I
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
CONSTRUCCIÓN DE UN BUGGY CON UN MOTOR DE
MOTOCICLETA DE 200cc DE 4 TIEMPOS.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
AUTOR: FRANCISCO SEBASTIÁN ESPÍN GUACAPIÑA
DIRECTOR: ING. SIMON HIDALGO
II
III
DECLARACIÓN
Yo Francisco Sebastián Espín Guacapiña, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________ Francisco Sebastián Espín Guacapiña
IV
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Construcción de un Buggy con un motor de motocicleta de 200cc de 4 tiempos”, que, para aspirar al título de Ingeniero Automotriz fue desarrollado por Francisco Espín Guacapiña, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
___________________
Ing. Simón Hidalgo DIRECTOR DEL TRABAJO
V
ÍNDICE CONTENIDO
CAPITULO I………1
1. INTRODUCCIÓN………...1
1.1 DEFINICIÓN DEL TEMA DE INVESTIGACIÓN………..1
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………...1
1.3 FORMULACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN………..2
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN………...3
1.4.1 OBJETIVO GENERAL………..3
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS………3
1.5 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO………..4
1.5.1 JUSTIFICACIÓN METODOLÓGICA………...4
1.5.1.1 Método deductivo………...4
1.5.1.2 Método Inductivo………4
1.5.1.3 Método de síntesis………...5
1.5.2 JUSTIFICACIÓNPRÁCTICA………..5
1.5.3 JUSTIFICACIÓN TEÓRICA………5
1.6 MARCO DE REFERENCIA………...5
1.6.1 MARCO TEÓRICO………...5
1.6.2 MARCO CONCEPTUAL………...6
1.6.2.1 Chasis ligero………...6
1.6.2.2 Carrocería. ………...7
1.6.2.3 Carrocería Tubular………..7
1.6.2.4 Suspensión………..7
1.6.2.5 Tracción………7
1.6.2.6 Sobreviraje………..7
1.7 HIPÓTESIS………..8
VI
CAPITULO II………..9
2. MARCO TEÓRICO………..9
2.1 DEFINICIÓN DE CADA UNA DE LAS PARTES DEL BUGGY………...9
2.1.1 DEFINICIÓN DE BUGGY………...9
2.1.2 DEFINICIÓN DE CHASIS LIGERO………..11
2.1.2.1 CHASIS CON PLATAFORMA………11
2.1.3 DEFINICIÓN DE CARROCERÍA………..12
2.1.3.1 Carrocerías según construcción………13
2.1.3.2 Carrocerías según número de volúmenes………...19
2.1.3.3 Carrocerías según forma……….21
2.1.4 DEFINICIÓN DE SUSPENSIÓN………...33
2.1.4.1 Historia………33
2.1.4.2 La suspensión………...37
2.1.4.3 Eje delantero………...38
2.1.4.4 Suspensión con patas telescópicas………..39
2.1.5 DEFINICIÓN DE TRACCIÓN………43
2.1.5.1 Historia……….43
2.1.6 DEFINICIÓN DE SOBRE VIRAJE………46
2.1.7 DEFINICIÓN DE CAJA DE CAMBIOS………47
2.1.7.1 Constitución de la caja de cambios………49
2.1.7.2 Clasificación de las cajas de cambios………51
2.1.8 DEFINICIÓN DEL TIPO DE MOTOR DE 4 TIEMPOS……….53
2.1.8.1 Tiempos del ciclo………53
2.1.8.2 Tipos de motor………57
CAPITULO III………...61
3. DISEÑO………..61
3.1 CONCEPTO DE ESFUERZOS………..63
VII
3.1.2 RELACIÓN ENTRE LAS FUERZAS Y LOS MOVIMIENTOS...67
3.1.2.1 PRINCIPIO DE INERCIA………..68
3.1.2.2 PRINCIPIO DE ACELERACION………..68
3.1.2.3 PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN……….69
3.2 CONCEPTO DE RIGIDEZ………...70
3.2.1 RIGIDEZ A LA FLEXIÓN………..70
3.2.2 RIGIDEZ A LA TORSIÓN……….71
3.3 ANÁLISIS DE FUERZAS……….72
3.4 DISEÑO EN SAP 2000……….75
3.4.1 DATOS DE ENTRADA………75
3.4.2 APLICAR CARGAS………..76
3.4.2.1 CARGAS MUERTAS……….77
3.4.2.2 CARGA VIVA………..78
3.4.3 PRUEBA DE CHOQUE………...79
3.4.4 PRUEBA DE VUELCO………80
3.4.5 DEFINICIÓN DE MATERIALES……….81
3.4.6 DEFINIR PERFILES………83
3.4.7 VISTA 3D CON TODOS LOS MATERIALES………..85
3.4.8 DATOS DE SALIDA……….85
3.4.8.1 REACCIONES DEL BUGGY………86
3.4.9 ETIQUETAS DE CADA ELEMENTO………87
3.4.10 TABLA PRINCIPAL………88
3.4.11 ANÁLISIS EN EL ELEMENTO MAS ESFORZADO………...89
3.5 CORTE DE TUBOS………..90
3.6 MATERIALES UTILIZADOS……….91
3.6.1 ALUMINIO………91
3.6.2 HIERRO.………..92
3.6.3 ACERO………...93
3.7 DISTANCIA ENTRE EJES………..94
VIII
CAPITULO IV………....100
4 EJECUCIÓN DEL PROYECTO………100
4.1 ARMADO DE LA ESTRUCTURA TUBULAR………102
4.2 SOLDADURA DE LOS TUBOS………...106
4.2.1 ÁREA DE SOLDADO………...107
4.2.2 SOLDADURA DE LA ESTRUCTURA………...107
4.3 MONTAJE DEL MOTOR EN LA ESTRUCTURA DEL BUGGY…..108
4.4 MONTAJE DE LA SUSPENSIÓN………....110
4.4.1 ADAPTACIÓN Y MONTAJE DE LA SUSPENSIÓN DELANTERA………...110
4.4.2 MONTAJE DE LA SUSPENSIÓN POSTERIOR………...111
4.5 ADAPTACIÓN DE LA DIRECCIÓN………113
4.6 ADAPTACIÓN DE PEDALES, ACELERADOR, FRENO Y EMBRAGUE………..115
4.6.1 ADAPTACIÓN DEL ACELERADOR……….115
4.6.2 ADAPTACIÓN DEL FRENO………...115
4.6.3 ADAPTACIÓN DE EMBRAGUE………..116
4.7 PROCESO DE PINTURA……….117
4.8 MONTAJE DE ASIENTOS………...120
4.9 CIRCUITO DE FRENO.………121
4.10 CIRCUITO DE ENCENDIDO………..122
4.11 CALIBRACIÓN Y REVISIÓN FINAL………...123
4.11 VERIFICACIÓN DEL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE SUS PASTES Y PIEZAS……… 124
CAPITULO V……….126
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……….126
6. BIBLIOGRAFÍA………127
IX
ÍNDICE DE FIGURAS
PAGINA
Figura 1. Primeros buggies ... 10
Figura 2. Carrocerías ... 12
Figura 3. Ford t, vehículo veterano con chasis independiente ... 14
Figura 4. Toyota land cruiser, moderno vehículo con chasis independiente 14 Figura 5. Lancia lambda, primer vehículo con carrocería autoportante ... 17
Figura 6. Citroën traction avant 1934 ... 17
Figura 7. Estructura tubular de un caterham seven actual ... 18
Figura 8. Estructura tubular en el habitáculo de un ferrari 250 gto de 1962 19 Figura 9. Volkswagen combi, clásico monovolumen por excelencia ... 20
Figura 10. Volkswagen polo, dos volúmenes ... 21
Figura 11. Opel omega sedán... 23
Figura 12. Comercial biscuter ... 25
Figura 13. 1940 Pontiac special series 25 woodie ... 25
Figura 14. Ford a coupé ... 27
Figura 15. 2009 Alfa romeo brera coupé ... 27
Figura 16. Cadillac sedan de ville, un hardtop de cuatro puertas ... 29
Figura 17. Jeep 2500 made in china, con 6 en línea de alta performance ... 31
Figura 18. Todoterreno mercedes benz fuera ... 31
Figura 19. Pickup ford f150 ... 32
Figura 20. Suspensión sobre correas de cuero ... 34
Figura 21. Resorte o espiral ... 35
