielas de acoplamiento Eje de giro de la rueda Palanca de ataque Barra de acoplamiento Palanca de reenvío Figura 1.26 Sistema de Dirección para Suspensión Independiente Dirección Asistida Los esfuerzos necesarios para orientar las ruedas varian en función del peso que cargan sobre las mismas, de la geometría del tren, del empleo de neumáticos con baja presión y gran superficie de contacto con el suelo, entonces la maniobra del volante de la dirección para orientar las ruedas se hace dificil, sobre todo con el vehículo parado. Como medios de asistencia pueden emplearse la fuerza hidráulica, el aire comprimido, etc. El más usado en la actualidad para vehiculos con cargas similares a las de nuestro caso es el mando hidráulico. Sistema Hidráulico de Dirección El sistema hidráulico de dirección consiste en un cilindro hidráulico, con un pistón en la parte superior de la caja del mecanismo de la dirección, y'una válvula de control en la base de la caja del mecanismo de dirección. Una bomba conduce al aceite a presión a la válvula de control del sistema hidráulico. En la bomba hay un tubo de paso para que el aceite pueda ser desviado si no es requerido en la válvula de control. Si el volante de dirección es virado hacia la derecha o izquierda, el 43 Capitulo 1 Alternativas de Solución Dirección sistema hidráulico entra en funcionamiento automáticamente ayudando al conductor a virar el vehículo. Esto es efectuado mediante la conducción del aceite, bajo presión a través de tuberías desde la valvula de control hasta el cilindro hidraulico donde el aceite acciona el pistón que aplica presión en las palancas del engranaje de dirección. Siempre que se disminuye el esfuerzo en el volante de dirección, se equilibra la presión de aceite y el sistema hidraulico queda inactivo, haciendo que el aceite sea desviado otra vez en la bomba. 1.5.3 Selección La selección de la dirección se basó en encuestas aplicadas a choferes de autobuses y microbuses en las terminales de Taxqueña y Vaque ritos; también se hicieron recorridos en las diferentes rutas del circuito de Ciudad Universitaria con el objeto de sentir el comportamiento de los sistemas que componen al chasis. Dentro de estos recorridos se contaron el número de vueltas en el volante en cada curva del camino, y se observaron el tipo de pendientes existentes en el camino. Además, se tomó en cuenta la Gaceta Oficial del D.F, la cual estipula que la dirección para autobuses y minibuses deberá de ser de tipo asistida, asimismo la carrera total de tope a tope no deberá exceder de cinco vueltas del volante. Como resultado de lo anterior, tenemos: • De acuerdo a las encuestas, la dirección que se utiliza para estos vehículos eS la dirección hidráulica de tornillo sinfín. • La dirección utilizada requiere de mantenimiento anual y consume un tiempo aproximado de un dia. El costo de reparación oscila entre $600.00 y $800.00 . • El promedio de vueltas del volante en las diferentes rutas es de 2. 44 1.6 Acoplamiento Motriz Capitulo I Alternativas de Solución Acoplamiento Motriz El acoplamiento del motor al eje puede ser de diferentes formas, a traves de transmisión de cadenas, poleas, bandas, etc., acoplamiento directo del motor a la rueda y por medio de flechas. 1.6.1 Disposición de los órganos motores. Las diferentes disposiciones del motor nos permiten clasificar los vehículos en tres grupos distintos: • Motor accionando las medas delllrtteras, en este caso el vehículo es denominado de tracción delantera. El motor está igualmente dispuesto en la parte delantera. • Motor accionllrtdo las ruedos traseras, en este caso el motor esta dispuesto en la parte delantera. • Motor dispuesto en la parle trasera para la propulsión. Algunas veces el motor acciona tanto las ruedas delanteras como las traseras (ver figura 1.27), por ejemplo en vehículos muy pesados o en vehículos destinados a una función particular, tales como los militares. Lo más comim es que estos vehículos a doble tracción estén construidos de forma que puedan acoplar la tracción delantera independiente de la tracción trasera. Figura 1.27 Acoplamiento directo 45 1.7 Neumáticos y Rines Capitulo 1 Alternativas de Solución Neumáticos y Rines Las cubiertas están formadas por una armadura o carcaza de tejido textil(algodón, rayón, nylon, poliéster o fibra de vidrio) recubierto por una capa de caucho vulcanizado duro y de bastante espesor en la banda de rodadura, que es una parte que desgasta por su apoyo y roce sobre el pavimento. Según la estructura de la cubierta los neumáticos pueden ser diagonales o radiales. Capas de cuerdas Figura 1.28 Neumático y Rin 1.7.1 Selección Para la selección del neumático y rin nos basamos en catálozos, tomando en cuenta la carga que soportara el neumático y asesorados por los proveedores, quienes recomiendan una llanta radial sin cámara y un rin hermético (Apéndice B5) 46 Capítulo 2 Configuración Capitwo2 Configuración En el siguiente capitulo se hará una selección de los elementos que conforman las configuraciones seleccionadas de las opciones del capitulo anterior, recurriendo a cuantificar parámetros, auxiliados por encuestas, entrevistas con proveedores y tomando en cuenta los criterios de la Gaceta Oficial del Distrito Federal, Secretaria de Transportes y Vialidad, con el fin de justificar lo más posible la selección de los sistemas que conformarán la configuración que se obtenga al final del capitulo. 47 Z.I Selección de la ubicación de las baterías Capitulo 2 Configuración Ubicación de las Batcrias Se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones para la correcta disposición de las baterias. • Las baterías estarán dispuestas en 6 paquetes de 12, teniendo un total de 72 baterías. • Se debe dejar un claro en la parte superior de las baterías, ya que las baterías emiten gases que causarían problemas al conjuntarse con chispas. • Los proveedores de Trojan recomiendan una separación de 118 plg. entre cada batería. Esta distancia se debe a que las baterías generan calor y necesitan espacio para su ventilación y así poder tener un correcto funcionamiento. Para realizar la configuración final del chasis es necesario conocer la ubicación de las baterías, siendo éstas una parte importante en el vehículo debido a: • El espacio que ocupan. • El peso que agregan. Básicamente consideramos 3 opciones para la ubicación de las baterías. • En los extremos. • Entre ejes. • Sobre los ejes. A continuación se menciona brevemente ventajas y desventajas de las opciones anteriores para la ubicación de las baterias. 48 2.1.1 Baterías en los Extremos. Capitulo 2 Configuración Ubicación de las Baterías Para esta opción, parte de las baterías son colocadas en los extremos de la escalera ( ver figura 2.1 ), mediante un brazo unido a ésta, y otra parte sobre el extremo posterior. En esta opción se presenta flexión pura del bastidor y se podría tener problema de una excesiva deformación en la parte central de la escalera. Esta opción presenta fácil acceso a las baterías para realizar cambio de las baterías agotadas por cargadas. Esta podría ser la mejor propuesta, ya que la parte inferior del bastidor esta libre para acoplar todos los elementos que conforman al chasis. Una desventaja en esta opción es que las baterías al estar separadas deben conectarse mediante un cable especial que tiene un costo elevado. , Brazo de soporte Baterfas sobre el brazo Figura 2.1 Ubicación de las baterías en los extremos 2.1.2 Baterías entre Ejes En esta opción se debe diseñar un dispositivo que permita el cambio rápido y fácil de las baterías, colocando las baterías de esta manera, se ocupa la mayor parte del espacio debajo de la unidad, por lo tanto, el espacio para la colocación de los elementos que conforman al chasis se ve disminuido y se aprovecha al máximo el área de pasajeros. El problema que se encuentra es el peso que se asrega en el claro más largo de la escalera por lo cual se produce flexión en el bastidor que debe ser analizado para verificar que, de acuerdo a la Gaceta Oficial, no sea mayor a 15 mm. 49 Capitulo 2 Configuración Ubicación de las Baterias Por otra parte en esta opción existe un espacio reducido entre el piso y la canastilla de las baterías, por lo que están expuestas a dañarse con objetos que existan en la vía como son piedras, topes, etc. Esto también puede ocasionar que en tiempo de lluvias las baterias se mojen y se tenga un mal funcionamiento del vehículo. Además de que no queda distancia suficiente para hacer de manera correcta el intercambio de las baterías. figura 2.2 Baterías entre ejes 2.1.3 Baterías sobre el Eje Trasero [n esta opción las baterías son colocadas sobre el eje trasero, con esto el peso queda directamente sobre el eje y la escalera no soporta todo el peso, el problema es que se reduce el espacio en el interior del vehiculo; además de que el cambio de las baterías se vuelve menos sencillo. /' Baterías sobre los ejes 6 M ~ Bastid~'cto 6 Curvo figura 2.3 Baterías sobre el eje trasero Para la selección de la ubicación de las baterías, se decidió realizar un análisis en los bastidores (ver sección 2.2) con el objeto de saber donde se presenta el menor esfuerzo y la menor deformación del bastidor. 