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INSTITUTO DE EDUCACION SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO

“MISIONEROS MONFORTIANOS”


R.M Nº 1477-91-ED


  1. DATOS INFORMATIVOS

    1. DIRECTOR : LIC. PEREZ CORDOVA, Gustavo Luís.

    2. ÁREA : laboratorio de mecanismos

    3. ESPECIALIDAD : Mecánica automotriz

    4. GRADO SECCION : 2 do

    5. HORAS SEMANALES : 4 horas de teoría

: 4 horas de práctica

II. NOMBRE DE LA ACTIVIDA : “calculo técnico sobre la distancia de

Frenado.

III. APRENDIZAJE ESPERADO

· Identificar, reconocer y aprender el uso de las técnicas de unión o articulaciones.

· medir los diferentes tipos de ángulos o cotas direccionales correctamente.

IV. TEMA TRANSVERSAL :”la globalización”.

V. ESTRATEGIA METODOLOGICA.

MOMENTOS

ACTIVIDADES

RECURSOS

TIEMPO


INICIO



-despertar en interés del estudiante contándole una anécdota.

-Formar grupo de trabajo

-Se entrega las separatas con contenido de información.

-¿Qué tipos de fuerzas coactantes existen?




-cuaderno

-pizarra

-lapicero

-mota

-plumones

-dibujos

-separatas






PROCESO

- Concepto del cálculo de frenada

- principio de funcionamiento

- fuerzas y momentos que actúan en el proceso de frenado

  1. Fuerza de frenado

  2. Resistencia a la rodadura

  3. Acciones aerodinámicas

  4. Resistencia del motor y transmisión

  5. Condiciones impuestas por la adherencia

  6. Reparto óptimo de las fuerzas de frenado

- repartos de cargas en el vehículo


-Papelotes

-Plumones

-Tornillos

-Tuercas

-Destornillador

-multimedia







FINAL




-Evaluación de las muestras que realizo en las prácticas y sustentación de los procedimientos que realizo.

-Intercambio de ideas.



-Cuaderno de trabajo

-Papelotes

-Folder de practica






VI. EVALUACION

INDICADORES

TECNICAS

INSTRUMENTOS


-Habilidad y destreza del uso correcto de las herramientas

-identifica los diferentes tipos de ángulos direccionales.

-Aplica las normas de seguridad e higiene.



-Exposición.

-Evaluación.

-auto Evaluación de actitudes.


-lista de cotejo.

-Ficha de evaluación.










INSTITUTO DE EDUCACION SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO

“MISIONEROS MONFORTIANOS”


R.M Nº 1477-91-ED

HOJA DE INFORMACIÓN

I.- DATOS INFORMATIVOS:

    1. DIRECTOR : LIC. PEREZ CORDOVA, Gustavo Luís.

    2. ÁREA : laboratorio de mecanismos

    3. ESPECIALIDAD : Mecánica automotriz

    4. GRADO SECCION : 2 do

    5. HORAS SEMANALES : 4 horas de teoría

: 4 horas de práctica

    1. DOCENTES RESPONSABLES: Quispe llamocca jimmy

II.- TEMA calculo técnico sobre la distancia de frenado

III.-OBJETIVOS

  • Diagnosticar y explicar el funcionamiento general de la distancia del frenado.

  • Describir y demostrar adecuadamente los diferentes componentes que forman la parte del sistema de frenos y su eficacia de frenado.


IV.-DESARROLLO DEL TEMA

4.1 CONCEPTO DEL CALCULO DE FRENADA.

Uno de los sistemas fundamentales de todo vehículo automóvil es el que le confiere la capacidad a reducir su velocidad incluso llegando a detenerlo sí así lo decide el conductor. Dicho sistema es el sistema de freno.
4.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El principio de funcionamiento de un sistema de frenado es la reducción de la energía cinética y/o potencial para transformarla en energía calorífica. Con esta transformación de energía se consigue la reducción de la velocidad del vehículo.
Consideramos los vehículos como cuerpos rígidos, no dotados, por tanto, de suspensiones. Así mismo, se considerará que el movimiento se produce en línea recta y sin acciones laterales, por lo que el análisis de los esfuerzos y movimientos asociados al proceso los estudiaremos a lo largo de este capítulo.
4.3. FUERZAS Y MOMENTOS QUE ACTÚAN EN ELPROCESO DE FRENADO.

