UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA Facultad de Ciencias y Humanidades Consideraciones, diseño mecánico y construcción de un vehículo eléctrico Fórmula Electratón Experimental, Carlos Enrique Alejos Sparks Guatemala 2002 Consideraciones, diseño mecánico y construcción de un vehículo eléctrico Fórmula Electratón Experimental, UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA Facultad de Ciencias y Humanidades Consideraciones, diseño mecánico y construcción de un vehículo eléctrico Fórmula Electratón Experimental, Trabajo de graduación presentado por Carlos Enrique Alejos Sparks para optar al título de Ingeniero Mecánico en el grado de Licenciatura Guatemala 2002 f) _____________________________________________ Ingeniero José Joaquin Garoz Asesor f) _____________________________________________ (Ing. José Joaquín Garoz) f) _____________________________________________ (Ing. Carlos Paredes) f) _____________________________________________ (Ing. Carlos Poitevin) v CONTENIDO Página LISTADO DE PLANOS vi LISTADO DE GRÁFICOS viii LISTADO DE FIGURAS ix LISTADO DE TABLAS xi LISTADO DE FOTOGRAFÍAS xii RESUMEN xiii Capítulos I. INTRODUCIÓN 1 II. MARCO TEÓRICO 3 III. CONSIDERACIONES Y DISEÑO DE UN VEHÍCULO ELÉCTRICO FÓRMULA ELECTRATÓN EXPERIMENTAL 31 IV. PRUEBAS DE DESEMPEÑO 65 V. ELECTRATÓN GUATEMALA 1998 99 VI. CONCLUSIONES 120 VII. RECOMENDACIONES 123 VIII. BIBLIOGRAFÍA 125 IX. APÉNDICES 127 vi LISTADO DE PLANOS Página Planos 1 Medidas del chasis 36 2 Puntos de soldadura del chasis 37 3 Suspensión delantera 38 4 Suspensión delantera (elevación) 39 5 Suspensión delantera, hoja de resorte 40 6 Sistema de dirección 41 7 Suspensión trasera (a) 42 8 Suspensión trasera (b) 43 9 Transmisión 44 10 Sistema de frenos 45 11 Vista general 46 12 Visibilidad del piloto 47 13 Planta, Air Droopy y piloto 48 4.1 Medidas generales 51 4.2 Chasis 52 4.3 Medidas del chasis 53 4.4 Sistema de dirección I 54 4.5 Sistema de dirección II 55 4.6 Suspensión delantera I 56 4.7 Suspensión delantera II 57 vii 4.8 Suspensión trasera 58 4.9 Sistema de propulsión 59 6.1 Pista: primera fecha electratón 98 100 6.2 Pista: segunda fecha electratón 98 101 6.3 Pista: tercera fecha electratón 98 102 6.4 Pista: cuarta fecha electratón 98 102 6.5 Pista: quinta fecha electratón 98 104 6.6 Pista: sexta fecha electratón 98 105 6.7 Pista: final fecha electratón 98 106 viii LISTADO DE GRÁFICOS Página Gráficos 1 Prueba No.1 voltaje contra tiempo 88 2 Prueba No.1 temperatura contra tiempo 89 3 Prueba No.2 voltaje contra tiempo 90 4 Prueba No.2 Temperatura contra Tiempo 91 5 Prueba No.3 Voltaje contra Tiempo 92 6 Prueba No.3 temperatura contra tiempo 93 7 Prueba No.4 voltaje contra tiempo 94 8 Prueba No.6 voltaje contra tiempo 95 9 Prueba No.7 voltaje contra tiempo 96 10 Prueba No.8 voltaje contra tiempo 97 11 Prueba No.9 voltaje contra tiempo 98 ix LISTADO DE FIGURAS Página Figuras 1 Arrastre o resistencia del viento 5 2 Resistencia superficial 6 3 Medidas del piloto 7 4 Visibilidad 7 5 Ergonomía 1 9 6 Ergonomía 2 10 7 Ergonomía 3 10 8 Materiales compuestos 1 13 9 Configuración de flecha 14 10 Configuración de flecha inversa 15 11 Configuración de cuatro ruedas 16 12 Centro de gravedad 1 17 13 Centro de gravedad 2 17 14 Sistema de transmisión por cadena 19 15 Eficiencias de los sistemas de transmisión 20 16 Sistema de Cardan 21 17 Motor eléctrico tipo rueda 22 18 Suspensión 23 19 Sistema ackerman 25 20 Ángulos del sistema de dirección 26 x 21 Pivote 27 22 Caster 28 23 Sistemas de dirección 28 xi LISTADO DE TABLAS Página Tablas 1 Prueba Air Droopy 64 2 Prueba No.1, Air Droopy 66 3 Prueba No.2, Air Droopy 68 4 Prueba No.3, Air Droopy 70 5 Prueba No.4, Air Droopy 72 6 Prueba No.5, Air Droopy 73 7 Prueba No.6, Air Droopy 75 8 Prueba No.7, Air Droopy 76 9 Prueba No.8, Air Droopy 79 10 Prueba No.9, Air Droopy 81 11 Electratón Guatemala 1998 98 12 Resultados del Air Droopy en electratón Guatemala 1998 106 13 Datos generales, primera fecha 106 14 Datos generales, segunda fecha 108 15 Datos generales, tercera fecha 110 16 Datos generales, cuarta fecha 111 17 Datos generales, quinta fecha 113 18 Datos generales, sexta fecha 115 19 Datos generales, final 117 xii LISTADO DE FOTOGRAFÍAS Página