50 2.2. Selección del Bastidor Capitulo 2 Configuración Bastidor Por medio de la investigación realizada podemos observar que únicamente contamos con dos opciones para la selección del bastidor. De tipo escalera y tipo escalera con centro bajo o depresión central. Para hacer la selección se consultó la información comercial que aparece en el apéndice B, donde se observa que todos los bastidores comerciales que existen en el mercado para vehículos de pasajeros con las características requeridas en el proyecto son los de tipo escalera, es decir, con los largueros rectos de sección constante y perfil "C". Aunque se podría adaptar el bastidor escalera con depresión central, existe el problema de ubicación de las baterias en cuanto a la distancia del suelo, Además que el disponible es para vehículos de menor tonelaje al requerido. En cuanto a los travesaños existe una extensa variedad de formas y secciones, esto debido a la investigación por parte de las grandes empresas de acuerdo a las características de uso y carga del vehículo. Por lo que al seleccionar un bastidor de alguna compañía en especial, estamos dependiendo de los criterios y la forma seleccionada que dicha compañía haya diseñado para el travesaño. Si el bastidor se adquiere directo de fábrica se debe considerar que los largueros son fabricados en una compañía y los travesaños en otra. Esto implica un costo extra al ensamblar los diferentes elementos. Además para el caso de los travesaños es necesario mandar planos de fabricación con especificaciones detalladas, para la cotización y fabricación. A continuación se muestra un análisis de los dos tipos de bastidores para tener una mejor referencia de la resistencia y deformación de cada uno de ellos, el análisis se realizó en CosmosWorks. En el capitulo 3 se darán los detalles de un análisis por elemento finito para el bastidor seleccionado. Para el análisis se tomó únicamente el peso de las baterías. La colocación de las cargas depende de la ubicación de las baterias en el bastidor, cuyo peso total es de 2058 kg. El análisis se hiw para cada uno de los bastidores (Recto y Curvo). 51 2.2.1 Carga en los Extremos. Capitulo 2 Configuración Bastidor El primer análisis se hizo aplicando la carga en los extremos del bastidor, la carga se repartió 113 adelante y 2/3 atrás, como lo recomienda el manual de diseño de la SAE[101. Las restricciones de desplazamiento, se pusierol1 en los apoyos de la suspensión segun el tipo de bastidor. En las figuras 2.4 y 2.5 se observa el desplazamiento máximo debido a las condiciones de carga. En la tabla 2.1 se presentan los valores máximos de esfuerzo así como el valor de Von Mises y desplazamiento para los dos tipos de bastidores. Bastidor Recto Bastidor Curvo Von Mises [N/m') 1.5403E+007 1.4143E+007 Esfuerzo Estático IN/m') 0.0001497 0.0001457 Desplazamiento máximo 0.137 0.2II [mm.) Tabla 2.1 Valores Máximos De la tabla anterior podemos observar que no existe mucha diferencia en cuanto a los valores, a excepción del valor de Von Mises que para el bastidor recto es más alto que para el bastidor curvo, sin embargo el bastidor recto se deforma menos que el curvo. También se observa que en el bastidor recto la mayor deformación se presenta en la parte trasera y en el bastidor curvo se presenta en la parte delantera, por lo que la mejor opción es el bastidor curvo ya que en la parte delantera se tiene únicamente 1/3 de la carga. 52 Capitulo 2 Configuración rr================================¡]Baslidor Cnl-Rrl ::sW::i.o: Di'pl&ce:mml Units: mm URtS 0.137 10.lz0 ,0.103 ·0.086 1 0.068 0.051 0.034 0.017 1.0E-03 Figura 2.4. Bastidor Recto con cargas en los Extremos. Gráfica de desplazamiento ~4000·iAM3::St&tio: DUpW:emm1 unib:mm URIS 1 0.211 0.184 O.lSl1 1 ·0.,,' 0.105 0.079 0.052 0.026 1.0[·03 Figura 2.5 Bastidor Curvo con cargas en los Extremos. Gráfica de desplazamiento 53 2.2.2 Carga entre Ejes Capítulo 2 Configuración Bastidor En el segundo análisis, se aplico el 100% de la carga entre los ejes delantero y trasero, las restricciones se pusieron en los apoyos de la suspensión. En las figuras 2.6 y 2.7 se observa el desplazamiento máximo debido a las condiciones de carga. En la tabla 2.2 se presentan los valores máximos de esfuerzo así como el valor de Von Misses y desplazamiento para los dos tipos de bastidores. Bastidor Recto Bastidor Curvo Von Mises IN/m') 1.1284E+007 6.7295E+007 Esfuerzo Estático IN/m') 0.00012775 0.0014552 Desplazamiento máximo 0.1295 l.0522 Imm.) Tabla 2.2 Valores Máximos En este caso existe una gran diferencia en el valor de Von Mises y en el desplazamiento, son mucho mayores en el bastidor curvo. En esta opción la deformación máxima se presenta en el centro para los dos bastidores. Por lo que en esta opción conviene utilizar el bastidor recto. 54 vo ua ¿uración Bastidor Cru-RE2::Static Displacernent Units:ma URES 0.1295 | | 0.1133 0.0971 : 0.0809 0.0647 0.0485 0.0323 0.0161 1.0£-03 Figura 2.6 Bastidor Recto con carga entre los Ejes, Gráfica de desplazamiento Rarri4000-RAM::Stabe Displacernent Unite mun 0.131 1.052 0.9206 0,7891 0.6376 0.5260 0.3949 0.2630 2 5 1.£-03 Figura 2.7 Bastidor Curvo con cargas entre los Ejes. Gráfica de desplazamiento 95 Capitulo 2 Configuraci n rr===============================================================~Bastidor ru· J:Z;:St.ttic isplacemenl nit : m uw 1 0_IZ<;!!S . 33 • .0<;171 1 , ;:~: .Q.485 . 23 . 61 I.OE-03 i ura . astidor ecto n rga tre s jes. ráfica e l iento arn- · M::Static OUpl oemc:nt unib: m uw ( LOSZZ . 06 , 91 l o.". . 60 . 4S . 30 . 31 U:· 3 i ura .7 astidor urvo n r as tre s jes. ráfica e l iento 55 2.2.3 Carga sobre el Eje Trasero Capitulo 2 Configuración Bastidor En el tercer análisis, se aplicó el 100% de la carga sobre un area arriba del eje trasero, las restricciones se pusieron en los apoyos de la suspensión. En las figuras 2.8 y 2.9 se observa el desplazamiento máximo debido a las condiciones de carga. En la tabla 2.3 se presentan los valores máximos de esfuerzo así como el valor de Van Mises y desplazamiento para los dos tipos de bastidores. Bastidor Recto Bastidor Curvo Von Mises [N/m') 5.0267E+006 9.0737E+006 Esfuerzo Estático [N/m') 6.0218E-005 9.6336E-005 Desplazamiento máximo 0.0362 0.05478 (mm) Tabla 2.3 Valores Máximos Observamos nuevamente una gran diferencia en el valor de Von Mises y en el desplazamiento en los dos bastidores, ya que son mucho mayores en el bastidor curvo, por lo que en esta opción también nos conviene utilizar el bastidor recto. Además como era de esperarse existe una deformación mucho menor debido a que el peso mayor lo están cargando los ejes y no la estructura. 56 Capitulo 2 Configuraci6n ¡¡=================================iiBastidor eru· Rt3:;Sbtic Di!plac=lel\t UtÚb:mm UJ=r8 k = 7589.64[ ~ ] dato técnico J" = O.99[Hz] = 59[cprn] %lrarlSJIIU;oln = 0.484 2.3.5 Peso • Resorte W = 7.5[Kz] • Muelle • Bolsa Bolsa Dd.mt(!J}l W = 3.I7[Kz] Bolsa "=n W=8.16[Kz] Capitulo Z Configuración Suspensión 62 [in') Costo [USD) [% tralWni$ión] Peso [Kg.) 2.3.6 Resultados Capítulo 2 Confixuración Suspensión En la tabla 2.5 se reune la información obtenida en los cálculos anteriores, se proponen nueve confIguraciones y se evaluaron de la siguiente manera: Se indica con un asterisco y un numero (1,2,3 ), las soluciones que mejor cumplen los objetivos de los parámetros, por ejemplo, un asterisco y un número 1 (1) en alguna opción, indica que en ese parámetro en especifico, dicha opción es la que tiene el mejor valor. 