Figura 22. Amortiguador ... 36
X
Figura 24. Oscilaciones de la suspensión con amortiguador ... 36
Figura 25. Suspensión delantera ... 37
Figura 26. Suspensión vista superior ... 38
Figura 27. Suspensión mc pherson ... 39
Figura 28. Suspensión con patas telescópicas ... 40
Figura 29. Figura ¨A¨ suspensión con muelle... 40
Figura 30. Figura ¨B¨ suspensión con barra de torsión ... 41
Figura 31. Suspensión independiente ... 42
Figura 32. Suspensión independiente en las cuatro ruedas ... 43
Figura 33. MOTOR TRASERO ... 45
Figura 34. Sobre viraje ... 47
Figura 35. Tiempos del motor ... 53
Figura 36. Motor utilizado en el buggy ... 57
Figura 37. Estructura básica del cuadro o estructura tubular ... 62
Figura 38. Esfuerzo y deformación uniaxial ... 64
Figura 39. Esfuerzo y deformación biaxial ... 65
Figura 40. Esfuerzo y deformación triaxial ... 65
Figura 41. Esfuerzo y deformación por flexión ... 65
Figura 42. Esfuerzo y deformación por torsión ... 66
Figura 43. Esfuerzo y deformación combinados ... 66
Figura 44. Flexión ... 71
Figura 45. Torsión ... 72
Figura 46. Pesos sobre el buggy ... 74
Figura 47. Estructura base ... 76
Figura 48. Cargas muertas ... 77
XI
Figura 50. Prueba de choque... 79
Figura 51. Prueba de vuelco ... 80
Figura 52. Definición de materiales ... 81
Figura 53. Perfil redondo ... 83
Figura 54. Perfil cuadrado ... 84
Figura 55. Vista 3D del buggy ... 85
Figura 56. Reacciones ... 86
Figura 57. Etiquetas de los elementos ... 87
Figura 58. Datos de esfuerzos ... 88
Figura 59. Elemento con mayor esfuerzo ... 89
Figura 60. Acabado de los tubos ... 91
Figura 61. Estructura base del buggy ... 103
Figura 62. Moldes en varilla ... 104
Figura 63. Dobladora de tubos... 105
Figura 64. Corte de tubos ... 105
Figura 65. Soldadura de tubos ... 108
Figura 66. Bases del motor ... 109
Figura 67. Motor montado en la estructura ... 109
Figura 68. Suspensión delantera ... 110
Figura 69. Bases de los amortiguadores ... 111
Figura 70. Bases sujetas a los amortiguadores ... 112
Figura 71. Suspensión trasera ... 113
Figura 72. Adaptación de la dirección ... 114
Figura 73. Dirección adaptada ... 114
Figura 74. Bomba y freno ... 116
XII
Figura 76. Proceso de pintura ... 119
Figura 77. Proceso de pintura terminada ... 119
Figura 78. Asientos del buggy... 120
Figura 79. Circuito de freno del buggy ... 121
XIII
ÍNDICE DE TABLAS
PAGINA
Tabla 1. Definición de materiales ... 82
Tabla 2. Reacciones del buggy ... 86
Tabla 3. Materiales utilizados... 98
XIV
ÍNDICE DE ANEXOS
PAGINA
ANEXO 1 128
Vista frontal conjunto estructural buggy
ANEXO 2 129
Vista lateral conjunto estructural buggy
ANEXO 3 130
Vista superior conjunto estructural buggy
ANEXO 4 131
Chasis del buggy
ANEXO 5 132
Base de la suspensión posterior
ANEXO 6 133
Esfuerzos buggy en el SAP 2000
ANEXO 7 137
XV
RESUMEN
Los objetivos principales de este trabajo es la aplicación de los conocimientos adquiridos durante la carrera para construir, y modificar un buggy para dos personas. El presente trabajo es una recopilación de todos los procesos que se llevaron a cabo para la construcción del buggy, desde, su estructura hasta la adaptación y armado de cada una de sus piezas.
El trabajo esta divido por secciones donde podemos encontrar detallado los planos estructurales, y la fabricación del buggy.
Además podemos encontrar la sección de construcción del buggy ahí se muestra como se fabrica la estructura tubular y accesorios, algunos materiales y equipos. Y también la adaptación de lo que es la dirección y pedales de aceleración y freno.
En las secciones finales del trabajo encontramos los resultados obtenidos del proyecto, su desempeño y el correcto funcionamiento de las piezas que fueron adaptadas y fabricadas.
XVI
ABSTRACT
The main objectives of this work is the application of knowledge acquired during the race to build, design and modify a buggy for two. This paper is a compilation of all the processes that were made out to build the buggy for two from its structure to adapt and assembly of each of its parts.
The paper is divided into sections where you can find detailed structural drawings, and manufacturing step of the buggy.
We can also find the construction section of the buggy there is shown as the tubular structure is fabricated and accessories, some materials and equipment. And also the adaptation of what is the direction and acceleration and brake pedals.
In the final sections of the work are the results of the project, performance and proper functioning of the parts that were adapted and manufactured.
1
CAPÍTULO I
1. INTRODUCCIÓN
Un buggy es un vehículo diseñado para andar en diferentes tipos de terrenos. Suele tener un chasis ligero o tubular, una carrocería sin techo rígido y ruedas grandes. Los primeros buggies fueron construidos sobre la base de un Volkswagen Escarabajo. Hoy existen buggies tanto basados en modelos de producción como totalmente artesanales.
Los buggies están pensados principalmente para personas que disfrutan con la conducción y diseño de este tipo de vehículos. Gracias a sus grandes ruedas suelen ser utilizados en todo tipo de caminos, donde se puede circular libremente. También pueden ser empleados para trabajar en el campo, cuando se les proporciona una suspensión reforzada. Su uso se ha extendido entre unidades especiales de distintos cuerpos militares.
Por norma general, la disposición del motor es trasera al igual que la tracción. Ésta configuración le confiere actitudes de sobreviraje. Actualmente se están creando modelos con tracción a las 4 ruedas y versiones de 2 ó 4 plazas.
1.1 DEFINICIÓN DEL TEMA DE INVESTIGACIÓN.
Construcción de un Buggy con un motor de cuadrón de 200cc de 4 tiempos.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
.2
muchos tipos de piezas, materiales y adaptaciones, que se pueden encontrar en el mercado .