Fotografías 1 Diseño preliminar 33 2 Diseño preliminar 34 3 Diseño preliminar 35 xiii Resumen Este trabajo de graduación m uestra lo s principios fundam entales para la construcción de un vehículo eléctrico fór mula electratón experimental para participar en competencia de durabilidad denominada Electratón. Los principios de la construcción de estos vehículos están en focados en el uso de tecnología de bajo costo intencionado para un nivel universitario. Los vehículos cuentan con una fuente de poder, baterías, limitada a un máximo de 70 libras forzando los diseños a la búsqueda de eficiencia m ecánica y confiabilidad. Cada automóvil tendrá que apegarse al reglamento de normas y regulaciones establecidas por los directivos de E lactratón. Siguiendo estas norm ativas se da libertad para la creación de diseñar el vehícu lo tom ando en c uenta conceptos prim ordiales com o las características de la carrocería, la visibilidad del piloto, ergonomía y aerodinámica. Tras un recorrido a los aspectos teóricos generales de la construcción se muestran aspectos importan tes a considerar en un ca rro puesto a prueba. La evaluación de los sistemas de dirección, suspensión e incluso camb io de materiales para la construcción de la carrocería. Com o cada aspecto infl uyó en los resultados y las m odificaciones realizadas para corregir dicho puntos para mejorar el desempeño. Detallando con precisión las medidas y especificaciones se muestran lo s planos y descripción de la construcción del vehícu lo Air Droopy. Mostra ndo soluciones a cada uno de los aspectos m encionados en la teoría de la constr ucción de un vehículo fórmula electratón experimental. Finaliza con los resultados obtenid os a cada modificació n realizad a y técnicas específicas de manejo que colaboraron a obtener el primer lugar en el campeonato. 1 I. INTRODUCCIÓN Nos encontramos en el inicio de un nuevo siglo, una nueva era. Tiem po en el cual el hom bre tendrá que aprender a vivir en armonía con el m undo que lo rodea. Es momento para que se hagan cam bios en las sociedades, ideologías y urgentemente en las tecnologías. Sociedades que puedan vivir sin contam inar; ideologías que nos perm itan conservar la naturaleza y tec nologías que nos ayuden a lograr las metas de la humanidad sin tener que sacrificar un planeta. En este trab ajo se m ostrará que ex isten alternativas viab les para log rar nuestras labores com o parte de una sociedad sin la necesidad de dañar al m edio a mbiente. Es cierto que el hom bre ha m ejorado su calidad de vida a cam bio de e fectos que en la actualidad s ufrimos. Es neces ario que le d evolvamos a la m adre natu raleza lo qu e le pertenece, limpieza y aire puro. El transporte terrestre es uno de los mayores proveedores de contaminación. Una posible solución a ese problema, son los carros eléctricos. El m ayor productor de m onóxido de carbono en EEUU s on los vehículos con motores de combustión interna los de encendi do por compresión (CI) y los de encendido por chispa (SI). Ese es un problema que tiene a los gobiernos del m undo preocupados por la excesiva contaminación atmosférica (UCS, 2000). El presente problema debe ser enfrentado por todos los medios posibles hasta que se halle la solución. En Europa, Japón y E EUU se ha planteado el proyecto carro compartido en donde no es necesario el poseer un vehículo. El suscritor puede usar uno o varios carros durante el día, los que están dispuestos en las calles de las ciudades. O tro proyecto es el de carros de estación desarrollado en EEUU en el cual el suscritor pu ede usar cualquier carro del programa para transportarse. Estos son carros eléctricos para dos personas mucho mas compactos que los vehículos eléctricos (EV), con derecho a carriles especiales en las autopistas (Station Cars, 2000). La búsqueda de una solución para el cr eciente problema del tr ansporte apunta en la dirección de vehículos eléctricos o bien transporte público masivo. (EAA, 2000) El transporte eléctrico, dada la disponi bilidad comercial de sus com ponentes, su alta eficiencia y su capacidad pa ra contrarrestar el deterioro en la calidad del aire, o frece 2 esperanza en un sector crítico para una econ omía sosten ible ( Diseño y Construcción, 1997). La