65 =1.6288 2(0.623) =1.246 Tabla 2.5 63 [Kg.) +4329.86 =5885.86 =5885.86 276+80 =341 '2 =356 "3 = 3.9688 =45 =45 Tabla 2.5 ( continuación) LJpi!ulo 2 Confi;;:ul~lción Suspcmión 1546 1.14 + = 3.48 = 4.428 =21.34 De la tabla anterior, se observa que las configuraciones con mejor compOItamiento son: Opción 3 Opción 7 Opción 1 Opción 6 Bolsas de aire en las cuatro llantas (3 asteriscos) Bolsas de aire delanteros y resortes traseros (3 asteriscos) Resortes en las cuatro llantas (2 asteriscos) Resortes delanteros y Bolsas traseras (2 asteriscos) De acuerdo con los resultados mostrados en la tabla t.2 ( importancia de parámetros) del capítulo anterior, el parámetro con mayor irnp:>rtancia es el confort, al evaluar éstas cuatro opciones obtenemos lo siguiente: 64 + Capitulo 2 Configuración Suspensión La opción 7 brinda un mayor confort en la parte delantera que en la trasera, que es el caso contrario de lo que necesitamos, ya que es atrás donde se aloja la mayoría de los pasajeros, por ello ésta opción es descartada. En cuanto a la opción 1, vemos que de las tres opciones que quedan, es la que transmite el mayor porcentaje de vibraciones, por lo tanto también queda descartada. Finalmente tenemos dos opciones: l. Bolsas de aire en las cuatro llantas 2. Resortes delanteros y bolsas de aire traseras Ambas son factibles de combinar con los demás sistemas integrantes del chasis cumpliendo de manera satisfactoria con la función de la suspensión, sin embargo el costo de tener una suspensión neumática en las cuatro ruedas es mucho más elevado que tener el sistema combinado de resortes y bolsas neumáticas. Por lo tanto nuestra mejor opción es la número 2: Resortes delanteros y bolsas de aire traseras. 65 2.4 Selección de Frenos Aspecto referido al mando Capitulo 2 Configuración frenos La Gaceta Oficial del D.F., recomienda que el sistema de frenos sea con asistencia. Por otro lado, de acuerdo a una entrevista con el asesor Jorge Gumler G. de ALLIED SIGNAL, BENDIX BRAKES, comentó que después de 8 m de peso bruto vehicular, se utiliza asistencia neumática, con éste tipo de asistencia la seguridad de los pasajeros, es mayor, ya que no se tienen los problemas del mando hidráulico, que en el caso de quedarse sin liquido se pierde la capacidad de frenado. En cambio, a través de aire, el vehículo se detiene totalmente al quedarse sin éste. Una vez elegido el tipo de asistencia, nos vemoS limitados en cuanto al tipo de freno (tambor ° de disco), ya que los sistemas de mando de aire cuentan con frenos de tambor y de resorte. Freno de resorte. Consiste en una cámara de freno convencional y el mecanismo alberga un resorte grande y un diafragma, que bajo condiciones normales, se mantiene en posición desenganchada (resorte comprimido) por la presión del aire. Si se expulsa el aire de la cavidad del resorte, el resorte se extiende forzando al diafragma, a la placa de empuje y a la varilla hacia delante, frenando al vehículo. 66 2.5 ACOPLAMIENTO MOTRIZ Consideraciones para la ubicación del motor. Capitulo 2 Configuración Acoplamiento Motriz Se debe colocar el motor de tal forma que no tenga problemas para su mantenimiento y en un lugar donde no impida el acceso a alguna otra parte o componente del minibus, si lo anterior no pudiese ser, deberá evitarse lo más posible dicha obstrucción. Para 10 anterior debemos hacer las siguientes consideraciones: • El tipo o modelo de eje trasero, para determinar el acoplamiento del motor. En caso de que exista alzún problema con este eje, buscar la posibilidad de cambiar a otra opción más adecuada para poder acoplar el motor eléctrico. • Definir la disposición de las baterías para obtener la mejor distribución de espacio y peso del rninibús. • La forma de sujeción del motor al bastidor, debido a que no es recomendable hacer perforaciones o soldar sobre éste ya que se pueden alterar las propiedades del material del bastidor y se pierde la garantia del fabricante. Opciones. Existen pocas posibilidades para la colocación del motor ya que una vez definida la ubicación de las baterías nos queda restringido el espacio, por lo cual el parámetro a vartar sería el eje. 2.5.1 Motor en la parte trasera (atrás del eje) Esta seria la configuración más apropiada de acuerdo a la disposición del motor, ya que se encuentra en un lugar muy accesible y se le podría dar mantenimiento cuando fuese necesario, el detalle que se debe cuidar en esta configuración es el acoplamiento con el eje. En esta configuración se elimina el diferencial y con esto también se eliminan pérdidas de potencia y fricción del motor respecto al diferencial. 67 A Capitulo 2 Configuración Acopla miento Motr1z Escalera y Motores ARRE RA Taza (Si Baterias Figura 2.10 Motor en la parte trasera (atrás del eje) 2.5.2 Motor en la parte trasera (adelante del eje) En esta configuración se puede observar claramente que el motor queda dentro del área de las baterías, con esto se tendrian problemas para dar mantenimiento al motor, ya que esto interferiria con el bloque de baterías. Por lo tanto no es muy conveniente esta configuración. Escalera yl Motores ELA AA A EA ARA AE LA Figura 2.11 Motor en la parte trasera (adelante del eje) 2.5.3 Motor en la parte delantera. Esta es una configuración que normalmente podemos ver en los transportes de pasajeros, el motor en la parte delantera y con el diferencial para conectar al motor con el eje, aquí como se dijo en la primer configuración podemos tener pequeñas perdidas por la conexión del motor - diferencial - eje trasero, además de que la flecha cardán pasa por en medio de las baterías y con esto se presentaria nuevamente el problema para el cambio de las baterias ya que al estar en la parte central, la flecha impediría el deslizamiento de las baterías. 68 1~IIITFJ!fIII~11 ~II ¡;~ .. ~I",] apitulo onfiguración copla iento otriz Esc lera/ ± mif ~ otores izura . 0 otor arte ra t s el j ) . .2 otor arte ra elante el j ) n t fi uración ede servar ente e l otor eda ntro el r a e s aterías, n t rían l as ara ar anteni iento l otor, a e t t rferiría n l l ue e aterías. or to s uy veniente ta nfi uración. Ill~ IL:l Escalera / L-__ -' ~ Motores 0 1 §atenas i ura . otor arte ra elante el j ) . .3 otor arte lantera. sta s a fi uración e r al ente os er s ortes e sajeros, l otor arte l ntera n l i r ncial ara nectar l otor n l j , uí o ij r er fi uración os er ueñas r idas or exión el otor i r ncial j ro, ás e e a r án sa or edio e s aterías n sto r sentaría a ente l l a ara l bio e s aterías a e l tar arte ntral, a pediría l sl iento s aterías. 8 necha cardán Diferencial MOIores ~~ 111 116/ Batertas ~ ~ ¡< Fizura 2.12 Motor en la parte delantera Capitulo 2 Configuración Acoplamiento Motriz Escalera Para la selección de la ubicación del motor tornaremos en cuenta el resultado obtenido en la sección 2.2 de este capítulo, donde vemos que la ubicación de las baterías es entre los ejes, de aquí, lo mejor es poner los motores como en la sección 2.6.1 Motor en la parte trasera (atrás del eje), ya que como se mencionó no estorba para el cambio de las baterías y se tiene una buena accesibilidad para el mantenimiento de los motores, lo único que se tendría que cuidar es la protección de los motores por proyectiles que las ruedas traseras podrían lanzar hacia estos. 2.5.4 Selección Una vez definida la ubicación de los motores, el acoplamiento será como se muestra en la figura 2.13, de donde observamos dos juntas universales y una pequeña flecha, esto con el propósito de permitir el movimiento necesario para no entorpecer la transmisión de los motores hacia el diferencial. La transmisión del giro y potencia de los motores hacia la Aecha es por medio de cadenas. -""';\Jul,tas Universales figura 2.13 Acoplamiento Motriz 69 e Capítulo 2 Configuración Configuración Final 2.6 Configuración Final Como resultado de las secciones anteriores, la configuración final la integran los sistemas resumidos en la tabla 2.6. Ubicación de las|Entre ejes baterías SA O Bastidor Tipo escalera con largueros rectos de sección constante. e . Suspensión +. Resortes delanteros, bolsas traseras Ejes e Eje motriz trasero, tipo flotante. + Eje delantero muerto de tipo redondo. SY Frenos Frenos de tambor delanteros y traseros Con 2 s asistencia neumática. ¿E TO ~~ .6 onfiguración i al o o lt o e s i nes teriores, fi uración al ran s e as idos la .6. bicación e las I ntre j s aterías O [ .......... Ub O astidor Suspensión i o alera n eros t s e i n nstante. esortes l nteros, lsas ras / .~ - apítulo onfiguración onfiguración f al Ejes / • je otriz ero, t nte. • je l ntero uerto de tipo redondo. r nos r os e bor l nteros ros c n i t cia mática. ~ ~.