MODELO MATEMÁTICO PARA LA OBTENCIÓN DE LOS PUNTOS DE INTERSECCIÓN EN UNA GRÁFICA QUE RELACIONA LA VELOCIDAD DE UN VEHÍCULO CON LA REVOLUCIONES DE SU MOTOR.

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INSTITUTO  TECNOLÓGICO  SUPERIOR  EL ORO

CIENCIA Y TECNOLOGÍA PARA EL PROGRESO

TECNOLOGÍA EN MECÁNICA AUTOMOTRIZ

PROYECTO DE CIERRE DEL PRIMER CICLO

TEMA

MODELO MATEMÁTICO PARA  LA OBTENCIÓN DE LOS PUNTOS DE INTERSECCIÓN EN UNA GRÁFICA QUE RELACIONA LA VELOCIDAD DE UN VEHÍCULO CON LA REVOLUCIONES DE SU MOTOR.

AUTORES

EDGAR GIOVANNY GORDILLO FERNANDEZ

CRISTHIAN MANUEL CONZA PAZ

DOCENTES

AB. JAVIER MARTÍNEZ ESPINOZA.                       ING. IND. JONATHAN RUIZ CARRILLO

MACHALA – EL ORO – ECUADOR

INDICE

Contenido

CAPITULO I        5

OBJETIVOS DEL PROCESO DE INVESTIGACIÓN        5

Objetivo general        5

Objetivos específicos        5

CAPITULO II        6

MARCO DE REFERENCIA DE LA INVESTIGACIÓN.        6

Marco teórico        6

Caja de cambio de dos ejes.        6

Funcionamiento        8

Caja de cambio manual de tres ejes        12

Marco conceptual        13

CAPITULO III        16

METODOLOGÍA        16

Diseño de la investigación        16

Método utilizado        16

DISCUSIÓN        16

CONCLUSIONES        17

RECOMENDACIONES        17

FUENTES BIBLIOGRÁFICAS.        17

ANEXOS        18

INTRODUCCION

Alguna vez nos hemos preguntado ¿por qué es importante la caja de cambios en un vehículo? Cuando estamos en nuestro vehículo y nos ha tocado subir una pendiente o necesitamos ir deprisa a algún lugar o para los carreristas que necesitan de mucha velocidad, ahí es donde interviene este delicado sistema. Su principal función es hacer de intermediaria entre el cigüeñal y las ruedas de manera que éstas obtengan siempre el par motor necesario para desplazar el vehículo.

La caja de velocidades tiene dos tipos:

Caja de dos ejes

Un eje primario recibe el par del motor a través del embrague y lo transmite a un eje intermediario. Éste a su vez lo transmite a un eje secundario de salida, coaxial con el eje primario, que acciona el grupo diferencial

Caja de tres ejes

 Un eje primario recibe el par del motor y lo transmite de forma directa a uno secundario de salida de par que acciona el grupo diferencial.

Para lograr un análisis de velocidad de un vehículo tenemos las matemáticas que son fundamentales para la obtención de resultados.

A continuación en este proyecto se va a explicar detalladamente las funciones de cada marcha en una caja de dos ejes y una breve definición de la caja de cambios de tres ejes. Y con la ayudas de las matemáticas veremos la relación que existe entre la velocidad de un vehículo con la revolución de su motor.

MODELO MATEMÁTICO PARA  LA OBTENCIÓN DE LOS PUNTOS DE INTERSECCIÓN EN UNA GRÁFICA QUE RELACIONA LA VELOCIDAD DE UN VEHÍCULO CON LA REVOLUCIONES DE SU MOTOR.

CAPITULO I

OBJETIVOS DEL PROCESO DE INVESTIGACIÓN

 Objetivo general

Analizar y comprender el funcionamiento de la caja de cambios manual en relación de las velocidades que posee a través del presente proyecto aplicando fórmulas matemáticas, para el enriquecimiento práctico y académico de nosotros los implicados en la carrera.

 Objetivos específicos

• Explicar  el funcionamiento manual de la caja de cambios de acuerdo a la velocidad correspondiente.

• Fijar las fórmulas matemáticas que se emplean en cada marcha que se utiliza en la misma.

• Dar a conocer los elementos mecánicos que habitan dentro de la caja

CAPITULO II

MARCO DE REFERENCIA DE LA INVESTIGACIÓN.