Contamos con un motor de cuadrón de 200cc de cuatro tiempos que le proporcionara la fuerza necesaria para desempeñase en todo tipo se terreno, este buggy se hará para dos personas, contara con una suspensión de cuadrón para proporcionarle suavidad, la carrocería se hará de estructura tubular con tubos redondos de 25mm x 2mm de espesor y un tubo cuadrado de 37.5mm x 2mm de espesor, especiales para este tipo de vehículos para darle la resistencia adecuada y desempeño en todo tipo de caminos, este tipo de carrocería se realiza con soldadura, acabada esta estructura se colocaran soportes para que se ajusten con los asientos, soportes donde pueda ir asentado el motor con su debido espacio, el sistema eléctrico no es muy complejo ya que el motor posee un sistema de encendido eléctrico y de manera opcional se adaptaran faros, las adaptaciones de pedales como son el acelerador, freno y embrague se hará mediante cables, las llantas que se pondrán en el buggy serán las mismas que son usadas en los cuadrones.
El buggy tendrá las respectivas verificaciones para comprobar el correcto funcionamiento de todas sus partes, habrá muchas etapas de prueba todo esto con el objetivo de cumplir con la hipótesis planteada que es lograr el correcto funcionamiento del buggy.
1.3 FORMULACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA
DE INVESTIGACIÓN.
3
elaborar una guía de orientación para lo producción de este tipo de vehículos.
. Gracias a estos procesos prácticos y teóricos, se puede realizar la creación de este tipo de vehículos, ya que en el mercado no se encuentras fuentes especializadas para le creación de un buggy
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN.
1.4.1 OBJETIVO GENERAL
La creación de un buggy con un motor de cuadrón de 200cc de 4 tiempos, hecho para todo tipo de terreno, con las adaptaciones y modificaciones necesarias para su correcto funcionamiento, poniendo en práctica todos los conocimientos aprendidos en la carrera.
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Implementar nuevos conocimientos, mediante la elaboración, adaptación y fabricación de piezas para llegar al correcto funcionamiento del modelo dispuesto.
Buscar la información necesaria con respecto a todo lo que tenga que ver con la creación de este tipo de vehículos, como manuales de construcción, especificaciones del motor con un estudio adecuado para realizar las adaptaciones y modificaciones necesarias.
Analizar las medidas y tipos de material para realizar la carrocería utilizando los materiales adecuados.
4
Ampliar y desarrollar nuestros conocimientos sobre la fabricación a través teorías y prácticas, en conjunto con la tecnología para poder realizar el proceso planteado.
1.5 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO.
El tener la tecnología necesaria y los medios para el desarrollo de este proyecto, con el fin de aportar con información al respecto de la creación de un buggy, sus medidas, materiales y diferentes componentes, para facilitar la fabricación de este a personas aficionadas con estos vehículos.
Este proyecto aplica un proceso en la creación de este tipo de vehículos para generar conocimientos necesarios dentro del área de ingeniería automotriz.
1.5.1 JUSTIFICACIÓN METODOLÓGICA
1.5.1.1 Método deductivo.
Este método me ayuda a solucionar los posibles problemas que se presenten a lo largo de la creación de buggy.
1.5.1.2 Método inductivo.
5 1.5.1.3 Método de síntesis.
Este método es importante ya que nos permite plasmar todos los procesos en un solo documento, permitiendo y facilitando ayuda a todo tipo de personas en especial a las personas que siguen la carrera.
1.5.2 JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA.
Lograr la creación de un buggy con todas sus partes y estructuras, analizando cada uno de sus componentes y con esto lograr el correcto funcionamiento, que portaran y servirán a personas que les guste este tipo de vehículos.
1.5.3 JUSTIFICACIÓN TEÓRICA.
Los materiales y manuales de creación de este tipo de vehículos, en conjunto con el desarrollo de su estructura, todo esto nos ayudan a entender cómo realizar nuestro vehículo, para que con esta información lograr la creación y correcto funcionamiento de nuestro vehículo.
1.6 MARCO DE REFERENCIAL
.1.6.1 MARCO TEÓRICO.
Un buggy o arenero es un vehículo diseñado para andar en la arena. Suele tener un chasis ligero, una carrocería sin techo rígido y ruedas grandes. Los primeros buggies fueron construidos sobre la base de un Volkswagen Escarabajo. Hoy existen buggies tanto basados en modelos de producción como totalmente artesanales.
6
ruedas suelen ser utilizados en las zonas costeras y los desiertos, donde se puede circular libremente y saltar entre las numerosas dunas. También pueden ser empleados para trabajar en el campo, cuando se les proporciona una suspensión reforzada. Su uso se ha extendido entre unidades especiales de distintos cuerpos militares.
Por norma general, la disposición del motor es trasera al igual que la tracción. Ésta configuración le confiere actitudes de sobre viraje. Actualmente se están creando modelos con tracción a las 4 ruedas y versiones de 2 ó 4 plazas.
La producción en serie se ha extendido a vehículos sin carrocería, normalmente fabricados en China debido a su bajo costo, pero de baja calidad. Aunque legalmente están limitados en potencia a 20CV y en velocidad a 70km/h se los está confiriendo motores de 650, 800 y hasta 1100cc.
1.6.2 MARCO CONCEPTUAL.
1.6.2.1 Chasis ligero.
7 1.6.2.2 Carrocería.
La carrocería de un automóvil es aquella parte del vehículo en la que reposan los pasajeros o la carga. En los vehículos auto portantes, la carrocería sujeta además los elementos mecánicos del vehículo.
1.6.2.3 Carrocería Tubular.
Unión de varios tubos mediante soldadura con el fin de lograr una protección adecuada para quienes están dentro de esta.
1.6.2.4 Suspensión.
La suspensión en un automóvil, camión o motocicleta, es el conjunto de elementos que absorben las irregularidades del terreno por el que se circula para aumentar la comodidad y el control del vehículo. El sistema de suspensión actúa entre el chasis y las ruedas, las cuales reciben de forma directa las irregularidades de la superficie transitada.
1.6.2.5 Tracción.
Agarre del vehículo este será de tracción trasera.
1.6.2.6 Sobreviraje.
8
1.7 HIPÓTESIS.
Si se obtiene la información actualizada para la construcción de buggies se analizan las medidas, los materiales y los elementos existentes en el mercado y se determina la correcta utilización del fundamento teórico junto con las partes y piezas de fácil consecución en el mercado local, entonces se lograra la creación de un buggy con un motor de cuadrón de 200cc de 4 tiempos, hecho para todo tipo de terreno, con las adaptaciones y modificaciones necesarias para su correcto funcionamiento, poniendo en práctica todos los conocimientos aprendidos en la carrera.
1.8 ASPECTOS METODOLÓGICOS
Obtener la información necesaria para el proceso de creación y la ejecución de nuestro tema de investigación.
Ubicación de los lugares donde se encontraran las diferentes piezas del motor, talleres donde se puedan modificar y adaptar piezas, ir a lugares especializados en buggies.
Analizar de cómo va a ser la estructura del vehículo, ubicación adecuada de piezas y partes.
Ensamblaje de piezas y estructuras del vehículo a crear basándonos y guiándonos en un orden especifico basándonos en un manual para evitar errores.
9
CAPITULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.1 DEFINICIÓN DE CADA UNA DE LAS PARTES DEL
BUGGY.
2.1.1 DEFINICIÓN DE BUGGY.
Un buggy o arenero es un vehículo diseñado para andar en la arena. Suele tener un chasis ligero, una carrocería sin techo rígido y ruedas grandes. Los primeros buggies fueron construidos sobre la base de un Volkswagen Escarabajo. Hoy existen buggies tanto basados en modelos de producción como totalmente artesanales.