- 70 EAT ata +oua Capitulo 2 Configuración Configuración Final Dirección Asistida hidráulicamente con caja de tipo tornillo sinfin. Ubicación del Motor en la parte trasera (atrás del eje) aa Exa motor 1 LLE 1 ds CE Acoplamiento A través de dos juntas universales y flecha. Motriz La transmisión de giro y potencia de los motores hacia la flecha es por medio de un arreglo de cadenas. Neumáticos y Rines Neumático radial de rinl9.5 Tabla 2.6 71 ~~ motor ntas e ir tencia e s otores a s or edio e ·un lo e abla . "I[TI:; I ,g=:...c....J~ ~ apitulo onfi uración onfiguración frm l La figura 2.14 muestra la integración de los sistemas al bastidor. Figura 2,14 Configuración con sistema de suspensión neumática delantera y trasera Capilula 2 Configuración Configuración Final 72 ~~. a ra . 4 uestra r ci n e s e as l asti or: i ura . 4 onfiguración n e a e ensión ática l ntera ra Caplluk~ onfi ur¡¡ción onfi uración f l Capitulo 3 Especificaciones y rlanos Capitulo 3 E!s!p'ecificacion.es y Planos En el capitulo anterior se eligió el sistema más adecuado para la solución de nuestro problema, en este capitulo se presentan los resultados de los cálculos de los elementos más importantes del chasis propuesto, dando sus especificaciones de datos comerciales y planos. 73 3.1 Especificaciones del Bastidor Capitulo 3 EspecificacIOnes y Planos Bastidor Para el cálculo del bastidor, éste se supondrá como una viga, de donde utilizando el método de las secciones, determinaremos la fuet7.a cortante y momento flexionante máximos que se presentan, para posteriormente, aplicando la fórmula de flexión y la fórmula general de cortante, determinar las dimensiones del perfil de la viga. Enseguida compararemos dichos valores con los de la infonnación comercial y con esto determinar las dimensiones del perfil del bastidor a emplear. Con ayuda de un paquete de elemento finito se hará el análisis de la estructura, determinaremos la deformación y el valor de esfuerzos en el bastidor debidos a las cargas aplicadas. 3.1.1 Material El material empleado, es un acero de grado 950X, el cual es una aleación carbón· manganeso de alta resistencia con un tratamiento de vanadio o columbiulll, dicho material es el empleado por las fabricas de largueros como DIGLASA, que se basan en la norma SAE J410 950X (ver Apéndice AZ) que es la norma que se ha venido usando desde hace ya varios años y es la que ha podido cumplir con los requerimientos y características del metal para la estructura del bastidor. 3.1.2 Cálculo Estático de los Largueros. Para el cálculo estático del bastidor nos referiremos al apéndice Cl, donde se encuentra el desarrollo de los métodos antes mencionados. Primero determinaremos las reacciones que se presentan en el bastidor, para lo cual sustituiremos los datos del chasis DINA que se encuentran en el apéndice BIen las ecuaciones 3.1 y 3.2 que son las reacciones en la parte delantera y trasera respectivamente. Utilizaremos también los valores de la tabla 3.1 que son los valores de los principales pesos considerados para el cálculo. 74 Bastidor y Carrocería 72 Baterias 30 Pasajeros Capílulo 3 EspecificacIOnes y Planos Bastidor Peso por unidad lkil Peso uniformemente Distribuido[ ~ ] 3842.5 kg. q¡.- 600.32 2057.5 kg. qz.-529.44 2100 kg. q:J.- 379.25 Tabla 3.1 Pesos Principales De la ecuación 3.1 obtenemos: y de la ecuación 3.2: IR.. = 3 l 64.64kgl Los valores de R... y Ra son los pesos que soportan los ejes delantero y trasero del chasis respectivamente. Por recomendación de los fabricantes de chasis es conveniente distribuir el peso del vehículo de tal forma que en el eje delantero se tenga un 4096 y en el eje trasero un 60% de la carga total, por lo que al tener un peso bruto vehicular de 8000 kg., tendremos 3200 kg. en el eje delantero y 4800 kg. en el eje trasero. De los valores obtenidos de las ecuaciones 3.1 y 3.2 observamos que los pesos difieren un poco de los mencionados anteriormente, por lo que obtendremos el porcentaje para ver la distribución real de pesos existente en el bastidor. Reacciones R* Porcentaje %;-xIOO T"", R.. = 3164.64kg 39.558 % R. = 4835.36kg 60.442 % Total - 8000 100% Tabla 3.2 Distribución de Peso 75 Capítulo 3 Especificaciones y Planos Bastidor De la tabla 3.2 observamos que prácticamente se cumple la distribución de pesos recomendada por los fabricantes para el bastidor, por lo que las dimensiones del chasis 4331600 de DlNA serán las que utilizaremos para los siguientes cálculos. Sustituyendo valores extremos en las ecuaciones 3.3 a 3.8 del apéndice el, sección Z, construimos el diagrama de cortante y momento) donde se presentan los valores obtenidos en las ecuaciones anteriores. M [lgm) o -3218.11 Mmi 3 3 3 3 3 3 h [p{>i 6.5 7 7.5 8 8.5 9 e. [p{>i 0.1446) 0.13573 0.12789 ·0.1·2094 O.H476 0.109:14 '0 ••• 1 , Tabla 3.4 7 8 9 10 11 b [p{>i 1.5 2 2.5 3.5 4 h [p{>i 8 8 8 8 8 e[p{>i 0.1307 0.12!l.4 0.1233 0.119088 °P 7!l-: - -- -- Tabla 3.5 78 Capitulo 3 EspecificacIOnes y Planos Bastidor En las tablas 3.4 y 3.5 encontramos los resultados del espesor, al sustituir los valores de ancho y altura del chasis 4331600 en la fórmula general de cortante. dichos valores 5011 cercanos a los encontrados anteriormente en la sección 3.1.3.1, de aquí podemos concluir que el espesor que se tiene del chasis 433160D esta por encima de los valores teóricos, esto posiblemente debido al factor de seguridad que el departamento de diseño de DI NA utilizó para sus cálculos. Finalmente comparando resultados de la sección 3.1.3.1 y 3.1.3.2 podemos concluir que las dimensiones de la sección para los largueros son las que se presentan en la figura 3.2. I 0.1875 [pk,1 8 [P(g:1 lE" I 3 [p{;>.] Figura 3.2 Dimensiones del Perfil "e" 79 Capículo 3 Espec¡hcaclOnes y Planos Bastidor 3.1.4 Análisis del Bastidor por Elemento Finito. Para el análisis por elemento finito del bastidor se utilizó COSMOSWorks, para lo cual se elaboró un modelo con las especificaciones del chasis DINA 4331600 que se presentan en el apéndice B 1, para este modelo se utilizo SolidWorks. Con este análisis se determinarán los esfuerzos a los que estará sometido el bastidor y la deformación que se presenta en la estructura. Los travesaños se representan como un perfil en U esto con el fin de generalizar el tipo de travesaños que se encuentran en los diseños de DINA. El análisis es estático, el cual consiste en dos estudios, las cargas aplicadas son normales a la superficie y se considera el minibús parado )' cargado totalmente, la diferencia entre los dos estudios consiste en la cantidad de restricciones: • En el primer estudio las restricciones se encuentran en los ocho apoyos de la suspensión. • En el segundo estudio solo se consideran restricciones en cuatro apoyos de la suspensión, esto con el fin de simular al minibús sobre un tope O en un bache. Las cargas aplicadas son las que se presentan en la tabla 3.1, divididas entre dos debido a la simetría de la estructura consideramos que las cargas se reparten igual a cada lado. Para el manejo de unidades en fuerzas y resultados se utilizó el sistema internacional. Las cargas se distribuyen en 3 partes sobre el bastidor: • Adelante.- Carroceria y pasajeros 7286.08 (N] • En medio.· Baterías, carrocería y pasajeros 20114.04 [NI • Atrás.- Carroceria y pasajeros 11839.88 (N] Para el análisis se eligió la opción de solución rápida con una malta sólida. Para crear la malla se utilizó una calidad alta y un mallado mediano, donde al finalizar 'el mallado tenemos los siguientes valores de elementos y nodos. Tamaño del elemento.· Tolerancia.· 32.225 mm 1.6113 mm Calidad de Malla.- Alta Nodos totales.- 84951 Elementos totales.- 42253 Las propiedades del material para el análisis las podemos ver en el apéndice A2. 