Veremos a continuación los diferentes esfuerzos que intervienen durante el proceso de frenado, algunos de ellos nos podrían parecer irrelevantes, pero veremos que son de vital importancia dependiendo del tipo de conducción que realicemos.

  1. FUERZA DE FRENADO

Las principales fuerzas retardadoras del vehículo en el proceso de frenado son las que se desarrollan en la superficie de las ruedas como consecuencia de su contacto con la calzada, al serles aplicados pares que se oponen a su movimiento, es decir, las fuerzas de frenado.



  1. RESISTENCIA A LA RODADURA

La resistencia a la rodadura así como la resistencia aerodinámica del vehículo intervienen como fuerzas retardadoras en el proceso de frenado. Aunque su influencia es pequeña frente a la fuerza de frenado, pero aún así ayudan durante el proceso de deceleración. La resistencia a la rodadura, fundamentalmente está compuesta por la fricción neumático – suelo y perdidas mecánicas en el sistema de transmisiones. Su valor es generalmente pequeño en comparación con las otras fuerzas en juego. El valor de la resistencia a la rodadura crece casi proporcionalmente a la velocidad.




  1. ACCIONES AERODINÁMICAS

Las fuerzas aerodinámicas al avance solo tienen interés como fuerza retardadora a altas velocidades. A velocidades moderadas o bajas pueden despreciarse frente al valor de la fuerza de frenado.
Las fuerzas aerodinámicas son importantes a altas velocidades ya que su valor aumenta con el cuadrado de la velocidad que el vehículo lleve. Es decir que cuando doblamos la velocidad de un vehículo, por ejemplo de 80 km/h a 160 km/h la resistencia aerodinámica al avance, por ejemplo 40 Kg. se multiplica por cuatro siendo necesario un empuje de 160 Kg. En la siguiente tabla vemos como crecen las fuerzas aerodinámicas y de rodadura así como la potencia necesaria que debe tener el vehículo para superarlas.


Velocidad

(Km/h)

Resistencia

Aerodinámica (Kg)

Resistencia a la Rodadura (Kg)

Resistencia

Total (Kg)

Potencia

necesaria (CV)

40

5.3

10.0

15.3

2.3

80

21.6

14.0

35.6

10.7

120

48.6

19.0

67.6

30.6

160

86.3

26.0

112.4

67.9

200

135.0

32.0

167.0

126.2



  1. RESISTENCIA DEL MOTOR Y TRANSMISIÓN

La resistencia que ofrece el motor constituye, en muchos casos, un factor importante en el proceso de frenado. La potencia, como el par resistente, que ofrece el motor en procesos de frenado en los que permanece conectado a las ruedas a través de la transmisión, es importante cuando gira a un gran número de revoluciones y disminuye con la velocidad, hasta hacerse pequeño en el último intervalo de un proceso de frenado.

4.4. CONDICIONES IMPUESTAS POR LA ADHERENCIA

El bloqueo de las ruedas de un eje produce efectos negativos, ya que en una situación de bloqueo, el coeficiente de fricción entre el neumático y la calzada adquiere un valor inferior al de máxima adherencia (m=0,75), lo cual produce el deslizamiento del neumático sobre la calzada. En consecuencia, cuando las ruedas se bloquean, disminuye el valor de la fuerza de frenado respecto a la máxima fuerza potencial que puede obtenerse en condiciones de rodadura previas al bloqueo de las ruedas, ya que el coeficiente de fricción rueda / suelo cae a valores muy bajos del orden de m=0,2 o inferior en pavimentos mojados.
Si el eje que se bloquea es el trasero la adherencia de las ruedas de dicho eje con el suelo disminuye fuertemente como se ha visto antes, por lo que cualquier inestabilidad puede provocar el giro del vehículo sobre su eje haciendo perder totalmente la estabilidad direccional. Es decir, si en una situación de conducción normal nosotros tiramos con violencia del freno de mano, hasta llegar a bloquear los neumáticos, el vehículo tenderá a derrapar de la parte trasera hasta situarse a contra dirección.
Si las ruedas que se bloquean son las del eje delantero, las fuerzas de inercia aplicadas al centro de gravedad y las de rozamiento o adherencia en las ruedas, proporcionan un momento de guiñada que disminuye con el valor de la perturbación lateral. Esto provoca que el sistema sea estable, es decir, las fuerzas tienden a hacer que el vehículo recupere su posición longitudinal. En esta situación se origina una cierta pérdida de control direccional, menos grave, en términos generales, que la inestabilidad provocada por el bloqueo del eje trasero y el vehículo, tiende en principio a seguir una trayectoria recta sin obedecer a la dirección del mismo.