Los buggies están pensados principalmente para personas que disfrutan con la conducción y diseño de este tipo de vehículos. Gracias a sus grandes ruedas suelen ser utilizados en las zonas costeras y los desiertos, donde se puede circular libremente y saltar entre las numerosas dunas. También pueden ser empleados para trabajar en el campo, cuando se les proporciona una suspensión reforzada. Su uso se ha extendido entre unidades especiales de distintos cuerpos militares.
Por norma general, la disposición del motor es trasera al igual que la tracción. Ésta configuración le confiere actitudes de sobreviraje. Actualmente se están creando modelos con tracción a las 4 ruedas y versiones de 2 ó 4 plazas.
10
velocidad a 70km/h se los está confiriendo motores de 650, 800 y hasta 1100cc.
Los primeros datos existentes sobre buggies, provienen del estado de California, Estados Unidos, a mediados de los años 50. Inicialmente, los vehículos eran fabricados a nivel personal como "hobby" durante el fin de semana. Estos, se diseñaban individualmente en garajes particulares sobre un modelo de coche ya comercializado en el mercado. Principalmente, eran conducidos por las largas playas de la costa del Pacífico durante los fines de semana. De aquí proviene la palabra “Beach Buggies”. Más adelante, ya en los años 60, empezó a popularizarse el buggy. Las familias preparaban los vehículos durante toda la semana en sus propios garajes de casa y cuando llegaba el fin de semana, toda la familia se desplazaba a la playa a pasar el día con sus máquinas y amigos como se muestra en la siguiente figura.
Figura 1.Primeros buggies
11
A partir de 1970, se forman los primeros clubes para competir en las playas y siempre sobre superficies blandas y planas. Mientras tanto, una nueva variante se iba creando: el “Dune Buggy”. Esta modalidad, consistía en subir montañas arenosas tipo dunas. Fue entonces, cuando empezaron a aparecer modelos con chasis tubulares completos, al estilo jaula, por su excelente seguridad ante volcadas ocasionales y también equipados con ruedas traseras más grandes obtenidas de los tractores de aquella época. Adicionalmente, se emplearon filtros de aire sobredimensionados y amortiguadores más robustos y de largo recorrido.
Finalmente, en 1975 aparecieron los modelos más conocidos en Europa, con motor Volkswagen Beattle y carrocería en fibra de vidrio. Estos vehículos se popularizaron, por todo el mundo como un vehículo de aventura y a la vez de uso diario. Actualmente, el buggy tipo "chasis tubular", se sigue fabricando en los Estados Unidos por empresas especializadas bajo pedido. Estos, llevan potentes motores V-8 de muy alta potencia, y suspensiones de largo recorrido para poder saltar las dunas de los desiertos y playas de Arizona o California. Algunos de estos modelos incluso compiten en la famosa carrera Baja California.
El “know-how” de los buggies Joyner, provienen de esta escuela de primeros entusiastas. El modelo matador 650, ha sido íntegramente desarrollado bajo filosofía americana, siendo ensayado continuamente en los terrenos más duros y exigentes del estado de Arizona y Australia.
2.1.2 DEFINICIÓN DE CHASIS LIGERO.
2.1.2.1 Chasis con plataforma:
12
basan en un chasis ligero, soporta a los órganos mecánicos y al piso, puede rodar sin carrocería y es independiente, es decir, se une a la plataforma por medio de tornillos o soldadura.
2.1.3 DEFINICIÓN DE CARROCERÍA
.
La carrocería o latonería de un automóvil es aquella parte del vehículo en la que reposan los pasajeros o la carga. En los vehículos autoportantes, la carrocería sujeta además los elementos mecánicos del vehículo como se muestra en la siguiente figura.
Figura 2. Carrocerías
13 2.1.3.1 Carrocerías según construcción
Chasis independiente
La técnica de construcción de chasis independiente utiliza un chasis rígido que soporta todo el peso y las fuerzas del motor y de la transmisión. La carrocería, en esta técnica, cumple muy poca o ninguna función estructural.
Esta técnica de construcción era la única utilizada hasta 1923, año en el que se lanzó el primer automóvil con estructura monocasco, el Lancia Lambda. Las carrocerías autoportantes, a lo largo del siglo XX, fueron sustituyendo al chasis independiente. Actualmente sólo se construyen con chasis independiente varios vehículos todoterreno, deportivo utilitarios, y la mayoría de las camionetas grandes y algunas de las camionetas ligeras así como varios automóviles americanos.
Los primeros chasis independientes eran de madera, heredando las técnicas de construcción de los coches de caballos. En los años 1930 fueron sustituidos de forma generalizada por chasis de acero.
14 Figura 3. Ford t, vehículo veterano con chasis independiente
M.Minderhoud
Figura 4. Toyota land cruiser, moderno vehículo con chasis independiente
15
En Estados Unidos el chasis independiente duró más que en otros países, ya que la costumbre estadounidense del cambio anual de diseño era más difícil con estructuras monocasco. Desde los años 90 la mayor parte de los automóviles de pasajeros utilizaron la construcción monocasco; sólo los camiones, autobuses, todoterrenos para uso rudo y automóviles grandes siguen usando el chasis independiente, si bien cada vez más ha incorporado la estructura autoportante.
El chasis independiente sigue siendo el preferido para vehículos industriales, que han de transportar o arrastrar cargas pesadas. De entre los pocos automóviles de gran serie que se siguen fabricando con chasis independiente destacan el Ford Crown Victoria, el Mercury Grand Marquis y el Lincoln Town Car. Las ventajas son la facilidad de reparación en caso de colisión (lo que le hace ser preferido como vehículo policial) y de alargar para hacer una limusina.
Autoportante
En la carrocería autoportante es una técnica de construcción en la cual la chapa externa del vehículo soporta algo (semi-monocasco) o toda la carga estructural del vehículo.
El primer vehículo en incorporar esta técnica constructiva fue el Lancia Lambda, de 1923.
Los primeros vehículos de gran serie en tener carrocería autoportante fueron el (en inglés) Chrysler Airflow y el Citroën Traction Avant.
16
La Segunda Guerra Mundial supuso un alto en el desarrollo automovilístico. Tras la guerra, la carrocería autoportante se fue difundiendo.
El Morris Minor de 1948 fue un vehículo de posguerra que adoptó tempranamente la técnica.
El Ford Consul introdujo una variante de carrocería autoportante llamada unit body o unibody, en la cual los distintos paneles de la carrocería se atornillaban a una estructura monocasco.
Otros vehículos (por ejemplo el Chevrolet Camaro de 1967) utilizaron una técnica mixta, en la cual un semi-monocasco se combinaba con un chasis parcial (subchasis) que soportaba el motor, el puente delantero y la transmisión. Esta técnica trataba de combinar la rigidez y la resistencia de la carrocería autoportante con la facilidad de fabricación del vehículo con chasis independiente, actualmente este sistema se encuentran en algunas SUV´s de las marcas Japonesas Toyota, Mitsubishi y Suzuki para obtener mayor rigidez torsional y tener a la vez la ventaja monocasco en Suv´s que requieran mayor resistencia a malos tratos. Los inconvenientes eran desajustes entre el chasis parcial y la carrocería, solucionado ahora con puntos de suelda de nueva generación y adhesivos especiales.