80 Capitulo 3 Especificaciones y Planos Bastidor Una vez obtenidos los resultados del análisis compararemos los resultados obtenidos con el esfuerzo de diseño, que como se menciona en el apéndice el sección 3 es la tercer parte del esfuerzo de cedencia, cuyo valor es: 3.447XI0' [ N ] crd= 3 1.15XI0' m' Análisis Estático. Todos los resultados se encuentran con una escala mucho mayor, esto con el fin de observar de una mejor manera las deformaciones que se presentan en el bastidor, ya que a escala 1: 1 no se percibirían dichas deformaciones. Esfuerzos. Crec-l::Sfatic Nodal Stress unit: N/m"Z Figura 3.3 Von Mises. Von Mises 4.351e+007 3.98ge+007 3.626e+007 3.263e+007 2.901e+007 2.538e+007 2.176e+007 1.813e+007 1.451e+007 I.088e+007 7.256e+006 3.630e+006 4.622e+003 81 Capitulo 3 EspecificacIOnes y Planos Bastidor En la figura 3.3 observamos el resultado del análisis para esfuerzo, donde el esfuerzo que se presenta es el de Von Mises dado que es el esfuerzo más representativo. El esfuerzo máximo que se presenta en el bastidor es cerca de los apoyos en el punto A donde su valor es de 4.35IXI07 valor que queda muy por debajo del esfuerzo de disefto, por lo que la estructura estará trabajando por debajo del limite establecido (O'd = 1.15XI 0 3 ). Desplazamiento Cree-] ::Sb.tic Displacement Units:mm Figura 3.4 Desplazamiento VRES 4.100e-OOl 13.758e-OOl 3.417e-OOl . 3.075e-OOt 1 ,[ Z.7330-001 2.39Ze-OOt Z.OSOe-OOt 1.708e-OOl 1.367e-OOt 1.025e-OOt 6.833e-OOZ 3.417e-OOZ 1.000e-030 En la figura 3.4 observamos los valores de desplazamiento, donde el valor máximo es de 0.4 mm, que como se esperaba dicho desplazamiento se presenta en la parte central del bastidor, aún así no es muy significante para las dimensiones que estamos manejando. 82 En esta parte del análisis es donde se Capilulo 3 Especificaciones y Planos Bastidor pretende simular las deformaciones y esfuerzos que se presentan en el bastidor cuando el minibús se encuentre sobre un tope o en un bache. Esfuerzo. Crec-Z::Sta6c Noda! Stress unít: N/m"2 1 Figura 3.5 Von Mises. VonMises 8.141e+007 ~ 7.462e+007 6.784e+007 1 6.106<+007 5.4Z8e+007 4.750e+007 4.07Ze+007 3.393e+007 Z.715e+007 Z.037e+OO7 1.35Se+007 6.808e+OOS Z.655e+004 [n esta análisis observamos que el valor máximo, a pesar de que se incrementa, aún queda por debajo del esfuerzo de diseño por lo que seguimos dentro de los limites y podemos asegurar el funcionamiento del bastidor bajo las condiciones de carga antes mencionadas. 83 Desplazamiento. Cree" z::Static Displacement unit: nun Figura 3.6 Desplazamiento ! • Capítulo 3 Especihcaciones y Planos Bastidor ORES 1. 77ge+OOO • ' 1.631 e+OOO 1.483e+OOO 1 , :~i~::ggg 1.038e+OOO 8.896e"OOl 7.414e"OOl 5.931e"OOl 4.448e"OOl Z.965e"OOl 1.483e-OOl 1.000e"030 Los desplazamientos que se presentan en este análisis son pequeños (1.8 mm.), por lo que la deformación del bastidor no es considerable, el valor de desplazamiento y la deformación podrían incrementarse por las fuerzas dinámicas que actúan en el minibús cuando éste se encuentra esta en marcha, pero este análisis no entra en los alcances de este trabajo de tesis. 84 Capítulo 3 Finalmente mediante el análisis anterior pcdemos asegurar que Especificaciones y Planos Bastidor las dimensiones del chasis 4331600 de DINA cumplen con las necesidades de carga a las que estará sometido el bastidor, por lo que a continuación se presenta una tabla con las especificaciones del bastidor. Chasis Plataforma Semi-Urbano 43316000 DlNA Larguero recto, tipo canal "C" Unidad Dimensión Volado Delantero plg. 34 Distancia entre Ejes plg. 153 Volado Trasero plg. 65 Longitud Total plg. 252 Peso Bruto Vehicular Lbs. 17636.98 Sección del Larguero plg. Perfil "c" 8.00 X 3.00 X 0.1875 Resistencia a la Cedencia Psi 50,000 , Módulo de Sección plg'. 5.4586 Montaje de Travesaños Remachados Travesaños de Cierre Si Material SAE 950X Tabla 3.6 Especificaciones del Bastidor 85 00 O> 00 "' .; O> 860.42 ~l l~ 11 11- 708.02 ~~ "l 00 o ..,. o ~ ~ 79,38 o "! '" 254,19 __ . 633.50 . __ ----. 1513,11 ~II ~I I , , w 719,28 1.... ...1 Bastidor N" T Ctd·T Descripció:1 ObservaciOlles Proyecto ELECTKOBÚS Escala t~ - CHASIS- S/E Titulo Daslldor Fecha 19/01/99 Diseñó: ARMV Acot. tnlll Dibujó: GHG / ARMV rlano edm Capitulo 3 Especificaciones y Planos Suspensión 3.2 Especificaciones de los Elementos Flexibles del Sistema de Suspensión Resortes delanteros (Cálculos en Apéndice C 1) Característica Dimensión Diámetro del resorte [cm 1 20 Diámetro espira [ cm 1 2 Altura[ cm 1 55 Número de espiras 9 Constante[ K;¡/cm] 107 Capacidad de cat"Ji:a[ K;¡ 1 1600 Tabla 3.7 Especificaciones de los resortes delanteros Bolsa de aire delantera (Apéndice e2) Características dinámicas a altura de diseño 13.5 in Volumen@IOO PSIG - 507 in' Frecuencia natural Presión de calibre Carga Constante CPM Hz PSIG] I [lbs] I [lbslin ] 80 3240 397 66 1.10 Tabla 3.8 Especificaciones de la bolsa de aire delantera Bolsa de aire trasera (Apéndice C2) Características dinámicas a altura de diseño 18.5 in Volumen @IOO PSIG - 898 in' Frecuencia natural Presión de calibre Carga Constante CPM Hz I [PSIG] I [lbs] I [lbslin ] 80 5680 546 58 0.97 Tabla 3.9 Especificaciones de la bolsa de aire trasera 87 '" '" :il "0- Ql200 o ~ g 20 Suspensión delantera N° 1 Ctd. I Descripción Proyecto ElECTl?OBÚs1 Escala - CHASIS - I S/E Titulo Fecha Resorte 21/01/99 Disenó: CHC Acot. mm Dibujó: GHG / ARMV Plano Observaciones f~ • cdm O> "' '" .; 9.1 Max a 100 PS¡G <1>6.3: (~ '" 1') c __________ U ____ ü _____ ~ . , r-~ .... -----r1"----77rr i I ", C-- i -{---::/ I ¡ , "" I "" Barreno oasado (bt/2 "' .; 8----1 1 ... \P7.z5 .. 1 fii .; 1.75 Suspensión delantera N° I Ctd. I Descri¡xión Proyecto ELECTHOBÚs1 Escala - CHASIS - I S/E Titulo Bolsa de aire Diseñó: nRESTONE Dibujó: GHG / ARMV fecha 19/01/99 Acot cm Plano ~\'b ~ 1/4 Observaciones f~ • cdm '" o , ¡ '" 00 ¡2.6M J'::'." .n<1.A r estudiar y desarrollar en cada uno de los sistemas del chasis. 97 po Apendil,.'e A Ilh ' " lA ' Ji.,.: z - - o - - - ---_ ...... - __ • ·1 i I Apéndice AZ Material Bastidor NORMASAE HIGH STRENGTH, LOW ALLOY STEEL-SAEj41 O 950X Reporte de Imn and Steel Technical Committee, aprobado en Enero de 1947, con su ultima revisión en Octubre de 1969, corregida en Junio de 1984. Este documento esta siendo reemplazado por SAE J 1392 para productos de laminas y hojas, y por SAE j 1442 para placas, barras y productos de forma. Qunio de 1984) Introducción: Aceros de alta resistencia y baja aleación representan un grupo específico de metales en el cual el aumento de las propiedades mecanicas y en algunos casos resistencia a la corrosión atmosférica son obtenidas por la adición de moderadas cantidades de uno o más elementos aleados que de carbón. Diferentes tipos están disponibles, algunos de los cuales son: aceros carbón-manganeso y otros de los cuales contienen más adición de aleaciones, gobernados por especiales requerimientos de soldabilidad, conformabilidad, tenacidad, resistencia y economía. Estos aceros pueden ser obtenidos en forma de hojas, lámina, placas, barras y perfiles. Estos aceros son especialmente característicos por sus propiedades mecánicas, obtenidas dentro de las condiciones de laminado. Cuando se utilizan estos aceros para soldadura, se debe tener cuidado en la selección del grado de los metales y en los detalles del proceso de soldadura Aplicación: Estos aceros, por su alta relación resistencia-peso, y resistencia a la abrasión, son adaptados particularmente para su uso en equipos movibles y otras estructuras donde la disminucíón de peso es deseable. Aplicaciones típicas son: Cuerpo de camiones, bastidores, travesaños, rascadoras, grúas, aguilones, tolvas y transportadores. Propiedades Mecánicas: Las propiedades mecánicas de estos aceros, se muestran en la tabla 1. Tolerancias Dimensionales: Tolerancias estándares de manufactura de dimensiones están dadas en la AlS1 Steel Products Manual for High Strength-Low AlIoy Steel Composición Química: La composición química de todos los aceros presentados se encuentra en la tabla 2. Los aceros designados con el sufijo "X" contienen elementos de refuerzo tal como columbium, vanadio, o nitrógeno, agregados simple o en combinación. Descripción de Grados. Grado 942X.- Acero carbón-manganeso, de alta resistencia con tratamiento de vanadio o columbium similar al 945X y 945C excepto por algunas mejoras en propiedades de soldabilidad y formado. Grado 945A.- Acero de baja aleación y alta resistencia con excelente característica de soldabilidad por arco y resistencia, la mejor formabilidad, soldabilidad y baja temperatura Apéndice A2 Materia! Bastidor de corte en aceros de alta resistencia. Generalmente es usado en hojas, láminas y placas delgadas. Grado 945C.~ Acero de alta resistencia carbón~manganeso, con propiedades adecuadas para la soldadura por arco, si se observa una precaución adecuada. Similar al acero 950C, excepto que el bajo contenido de carbón y manganeso mejoran las características de soldabilidad, formabilidad y baja temperatura de corte, son sacrificadas por resistencia. Grado 945X.