UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN – FIAN
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA
TAREA SEDAN-SUV CAPITULO 5
TEMA:
DINAMICA DEL AUTOMOVIL
ALUMNO
CODIGO
REVISADOR
CICLO
CURSO
: ALEX HUBERT MOLLO CONDORI
: 2014-104048
: ING. AVELINO GODOFREDO PARI PINTO
: DECIMO CICLO
: INGENIERIA AUTOMOTRIZ
2022
1.- DINAMICA DEL AUTOMOVI.
Es el estudio de las fuerzas y factores del automovil que aceleran,
frenan o giran. Todas estas varian en funcion de la aceleracion que es
la que modifica la velocidad y direccion en cualquier momento del
vehiculo en marcha. Cuando estas fuerzas no actuan es cuando el
vehiculo esta en reposo.
2.- CALCULO DE FUERZAS (CURVAS DE UTILIZACION - SEDAN).
MAZDA 3S
Img. MAZDA 3S
DATOS:
Nº
PARAMETRO
1 Potencial del motor
2 Torque del motor
3 Masa del automóvil
DIMENSIONES
4 Largo
5 Ancho
6 Altura
VALOR
186 HP de potencia a 6000 rpm
252 Nm a 4000 rpm
1745 kg
4580 mm
1795 mm
1455 mm
7
Formula Rodante
RELACIONES DE
TRANSMISION
1ra
2da
3ra
4ta
5ta
6Ta
8
9
10
11
12
13
215 / 45 R 18 89 V
3.552
2.022
1.347
1.000
0.745
0.599
a) Calcular la fuerza de resistencia al rodamiento con 1 y con 5
ocupantes, sabiendo que su coeficiente dinámico de resistencia es
0,016.
𝐹𝑓 = 𝑓 ⋅ 𝑊 = 𝑓 ⋅ 𝑚 ⋅ 𝑔 = 𝑓 ⋅ (𝑚𝑎 + 𝑚𝑐) ⋅ 𝑔
El problema no da la masa del conductor, se asumira 80 kg
como promedio.
-
Fuerza de resistencia al rodamiento con 1 ocupante
𝑚
𝐹𝑓 = (0.016) ⋅ (1745 + 80) 𝑘𝑔 ⋅ (9.81) 𝑠2 = 286.45
-
Fuerza de resistencia al rodamiento con 5 opcupantes
𝐹𝑓 = (0.016) ⋅ (1467 + 5 ⋅ (80)) 𝑘𝑔 ⋅ (9.81)
𝑚
= 336.67
𝑠2
b) Calcular la fuerza de resistencia en pendiente (Fp), la pendiente (i)
y el ángulo de inclinación (α) de la carretera, si el vehículo asciende
200 m en 1,5 km de recorrido. Realizar el cálculo con 1 y con 5
ocupantes.
𝐹𝑝 = 𝑊.
𝑥
;
100
𝐹𝑝 = 𝑊. tang(𝛼)
-
Fuerza de resistencia en pendiente (Fp). con 1 ocupante.
Aplicamos pitagoras para hallar el lado que falta.
𝑐 2 = 𝑎2 + 𝑏 2
15002 = 2002 + 𝑏 2
𝑏 2 = 2250000 − 40000
𝑏 = √2250000 − 40000 = 1486.60
Remplazamos:
𝐹𝑝 = 𝑊. tang(𝛼) = 𝑚 ⋅ 𝑔 ⋅ tang(𝛼) = (𝑚𝑎 + 𝑚𝑐) ⋅ 𝑔 ⋅ tang(𝛼)
𝐹𝑝 = (1745 + 80) ⋅ (9.81) ⋅
-
200
= 2408.61
1486.60
Fuerza de resistencia en pendiente (Fp). con 5 ocupante.
