Post on 05-Jul-2018
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 1/10
1. Dinámica de dirección
Para maniobrar un vehículo que necesitamos un mecanismo de dirección para activar lasruedas.
1.1 Dirección cinemática
Considere un vehículo de tracción delantera de dirección 4W S que está convirtiendo a
la izquierda como se muestra en la !i"ura 1. Cuando el vehículo se está moviendomu# lentamente ha# una Condición cinemática entre las ruedas interiores # e$terioresque les permite a su vez sin deslizamiento. %a condición se llama la condición
&c'erman # se e$presa por(
coto – coti=w
l
coto – coti=0.8
1.5
coto – coti=0.5333
Donde )i es el án"ulo de dirección de la rueda interior # )o es el án"ulo de direcciónDe la rueda e$terior. %as ruedas interiores # e$teriores se de*inen basándose en elCentro de torneado +.
!,-/&.1 n vehículo de la rueda delantera de dirección # la condición &c'erman
%a distancia entre los e0es de dirección de las ruedas orientables se llama la pista # semuestra por . %a distancia entre los e0es delanteros # reales.
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 2/10
!,-/&2. !alta aquí mes
n vehículo de la rueda delantera de dirección # diri"ir án"ulos del interior # ruedase$teriores.
Se llama la distancia entre e0es # se muestra por l. Se"uir W # % son la distancia entree0es considerado como anchura cinemática # la lon"itud del vehículo. 3l centro demasa de un vehículo conducido a su vez en un círculo de radio /
R=√ a2
2+l2cot2
Donde δ es la cuna de la media de los ángulos de dirección interior yexterior.
cotδ =coto+cot i
2
El δ ángulo es el ángulo de dirección equivalente de una bicicleta que tienela misma distancia entre ejes l y el radio de rotación R.
Prueba.
Para que todas las ruedas "irando libremente en una carretera de curvas la líneanormal al centro de cada neumático plano debe *ormar intersección en un puntocomn. 3sto es la condición de &c'erman. !i"ura 5 ilustra un vehículo "irar a laizquierda. Por lo tanto el centro + de "iro es en la izquierda # las ruedas interiores
son las ruedas izquierdas que están más cerca del centro de rotación. %os án"ulos dedirección interna # e$terna i # o se pueden calcular.
A partir de los triángulos ∆OAD y ∆O! de la siguiente "orma#
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 3/10
tano= l
R1−w
2
tan i= l
R1−w2
%a eliminación de /1
R1=
1
2w+
l
tan i
R1=−1
2w+
l
tano
$ara encontrar el ve%&culo de radio de giro R' de(nimos una bicicletaequivalente
)odelo' como se muestra en la *igura +.,. El radio de rotación R esperpendicular a vector velocidad v del ve%&culo en el centro de masa !. -sode la geometr&a se muestra en el modelo de bicicleta' tenemos#
R2=a2
2+ R1
2
6 por lo tanto
R=√ a2
2+l2cot2
e necesita la condición Ac/erman cuando la velocidad del ve%&culo esdemasiado y ángulos de deriva peque0os son cero. 1o %ay una "uer2a lateraly no centr&"uga la "uer2a para equilibrar entre s&. 3a condición de dirección
Ac/erman tambi4n se llama la condición de dirección cinemática' ya que esuna condición estática en cero velocidades.
-n dispositivo que proporciona una dirección de acuerdo a la condición deAc/erman5 +.6 7 se denomina dirección Ac/erman ' mecanismo de Ac/erman ' o lageometr&a Ac/erman .1o %ay mecanismo de dirección articulación de cuatro barras que puedeproporcionar elcondición Ac/erman per"ectamente . in embargo ' podemos dise0ar unmulti8 bar v&nculospara trabajar cerca de la condición y ser exactos en unos ángulos .
*igura +.9 ilustra la condición Ac/erman para di"erentes valores de : ; l.
3os ángulos de dirección interior y exterior se acercan el uno al otro por ladisminución de : ; l.
Dinámica de dirección
Diseño de dirección
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 4/10
Sabemos que la lon"itud de nuestro vehículo es de 1.7 m # que el ancho será de 8.9m( con estos datos calculamos el án"ulo interior # el án"ulo e$terior.
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 5/10
!i"ura :.4 . 3*ecto de la ; l con la condición de &c'erman de la rueda delantera de
dirección vehículos.
30emplo 27:
&. Calculando el radio de "iro de nuestro vehículo.Considere un vehículo con las si"uientes dimensiones # án"ulo de dirección(
3<6.=m><?.@a<?.+=m/1<4m
%as características de la dirección cinemáticas del vehículo serían(
o=cot−1(wl +cot i)
o=cot−1( 0.81.5
+cot (20.55 ))
o=17.35 =
Distancia respecto al radio interior(
R1=lcot i+1
2w
R1=1.5∗cot (20.55)+1
20.8
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 6/10
RI =4.40m
Donde δ es la cuna de la media de los ángulos de dirección interior y
exterior.
δ =cot−1(
coto+coti2
)
δ =18.81°
R=√ a2
2+l2cot2
18.81°
0.752+1.52
cot2(¿)
R=√ ¿
R=¿ 4.4>: m
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 7/10
1ecesidad de espacio.
3a condición de dirección cinemática se puede utili2ar para calcular la
necesidad de espacio de un ve%&culo durante un giro. !onsidere las ruedas
delanteras de un ve%&culo de dos ejes' dirigidos de acuerdo con la geometr&a
Ac/erman' como se muestra en la *igura +.=.
*igura +.=. El espacio necesario para un ve%&culo de dos ejes de giro.
El punto exterior de la parte delantera del ve%&culo se ejecutará en el radio
máximo R)ax' mientras que un punto en el lado interior del ve%&culo en la
posición del eje trasero se ejecutará en el radio m&nimo Rmin. El punto exterior
"rontal tiene una distancia voladi2o g del eje delantero. El radio máximo esR)ax.
Max=¿√ ( Rmin+w )2
+(l+g)2
R¿
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 8/10
Max=¿√ ( Rmin+w )2
+(l+g)2
R¿
Dinámica de dirección
*igura +.=. El espacio necesario para un ve%&culo de dos ejes de giro.
$or lo tanto' el espacio requerido para el torneado es un anillo con un anc%o R' que esuna "unción de la geometr&a del ve%&culo.
∆ R= R MAX − R MIN
∆ R=√ ( Rmin+w)2+(l+g)2− Rmin
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 9/10
3a ∆ R espacio requerido se puede calcular en base al ángulo de dirección de
sustituyendo Rmin
Rmin= R1−
1
2w
Rmin=4.40−1
2∗0.8
Rmin=¿ 9
Radio máximo#
Max=¿√ ( Rmin+w )2
+(l+g)2
R¿
Max=¿√ (4+0.8)2
+(1.5+0.3)2
R¿
Max=¿5.1264m R¿
$or lo tanto' el espacio requerido para el torneado es un anillo con un anc%o R' que es
una "unción de la geometr&a del ve%&culo#
∆ R= R MAX − R MIN
∆ R=5.1264m−4m
∆R=1.1264m
8/16/2019 Dinámica de dirección.docx
http://slidepdf.com/reader/full/dinamica-de-direcciondocx 10/10