UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN – FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA
CURSO: INGENIERIA AUTOMOTRIZ
PRACTICA CAPITULO 5 DINAMICA DEL AUTOMOVIL
I – COMPETENCIAS
a) Aplicar los conocimientos teóricos de “Dinámica del Automóvil” para determinar las
fuerzas que se oponen al movimiento del automóvil de diferentes marcas y modelos
existentes del mercado nacional y mundial.
b) Usar gráficas para el análisis de influencia de las fuerzas de resistencia en las
prestaciones del automóvil
II – MARCO TEORICO
FUERZAS QUE SE OPONEN AL MOVIMIENTO DEL AUTOMOVIL
a) Fuerza de resistencia al rodamiento, 𝐹𝑓 = 𝑓. 𝑊; 𝐹𝑓 = 𝑓. 𝑊. 𝐶𝑜𝑠(𝛼)
𝑥
b) Fuerza de resistencia en pendiente; 𝐹𝑃 = 𝑊. 100 ;
𝐹𝑃 = 𝑊. 𝑡𝑎𝑛𝑔(𝛼);
c) Fuerza de resistencia inercial, 𝐹𝑗 = 𝑚. 𝑎𝑗; 𝐹𝑗 = 100. 𝑊. 𝑎𝑗
d) Fuerza de resistencia del aire, 𝐹𝑎 = 𝐾𝑎. . 𝐴𝑣 . 𝑉 2; 𝐾𝑎 = 𝜌.
𝐶𝑥
;
2.𝑔.
ρ – Densidad del aire en
condiciones normales; ρ = 1,225 kg/m3; Cx – Coeficiente aerodinámica o coeficiente de
arrastre;
III. DESARROLLO
PROBLEMA 1 – Se tiene un vehículo de masa de 2170 kg que circula por una superficie de
contacto tipo asfalto, por lo que seleccionamos 𝑓 = 0,015. Para ello, considerando la masa
promedio del conductor de 85 kg, se pide cumplir lo siguiente:
a) Calcular la fuerza de resistencia al rodamiento 𝐹𝑓
b) Calcular la misma fuerza, pero con una pendiente cuyo ángulo es de 7°.
PROBLEMA 2 – Un vehículo de área frontal de 6,2 m2 se desplaza por la carretera panamericana
a la velocidad máxima permitida, considerando un coeficiente de arrastre igual a 1, se pide
cumplir lo siguiente:
a) Calcular la Fuerza de resistencia del aire, aplicando la segunda expresión. Dar la
respuesta en kN y con tres cifras significativas.
b) Comprobar los resultados aplicando la primera expresión.
PROBLEMA 3 – Se tiene las características técnicas de un automóvil marca Mazda, modelo
CX5, 4x2, de 168 HP de potencia a 6000 rpm:
N°
1
2
3
Tacna, noviembre 2023
PARÁMETRO
Potencia del motor
Torque del motor
Masa del automóvil
DIMENSIONES
VALOR
168 HP de potencia a 6000 rpm
200 Nm a 4000 rpm
1467 kg
© Ing. Avelino Pari Pinto. Docente Responsable del curso
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4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Largo
Ancho
Altura
Formula rodante
RELACIONES DE
TRANSMISION
1ra
2da
3ra
4ta
5ta
6ta
4550 mm
1840 mm
1675 mm
225 / 65 R 17
3,7
1,947
1,3
1,029
0,837
0,680
Para ello se pide lo siguiente:
a) Calcular la fuerza de resistencia al rodamiento con 1 y con 5 ocupantes, sabiendo que
su coeficiente dinámico de resistencia es 0,016.
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.
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
Automóvil convencional
Automóvil de perfil aerodinámico
Autobús convencional
Autobús de perfil aerodinámico
Camiones
VALOR DE Ka
0,022 – 0,035
0,010 – 0,019
0,038
0,019
0,05 – 0,06
d) En una hoja de Excel calcular la Fa para las velocidades a 40, 60, 80, 100,120,160 km/h
y graficar Fa vs V.
e) En la misma hoja de Excel, graficar las curvas de utilización: Ff, Fa, (Ff + Fa), con los datos
calculados.
Tacna, noviembre 2023
© Ing. Avelino Pari Pinto. Docente Responsable del curso
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PROBLEMA 4 – Para un vehículo de marca BMW modelo X5, se conoce los datos siguientes:
Coeficiente dinámico de resistencia al rodamiento - 0,015; Coeficiente aerodinámico o de
arrastre – 0,35; Área frontal del vehículo – 3,421 m2. Considerando la masa del automóvil:
2245 kg y un promedio de masa del conductor de 70 kg, se pide cumplir lo siguiente:
a) 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.
b) Considerando las perdidas por resistencias pasivas (perdidas por transmisión), calcular
la potencia suministrada por el motor.
c) Graficar la curva de la potencia suministrada por el motor, [Ne]
d) 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, considerando las perdidas por transmisión.
e) Graficar las “Curvas de Potencia”, (Ff + Fa)*V y (Ff + Fp +Fa)*V, si el vehículo ingresa a una
pendiente, de tal forma que recorre en ella 1600 km, lo cual hace que se eleve 150 m
PROBLEMA 5 – Un vehículo con un área frontal de 8 m2 y de peso de 20 t se somete a las pruebas
de cálculo de Ka y f. Siendo los datos de la prueba los siguientes:
Tipo de Prueba
A alta velocidad, [V]
A baja velocidad, [V´]
Velocidad inicial,
[km/h], [V1]
100
20
Velocidad final,
[km/h], [V2]
85
10
Tiempo de prueba
[s]
12
15
Para ello, considerando para los cálculos: g = 10 m/s2, se pide cumplir lo siguiente:
a) Calcular los valores de los coeficientes Ka y f
b) Calcular las potencias consumidas por las fuerzas de resistencia de gran magnitud: Ff y Fa,
teniendo en cuenta una velocidad promedio del vehículo de 80 Km/h
c) Considerando el 15 % de las perdidas por resistencias pasivas, calcular la potencia
suministrada por el motor.
ANEXOS
Ρ- Peso específico del aire, 1,225 kg/m3
α – ángulo de inclinación de la pendiente
Tacna, noviembre 2023
© Ing. Avelino Pari Pinto. Docente Responsable del curso