𝐹𝑝 = 𝑊. tang(𝛼) = 𝑚 ⋅ 𝑔 ⋅ tang(𝛼) = (𝑚𝑎 + 5 ⋅ 𝑚𝑐) ⋅ 𝑔 ⋅ tang(𝛼)
𝐹𝑝 = (1745 + 5 ⋅ 80) ⋅ (9.81) ⋅
200
= 2830.94
1486.60
c) Calcular la fuerza de resistencia del aire del vehículo a 90 km/h, si
se sabe que el coeficiente compensador del aire es 0,7. Se
recomienda, el coeficiente de resistencia del aire seleccionarlo en
función del tipo de carrocería del vehículo de la tabla siguiente:
TIPO DE VEHICULO
Automovil convencional
Automovil de perfil
aerodinamico
Autobus convencional
Autobus de perfil aerodinamico
Camiones
VALOR
0.022 – 0.035
0.010 – 0.019
0.038
0.019
0.05 – 0.06
DATOS:
V
k
b
h
g
=
=
=
=
=
Ka
=
Av
=
90
0.7
1795
1455
9.81
km/h
mm
mm
m/s2
0.018
k*b*h
25 m/s
1.795 m
1.455 m
Tabla 5.1
1.83 m2
APLICAMOS:
Fa =
Ka*Av*V2
20.6 kg
201.8 N
d) En una hoja de Excel calcular la 𝐹𝑎 para la velocidades a 40, 60, 80,
100, 120, 160 km/h y la grafica 𝐹𝑎 vs V.
Velocidad Fa, [kg]
40
4.06
60
9.14
80
16.25
100
25.39
120
36.56
140
49.77
160
65.00
Fa, [N]
39.85
89.67
159.42
249.09
358.69
488.22
637.68
Velocidad Fa, [N]
40
39.85
60
89.67
80
159.42
100
249.09
120
358.69
140
488.22
160
637.68
Fa, [N]
700,00
637,68
600,00
FUERZA, [N]
500,00
488,22
400,00
358,69
300,00
249,09
200,00
159,42
100,00
89,67
39,85
0,00
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
VELOCIDAD, [KM/H]
e) En la misma hoja de excel, graficar las cuvas de utilizacion con los
datos calculados.
DATOS:
f=
0.016
ma =
1467
mc =
80
W = Wa + Wc =
Velocidad
40
60
80
100
120
140
160
Ff
243
243
243
243
243
243
243
kg
kg
(ma +mc)*g
Fa
39.85
89.67
159.42
249.09
358.69
488.22
637.68
Ff + Fa
282.7
332.5
402.2
491.9
601.5
731.0
880.5
FUERZA, [N]
CURVA DE UTILIZACION
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
40
60
80
Ff
100
Fa
120
Ff + Fa
140
160
3.- CALCULO DE POTENCIAS CONSUMIDAS, CURVAS DE
POTENCIA EFECTIVA (SUV).
img. MAZDA CX-9
Nº
PARAMETRO
1 Potencial del motor
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Torque del motor
Masa del automóvil
DIMENSIONES
Largo
Ancho
Altura
Formula Rodante
RELACIONES DE
TRANSMISION
1ra
2da
3ra
4ta
5ta
6Ta
VALOR
228 HP de potencia a 5000
rpm
270 Nm a 4000 rpm
1964 kg
5075 mm
1960 mm
1747 mm
P 255 / 50 R 20 104 V
3.487
1.992
1.449
1.000
0.707
0.600
Coeficiente dinámico de resistencia al rodamiento - 0,015; Coeficiente
aerodinámico o de arrastre – 0,35; Área frontal del vehículo – 3,421 m2.