17 Figura 5. Lancia lambda, primer vehículo con carrocería autoportante
Internet
Figura 6. Citroën traction avant 1934
18
Tubular
La carrocería tubular o superligera. Es un tipo de carrocería utilizado en vehículos clásicos deportivos de mediados del siglo XX y por los grupos B de los años 80. Fue creada por el carrocero italiano Touring en 1937.
Esta técnica utiliza como estructura del vehículo una red de finos tubos metálicos soldados, recubierta después con láminas metálicas, frecuentemente de metales exóticos tales como aluminio o magnesio.
Esta técnica consigue una carrocería de gran rigidez y resistencia con muy poco peso. Por otra parte, la fabricación es muy cara y laboriosa.
La técnica todavía se utiliza en modelos deportivos hechos a mano como se muestra en las siguientes figuras.
Figura 7. Estructura tubular de un caterham seven actual
19 Figura 8. Estructura tubular en el habitáculo de un ferrari 250 gto de 1962
Internet
2.1.3.2 Carrocerías según número de volúmenes
Monovolumen
Un monovolumen es una carrocería en la que no se diferencia más de un volumen. La zona del motor, la cabina y el maletero están completamente integrados. Generalmente, un monovolumen es más alto que un automóvil de turismo (1,60 a 1,80 metros contra 1,40 a 1,50 metros).
20 Figura 9. Volkswagen combi, clásico monovolumen por excelencia
Internet
Tres volúmenes
En un tres volúmenes o tricuerpo se distinguen claramente los tres volúmenes: un volumen para el capó con el motor, otro volumen para el habitáculo y un tercero para el compartimento de carga.
21 Figura 10. Volkswagen polo, dos volúmenes
Internet
2.1.3.3 Carrocerías según forma
Los automóviles tienen distintas formas de carrocería. Algunas de estas formas están en producción, otras tienen un interés meramente histórico. Parte de esas formas reciben el nombre del diseño equivalente que tenían los coches de caballos antes de aparecer el automóvil.
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Sedán
Sedán es un tipo de carrocería típica de un automóvil de turismo; es un tres volúmenes en el que la tapa del maletero no incluye al vidrio trasero, por lo que éste está fijo y el maletero está separado de la cabina. El maletero se extiende horizontalmente desde la parte inferior de la luna trasera algunas decenas de centímetros hacia atrás. La cantidad de puertas es la de las puertas laterales, prácticamente siempre dos o cuatro.
En cambio una "Berlina" es un término que describe un diseño de automóvil que consiste en una cabina o área para pasajeros con un espacio de carga (maletero) integrado al cual se tiene acceso mediante un portón trasero. Este portón incluye el vidrio trasero y el voladizo trasero es relativamente corto. El portón trasero se considera una puerta más, por lo que los hatchback con dos puertas laterales se denominan "tres puertas" y los modelos con cuatro puertas laterales son "cinco puertas"
.
Familiar
Un familiar, rubia, ranchera, estanciera o rural es un automóvil con el techo elevado hasta el portón trasero, que sirve para acceder a la plataforma de carga.
Los fabricantes suele utilizar los términos correspondientes en otros idiomas: "Break" en Francia, "Kombi", "Tourer" o "Touring" en Alemania y Suecia, "Station Wagon" en inglés norteamericano y "Estate" en inglés del Reino Unido.
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Familiar ha salido en innumerable de películas en Hollywood, estrella por sí solo como se ve en la siguiente figura.
Figura 11. Opel omega sedán
P. Brundel
Woodies
Estos vehículos fueron denominados "rubias" en España, dado que la madera con la que se construían solía ser de color claro. Era normal que, al hablar en una revista especializada española contemporánea de, digamos, un Seat 1500 Familiar, se le llamase "Seat 1500 Rubia", a pesar de que no hubiese madera auténtica ni simulada en este vehículo. Otras denominaciones para esta carrocería (y para el "Familiar") fueron Ranchera y Jardinera.
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En los años 1920, algunos carroceros empezaron a adaptar chasis de sedanes para transportar bultos. Esta adaptación les daba una forma muy parecida a lo que actualmente llamamos familiar o station wagon. Dado que los coches de aquella época tenían el chasis independiente de la carrocería, era posible hacer cambios en la carrocería sin afectar a la estructura básica del vehículo, por lo que los paneles de carrocería modificados solían ser de madera, ya que este material hacía posible una transformación artesanal, dado que el estampar paneles metálicos requiere de una gran inversión inicial.
En aquella época el coche era aún un artículo minoritario, y el método de transporte más popular era el ferrocarril, surgiendo así para muchos hoteles el problema de que sus clientes necesitaban transportar maletas y bultos desde la estación de ferrocarril hasta el hotel. Los hoteles, consecuentemente, adquirieron flotas de estos vehículos para transportar maletas de clientes desde la estación del tren hasta el hotel. De ahí el nombre "Station Wagon".
En los años 1930 empezaron a aparecer woodies de lujo. Probablemente por la asociación mental del woodie con el tiempo de ocio y los hoteles de lujo que los empleaban. Lejos de la connotación utilitaria y comercial que el "Familiar" tuvo en Europa, en Estados Unidos el "Woodie" era muchas veces el tope de gama, un vehículo muy caro y cargado de extras, y un símbolo de status social.
25 Figura 12. Comercial biscuter
Internet
.
Figura 13. 1940 Pontiac special series 25 woodie
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En los años 1950 los vehículos para transporte de bultos ya eran vehículos de gran serie, y no conversiones artesanales, por lo que estaban construidos exclusivamente con chapa metálica. El woodie ya no tenía ninguna razón de ser, salvo el mantenimiento de unas expectativas psicológicas del comprador sobre como "tenía" que ser un familiar de lujo. La madera, todavía madera auténtica, era ya un mero aplique sobre una carrocería metálica, encareciendo la fabricación y complicando el mantenimiento del vehículo.
En los años 1960 y 1970 el woodie es ya un mero ejercicio de estilo, ya que la "madera" consiste ya en unos paneles de falsa madera adheridos a la superficie de la carrocería.
Cupé
27 Figura 14. Ford a coupé
Internet
Figura 15. 2009 Alfa romeo brera coupé
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HARDTOP
Las carrocerías tipo hardtop o "techo duro" eran una especialidad norteamericana. Consistían en una versión sin pilar B de un vehículo de serie.
El propósito del hardtop es conseguir la estética del convertible, pero evitando algunos de sus inconvenientes.
Lo más frecuente es que fuesen vehículos de dos puertas, pero también se llegaron a hacer versiones hardtop de vehículos de cuatro puertas e incluso de familiares.
El hardtop presentaba algunos inconvenientes:
La ausencia del pilar B hacía que el vehículo perdiese rigidez torsional y resistencia en caso de vuelco o accidente. Los Hardtop, por consiguiente, eran frecuentemente chasis o monocascos de convertibles (y por lo tanto reforzados) a los que se añadía un techo fijo. El Hardtop era, por tanto, más pesado que el vehículo normal del que se derivaba, pero con menor rigidez torsional.
29 Figura 16. Cadillac sedan de ville, un hardtop de cuatro puertas
Internet
Vehículo deportivo utilitario
Un vehículo deportivo utilitario es un automóvil todoterreno con carrocería monocasco diseñado para ser utilizado mayoritariamente en asfalto. Los deportivos utilitarios suelen ser más altos que el vehículo del que se derivan y pueden presentar detalles visuales tomados de los todoterrenos, tales como barras frontales de protección o ruedas de repuesto externas en el portón trasero.
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En países anglófonos se diferencia además el "liftback", que es un automóvil con una quinta puerta no vertical, sino inclinada suavemente.