misión del proyecto Electratón Guatem ala es for mar en nuestro país una base de recursos humanos, tecnología y experienci a acerca de lo s vehículos eléc tricos. Los vehículos que compiten en la Electratón pertenecen a la Fórmula Electratón Experimental (F/Ex), categoría definida com o el vehículo eléctrico en su m ínima expresión. La Fórmula Ele ctratón surge en Inglaterra en 1978. De ahí pa sa a Australia y EEUU; en 1992 llega a México. L a Lcda. Beatriz Padilla, en 1997 trae a Guatem ala la idea y en el año 1998 lleva a cabo la primera Electratón Guatemala (Diseño y Construcción, 1997). El énfasis del Reglam ento de Diseño y Construcción de la Fórm ula Electratón Experimental se basa en la seguridad de los vehículos y en la prom oción de la inventiva, estimulando así la experimentación. 3 II. MARCO TEÓRICO A. Electratón 1. Misión. La misión del proyecto Electratón Guatemala es formar en nuestro país una base de recursos humanos que, mediante la experiencia práctica, conozcan la tecnología de los vehículos eléctricos. El transporte eléctrico, dada la disponibilidad comercial de sus componentes, su alta eficiencia y su capacidad para contrarres tar el deterioro en la calidad d el aire , ofrece esperanza en un sector crítico para una economía sostenible. Los vehículos que compiten en los cam peonatos Electratón Guatemala pertenecen a la Fó rmula Electratón Experimental (F/Ex), cate goría que se define como el vehículo eléctrico en su m ínima expresión. Con la categoría F/Ex se busca demostra r que la tecnología básica involucrada en un vehículo eléctrico es, pese a lo que se cree, realmente sencilla. 2. Origen. El primer auto eléctrico se construyó en Escocia en 1834. Las carreras de vehículos eléctricos se iniciaron en 1889, y en 1899 el auto eléctrico La Jam ais C ontente fue el primer vehículo en rebasar la velocidad de 100 Kms/hr. En 1978, la Asociación de Vehículos Eléctricos de Inglaterra inició una com petencia cuyo objetivo era estim ular que la gente construyese su s propios vehículos, por lo cual se creó una categoría sencilla y no costosa. Este prim er Electratón fue llam ado The Lucas Electric Vehicle Endurance Run. El Presidente de la Aso ciación de Vehículos Eléctricos de Austra lia presenció este evento y en 1980 organizó uno sim ilar en su país. Para 1983 aerodinámicos vehículos alcanzaban velocidades de 80 Kms/hr. En 1990 s e introdujo la cate goría Electratón en California, Estados Unidos, siendo las principales organizaciones prom otoras la Asoci ación de nu evas carreras Electratón (NERA, New Electrathon Racing Association ) y la Asociación para el resurgim iento del aire limpio (CAR, Clean Air Revival). La Copa Electratón 1990 desencadenó creciente entusiasmo, multiplicación de vehículos y subsecuentes carreras. Más adelan te se creó un proyecto de inge niería de Electratón para colegios de nivel bachillerato. 4 Además de la categoría Fórm ula Electratón c onformada por el reglam ento desarrollado en Australia, s e creó una nueva categ oría, Fórm ula Electratón Experim ental (F/Ex), cuya m ayor apertura propicia audaces innovaciones en el diseño y mejoras en el desempeño de los vehículos. En 1993, simultáneo al proyecto del prim er auto solar de carreras Me xicano, Fórm ula Sol comienza a promover Electratón México. B. Teoría para el diseño y construcción 1. Carrocería a. Fundamentos básicos de aerodinámica. La aerodinámica es una rama de la física que trata el movimiento de aire y otros gases y las fuerzas que actúan sobre objetos que se desplazan a través de estos fluidos (Enciclopedia Británica CD 1999). En la construcción de un vehículo eléctric o debe mos hacer uso de los estudios de la aerodinámica. Conociendo los factores que causan resistencia al rodam iento y de que m anera se puede minimizar se podrán desarrollar carrocerías más eficientes. Al aumentar la velocidad de un objeto que s e desplaza dentro de u n fluido se in crementa el consum o de energ ía necesaria p ara impulsarlo. Con for mas aerodinám icas se puede di sminuir la energ ía necesaria p ara m over el vehículo a una velocidad dada (Diseño y Construcción, 1997). 