 Marco teórico

La caja de cambios manual es aquella que se aplica en un vehículo cuando se quiera cambiar de velocidad, el usuario debe cambiar la marcha cuando sea necesario. Este sistema es mecánico en otras palabras el usuario interviene (manipula) el cambio de marcha del mismo.

La caja de cambios es un elemento de transmisión que se interpone entre el motor y las ruedas. La función es modificar el número de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades de la marcha así lo requieran, Actúa por tanto, como transformador de velocidad y convertidor mecánico de par. (meganeboy, aficionadosalamecanica.net, 2014)

Independientemente de la disposición transversal o longitudinal y delantera o trasera, las actuales cajas de cambios manuales son principalmente de dos tipos:

Caja de cambio de dos ejes.

Este tipo de cajas de cambio ha tenido su desarrollo fundamentalmente para disposiciones de vehículos con tracción delantera. Estas cajas de cambio sólo poseen dos ejes de forma que no poseen un tercer eje intermediario. El eje primario obtiene su giro directamente del motor y lo transmite a un eje secundario que a su vez acciona el conjunto diferencial. De esta forma el tamaño del conjunto caja-diferencial se reduce quedando todo bajo un conjunto compacto. La transmisión de todo el par mediante sólo dos ejes obliga a los piñones a soportar cargas mucho más elevadas que sus homólogos de las cajas de tres ejes. Por tanto es preciso emplear materiales de mayor calidad en la fabricación de estos piñones.

En las figuras siguientes tenemos el despiece de una caja de cambios de dos ejes de 5 velocidades. (meganeboy, aficionadosalamecanica.net, 2014)

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[pic 4]   [pic 5]

En los esquemas siguientes se muestra un corte longitudinal de una caja de cambios manual de cinco velocidades de dos ejes con disposición transversal.
El eje primario (1) va apoyado sobre la carcasa sobre dos rodamientos y contiene los piñones solidarios (6, 7, 8, 9, 10) y el piñón loco (11) de 5ª velocidad, con su propio sincronizador (12).
El eje secundario (15) está apoyado también en la carcasa mediante dos rodamientos y contiene los piñones locos (14, 17, 18, 20) y el piñón solidario (13) de 5ª velocidad. En el extremo del eje secundario va labrado el piñón de ataque a la corona del diferencial (5). Este eje cuenta con dos sincronizadores el de 1ª/2ª (19) y el de 3ª/4ª (16), este sincronizador sirve además como piñón solidario para la marcha atrás. (meganeboy, aficionadosalamecanica.net, 2014)

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Los sincronizadores están dispuestos de tal forma que: un primer sincronizador (16) entre los piñones locos de 3ª y 4ª en el eje secundario (15), otro sincronizador (12) exclusivo para la 5ª marcha en el eje primario y un tercer sincronizador (19) en el eje secundario entre los piñones locos de 1ª y 2ª marcha.
Observar que el sincronizador (16) de la 3ª y 4ª tiene en su corona desplazable un dentado recto exterior que hace la función de piñón dé marcha atrás. La marcha atrás se acciona al conectar el piñón dé marcha atrás (9) del eje primario con la corona del sincronizador mediante un piñón auxiliar (12) dé marcha atrás que invierte el giro del eje secundario.
Todos los pares de piñones están permanentemente engranados de forma que sólo el piñón loco de la marcha seleccionada se mueve solidario a su eje a través de su correspondiente sincronizador. Mientras los demás piñones locos giran libremente arrastrados por sus homólogos solidarios del otro eje. (meganeboy, aficionadosalamecanica.net, 2014)

Funcionamiento[pic 7]

1ª.velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 1ª/2ª hacia la derecha, produce el enclavamiento del correspondiente piñón loco del eje secundario, que se hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior, obteniéndose la oportuna reducción. En esta velocidad se obtiene la máxima reducción de giro, y por ello la mínima velocidad y el máximo par.

2ª.velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 1ª/2ª hacia la izquierda, produce el enclavamiento del correspondiente piñón loco del eje secundario, que se hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior, obteniéndose la oportuna reducción. En esta velocidad se obtiene una reducción de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta la velocidad y el par disminuye.[pic 8]

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