- Acero de alta resistencia carbón~manganeso con tratamiento de vanadio o columbium, similar al acero 945C, excepto por algunas mejoras en las propiedades de soldabilidad y formado. Grado 950A.- Acero de baja aleación y alta resistencia, con buena soldabilidad por arco y resistencia, con buena temperatura de corte y formabilidad. Generalmente es usado en hojas, láminas y placas delgadas. Grado 9508.- Acero de baja aleación y alta resistencia con propiedades satisfactorias para soldadura por arco y buena temperatura de corte y fomabilidad. Grado 950C.- Este es un acero de alta resistencia carbón-manganeso, el cual puede soldarse por arco con precauciones especiales, es inapropiado para la soldadura por resistencia. Grado 9500.- Este es un acero de alta resistencia y baja aleación con buena soldabilidad por arco y resistencia, y buena formabilidad. A bajas temperaturas las propiedades son importantes, los efectos del fósforo con otros elementos presentes deben ser considerados Grado 955X, 960X, 965X, 970X, 980X.- Estos aceros similares al 945X y 950X con alta resistencia obtenida por el incremento de cantidades de elementos de refuerzo, tal como el carbón o manganeso o por la adición de un 15% de nitrógeno. Este incremento de resistencia implica la reducción de formabilidad y usualmente decrece la soldabilidad. La tenacidad variara considerablemente con la composición y fabricación. y "oa om Apéndice AZ Material Bastidor Tabla TA. Propiedades Mecánicas Mínimas. Esfuerzo de Esfuerzo de Elongación, % min. Grado Cedencia en Tensión en psi/min. psi/ min. Zin 8 in 942X 42 000 60 000 24 20 945A, C 45 000 60 000 22 — 45 000 65 000 22 13 42 000 62 000 24 19 40 000 62 000 24 19 945X 45 000 60 000 25 — 45 000 60 000 22 19 950A5B,C, 50 000 70000 22 — D 50 000 70 000 22 18 —955X 20 — 55 000 70 000 — 17 960X 60 000 75 000 18 = 60 000 75 000 — 16 965X 65 000 80 000 16 — 65 000 80 000 — 15 970X 70 000 85 000 14 — 70 000 85 000 — 14 980X 80 000 95 000 12 — 80 000 95 000 — 10 Tabla 2. Composición Química, Análisis Máximo de Distribución % Grado C | Mn. P 942X 0.21 1.35 0.04 954A 0.15 1.00 0.04 945€ 0.23 1.40 0.04 945X 0.22 1.35 0.04 950A 0.15 1.30 0.04 950B 0.22 1.30 0.04 950€ 0.25 1.60 0.04 950D 0.15 1.00 0.15 950X 023 1.35 0.04". — 955X 0.25 1.35 0.04 960X 0.26 1.45 0.04 965X 0.26 1.45 0.04 970X 0.26 1.65 0.04 980X 0.26 1.65 0.04 ~ pendice 2 aterial asti or abla l . ropiedades ecánicas ínimas. i 0 0 4 0 5A, 5 0 0 0 2 5 0 5 0 2 8 2 0 2 0 4 9 0 0 2 0 4 9 5 0 0 0 5 5 0 0 0 2 9 ,B,C, 0 0 0 0 2 0 0 0 0 2 8 45000 67000 24 19 5 0 0 0 7 0 0 5 0 0 0 5 0 6 5 0 0 0 6 5 0 0 0 5 X 0 0 5 0 0 0 5 0 X 0 0 5 0 2 0 0 abla . omposición uímica, nálisis áxi o e ist i ción rado I n. I . 1 . 5 . 4 . 5 . 0 . 4 5C . 3 . 0 . 4 . 2 . 5 . 4 . 5 . 0 . 4 B . 2 . 0 . 4 C . 5 . 0 . 4 0D . 5 1. 0 . ··-9~-· .23 . 5 0.04" . . - - - . --. . 5 . 5 . 4 . 6 . 5 . 4 . 6 . 5 . 4 . 6 . 5 . 4 . 6 . 5 . 4 Tabla 3. Radio Interior Mínimo Sugerido para flexión en frio Grado I I 0.180 Espesor del material (in). I 0.18 - 0.250 I 1 2 1 1 2 Apéndice A2 Material Bastidor 0.250 - 0.500 2 2-1/2 2 942X 945A,C 945X 950~~,_C, D. _ 950X_. 955X 960X 965X 970X 980X . - 1::-17Z:z:,:-j].z==:'::-_-::-:_- 2'-"'-'-----'-~~ 3 3 Z;1/Z .. 2-1/2 3-1/2 3 4 3-1/2 4-1/2 3-112 4-112 a Disponible para 0.375 in. Inclusive. Tabla 4. Grados en orden aproximado de incremento de excelencia 970X 970X 965X 965X 960X 960X 955X, 950C, 942X 955X 945C 950C .- -9SOO;950X;-. 950D 945X !i 950D 950A 945A 3 3-112 4 4-112 4-112' 970X 965X 960X 955X ..... - .;.. 950B 950A Apéndice B Información Comercial del Bastidor DINA Modelo 43316000 I (EPA'94) 43316002 "Argentina" Apéndice 81 Infonnación Comercial Chasis Aplicación Chasis Platafonna semi-urbano Chasis Plataforma semi-urbano Equipo. SID. Bastidor OIAHE (sin refuerzo) .STD. W.B. 153", AF 92" SERIE FH 16520 CHASIS PLATAFORMA SEMI-URBANO Unidad de 43316000 43316002 Equipo Estándar Medida Con motor EPA '94 Con motor EPA '94 Distancia entre ejes plg. 153.00 153.00 Volado Trasero plg. 82.00 82.00 Volado Delantero plg. 37.75 37.75 Distancia de Defensa a plg. No No Cabina Distancia de Cabina a plg. No No Bastidor Distancia de Cabina a Eje plg. No No trasero Longitud Total plg. 282.75 282.75 Peso Bruto Vehicular Lbs. 20,000 20,000 Sección Larguero plg. "C" 8.0 x 3.0 x 0.1875 "c" 8.0 x 3.0 x 0.1875 Sección Refuerzo plg. No No Resistencia a la Cedencia psi. 50,000 50,000 Modulo de Sección plg.' 5.81 (6.00) 5.81 (6.00) Especificado Montaje Travesaños Tipo Remachados Remachados Travesaño de Cierre Si Si SERIE FH 16520 CHASIS PLATAFORMA SEMI-URBANO Unidad de 43416000 Equipo Estándar Medida Con motor EPA' 94 Distancia entre ejes plg. 120.00 Volado Trasero plg. 101.00 Volado Delantero plg. 65.00 Distancia de Defensa a plg. No Cabina Distancia de Cabina a Bastidor Distancia de Cabina a Eje trasero Longitud Total Peso Bruto Vehicular Sección Larguero Sección Refuerzo Resistencia a la Cedencia Modulo de Sección Especificado Montaje Travesaños Tipo Travesaño de Cierre CH46 1601 ARGENTINN NACIONAL Modelo 1998 Equipo Estándar Distancia entre eies Volado Trasero Volado Delantero Distancia de Defensa a Cabina Distancia de Cabina a Bastidor Distancia de Cabina a Eje trasero Longitud Total Peso Bruto Vehicular Sección Larguero Sección Refuerzo Resistencia a la Cedencia Modulo de Sección Especificado Resistencia al Momento Flexionante Montaje Travesaños Tipo T ra vesaño de Cierre plg. plg. plg. Lbs. plg. plg. psi. plg.' No No 286.00 20,000 "c" 8.25 x 3.0 x 0.3125 No 50,000 9.18 (9.96) Atornillados Sí Apéndice 81 Información Comercial Chasis CHASIS PLATAFORMAEXPORTACION y NACIONAL CON MOTOR CUMMINS 6BTAA 5.9 EPA 97-98 Unidad de 43316070 ARGENTINA 43316071 NACIONAL Medida SUBURBANO SUBURBANO plg. 153.00 153.00 plg. 82.00 82.00 plg. 37.75 37.75 plg. No No plg. No No plg. No No plg. 282.75 282.75 Lbs. 20,000 20,000 plg. "c" 8.12 x 3.50 x 0.25 "C" 8.12 x 3.50 x 0.25 plg. No No psi. 50,000 50,000 plg.' 8.33 (8.95) 8.33 (8.95) Ib-plg. 416.519 (447.343) 416.519 (447.343) Remachados Remachados Sí Sí CH46160/ARGENTINAI NACIONAL Modelo 1998 &luipo Estándar Distancia entre ejes Volado Trasero Volado Delantero Distancia de Defensa a Cabina Distancia de Cabina a Bastidor Distancia de Cabina a Eje trasero Longitud Total Peso Bruto Vehicular Sección Larguero Sección Refuerzo Resistencia a la Cedencia Modulo de Sección Especificado Resistencia al Momento Flexionante Montaje Travesaños Tipo Travesaño de Cierre Apéndice BI Infonnación Comercial Chasis CHASIS PLATAFORMAEXPORTACION y NACIONAL CON MOTOR CUMMfNS 6BTAA 5.9 EPA 97-98 Unidad de 43316072 Medida SUBURBANO plg. 153.00 plg. 82.00 olg. 37.75 plg. No plg. No plg. No plg. 282.75 Lbs. 20,000 . plg. "C" 8.12 x 3.50 x 0.25 ' plg. No psi. 50,000 plg.' 8.33 (8.95) Ib-plg. 416.519 (447.343) Remachados Si Equipo Estándar - FHI6520 (43316000) Más específico para el bastidor: Largueros Rectos, Tipo Canal de Acero "c" SAE 950X rolado en caliente, sección Constante, 50,000 (3515 kglcm') psi a la cedencia Medidas 8.0 x 3.0 x 0.1875" Distancia entre ejes 153" (3886.2 mm) Volado trasero 92" (2336.8 mm) Longitud total 279" (7086.6 mm) CHRYSLER. Dodge Ram 6500/7000 Control Semi-Delantero Apéndice Bl Información Comercial Chasis Chasis diseñado especialmente para el transporte de pasajeros, con un chasis sólido y versátil. Largueros: Ti o Refuerzo Escalera Ti o"L" Chasis: Dimensiones DODGE RAM 6500 DODGE RAM 7000 mm, pulg. mm. pulg. Distancia entre ejes 5156 203 5766 227 Volado Trasero 2032 80 2616 103 Largo Total 8204 323 8204 370 Volado Delantero 980 38.6 980 38.6 Entrevía Delantera 1869 73.6 1869 73.6 Entrevía Trasera 1819 71.6 1819 71.6 Claro mínimo de Camino 246 9.7 246 9.7 Radio de Giro 10210 401.9 11050 435 CHEVROLET, Chasis C-3500 HD P-3 1 042 11,000 lbs. Bastidor Tipo Escalera Escalera Resistencia a la Cedencia 2531 kg./ cm.' 2250 kg / cm' Módulo de Sección 138 cm' 86.21 cm' Refuerzo Canal "C" Momento Resistente 137782 kg. 140928 RBM Sección del Larguero 223 x 58 x 6.6 mm Apendice 81 Información Comercia! Chasis Distancia entre eies 4051 mm (159.5 in) 3378mm (I33 in) Longitud total 6312 mm (248.5 in) 6045 mm (238 in) Volado trasero 1295 mm (51 in) Volado delantero 965 mm (38 in) 864 mm (34 in) Ancho total 2138 mm (84.2 in) Especificaciones DODGE G.M. FORD D-350 P-30 P-350 Dimensiones mm. mm. mm. Exteriores Largo Total 5503 5913 5181 Ancho Total 2191 2159 1960 Distancia entre eies 3429 3378 3470 Especificaciones Básicas Peso Bruto Vehicular 10950 lbs. (4967 kg.) 10000 lbs. (4536 kg.) 1 \023 lbs. (5000 kg.) Peso Vehicular 3682 lbs (1846 kg.) 3870 lbs. (1759 kg.) 4080 lbs. (1851 kg.) AAA a A > | Engineeririg N Manual a | MA) Air Spring. parar! A ce == E TT A D I O ¡OLOLOLO LO LO LO IC IO N AIRMOUNT VIBRATION ISOLATlON SELECTION ANO ISOLATION FORMULA Aeler lo the selection guide on paga 33 lar Airmount load and isolation capabilities. FoIlow this procedure: 1. LOAD CAPACITY Select ene or two Airmounts tha! can support the load al each mounting point. U is normatty besl lo design lor pressures in Ihe 60 lo 80 psig ranga. Consider only \he lM1A-o and the single and double convoluted types al first. PIease notice tila! in the ranga 01 210 to 63,890 po1XIds you wi!1, in masl cases, lind both a singre and dooble convoluted styIe part which wiU sup¡x¡tl the load. 2. DETERMINE ISOLATION EFFECTIVENESS Select Ihe dislurbing frequency tha! is dosesl lo the actual !orced frequency (400, 800, or 1500 cpm). Then check the pero centage of isolation lor!he parts lhal wera selected in 1 above. 