1) Resistencia al avance o drag. Considerando un objeto que se desplaza dentro de un fluido, se conoce como resistencia al avance a la fuerza que este fluido ejerce sobre el objeto en sentido opuesto al m ovimiento. E sta fuerza se descom pone en dos fact ores; uno debido a la resistencia superficial y la segunda a una diferencia de presiones. (Robertson, 1991) En el área del objeto que choca directamente con el fluido se crea una región de presión positiva, más alta que la del fluido libre. Por el contrario, en la parte posterior se crea una región de presión negativa. E sta diferencia en presiones causa una fuerza que se opone al movimiento (Robertson, 1991). 5 2) Turbulencia. Se llama capa límite a la región próxima a la superficie de un objeto en la que el fluido sufre cam bios en su velocidad por efecto de la resistencia co rtante debida a la superficie. Fuera de la capa lím ite la velo cidad es esencialm ente la m isma que la de un fluido ideal que circula alrededor del objeto. (Robertson, 1991). Cuando existen discontinuidades en la superfic ie del objeto, se presenta un desprendim iento prematuro de la capa límite dando lugar a la turbulencia (Diseño y Construcción, 1997). La turbulencia se caracteriza por la acción de mezclado en todo el campo. Este m ezclado se debe a lo s r emolinos o torbe llinos de tam año variab le que se f orman en el f luido (Robertson , 1991). Figura 1 Arrastre COEFICIENTE DE ARRASTRE O DRAG TURBULENCIA ÁREA FRONTAL DESPRENDIMIENTO CAPA LÍMITE DRAG 3) Resistencia superficial. Cuando el fluido entra en contacto con el objeto en movimiento, éste lo en vuelve. Un a capa delg ada del fluido queda pegada a la superf icie d el objeto con una velocidad relativa de cero. Confor me nos alejam os de la sup erficie del ob jeto la velocidad del fluido aum enta hasta llegar a la velocidad de flujo lib re. Se crea un a fricción entre las capas con velocidades diferentes, llam ada viscosidad. Esta viscosidad produce una fuerza que se opone al desplazamiento del objeto (Robertson, 1991). 6 Figura 2 Resistencia superficial SUPERFICIE DISTRIBUCIÓN DE LAS VELOCIDADES b. Fundamentos básicos de ergonomía. La ergonomía es la disciplina que estudia la relación del hom bre con los objetos que utiliza y le rodean. En los vehículos, m ediante la aplicación de la ergonomía, podemos desarrollar un espacio confortable, adecuado y seguro para el piloto. Los factores ergonóm icos que deben aplic arse al diseñar un vehículo F /Ex, donde el principal objetivo es ser pequeño, ligero y eficient e, son un estudio antropométrico y biomecánico de la persona. Con el fin de crear una cabina pequeña y cóm oda, con el fin de optim izar los materiales de construcción (Diseño y Construcción, 1997). 1) Movilidad del piloto. Mediante un estudio antropométrico se debe establecer el promedio de las dim ensiones de la pers ona que utilice el auto para poder definir los espacios y las distancias donde deben co locarse los controles e instrum entos ( Diseño y Construcción, 1997). 7 Figura 3 Medidas del piloto 2) Visibilidad. La visibilidad del piloto es uno de los puntos más importantes relacionados con la seguridad del piloto y del resto de corredores ( Diseño y Construcción, 1997). El alcance frontal y p eriférico, para el cu al s e debe con siderar el lím ite de los movimientos de la cab eza y de lo s ojos para diseñar un parabrisas. Los datos de la visibilidad son m ostrados en la Figu ra No.4 Se necesita prever la co rrecta ubicación de los espejos retrovisores para ampliar el rango de visión. (Diseño y Construcción, 1997) Figura 4 Visibilidad El alcance visual para instrumentos de control implica la posi ción de los mismos y estará regida por su nivel de importa ncia. Se debe tom ar en cuen ta que los instrum entos no 8 deben ser motivo de distracción para el conduc tor en el m omento en que éste los utilice (Diseño y Construcción, 1997). 