Para ello se pide cumplir lo siguiente:
DATOS:
V=
f=
Cx =
Av =
Rho =
g=
ma =
mc =

40
0.015
0.35
3.421
1.225
9.81
1964
70
km/h
11.1 m/s
m2
kg/m3
m/s2
kg
kg
Calcular las potencias consumidas por las fuerzas de resistencia de
gran magnitud: Ff y Fa, teniendo en cuenta una velocidad promedio
del vehículo de 40 Km/h
-
𝐹𝑓 = 𝑓 ⋅ 𝑊 = 𝑓 ⋅ 𝑚 ⋅ 𝑎 = 𝑓 ⋅ (𝑚𝑎 + 𝑚𝑐) ⋅ 𝑔
𝐹𝑓 = (0.015) ⋅ (1964 + 70) ⋅ 9.81 = 299.30
-
𝐹𝑎 = 𝑘𝑎 ⋅ 𝐴𝑣 ⋅ 𝑉 2
𝑘𝑎 = (1.225) ⋅
;
𝑐
𝑘𝑎 = 𝜌 ⋅ 2𝑔𝑥 ;
𝑎
𝜌 = 1.225 𝑘𝑔/𝑚3
0.35
= 0.02
2 ⋅ 9.81
𝐹𝑎 = 𝑘𝑎 ⋅ 𝐴𝑣 ⋅ 𝑉 2 = 0.02 ⋅ 3.421 ⋅ 402 = 109.47

Considerando las perdidas por resistencias pasivas (perdidas por
transmisión), calcular la potencia suministrada por el motor.

En una hoja de Excel calcular, las potencias consumidas por el
motor a una velocidad de 40, 60, 80, 100, 110, 160 y 175 km/h.
APLICANDO.
𝐹𝑓 = 𝑓 ⋅ (𝑚𝑎 + 𝑚𝑐) ⋅ 𝑔 = (0.015) ⋅ (1964 + 70) ⋅ (9.81) = 299.3
1
𝐹𝑎 = ( ) ⋅ 𝐶𝑥 ⋅ 𝑅ℎ𝑜 ⋅ 𝐴𝑣 ⋅ 𝑉 2
2
Velocidad
40
60
80
110
160
175
Ff, [N]
299.3
299.3
299.3
299.3
299.3
299.3
Fa, [N]
90.5
203.7
362.2
684.7
1448.6
1733.0
Nf, [kW]
3.33
4.99
6.65
9.15
13.30
14.55
Na, [kW]
1.01
3.40
8.05
20.92
64.38
84.24
4.- CONSTRUCCION DE LAS “CURVAS DE POTENCIA”, (𝑭𝒇 − 𝑭𝒂 ) Y (𝑭𝒇 + 𝑭𝑷 + 𝑭𝒂 )
Velocidad
40
60
80
110
160
175
Ne, [kW]
4.81
9.32
16.33
33.41
86.32
109.77
Velocidad
40
60
80
110
160
175
Ne, [HP]
6.45
12.49
21.90
44.80
115.75
147.20
PORTENCIA EFECTIVA DEL MOTOR, [HP]
CURVA DE POTENCIA
160,00
147,20
140,00
120,00
115,75
100,00
80,00
60,00
44,80
40,00
20,00
6,45
0,00
0
12,49
50
21,90
100
150
VELOCIDAD DEL AUTOMOVIL, [km/h]
200
5.- CONCLUCION.
 Se evidencio que a mayor dimension el coeficiente de area central
ejercera mayor arrastre del vehiculo, como se comprovo en el
modelo SUV vs SEDAN, la fuerza de arraste es mayor del primero
que del segundo.
 Al tener mayor dimension por lo general mayor peso y este tambien
influje en el arrastre, una vez mas evidenciado en el modelo MAZDA
3S (SEDAN) y MAZDA CX-9 (SUV).
 Como el modelo SEDAN de MAZDA es mas aerodinamico que el
modelo SUV la difecencia de fuerza de arrastre y potencia
suministrada no son exajeradamente diferentes con los que si seria
con modelos menos aerodinamicos.
6.- BIBLIOGRAFIA
a) MAZDA CORPORATION . (2021). “CATALOGO MAZDA CX-9 2021”
b) MAZDA CORPORATION . (2021). “CATALOGO MAZDA 3-S 2021”
c) AUTOCOSMOS. (2010). “mazda CX-9 gran touring AWD”.
d) Pari Pinto, A. 2022, UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE
GROHMANN – FAIN – ESMC , “Dinamica del automovil”.
e) Pari Pinto, A. 2022, UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE
GROHMANN – FAIN – ESMC , “Practica 5: Dinamica del automovil”.