4.5. REPARTO ÓPTIMO DE LAS FUERZAS DE FRENADO.

Cuando el vehículo se encuentra estático, la masa del vehículo se reparte entre el eje delantero y el eje trasero, con valores que el diseño del vehículo ha provisto. Casi todos los vehículos comerciales de nuestros días, son ligeramente más pesados en la zona delantera que en la trasera. Ya que, no solo, el motor está ubicado en la parte delantera, sino que además al traccionar en ese mismo eje, caja de cambio, diferencial, las transmisiones, etc. se encuentran en el eje delantero.
4.6 CONSECUENCIAS DEL FRENADO

Si al vehículo en movimiento se le aplica una fuerza igual y de sentido contrario a la fuerza que produce el movimiento, se origina en él una aceleración negativa o deceleración que llega a anular el movimiento ya que, para detener el vehículo, hay que anular el trabajo desarrollado absorbiendo la energía cinética producida en el movimiento; es decir, se debe aplicar una fuerza de frenado (Ff) que anule la fuerza de impulsión (Fi).
4.7. REPARTO DE FRENADA

Considerando que tenemos en las cuatro ruedas el mismo grado de adherencia, la fuerza de frenado se distribuye por igual entre las ruedas delanteras y las traseras en función del peso que soportan. En el reparto de la fuerza de frenado hay que tener en cuenta que, en el momento de frenado y por efecto de la inercia, aparece una fuerza (F) que aplicada al centro de gravedad del vehículo (C.G), desplaza el conjunto de elementos suspendidos (peso total del vehículo) hacia adelante. Este efecto obliga a modificar las cargas sobre los ejes, ya que parte del peso se desplaza de las ruedas traseras a las delanteras, con lo cual aumenta la adherencia de éstas al suelo, debiendose aplicar, por tanto, una mayor fuerza de frenado a las ruedas delanteras.


El peso transferido (Pt) en función de la fuerza (F), denominado carga dinámica, que depende del peso del vehículo y de la velocidad de desplazamiento, origina, en el momento de frenado, una inclinación del vehículo cuyo ángulo (ß) depende de la situación del centro de gravedad y de la distancia entre ejes, así como de las características de flexibilidad en la suspensión de sus ejes.

4.8 REPARTOS DE CARGAS EN EL VEHÍCULO

El reparto de cargas sobre los ejes del vehículo, según la posición del grupo motopropulsor, suele estar comprendido entre los siguientes valores:

    1. Motor delantero y propulsión trasera: el 50% para cada eje



    1. Motor y tracción delantera: el 60% en el eje delantero y 40% en el trasero



    1. Motor y propulsión traseros: el 40% en el eje delantero y el 60% en el trasero



4.8. Distancia de parada
Se llama distancia de parada, al espacio recorrido por el vehículo desde que se accionan los frenos hasta que se detiene por completo. Esta distancia depende de la fuerza de frenado, grado de adherencia al suelo en ese momento, velocidad del vehículo, fuerza y dirección del viento, etc., factores todos ellos variables y muy difíciles de determinar que no permitirán calcular con exactitud el valor de la distancia de parada.


La distancia de parada de los vehículos suele calcularse por medio de una fórmula simplificada; en esta fórmula no se tiene en cuenta la resistencia del viento, se considera que los neumáticos están en buen estado y se aplica la máxima fuerza de frenado.

D = distancia de parada en metros
V2 = velocidad en Km/h
e = porcentaje de eficacia de los frenos
254 = constante para que para que las distancias vengan expresadas en metros

Dando valores a esta fórmula, con una eficacia de frenada conocida, se puede representar en una gráfica como la siguiente, la distancia de parada en función de la velocidad del vehículo. Como se puede apreciar la distancia de parada no crece proporcionalmente a la velocidad, ya que, a 50 km/h le corresponderían 12 metros de distancia de parada y sin embargo al doble de velocidad (100 km/h) le corresponderían 47 m.


V.-.BIBLIOGRAFÍA:

  • Manual Shilton.

  • Manual Técnico del Automóvil GTZ

  • Chasis y carrocería del Automóvil William H.Crouse.2da Edición. Edit. Marcombo

  • Manual de Entrenamiento Toyota

  • Manual de Técnicos Ceac

  • Guía didáctica Lic. Pérez Córdova, Gustavo L.