3) Temperatura dentro de la cabina. Cuando se piensa hacer un vehículo con carrocería cerrad a, se d ebe cons iderar la te mperatura. Du rante una carrera en u n día soleado, dentro de la cabina la temperatura aumenta. Por este motivo, debemos hacer que circule sufic iente a ire fresco para c ontrarrestar el alza en la tem peratura. Esto se logra por medio de entradas de aire en la parte frontal y en la parte posterior de la carrocería. Se debe tomar en cuenta que el flujo del ai re debe ser lo m ás libre posible de m odo que no se aumente el arrastre (descrito en B.1.a.1). El parabrisas es un factor crucial para el control de la temperatura, este permite que la radiación solar caliente el interior de la cabina pero no permite que el aire caliente salga. Un método para reducir este efecto de invernadero es utilizando una película que reduzca la radiación dentro de la cabina (Diseño y Construcción, 1997). 4) Seguridad del piloto. En un vehículo de carreras, la seguridad del piloto es una prioridad y por ello se tom an medidas. Para ver las especificac iones para Electratón ver la parte de seguridad en la sección B de este capítulo. Cuando se diseña la cabina, con estructu ra tubular o m onocasco, debe dejarse un espacio mínimo de 5 centím etros entre el cuer po del piloto y las barras de protección. Son tres las principales estructuras que deben ir reforzadas: la llamada barra parachoque que protege en caso de una colisión f rontal, la barra de protección lateral (ambos lados) y la barra antivuelco que protege al piloto en caso de volcadura. El últim o elem ento necesario es el ci nturón de seguridad con un m ínimo de tres puntos de soporte, el que debe esta r debidam ente anclado al chasis ( Diseño y Construcción, 1997). c. Relación de la aerodinámica con la ergonomía. Tomando en cuenta que se tiene un banco de baterías con un m áximo de 40 kg, lim itando la cantidad de energía disponible. Se debe hacer un auto ef iciente y tener un mínimo de pérdidas, por lo cual se debe hacer un estudio aerodinámico minucioso junto con un estudio de ergonomía para la 9 comodidad del piloto. Debe darse forma a la carrocería de modo que se minimicé el drag y que la cabina sea cómoda para el conductor (Diseño y Construcción, 1997). Desafortunadamente la ergonom ía y la aerod inámica son disciplinas que se oponen. La forma más aerodinámica de un automóvil crea una cabina incómoda para el piloto. A pesar de lo anterior, es posible encontrar un equilibrio entre dichos factores, de tal manera que se lleve a cabo un óptimo diseño del vehículo (Diseño y Construcción, 1997). Se mencionarán a continuación tres casos. Caso uno, la posición del individuo es la más ergonóm ica, alinea la espalda con el ej e del cuello, m antiene la cabeza erguida proporcionando buena visibilidad; el nivel de sus piernas se encuentra por debajo de la cadera, suministrando buena circulación a las extremidades inferiores presentando amplio espacio para la movilidad del piloto. Por el contrario, la aerodinámica que presen ta una gran área frontal la qu e causa res istencia la desplazam iento ( Diseño y Construcción, 1997). Figura 5 Ergonomía 1 Caso dos, en esta opción no se afect an dem asiado los factores ergonóm icos analizados en el caso anterior. Un pequeño ángulo entre el eje del cuello y la espalda permite una buena m ovilidad de la cabeza, el nivel de las rodillas so brepasa e l de la cadera, pero los pies se mantienen por debajo sin afectar la circulación. La aerodinámica mejora considerablem ente reduciendo el área frontal y con este el flujo del viento (Diseño y Construcción, 1997). 10 Figura 6 Ergonomía 2 Caso tres, la silueta aerodinám ica no causa desprendim iento prem aturo de la capa límite reduciendo el arrastre con un área frontal m ínima. La e rgonomía se ve comprometida, dando lugar a una cabina in cómoda la cual causará un cansancio anticipado en el piloto (Diseño y Construcción, 1997). Figura 7 Ergonomía 3 d. La carrocería y sus materiales. La carrocería de un vehículo se define como la cubierta del chasis, la cual nos proporciona características de aerodinámica y estética. En el caso de los vehículos con m onocasco, la carrocería es tam bién parte estructural del chasis (Diseño y Construcción, 1997). En la fabricación de la carrocería se debe tomar en cuenta que se busca ligereza y un acabado fin al suave. Para conseg uir es to contamos con diversos m ateriales y con patrones aerodinám icos. Los principales m ateriales utilizad os en la carrocería son los textiles (poliamidas), plásticos reforzados (s imples y compuestos), plásticos laminados y plásticos espumados (Diseño y Construcción, 1997). 