Los automóviles todoterrenos, los monovolúmenes y las furgonetas también tienen normalmente un portón trasero; no obstante, los términos "tres puertas" y "cinco puertas" se suelen reservar para los turismos.
Vehículo todoterreno
31 Figura 17. Jeep 2500 made in china, con 6 en línea de alta performance
Francisco Espín
Figura 18. Todoterreno mercedes benz fuera
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Camioneta
Una camioneta (o pickup) tiene una plataforma de carga descubierta por detrás del habitáculo. La plataforma de carga puede ser cubierta en algunos modelos con una lona o con una estructura de fibra de vidrio como se muestra en la fugura.
Figura 19. Pickup ford f150 Internet
Limusina
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Coche fúnebre
Un coche fúnebre es un vehículo que se utiliza para transportar el ataúd que contiene los restos mortales de una persona.1
2.1.4 DEFINICIÓN DE SUSPENSIÓN.
Se dice que algo está suspendido cuando se encuentra colgado de algún soporte por medio de una cuerda, una cadena etc. Este elemento mediante el cual se suspende algo, recibe el nombre de suspensión. En el caso que nos ocupa, la suspensión de un auto es un conjunto de elementos más o menos complejo que sirve para suspender el peso del vehículo de un soporte constituido por las ruedas
.
2.1.4.1 Historia
Una preocupación de los fabricantes de carruajes fue tratar de hacer más cómodos los vehículos. Los caminos empedrados eran seguramente una tortura para los ocupantes de los antiguos carros de tracción animal, pues cada hoyo o piedra que las ruedas pasaran se registraba exactamente ahí, donde se sentaban, en la misma magnitud.
Se hicieron varios intentos para reducir esos impactos, acolchando los asientos o poniendo unos resortes en el pescante del cochero, (para empezar no estuvo mal) pero el problema aún no se resolvía hasta que alguien tuvo la idea de colgar la cabina del carruaje, con unas correas de cuero, desde unos soportes de metal más o menos acerado que venían de los ejes de modo que aquella quedaba suspendida por cuatro soportes y cuatro correas como se muestra en la siguiente fugura.
1
34 Figura 20. Suspensión sobre correas de cuero
Escuela Técnico Profesional
El resultado fue que aunque los golpes del rodaje eran parcialmente absorbidos por tal sistema, resultó ser una verdadera coctelera pues se mecía y bamboleaba sin control, añadiendo al relativo confort las delicias del mareo. Sin embargo, en estricto sentido, podemos decir que ahí nació el concepto de suspensión: un medio elástico que además de sostener la carrocería asimile las irregularidades del camino.
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interna aplicado a los vehículos, las ruedas también evolucionaron, de la rueda de rayos (radios) pasaron al de metal estampado y al de aleación ligera; de la llanta de hierro a la de hule macizo, después al neumático de cuerdas o tiras diagonales y finalmente al radial.
Una suspensión actual de tipo convencional cuenta básicamente con dos elementos: un resorte (o muelle helicoidal) y un amortiguador. El resorte tiene como función principal absorber las irregularidades del camino para que no se transmitan a la carrocería. El amortiguador a su vez, tiene la función de controlar las oscilaciones de la carrocería. Con esta combinación de elementos se logra una marcha cómoda, segura y estable, acorde con los requerimientos de los automóviles y los caminos actuales.
Obviamente, los componentes mencionados no trabajan solos, pues se encuentran integrados en conjuntos mecánicos que funcionan como un equipo y que juntos constituyen el sistema denominado; suspensión como se muestra en las siguientes figuras.
Figura 21. Resorte o espiral
36 Figura 22. Amortiguador
Escuela Técnico Profesional
Figura 23. Oscilaciones de la suspensión sin amortiguador
Escuela Técnico Profesiona
Figura 24. Oscilaciones de la suspensión con amortiguador
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Evidentemente, la labor de los amortiguadores mantiene a las Ilantas en contacto con el pavimento al reducir tanto el número como la magnitud de las oscilaciones; esto se traduce en tracción efectiva y seguridad de rodaje.
2.1.4.2 La Suspensión
En la imagen (una suspensión delantera) se puede observar el ensamble típico de un conjunto de pata telescópica con el amortiguador ubicado dentro del resorte como se muestra en la figura.
Figura 25. Suspensión delantera
Escuela Técnico Profesional
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de los cojinetes y la estructura de la pieza cumplen ahora funciones más complejas que la de soportar la rueda como se muestra en la figura.
Figura 26. Suspensión vista superior
Escuela Técnico Profesional
2.1.4.3 Eje delantero
39 Figura 27. Suspensión mc pherson
Escuela Técnico Profesional
Mientras que un eje de giro permite el rodado completo (360° o más), un eje de pivotamiento sólo permite algunos grados (menos de 360°).
2.1.4.4 Suspensión con patas telescópicas
40 Figura 28. Suspensión con patas telescópicas
Escuela Técnico Profesional
El medio elástico puede variar de forma para ajustarse a los requerimientos del diseño y el trabajo de la suspensión. En la figura A y B, podemos ver un par de ejemplos.
Figura 29. Figura ¨A¨ suspensión con muelle
41 Figura 30. Figura ¨B¨ suspensión con barra de torsión
Escuela Técnico Profesional
Suspensión Independiente
42 Figura 31. Suspensión independiente
Escuela Técnico Profesional
43 Figura 32. Suspensión independiente en las cuatro ruedas2
Escuela Técnico Profesional
2.1.5 DEFINICIÓN DE TRACCIÓN.
Acción y resultado de mover o arrastrar una cosa, especialmente vehículos o
carruajes:
La tracción trasera (abreviación en inglés RWD, de Rear-Wheel Drive) es un sistema en el que el movimiento del motor se transmite sólo a las ruedas traseras.
2.1.5.1 Historia
Tradicionalmente fue el primer sistema empleado en los vehículos autopropulsados de más de dos ruedas, especialmente por la necesidad de hacer orientables las ruedas delanteras para la dirección. Durante décadas se empleó en todos los automóviles y camiones. En los primeros sólo permanece en vehículos de altas prestaciones y potencia (ver vehículos de
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http://www.etp.uda.cl/areas/electromecanica/MODULOS%20%20TERCERO/SISTEMAS%2 0DE%20DIRECCI%C3%93N%20Y%20SUSPENSI%C3%93N/Gu%C3%ADa%20N%C2%B A%201.%20Historia.pdf
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competición Fórmula 1 por ejemplo. En los segundos es la configuración básica a partir de un cierto tonelaje. Este tipo de tracción es usado en prácticamente la totalidad en motocicletas.
La mayoría de vehículos de tracción trasera tienen un motor montado longitudinalmente en la parte delantera del mismo, transmitiendo el movimiento del motor a los ejes traseros a través de una caja de cambios, eje de transmisión, diferencial y el eje de ruedas trasero
Ventajas
Mejor transmisión del par motor a las ruedas en fase de franca aceleración, por el reparto de pesos aparente generado por las fuerzas de inercia al acelerar. Mejor reparto de pesos que permite situar el centro de gravedad lo más cerca posible del centro de las 4 ruedas.
Inconvenientes
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Figura 33. MOTOR TRASERO
Moebiusuibeom-en
Motor central trasero longitudinal / Tracción trasera
Algunos vehículos poseen este tipo de tracción trasera mediante un motor trasero, en algunos casos, en orientación transversal, similar al de tracción delantera y en otros longitudinal donde al motor se encuentra ubicado por detrás del eje trasero. Si el motor se ubica por delante del eje trasero, esta configuración se define como motor central.