3. DETERMINE DESlGN HElGHT THE AIR SPR1NG SHOUlD BE USED Al lHE OESIGN HEIGHT GIVEN. TIla double convoluted part is usad al a design height $Omewhat higher than its single convolution equivalent Make sura that tila design heighl faDs within the heighl restrictions. A1so, the doubIe ~uted part will show a higher percentage 01 isoIalion Qess transmitted vibration) than !he single convoluted air spring. TIla reason f()( this is that !he double convoluted par! has a grealer inlemal voIume 01 air than !he single convoIuled version of Ihe same sile. Al disturb- ing fraquencies in Ihe 400 lo 800 cpm range, the double convoIuted par! is a significa:ntly better vibraOOr'l isolator !han the single convoIuted par!. Al disturbing frequerx:ies of 800 10 1500 cpm, Ihe gap closes considerably. Al lrequencies 01· 1500 q:>m and above, the ditference is negligible. 4. DETERMINE EXACT INTERNAL PRESSURE ANO ISOLA1l0N EFFECTIVENESS The chances are Ihal your speciflC '.ibraOOn probIem does not faD neatly into Ihe load and disturbing freQuency aiteria as pre- sentecl in the selection guide. Therelore, once a pre1imina'Y par! selection has been made, tum lo !he irxfividual data page lar thal par! in order 10 deter- mine Ihe specific inlernal pressure required and Ihe percentage of isoIation attainable. CQNSIOER THIS EXAMPlE' [50[ale a vibrating screen which weighs a 10lal 01 16.400 pounds. preferably with ONE isolalor al each comer. The vibrating mechanism is rotaling al a speed 01 aso rpm (cpm) wilh a total stroke 01 5116 inch. a. Determine !he load al each mouoting point ~=4,100lbs. 4 Sean 00Nn !he 80 psig load coIumn Í'l !he seIection guide I1 appears !hat eilher a #19 or a #22 wiII support Ihe load al a pressure between 60 and 80 psig. b. Detemine IsoIation Effectiveness. Read the % 01 Isolalion at 800 cpm lor the "9 and #22 ~si'lCEl 800 is dosest 10 our machina speed 01 850 wml. A # 19 is al 96.0% and a #22 is at 98.2%. Looking al isoIation effec- lveness in leIms 01 % TRANSMISSION, the #19 wiII transmil 100 - 96.0. or 4.0% 01 Ihe Vlbralions. A '22 will Iransmil 100 - 982. or 1.8% 01 the vibrations. So. even though lI1ere does not seem 10 be much difterence between 96.0% and 982% isoIatioo. !he #22. is in fad a better isoIatOf' by approxi- mately a factor 01 two when c;orr1paI'ing transmitled vibration. c. Determne Design Heighl Lets' s tatic ata 7'17 I , i. 21 1 5 I HT . IN E E 2 f r I str cti ns n te se hart rce able se r lr t ke- t ator sign) i """'" undS otc8 I ....... ., .. "- !' I .ro .'" .'" ... .'0 f ... ) ,.", !' ' PSIG PSIG 'O PSIG 3.0 1,6 8 , 0 , 50 . 40 , 60 5,850 1.0 .5 7 , 90 ,000 , 0 . 0 6.860 .0 1,3 8 . 0 , 80 4,240 5,660 7.110 1 .0 1,2 7 ,3 0 2,7 0 , 50 ,6 0 7,140 .0 , 7 . 0 , 10 , 90 . 0 7.150 .0 6 , 0 ,810 , 0 5,7 0 7,170 .0 0 , 0 ,950 , 30 5,940 7,500 .0 6 , 0 3,200 4,880 6,550 8,230 o O O x VJ '" ..J W O OC O Le EA AL E 07 á PS 100 Psig : a CONSULT FACTORY RECOMMENDED Static Data o Description _ Order No. BEFORE USING AS o a ¡Style [Blind nuts, 1/4 NPT WOj-358-5712 135 INCHES 11114C.-7 Blind nuts, 3/4 NPT W01-358-5708 MR PETT andre 2 ETT TS : T o ! ” . Boton Da not use Airstroke in | / — shaded area without i se ASSEMbIY WEI oninanirs 7.0 lbs. o Firestone | _ Style [Blind nuts, 1/4 NPT WO1-358-5743 - | 120 Psi - 1128C-7 e 20 9 ) , Four Ply 14 AA Bellows _ ] Y Y Zl / | | Volume / Y/8-16 BLID MTS 100.Psig 7 (5/8 DEEP VA OR YA RNPT AH AUR NLET o /, 8 7 30 MO e zorr18s eo Fig J 0 TORQUÉ + [1.59 FOR Y y MU 4) Ni A Y : “AL 1 4 2 Q N Z V O L U M E ( W I T H O U T B U M P E R ) CU IN , x 10 0 40 Psig A HEIGHT | 1 e . A 112-13 THREADEO HOLE 216 7 (34 OEP) L—— 12500. —+ petler lero lisirirrra re) y Mos wei not compress property with less 16 14 12 10 o an 1 internal pressure. HEIGHT 1N. NOTE: This part is also avallable with an upper bead ring (rather than end plate.) SEE PAGE 9. SEE PAGE 12 for instructions on how to use chart. Dynamic Characteristics at 13.5 in. Design Hejght Force Table (Use for Airstroke* actuator design) (Required tor Aimmount isolator design any) Volume Pounds Forte Volume € 100 PSIG = 507 in? pa eight eo ozo | eso | es | eso | ero e : ; PSIG | PSIG | PstG Gage Spring Frequ ncy nj (n* PSIG PSIG 1 Pressure Load Rate 00 1,310 |1,790/2 eS bs) Aa CPM Hz 170 | 615 | 5 890 |1. 190 12,260 . 40 1.250 166 se 1.14 150 | 558 ] 600 [3,210 | 1,820 1 2,460 | 3,070 60 1.910 243 67 1.12 13.0 | 490 | 600 ¡1,250 | 1,920 [2,610 | 3,260 80 2,600 305 64 1.07 10 1 421 | 660 |1,280 | 1,990 [2,610 | 3,270 100 3,240 397 66 1.10 ] 9.0 349 | 820 |1,540 | 2,270 | 3.040 | 3,850 B7 ~ ~ 'F.restone 1T14C-7 C--DescriPti~n ; - Style ~~lI4NPT- : lT14C·1 Shnd nuts. 314 PT ,--- I Two Ply I ellows I ssembly weighl .. Style Blind nuts. T 8C-7 --- ur ly Bellows lII·16 BlII(I JIS {SI8 EEPI ~15-rorT.l8S ".'" 1/4 PT rder o. Ql-35B·5712 Q1-J58-5708 . .......... . s. Q1·358-5743 r..,"~~1 ~"'" ""=' 2HOn. LlIS l-,~~m¡:¡~t;~ j ''''''' 112_1lTHR[A(l(D.",~",:, 2~:tt=--lL~"" '" (31~OH'1 L-..-..- J 25 OlA ----l NOTE; Bellows will nol co press property tth Iess Iha 0 PSIG i temal ressure. TE: hls art 15 l o all ble lt U per ad i t er n d l te.) see E . ynamic haracteristics t .5 I . eslgn elght (Required lor Air ounl isolalor design only) I e O 0 I 7 i ' N tural Gage Spring Frequ cy r ssure ad Rato (PSIG) (lbs.) (lbsJIn.) CPM HZ 40 1,250 166 68 1.14 60 1,910 243 67 1.12 80 2.600 305 64 1.07 lOO 3,240 397 6 . 0 CONSULf F~CI0RV AE S' G ~'RMOU"'T o ;? x ;:; :J Ü o: UJ "-::;; :J ID 1- :J O I 1- ~ W ::;; :J --' O > ..... _HI 20 18 oo.oME"'DED A'RMOu"'l OES,Q", HE'GHI HEIGHT IN. $tatic Data =, -" , lO seE E f r I tr cti ns Ofl w t se art. rce bte ( se l r irstr ke- ct ator sign) ~ Pounds Force "'"""" .''''' -- "''0 .'" .'" .0< ."' .,"" (IR_) "'1 ""0 I I ""0 '.0 .0 5 00 0 , 10 1.790 2, 6 .0 8 0 1,2 0 , 0 , 0 , 0 .0 0 0 1,2 0 , 0 2,6 0 , 0 1.0 2' 0 1,2 0 , 30 2,6 0 , 0 . 4' 82Q 1,5 0 2,270 . 0 , 0 O O O x (f) al --' W Ü a: O L1. 8 K Quic Reference Compressor Kits Enea Compressor ES y ES COMPRESSOR TU-FLD TU-FLO TU-f10 TU-FLO $ TU-FLO | TU-FLO JU-FLO | TU-FLO | TU-FLO UFO | MODEL U-TA [ES F.12 Bx-2150 300 400 506 501 550 600 709 750 1000 1400 NUMBER OF 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 d 4 CYLINDERS FIELD NA Ká 104848 229415 2739410 220017 287043 NA 220417 289995 RNA 220417 | 104592 MAINT. KIT 109356 (CAT) (2 red, UNLOADER KT NA NA 108847 279613 279614 270615 279615 | 107515 4 279615 279615 | 107515 | 270615 | 219015 (21004) |(2 vega] GASKET SET NA NA KA NA 280911 230412 101558 NA 1014559 191559 NA NA NA CYUNDEA HEAD NA HA HA KA NA MA NA 107516 NA NA 107516 HA ÑA MAINE. KIT PISTON RING SETS (3) = 3 sing piston (4) = 4 ring piston (5) = 5 ring pistoa. Unless otherwise indicateg one pision ring sel sermcos the Emiut Compressor. Standard Size 226721 | 225514 104045 226778 226721 (49) 225514 (286183 (3)| 107639 | 282525 (51| 282525 | 107639 | 298646 | 282525 28960 (3) 106105 (5) (2 read) .010 0.5. 226722 | 225515 104046 226779 226722 (4)| 225515 [286194 (39| 107640 [282526 (5$] 282526 | 107640 | 289647 | 282526 289604 (3) 1065106 (5) (2 ce.) 020 0.5. 226723 | 225516 104047 226780 226723 (49] 225516 [286185 (314 107641 |282527 (5)| 282527 | 107641 | 288648 | 282527 280605 (1) 106107 (5) (2 regid.? 0005. 