11 1. Textiles. Las poliamidas son más conocidas como nailon que es un material termoplástico lineal. En general, los termoplásticos pueden soportar deformación tanto elástica como plástica cuando se les aplica un esfuerzo. Esta deformación se debe a dos mecanismos de estiramiento y distorsión de los enlaces dentro de la cadena y movimiento de segmentos completos de las cadenas (Askeland, 1987). Los polímeros termoplásticos se vuelven suaves y deformables cuando se calientan, característica de estas moléculas lineales. «El material pionero en esta categoría fue el nylon y continúa siento el más importante» (Shackelford, 1992). Molécula de poliamida (nailon): (Askeland, 1987) Las poliamidas son materiales muy nobles que pueden ser usados para reducir el arrastre, mencionado anteriormente. De igual manera que los antiguos aviones, se puede usar el nailon tensado con resina para forrar la estructura tubular (Diseño y Construcción, 1997). Características:  Alta resistencia a la tracción y desgarre.  Alta resistencia a los rayos ultra violeta (UV).  Elasticidad  Bajo peso y textura suave.  Bajo índice de absorción de humedad (índice higroscópico).  Las poliamidas comerciales y más comunes son: licra, dacrón, nailon, amylar, terlón y nylcor (Diseño y Construcción, 1997). 12 2. Plásticos reforzados. Estos compuestos mejoran la resistencia al esfuerzo, la resistencia a la fatiga, la rigidez y la relación resistencia peso. Esto se logra a través de la introducción de fibras fuertes, rígidas y frágiles dentro de una matriz más blanda y dúctil. El material de la matriz transmite la fuerza a las fibras y proporciona ductilidad y tenacidad, las fibras soportan la mayor parte del esfuerzo (Askeland, 1987: 372). Las fibras vítreas en una matriz polimérica producen la fibra de vidrio para aplicaciones de transporte y aeroespaciales (Askeland, 1987: 373). Las fibras naturales son económicas y tienen la ventaja de ser reciclables, pero sus características mecánicas no son tan buenas. En cambio las fibras industriales han sido creadas para contar con excelentes cualidades mecánicas; alta resistencia a la tracción, torsión y esfuerzos cortantes. Estos materiales son especialmente diseñados para ser fabricar piezas que requieran alta resistencia estructural tal como la de carrocerías, muelles, chasis tipo monocasco, etc (Diseño y Construcción, 1997). 3. Resinas. Las más usadas en la construcción de vehículos fórmula F/Ex son las resinas de poliéster y las epóxicas. Las resinas poliéster son recomendables para la construcción del modelo y los moldes de la carrocería. Esto es por su bajo costo y fácil aplicación. Mientras que las resinas de epóxico poseen gran coeficiente de dureza. Por lo que son recomendables para la elaboración de piezas que requieran elevada resistencia mecánica. (ibid) Características de las resinas:  Alta resistencia a la tracción  Alto índice de elasticidad  Resistencia a cambios de temperatura  Alta resistencia mecánica, en relación al peso (ibid). 4. Materiales compuestos. Materiales cuya estructura se logra por medio del 13 empalme ordenado de fibras textiles, polímeros, y materiales porosos unidos por medio de un adhesivo o resina. Esto aumenta la resistencia y mantiene un bajo peso. Estos requieren de un proceso de fabricación especializado, usando autoclaves, moldes con especificaciones especiales, refuerzos textiles pre-impregnados, resinas epóxicas y materiales porosos como el de panal de abeja o tableros de espuma de poliestireno de alta densidad. Estos factores hacen que el costo sea mayor; sin embargo, la ligereza y la gran resistencia estructural hacen que estos materiales sean ideales para la fabricación de carrocerías y chasises para autos de competencia (ibid). Figura 8 Estructura de panal de abeja 2. Chasis. Esta es la estructura del vehículo en la que se montan cada una de las partes que conforman el sistema mecánico, eléctrico, carrocería y cabina. El chasis puede ser construido de materiales compuestos (monocasco) o bien con perfiles tubulares. El tipo monocasco llega a convertirse en parte de la carrocería, es más rígido y ligero por los materiales que se utilizan en su construcción. Frecuentemente es necesario la previa construcción de un