DINÁMICA EN EL SECTOR AUTOMOTIZ

1. Para los vehículos rodantes, la transformación de los ángulos de las ruedas orientables y sus velocidades sobre curvaturas del camino, o las velocidades angulares equivalentes, pueden ser muy complicadas. Allí puede haber más grados de libertad de giro que el necesario. En este caso, las ecuaciones que relacionan la curvatura con el ángulo de giro están sobre determinados.

2. En un caso determinado, sin embargo, el mecanismo de manejo se diseña tal que éste no será el caso. Este mecanismo será utilizado en la mayoría convencional automóvil y su llamado manejo Ackerman. El ser útil para aproximar el mecanismo de manejo de la cinemática de Ackerman se asume que las dos ruedas delanteras pueden dar una vuelta leve de modo que el centro rotación instantáneo del vehículo puede ser determinado por la cinemática media.

3. Las convenciones del eje En los vehículos aeroespaciales, se z señala hacia abajo. Es utilizado para los aeroplanos y satélites. Aquí z señala para arriba (para vehículos terrestres), y hacia adelante, y x fuera del camino. Esto tiene la ventaja de que la proyección de la información 3D sobre el plano x-y es más natural a este tipo de móviles. La convención usada aquí corresponde a una secuencia z-x-y de los ángulos de Euler [40]. No es recomendable utilizar la conversión mediante la transformada homogénea aquí hasta que se verifique que este correcto para sensor y los actuadores que se utilicen.

4. velocidad angular

4.1. El roll, el pitch, y los ángulos de yaw son, como los hemos definido, medidas sobre el movimiento en relación a los ejes. Por lo tanto, son una secuencia de los ángulos de Euler, específicamente, la secuencia z-x-y.

4.1.1. La definición del ángulo de Euler de la actitud del vehículo tiene la desventaja que el roll, el pitch, y los ángulos de yaw no son las cantidades que son indicadas realmente por los sensores montados en el vehículo tales como el compas de giro.

4.1.2. La razón entre los índices de los ángulos de Euler y el vector de la velocidad angular es no lineal. Los ángulos no se miden ni sobre los ejes del cuerpo ni sobre los ejes del marco de la navegación.

4.1.3. La velocidad angular total es la suma de tres componentes, cada uno cerca de la medida de los ejes intermedias en el encadenamiento de las rotaciones que traen el marco de la navegación en coincidencia con el marco del cuerpo.

5. actuador cinematico

5.1. Modelo de la bicicleta de los vehículos (ángulo de Ackerman)

5.2. Se deja el vector velocidad angular dirigir a lo largo cuerpo en el eje z se llama b. Usando la aproximación del modelo de bicicleta, camino curvatura k, radio curvatura R, y ángulo de giro a puede ser relacionado por distancia entre ejes.

6. Segunda Ley de Newton 1.3.2.1 Traslación y rotación Se aplica a la traslación y rotación[23]. Sistema traslacional: La suma de las fuerzas externas activas sobre un cuerpo en una dirección dada son igual al producto de su masa y la aceleración en esa dirección ( asumiendo que la masa es fija). å Fx = m ax donde: Fx : Fuerzas en la dirección x. m : Masa del cuerpo. ax : Aceleración en la dirección x. Sistema rotacional: La suma de los torques activos sobre un cuerpo con respecto a un eje dado es igual al producto de sus momentum rotacional de inercia y la aceleración rotacional sobre ese eje. å Tx = Ixx a x donde: Tx : Torques con respecto al eje x. Ixx : Momento de inercia con respecto al eje x. a x : Aceleración con respecto al eje x.

7. Leyes de rozamiento de Coulomb Otro factor relevante en la investigación en el rozamiento [36]. De este depende la aceleración que pueda adquirir el móvil en su movimiento. El comportamiento del rozamiento, en su aspecto estático y dinámico

8. Problemática de la dinámica La problemática se centra en no exitir un modelo que permita obtener el comportamiento dinámico para un vehículo de n-ruedas. Es claro que este modelo será un bosquejo simplificado de la realidad pero deberá poder servir de base para el objetivo y, por ende, para posteriores mejoras. El modelo que se persigue debe responder a un móvil