2207724 | 225517 104048 226781 226724 (491 225517 [286186 (3) | 107642 |28252945)| 232528 | 107642 | 288649 j 282528 250606 (3) 106108 (5) [2 reg'd.) PISTON AND WRIST PIN KITS (5) = 5 img piston * These piston and weisi pia hits have a selecicd fl A sel contains one piston £ one gin. All other piston 8 vesisl pun kals have a non-selected fl and esc ki contains one piston, one weist pin E teo vrist par dultans. Standard Size NA 104049 22574" 2038 280328 ¿89113 HA 239891 289391 NA 289928 | 289891 106109 (5) 01005 NA 104050 226630* 289439 289929 209114 HA 289892 289892 HA 220929 | 289692 106110 (5) 02005, NA .[" RA 104051 226631" 289440 239930 289115 NA 289893 289993 NA 209930 ¡ 289893 106111 (5) 030 0.5. NA RA 104052 276632" 289441 28831 239116 HA 289894 28969 NA 20991 | 289894 106112 (5) ALUNUNUM CONKECTING RODS (services 1 conneciing rod) Without Inserts | 2209083 HA NA RA 229083 NA NA HA NA NA HA RA NA Wer ftd. Inseris | 229082 NA 102398 (Std.) 227479 (Sid) 279082 HA NA HA NA NA NA NA NA 197465 (010 0.5.) 1 289498 (010 0.5.) 167466 (020 0.53 | 283499 [020 0.5] 283500 (030 0.5] j STE£L CONNECTING RODS (services 1 connecting rod) Whcout Inserts NA 229085 NA NA NA 229085 286258 NA 229085 229035 NA 288661 4 229085 With Std. insert HA NA NA NA KA NA 296259 NA MA 7 RNA HA KA NA, 28705M) CONKECTING ADO INSERT KIT (services 1 connectag rod; Slandard Size 282763 | 28276? NA NA | 282761 2821567 286254 NA 282767 282767 NA 202751 | 282707 287052(M)4287058 (M] 287062(M) | 287062(M1 .010 0.5. 282764 | 282768 NA 232764 233168 286255 HA 202768 282765 NA 202752 | 282768 Z870531M] [287059 (Mp 2870831M) | 267063144) 020 0.5. 292765 | 262769 NA 282765 283769 286256 NA 282769 282769 NA 202753 | 282769 287054(M) |287060 (MM) 287064(M) | 287064(M4] 030 0.5. 282766 | 282770 NA NA 282766 28:770 286257 NA 282770 282170 NA 282754 | 282770 287065144) | 287061M) 287065(M) | 287065(M) PISTOR, RINGS E HA NA NA NA HA RA NA 108843 NA HA 109842 HA NA CONAN, RQD Kid [sernices the entice Compressor] (M4) For Mack style compressors with power sleerag driver ty Lhe compressor Crankshali, MA - Nol Available For additional Compressor Kits see section 96 Mainlenance Kits, eater E isso ~ .. -':,. Cómpressor Klts ~f" Compressors & Governors'01:;:,Ii,,, B diX" , en ," , .' " ..... ompre sor its PRESSOR -ftO f -fl ·ItO ·Fl f -rt -Fl T ·ft ·fl ·Ft fU-flO OOR -7'/, E & f· 8X-2150 JO, ... '" '" m .. , 'OQ '" 0 0 BER F , , , , , , I , , , , , , • lI OERS FI{l " " 8848 415 n9~IG W)M 043 " 9411 em8 " 9417 592 AINl ~IT W 56IC ) 12 reQ·d.) L AOER IT " " 841 613 614 ;% 5 U 5 515 1 615 / 5 515 /% 5 219CiI~ 1 'eq'd) 1 rcq~) SKH U '" " '" " 5 1 8 112 558 " 1 9 0 559 " '" " nl OER MEAD '" " " "" " " " 3 516 " " 516 " " A1NT. I I 1 G sus ( ). J/in rSl n ). ,inO csl n ) • n p~lon nles.s l efWÍse illlhcale~ e csl n riII s l selYlCCS l e ~m,,~ O<11pressor l .!rd il ",n' 1 514 (1).(045 178 6121( 5, 4 26 3 ) 639 2525( ) 525 639 811646 525 289603 (3) 105 (SI (2 rerld.) 0 0 . . 7 2 515 046 26119 7 2 ) 1 115 28 84 JI 640 282!>26 ) 526 &\() """ 5 526 2896G4 (3) I06Hl6(5) (2ICQ·d.) 0 o S. 26m 516 041 180 123 ) :;16 28 85( ) 1641 28 1 ) 82m 1&41 "., .. 527 9605 l) 107 S) (2 re,j"d) .0300S. 26m 1 517 1)43 181 6124( ) 5; 1 2BGle6 ) 1642 28 8 (S) 8 528 &42 ".,,, 528 89606( ) Hl ID11 1 (2 re,'¡"d.) It UST l ~ITS ) ~ S "no IS10n - hese pr~!on ~na .. "SI on •. IIS Jve ~ ClCd 1'1 s l c la,", e D,sl n & ,," p' A OIhel ost n & .. "SI pUl lls h.lve J ,,,,,'-seICC1C11 101 ~,ld =11 k,1 l':lItrs e lSl _ a e ris! PI" & two ""SI on b Uans 5i.Jnd.lrd ile NA NA II) Cl49 1tl4' 89438 89m 2 113 NA 8 891 891 NA 928 891 1i109 S) 0S. NA '" ",,,,,, "","' 6 439 8 m 89!!4 NA 'O9'" 3 892 NA , .. m 892 H16 10 ( ) o S. A A 051 2 631" 40 "m) 115 A 3 893 893 " ""'" 893 1 1 ( ) 30 S. NA '" 052 22 632' 2394~1 391131 8 116 " ""~ 8')1 A 8 31 894 112 ( ) M! M NECTlNG OS , i es med ... r o) ,¡hooll r1s ""'" NA A " 229""' '" NA " " " " A \'1,",-,' el:! In~er1s ""'" A 398 ld.) Z21U9 l .) ""'" '" NA NA " A NA NA A 0 465 . 10 . .) 3498 . 10 .5) 0 4 6 . 20 . .1 -4 9 (. 20 O.S) 6 5 0 (.OJO O.S.) Hl NECTING ItS (scr'<1Ces onecl, g r o) III\(;U!l serts NA ",,,", " " A ! 85 258 " ""'" 085 I 3661 I moas .u. ld. l s " A A NA " "' 8 259 A " ' " NA NA A 7051(M) NECTlNG FlOO l T I ,ees ,,"CIUlQ o) l.l dard ino 763 761 A NA 2/ 3 1 1 2862~ " 767 2/ 1 " 8 151 282161 1I)jZ( ) 287058 ( ) 31 (1.1) 1 2( ) 0 . . 164 &8 A NA 8 164 28<168 2 5 " 8 &8 2827611 A 8 152 168 lMhl( I 28 9 1 ) 1OO3( ) B7063(MI OztlO.S. 3 165 8 169 A '" 165 <769 ""56 " 3 169 282169 A 282153 282169 0; ( ) 281 0 ( ) 4( ) 287064(1.1) 030 .S. 7 6 170 " '" 3 7 6 1770 257 " 710 170 " 2827~ 710 2810Ci5(M) 6 ( ) 1 5( ) 1 5( ) I aN. I S & " ", " " " "' " 0M3 '" '" 11)8842 " " NN. OO IT (StlYlCeSl e tl\llfe co prcsSOi") ( ) fOl .:Iek st Ie t rnIlfess.ors 'ltlt pOWer Sleerlllg dr~ by l e ~\lIoprCSMlr lanksh.:ll1. N . ol Av~iL1bre f r ~dd,lional pre$$Ol" il5 s. e liO 10 espiras 8x18'x107 SH = 2(10 + 2)= 24[cm] Apéndice D Apéndice O Apéndice D Proveedores COf!!pañía CASAORTlZ Contacto IJ. Fausto Ortiz Martinez Dirección Av. Morelos 70~. Popocate~ Tlalnepantla Edo. de México Teléfono 390-33-76 Fax 390-17-73 Producto Llantas y Rines Marca Fireston Goodyear-oxo Compañía Grimaldi Contacto L.E.A. Karla Urtiz R. Administrador de Ventas Dirección Alfonso Caso I lOCal. Prado C.P. 03590 Teléfono 672-61-61 Fax 532-75-50 Producto Llantas Marca Michelin BFGoodrich Cott1pañia DlRECSPICER S.A. de C. v. Contacto Lic. Mónica Trejo Mercadotecnia Dirección Av. Industrias 10 Fracc. Ind.la Presa San luan Ixhuatepec. Teléfono 726-80-2 1/05 Fax 718-40-48 Producto Ej~s Motrices traseros Marca Spicer Cott1pañia DIRONA S.A. Dirección Leibnitz 34 3er piso Teléfono 283-32-00 Fax 283-32-20 Producto Ejes y Frenos Cott1pañia GRUPO DlNA Contacto In)(. Mi)(uel )iménez C. Dirección Corredor Industrial s/n Cd. Fray B. de Saha)(ún H)(o. c.P. 43990 Teléfono (91 -791)305-00 fax (91 -791)326-34 Producto Chasis Compañia OSHMEX Contacto lng: Germán Martinez Castro Dirección Av. Dos 7 fracc.lnd. Cartazena Tultitlan c.P. 54918 Teléfono 888-03-55/888-04-83/888-07-39 fax 888-1187 Producto Chasises y Autopartes Apéndice O Proveedores Compañía HENDRlCKSON Mexicana Contacto Joaquín Gardoni In~. de Producto Dirección Wilfrido Massieu No. 440 Unidad Industrial Vallejo Teléfono 754-45-46/754-44-48/754-55-76 Fax 754-57-40 Producto Suspensiones de Aire Compañía Productos Industriales Goodvear S.A. de C.V. Contacto Gabriel Mendoza Dirección Prolon~ación Recursos Hidráulicos l-D Fracc. Ind. La Loma Teléfono 361-30-71 Fax 361-30-71/362-10-28 Producto Air Sprinj1;S Marca Goodyear Compañia AlliedSixnal Contacto Jorge Gurnler G. Dirección Pirul34-B Col. Bellavista Tlalnepantla c.P. 54080 Teléfono 397 -31-00 Fax 397-52-44 Producto Frenos de Aire Marca Bendix Compañia TRW Contacto 1m:. Jors:e Valdovinos Teléfono 533-45-24 Fax 208-59-81 Producto Direcciones Compañía Di!1;lasa Contacto Lic. lors:e Valle Producto Largueros Compañia Troqueladora Arda Contacto Lic. Claudia Castaña Teléfono 784- \0-11 Fax 784-14-34 Producto Travesaños Referencias Bibliográficas Referencias Bibliográficas Referencias Bibliográficas Referencias Bibliográficas 111 Cálculo Teórico Práctico de los Elementos y Grupos del Vehiculo Industrial y Automotriz. Francisc·o Muñoz García Editorial Dossat, S.A. [2[ Handbook of Vehic1e Design Analysis. John Fenton SAE Internacional [31 Gaceta Oficial del Distrito Federal. Manual de Lineamientos Técnicos de Seguridad, Comodidad y Ambientales que Deben Cumplir los Autobuses, Minibúses y Vagonetas, que Presten el Servicio Público de Transporte de Pasajeros en el Distrito Federal. Secretaria de Transporte y Vialidad, 24 de septiembre de 1996 [4[ Resistencia de Materiales Robert W. Fitzgerald. Editorial Fondo Educativo Interamericano. [SJ Mecánica del Automóvil J. M. Alonso Pérez Editorial Paraninfo Madrid 1988 [6J Tecnología Avanzada del Automóvil J. M. Alonso Pérez Editorial Paraninfo Madrid 1997 Colocación Tl.214.F8 AS6 1997 (7] Tecnología de Automóvil H. Gerscher za Edición Editorial Reverté, S.A. Barcelona'85 Colocación Tl.146.S T43 (81 Fundamentos de Mecánica Automotriz Nash, Frederick C. Editorial Diana México 1972 Colocación Tl.146 #38 ej. 2 [91 Manual de Automóviles Arias-Paz 5Za Edición Norieg8 Limusa España 1996-1997 Colocación TL207 A 7 4 1997 [ I O[ Manual de Normas SAL (111 Resistencia de Materiales Aplicada Mott Tercera Edición Prentice Hall (121 Mecánica de Materiales Gere Timoshenko 2A Edición Grupo Editorial lberoamérica [13J Diseño de Elementos de Máquinas V.M. faires Editorial LIMUSA [14J FrenosABS A. 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