modelo y molde del chasis antes que se elabore (ibid). El chasis tubular proporciona rigidez y ligereza dependiendo del tipo de material con el que se elabore. Su fabricación es bastante sencilla y permite hacer cambios con facilidad. Si embrago una de sus desventajas es el aumento de peso que se da por la adaptación de la carrocería con fines aerodinámicos (ibid). a. Configuración. Un primer factor muy importante a tomar en cuenta en la fabricación de vehículos eléctricos es la configuración o forma que puede adquirir el chasis. El triciclo en forma de flecha cuenta con mayor sencillez en lo que se refiere a 14 sistemas de dirección y suspensión. Esto es debido a que cuenta únicamente con una sola rueda de dirección. Sin embargo el contar con dos ruedas de tracción hace que el sistema de transmisión se complique. Esta configuración es la que presenta menor estabilidad en los vehículos. Figura 9 Configuración de flecha Un segundo tipo de configuración es el de flecha inversa. Este cuenta con una sola rueda trasera lo cual simplifica el sistema transmisión. Para el desarrollo del sistema de dirección y suspensión se toma en cuenta conceptos como el de ángulos de divergencia, camber, caster y geometría de suspensión (Diseño y Construcción, 1997). EJE FRONTAL DE DIRECCIÓN EJE POSTERIOR 15 Figura 10 Configuración de flecha inversa El diseño de cuatro ruedas es la configuración que mayor estabilidad, pero el grado de complejidad en los sistemas mecánicos es mayor que en los otros modelos y su resistencia al rodamiento es mayor por contar con una rueda más. Figura 11 Configuración de cuatro ruedas b. Centro de gravedad. Se refiere al punto exacto de balance entre los ejes del auto, y puede situarse hacia delante o hacia detrás dependiendo de donde este concentrado el mayor peso. El centro de gravedad o centro de masa es determinante del conseguir la maniobrabilidad y estabilidad adecuadas. Por este motivo debe estar situado a manera de que cada rueda del vehículo soporte el mismo peso. Para determinar el peso del EJE FRONTAL DE DIRECCIÓN EJE POSTERIOR EJE POSTERIOR EJE FRONTAL DE DIRECCIÓN 16 automóvil debe tomarse en cuenta el piloto y cada uno de los componentes tal como lo es el controlador, motor, baterías, etc. (Diseño y Construcción, 1997). Figura 12 Centro de gravedad 1 Las flechas con dirección hacia abajo representan la fuerza de gravedad de cada dispositivo en el vehículo y RA y RB representan la fuerza de reacción de la superficie de rodadura. Las medidas indican la posición lineal de cada uno de los elementos de forma lineal tomando como origen la rueda trasera. 17 Figura 13 Centro de gravedad 2 Es necesario que el centro de gravedad se encuentre situado a nivel de los ejes de las llantas o bien por debajo de los mismos para obtener mayor estabilidad. c. Materiales. Los materiales utilizados para la construcción del chasis son de importancia, ya que deben de cumplir con el aspecto de ligereza y resistencia. Entre los materiales utilizados con frecuencia se encuentra el aluminio, del cuál existen variedad de tipos, acero y aleaciones, fibra de vidrio, fibra de carbón. Los dos últimos se refieren a un chasis de tipo monocasco. El aluminio convencional no es de los más recomendables ya que cuenta con un bajo coeficiente de resistencia a la flexión, lo cual lo hace muy inseguro. Existen aleaciones de aluminio que son utilizadas en aeronáutica conocidas como duraluminio las cuales suelen 18 ser adecuadas para la construcción del chasis por su buen factor de ligereza y resistencia a la flexión. El acero al cromo molibdeno es otro de los materiales utilizado en la fabricación del chasis. Su costo resulta elevado pero es de las más empleadas en la construcción de maquinaria de diversos tipos debido a su dureza, resistencia y ligereza. Este metal presenta gran resistencia a la flexión, torsión, esfuerzo cortante y fatiga. El acero al carbón tiene buenas características mecánicas ya que es fácil de soldar y su precio resulta accesible (Diseño y Construcción, 1997). 