9. donde Te : Torque del motor dado por la velocidad ( dato del dinamometro) Ie : Inercia rotacional del motor. ae : Aceleración rotacional del motor. El torque de salida puede ser aproximado por Td = ( Tc – It ae ) Nt donde: Td : Torque de salida para la transmisión. Nt : Relación numérica de la transmisión. It : Aceleración rotacional de la transmisión. Puesto que Tc se ve afectado en el engranaje ( amplifica) y la inercia de los engranajes ( lo decrementa). Luego el torque para los ejes para los ejes del vehículo, se tiene: Ta = Fx r + Iw aw = ( Td – Id ad ) Nf donde Fx : Fuerza de tracción para el vehículo. r : Radios de la rueda. Iw : Inercia rotacional de las ruedas y ejes. aw : Aceleración rotacional de las ruedas. Id : Inercia rotacional de la transmisión. ad : Aceleración rotacional de la transmisión. Nf : Relación numérica de la propulsión final. donde <o:p></o:p>Te : Torque del motor dado por la velocidad ( dato del dinamometro)<o:p></o:p>Ie : Inercia rotacional del motor.<o:p></o:p>ae : Aceleración rotacional del motor.<o:p></o:p> <o:p></o:p>El torque de salida puede ser aproximado por<o:p></o:p> <o:p></o:p> Td = ( Tc – It ae ) Nt<o:p></o:p>donde:<o:p></o:p> <o:p></o:p>Td : Torque de salida para la transmisión.<o:p></o:p>Nt : Relación numérica de la transmisión.<o:p></o:p>It : Aceleración rotacional de la transmisión.<o:p></o:p> <o:p></o:p>Puesto que Tc se ve afectado en el engranaje ( amplifica) y la inercia de los engranajes ( lo decrementa).<o:p></o:p>Luego el torque para los ejes para los ejes del vehículo, se tiene:<o:p></o:p> Ta = Fx r + Iw aw = ( Td – Id ad ) Nf<o:p></o:p>donde<o:p></o:p> <o:p></o:p>Fx : Fuerza de tracción para el vehículo.<o:p></o:p>r : Radios de la rueda.<o:p></o:p>Iw : Inercia rotacional de las ruedas y ejes.<o:p></o:p>aw : Aceleración rotacional de las ruedas.<o:p></o:p>Id : Inercia rotacional de la transmisión.<o:p></o:p>ad : Aceleración rotacional de la transmisión.<o:p></o:p>Nf : Relación numérica de la propulsión final.<o:p></o:p>

10. También, Fuerza ( kw) = 0.746 * HP donde 1 HP = 550 pies-lb/seg Por la segunda Ley de Newton: m ax = Fx, donde m = W / g se tiene, ax = ( 1/m) Fx = 550 ( g/V) ( HP/W) ( pies/seg² ) donde:

11. Representación de aceleración El análisis del límite del poder de la aceleración involucra examinar las características de los motores y su interacción a través del eje de transmisión. El origen de la propulsión está en los motores. La fuerza y torque están relacionados con la velocidad. Específicamente: Fuerza ( pie-lb/seg) = Torque ( pie-lb) * Velocidad ( redianes/seg) HP ( Caballo-fuerza) = T * we / 550 = T * RPM / 5252

12. Carga en pendiente La influencia de la pendiente en la carga de los ejes es también digno de considerar. La pendiente está definida como la subida sobre la carretera. Esta relación es la tangente del ángulo q. Los grados corrientes entre estados de la carretera son limitado al 4 % en lo posible. En las carreteras primarias y secundarias, ellos ocasionalmente alcanzan el 10 al 12 %. Los cosenos de los ángulos es pequeño y muy cercanos a 1, y el seno es muy cerrado y cercano al ángulo. Esto es:

13. La dinámica de vehículo

14. El análisis de la dinámica de un móvil pasa por comprender los conceptos más relevantes involucrados en dicho tema. Estos temas son la base para cualquier estudio y posterior generación de un modelo. Los temas asociados son los siguientes: · Actitud del vehículo en forma de ángulos de Euler. · Segunda Ley de Newton. · Leyes de rozamiento de Coulomb. · Resistencia a la rodadura. · Límite para la aceleración de tracción. · Interpretación de la acción de frenada. · Oscilaciones amortiguadas