  • WWW.MECANICA Virtual Internet


INSTITUTO DE EDUCACION SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO

“MISIONEROS MONFORTIANOS”


R.M Nº 1477-91-ED

HOJA DE OPERACIONES

  1. DATOS INFORMATIVOS

    1. DIRECTOR : LIC. PEREZ CORDOVA, Gustavo Luís.

    2. ÁREA : laboratorio de mecanismos

    3. ESPECIALIDAD : Mecánica automotriz

    4. GRADO SECCION : 2 do

    5. HORAS SEMANALES : 4 horas de teoría

: 4 horas de práctica

    1. DOCENTES RESPONSABLES: Quispe llamocca jimmy

II.- TEMA: “CALCULANDO LAS FUERZAS DE FRENADA”

III.- ELEMENTOS DE TRABAJO.

3.1.- Herramientas.

  • Un automóvil

  • Cinta métrica

  • Regla preferiblemente grande

  • Los dinamómetros

3.2.- Materiales fungibles.

  • Franela.

  • Grasa.

  • lubricante.

  • Combustible.

  • Lijas.

  • Liquido de freno

IV.- PROCESO OPERACIONAL.

Recordemos siempre esto







Donde

F = fuerza

A = aceleración

M = masa

El peso de un cuerpo (P) es igual al producto de su masa por la aceleración de la gravedad (g).



Nota: para decir que la fuerza está medida en Newton, la unidad de masa tiene que ser el kg y la de la aceleración el m/s2

Ejercicios

    1. Un coche de 1200 kg acelera a razón de 0’8 m/s2. Calcula la fuerza ejercida por el motor del coche.

M = 1200 kg

F = ---

A = 0’8 m/s2

entonces F = 1200 kg x 0’8 m/s2

F= 960kg m/s2

    1. Calcula la masa de un cuerpo sabiendo que una fuerza de 90 N le imprime una aceleración de 3 m/s2.

M = kg

F = 90 N

A = 3 m/s2

entonces 90N = M · 3 m/s 270kg =M

INSTITUTO DE EDUCACION SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO

“MISIONEROS MONFORTIANOS”


R.M Nº 1477-91-ED

Evaluación escrita de mecánica automotriz.

Nombre y apellido: ………………………………………………….

Sección: ………………. Promoción:………….. Fecha:……………

Preguntas.

  1. Un móvil de 120 kg es movido por un motor con una fuerza de 600 N. Calcula la aceleración que adquirirá.



  1. Un coche de 1200 kg que parte del reposo, tarda 20 s en alcanzar una velocidad de 100 m/s. Calcular la fuerza ejercida por el motor.



  1. La fuerza ejercida por los gases de escape de un avión a reacción es de 12000 N. Sabiendo que la masa del mismo es de 3000 kg, averigua el tiempo necesario que tiene que suministrar la fuerza de los gases para que el avión aumente su velocidad de 900 a 1300 m/s.



  1. A un cuerpo de 150 kg se le aplica una fuerza de 600 N.

  1. Calcula la aceleración que se le comunica.

  2. Calcula la velocidad que poseerá si le aplicamos la fuerza durante 8s.

  3. Calcula el espacio recorrido en ese tiempo.


Un ciclista de 100 kg de masa, que marcha a 40 m/s, ve un semáforo en rojo. Si dispone de 5 s para frenar y detenerse en el semáforo, calcula la fuerza aplicada con los frenos para conseguirlo.

Un automóvil de 1000 kg que lleva una velocidad de 40 m/s, acelera uniformemente y alcanza la velocidad de 100 m/s al cabo de 10 s.

    1. ¿Cuál ha sido la aceleración del automóvil?

    2. ¿Qué fuerza ha ejercido el motor?

Un coche de 1200 Kg arranca con aceleración de 0’4 m/s2.

          1. ¿Qué fuerza experimenta el motor del coche?

          2. Al cabo de 25 s, ¿qué velocidad posee?

A un cuerpo de 10 kg de masa le aplicamos una fuerza de 5 N.

          1. Hallar la aceleración que se le comunica.

          2. Si la fuerza actúa durante 5 s, ¿qué velocidad tiene a los 5 s?

Un coche de 3500 kg de masa, que circula con una velocidad de 70 m/s se detiene en 5 s. Calcula la fuerza que ejercen los frenos.

¿Qué fuerza de frenado es necesario aplicar a un coche de 850 Kg que va a 24 m/s para que se detenga en 6 s? ¿Qué espacio recorre durante el frenado?

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