Sus principales ventajas:
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No obstante, he aquí sus inconvenientes:
Reduce la adherencia en las ruedas delanteras en cuestas muy empinadas
Se dificulta la refrigeración del motor. Aumenta sobremanera el sobreviraje
Por tal motivo, este sistema sólo puede ser implementado en vehículos provistos de turbinas (generalmente algunos vehículos de carreras) o bien vehículos pequeños de poca cilindrada cuyo motor pueda ser refrigerado por aire.
2.1.6 DEFINICIÓN DE SOBRE VIRAJE.
Deriva acentuada de los neumáticos del eje trasero que desplaza esta parte
del vehículo hacia el exterior de la curva. Suele producirse en los vehículos
de tracción trasera mientras se acelera en mitad de una curva. Se corrige
por medio del contravolante. Si el sobreviraje es muy acentuado y no se
controla se produce un trompo al arrastrar la parte trasera sin adherencia a
todo el vehículo, haciéndolo girar sobre su eje vertical. Un ligero sobreviraje
ayuda a trazar la curva y deja el vehículo encarado hacia la siguiente recta,
técnica muy utilizada en competición. En un vehículo con tracción trasera el
sobreviraje se controla por medio del contravolante y levantando ligeramente
el pie del acelerador, el neumático deja de transmitir tanta fuerza de tracción
y puede transmitir más fuerza de guiado lateral. En un vehículo con tracción
delantera se realiza un ligero contravolante y se presiona el acelerador para
que las ruedas dirijan la parte delantera del vehículo hacia la salida de la
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aparece en los tracción trasera pero esta situación puede resultar algo
brusca al recuperar de golpe la adherencia de las ruedas como se observa
en la siguiente figura. 3
Figura 34. Sobre viraje
Widmanbiz
2.1.7 DEFINICIÓN DE CAJA DE CAMBIOS.
En los vehículos, la caja de cambios o caja de velocidades (también llamada simplemente caja) es el elemento encargado de obtener en las ruedas el par motor suficiente para poner en movimiento el vehículo desde parado, y una
3
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vez en marcha obtener un par suficiente en ellas para poder vencer las resistencias al avance, fundamentalmente las resistencias aerodinámicas, de rodadura y de pendiente.
El motor de combustión interna alternativo, al revés de lo que ocurre con la máquina de vapor o el motor eléctrico, necesita un régimen de giro suficiente (entre un 30% y un 40% de las rpm máximas) para proporcionar la capacidad de iniciar el movimiento del vehículo y mantenerlo luego. Aún así, hay que reducir las revoluciones del motor en una medida suficiente para tener el par suficiente; es decir si el par requerido en las ruedas es 10 veces el que proporciona el motor, hay que reducir 10 veces el régimen. Esto se logra mediante las diferentes relaciones de desmultiplicación obtenidas en el cambio, más la del grupo de salida en el diferencial. El sistema de transmisión proporciona las diferentes relaciones de engranes o engranajes, de tal forma que la misma velocidad de giro del cigüeñal puede convertirse en distintas velocidades de giro en las ruedas. El resultado en la ruedas de tracción es la disminución de velocidad de giro con respecto al motor, y el aumento en la misma medida del par motor
En función de esto, si la velocidad de giro (velocidad angular) transmitida a las ruedas es menor, el par motor aumenta, suponiendo que el motor entrega una potencia constante.
49 2.1.7.1 Constitución de la caja de cambios
La caja de cambios está constituida por una serie de ruedas dentadas dispuestas en tres árboles.
Árbol primario. Recibe el movimiento a la misma velocidad de giro que el motor. Habitualmente lleva un único piñón conductor en las cajas longitudinales para tracción trasera o delantera. En las transversales lleva varios piñones conductores. Gira en el mismo sentido que el motor.
Árbol intermedio o intermediario. Es el árbol opuesto o contra eje. Consta de un piñón corona conducido que engrana con el árbol primario, y de varios piñones (habitualmente tallados en el mismo árbol) que pueden engranar con el árbol secundario en función de la marcha seleccionada. Gira en el sentido opuesto al motor.
En las cajas transversales este eje no existe.
Árbol secundario. Consta de varios engranajes conducidos que
están montados sueltos en el árbol, pero que se pueden hacer solidarios con el mismo mediante un sistema de desplazables. Gira en el mismo sentido que el motor (cambios longitudinales), y en sentido inverso en las cajas transversales. En otros tipos de cambio, especialmente motocicletas y automóviles y camiones antiguos, los piñones se desplazan enteros sobre el eje.
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movimiento axial. En las cajas transversales, la reducción o desmultiplicación final eje secundario/corona del diferencial invierte de nuevo el giro, con lo que la corona gira en el mismo sentido que el motor.
Eje de marcha atrás. Lleva un piñón que se interpone entre los
árboles intermediario y secundario (longitudinal) o primario y secundario (transversal) para invertir el sentido de giro habitual del árbol secundario. En el engranaje de marcha atrás, normalmente se utiliza un dentado recto, en lugar de un dentado helicoidal, más sencillo de fabricar. Asimismo, cuando el piñón se interpone, cierra dos contactos eléctricos de un conmutador que permite lucir la luz o luces de marcha atrás, y al soltarlo, vuelve a abrir dichos contactos.
Todos los árboles se apoyan, por medio de cojinetes, axiales, en la carcasa de la caja de cambios, que suele ser de fundición gris,(ya en desuso) aluminio o magnesio y sirve de alojamiento a los engranajes, dispositivos de accionamiento y en algunos casos el diferencial, así como de recipiente para el aceite de engrase.
En varios vehículos como algunos camiones, vehículos agrícolas o automóviles todoterreno se dispone de dos cajas de cambios acopladas en serie, mayoritariamente mediante un embrague intermedio. En la primera caja de cambios se disponen pocas relaciones de cambio hacia delante, normalmente 2, (directa y reductora); y una marcha hacia atrás, utilizando el eje de marcha atrás para invertir el sentido de rotación.
La lubricación puede realizarse mediante uno de los siguientes sistemas:
Por barboteo. Mixto.
51 2.1.7.2 Clasificación de las cajas de cambios
Existen varios tipos de cajas de cambios y diversas maneras de clasificarlas.
Hasta el momento en que no se habían desarrollado sistemas de control
electrónico la distinción era mucho más sencilla e intuitiva ya que describía
su construcción y funcionamiento. En tanto que se han desarrollado
sistemas de control electrónico para cajas se da la paradoja que existen
cajas manuales con posibilidad de accionamiento automatizado (por ejemplo
Alfa Romeo) y cajas automáticas con posibilidad de intervención manual. La
clasificación en función de su accionamiento es una de las clasificaciones
aceptadas por mayor número de autores:
Manuales, mecánicas o sincrónicas
Tradicionalmente se denominan cajas mecánicas a aquellas que se componen de elementos estructurales (y funcionales), rodamientos, etc. de tipo mecánico. En este tipo de cajas de cambio, la selección de las diferentes velocidades se realiza mediante mando mecánico, aunque éste puede estar automatizado.
Los elementos sometidos a rozamiento ejes, engranajes, sincronizadores, o selectores están lubricados mediante baño de aceite (específico para engranajes) en el cárter aislados del exterior mediante juntas que garantizan la estanqueidad.
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Las distintas velocidades de que consta la caja están sincronizadas. Esto quiere decir que disponen de mecanismos de sincronización que permiten igualar las velocidades de los distintos ejes de que consta la caja durante el cambio de una a otra.
La conexión cinemática entre el motor y la caja de cambios se realiza mediante el embrague.
Dentro de este grupo se encuentra la caja de cambios manual automatizada de doble embrague DSG -en alemán Direkt Schaltgetriebe- del Grupo Volkswagen y la caja de cambios automática de doble embrague en seco DDCT -en inglés Dual Dry Cluth Transmision- de Fiat Group Automobiles, las cuales permiten el funcionamiento en modo manual o automático, además de obtener una velocidad de transmisión entre marchas muy superior al contar con la presencia de dos embragues, uno encargado de las marchas pares y el otro de las impares (y marcha atrás).
Automáticas o hidromáticas
La caja automática es un sistema que, de manera autónoma, determina la mejor relación entre los diferentes elementos, como la potencia del motor, la velocidad del vehículo, la presión sobre el acelerador y la resistencia a la marcha, entre otros. Se trata de un dispositivo electro hidráulico que determina los cambios de velocidad; en el caso de las cajas de última generación, el control lo realiza un calculador electrónico.
53 2.1.8 DEFINICIÓN DEL TIPO DE MOTOR DE 4 TIEMPOS.
Se denomina motor de cuatro tiempos al motor de combustión interna alternativo tanto de ciclo Otto como ciclo del diesel, que precisa cuatro, carreras del pistón o émbolo (dos vueltas completas del cigüeñal) para completar el ciclo termodinámico de combustión.
Estos cuatro tiempos son:
Figura 35. Tiempos del motor
Automecanico
2.1.8.1 Tiempos del ciclo
54 1-Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente.
2-Segundo tiempo o compresión: al llegar al final de carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.
3-Tercer tiempo o explosión/expansión: al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado o de ciclo Otto salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diesel, se inyecta a través del inyector el combustible muy pulverizado, que se auto inflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º mientras que el árbol de levas da gira, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.
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abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de 90º
Historia
El estadounidense Sylvester Howard Roper (1823-1896) inventó un motor de cilindros a vapor (accionado por carbón) en 1867. Ésta puede ser considerada la primera motocicleta, si se permite que la descripción de una motocicleta incluya un motor a vapor.
Wilhelm Maybach y Gottlieb Daimler construyeron una moto con cuadro y cuatro ruedas de madera y motor de combustión interna en 1885. Su velocidad era de 18 km/h y el motor desarrollaba 0,5 caballos.
Gottlieb Daimler usó un nuevo motor inventado por el ingeniero Nikolaus August Otto. Otto inventó el primer motor de combustión interna de cuatro tiempos en 1876. Lo llamó "Motor de Ciclo Otto" y, tan pronto como lo completó, Daimler (antiguo empleado de Otto) lo convirtió en una motocicleta que algunos historiadores consideran la primera de la historia. En 1894 Hildebrand y Wolfmüller presentan en Munich la primera motocicleta fabricada en serie y con claros fines comerciales. La Hildebrand y Wolfmüller se mantuvo en producción hasta 1897. Los hermanos rusos afincados en París Eugéne y Michel Werner montaron un motor en una bicicleta. El modelo inicial con el motor sobre la rueda delantera se comenzó a fabricar en 1897.
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todos los mecanismos, y ofrece algún pequeño espacio de almacenaje de objetos pequeños y de una rueda de recambio. Son vehículos urbanos, aunque también se pueden hacer viajes largos. Lo que destaca en este tipo de motos es la comodidad del manejo y facilidad de conducción, y no el desarrollo de grandes velocidades.
En 1910 apareció el sidecar, un carro con una rueda lateral que se une a un lado de la motocicleta. Consta de un bastidor (de una sola rueda) y de una carrocería que protege al pasajero. La motocicleta que lo arrastra, se convierte en un vehículo de tres ruedas y su conducción se controla mediante el giro del manillar, al no poder ejecutarse la basculación. Ya había aparecido años antes, pero en bicicletas y con la proliferación de los vehículos llamados "utilitarios", además de la prohibición de su fabricación por los gobiernos recientemente, han desaparecido prácticamente de la circulación.
Después de volver de la Segunda Guerra Mundial (1945), los soldados estadounidenses parecían descontentos con las motocicletas que eran construidas por Harley-Davidson e Indian. Las motos que habían montado en Europa eran más ligeras y más divertidas de conducir. Estos veteranos comenzaron a andar con otros ex soldados para volver a vivir algo de la camaradería que habían sentido en el servicio. Estos grupos se dieron cuenta que sus motocicletas necesitaban los cambios que Harley no les proporcionaba. Así nació la Motocicleta Custom
57 Figura 36. Motor utilizado en el buggy
Francisco Espín
2.1.8.2 Tipos de motor
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El motor va normalmente posicionado de modo transversal, es decir el cigüeñal es perpendicular a la marcha, independientemente del número de cilindros. Aunque hay excepciones muy conocidas y difundidas (BMW series "R" y "K" o Moto Guzzi serie "V", en los que el cigüeñal es longitudinal). El número de cilindros varía desde uno, usual en cilindradas más pequeñas, hasta 6 en línea, siendo disposiciones muy frecuentes los 4 en línea y dos en V con diferentes ángulos. El dos cilindros paralelo transversal fue el sistema más usual en las cilindradas mayores hasta los años 70. A partir de entonces se popularizó de manera extraordinaria el 4 cilindros.
La lubricación se hace de modo común para el motor y el cambio, salvo en los dos tiempos (2T), tanto en modo de carter húmedo como de carter seco. La alimentación se hizo por carburador, tanto uno para dos cilindros como un carburador por cilindro, la disposición más frecuente; hasta hoy día en que la inyección de combustible los está desplazando por normativa ambiental (emisión de gases). El encendido del motor se hacía originalmente por magneto y platinos, sin batería; Luego por bobina y batería, primero de platinos, luego transistorizado y hoy día totalmente electrónico. El encendido DIS o de "chispa perdida" , primero de platinos y luego electrónico, se popularizó desde principios de los 70, con la llegada masiva de las japonesas tetracilíndricas, es decir, que el distribuidor no se conoció en este tipo de motores salvo excepciones (Guzzi V7, MV-Agusta).
Encendido
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Para ello existe el sistema de encendido que se encarga de entregar la energía que necesita el motor de combustión para poder comenzar a realizar las fases de admisión, compresión, combustión y escape.
Realmente, el sistema de encendido lo que hace es mover el eje del motor de combustión durante el tiempo necesario para que este produzca las explosiones o detonaciones regulares y con la fuerza necesaria para que continúe el ciclo por sí mismo.
Además de la energía que transfiere al motor de combustión, el sistema de encendido también debe producir la chispa que produce la explosión en los motores Otto, con las condiciones a las que está sujeto este aspecto, pues la chispa debe producirse siempre en el momento adecuado para que toda la energía de la explosión se transmita correctamente al pistón y de este modo no existe desfases en el giro del cigüeñal.
Por tanto en líneas generales el sistema de encendido debe poseer la energía eléctrica que realice todos estos trabajos; que consigue mediante el alternador- rectificador, dinamo, acumulador (batería), además de la utilización de ésta energía para otras utilidades en el automóvil. Contando con estos requisitos y sobre todo debido a los avances en la electrónica durante los últimos años, se han generado diversos tipos de sistemas de encendido. Así como múltiples avances en cada uno de los elementos que los componen.
Transmisión