3. Sistema mecánico. El sistema mecánico se divide en transmisión, suspensión, dirección y frenos. Estos componentes son de suma importancia, puesto que de ellos depende el funcionamiento y rodaje del vehículo. En un carro eléctrico se busca que estos elementos causen la menor cantidad de pérdida al rodamiento y seguridad al piloto. a. Sistema de transmisión. El sistema de transmisión está formado por las partes del vehículo que transmiten el movimiento del motor al tren motriz (la rueda). Existen variedad de formas de llevarlo a cabo este proceso, de las cuales dos son las más usadas en la aplicación de carros eléctricos.(Diseño y Construcción, 1997). El primero es el sistema de piñón, cadena y catarina. Para que funcione de manera óptima se requiere que existan un perfecto ajuste en la tensión de la cadena y la alineación adecuada del piñón con la catarina (Diseño y Construcción, 1997). 19 Figura 14 Sistema de transmisión por cadena El diámetro de la catarina y de igual manera el del piñón se determinan según las especificaciones del motor y el tipo del terreno en el que se utilizará el automóvil. El determinar bien los diámetros será un factor que determine el buen desempeño del vehículo y la eficiencia del motor. Un segundo sistema es el de banda dentada y poleas, el cual ofrece una eficiencia menor. Sin embargo su instalación resulta sencilla (la alineación no es tan crítica) y el peso en los componentes es menor. Además de esto el calentamiento por fricción es menor. 20 Entre más alta sea la gráfica representa una mayor eficiencia en la transmisión de potencia del motor a la rueda. Figura 15 Eficiencias de los sistemas de transmisión El sistema de flechas tiene un índice de eficiencia alto y además puede ser colocado en diversidad de sitios en el vehículo, inclusive fuera de la suspensión de la llanta de tracción. Esto implica que una flecha es capaz de transmitir el movimiento sin importar la alineación entre el eje de la rueda y el del motor. “Si se cuenta con un tren motriz de llantas separadas, el sistema de flechas debe funcionar acompañado de una caja de satélites para evitar el arrastre de las mismas al momento de virar el vehículo” (Diseño y Construcción, 1997). = RANGO DE ERROR = RANGO DE EFICIENCIA MÁXIMO = RANGO DE EFICIENCIA MÍNIMO PERMITIDO BANDA CADENA PORCENTAJE DE ERROR 21 Figura 16 Sistema de cardan (Unión universal, Wikepedia.com, 2002) Finalmente el motor de rueda es el sistema más moderno utilizado en la construcción de vehículos eléctricos. Elimina componentes del sistema de transmisión convencional. El Este sistema tiene un motor incorporado en la rueda, a manera que el eje de este es la armadura y la rueda es un imán permanente, lo cual constituye un motor completo (Diseño y Construcción, 1997). http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2f/Universal_joint.png 22 Figura 17 Motor eléctrico tipo rueda b. Suspensión. Este sistema se encarga de evitar que las vibraciones del camino se transmitan al automóvil y ayuda a mejorar la estabilidad del mismo. Para crear el sistema de suspensión se requiere conocer la elasticidad, capacidad de amortiguación y la geometría del vehículo. 23 Figura 18 Suspensión La elasticidad no permite que las desigualdades del pavimento se transmitan en forma de impacto al piloto del automóvil, mediante el uso de un muelle deformado que absorbe la energía. De esta manera se logra que el vehículo deje de rebotar (Diseño y Construcción, 1997). Por medio de los amortiguadores se transforma la energía mecánica del muelle en calor por medio de la fricción. Al unir los muelles con instrumentos de amortiguación se crea una suspensión que minimiza las vibraciones y el ruido produciendo así que el automóvil se vuelve más cómodo en marcha (Ibid). 24 Para desarrollar una suspensión adecuada se requiere analizar la manera como se comporta el vehículo cuando se desplaza. Las anomalías en el trayecto causan inseguridad para el conductor. Esto puede corregirse mediante el principio de barras paralelas ya que permite controlar los desplazamientos verticales que se producen en las llantas (Diseño y Construcción, 1997). c. Sistema de dirección. El sistema de dirección permite al piloto tener el control de maniobrabilidad del automóvil. Permite que el piloto dirija el vehículo en la dirección deseada con el movimiento del timón, el cual causa un giro en las ruedas de dirección. Para un diseño adecuado de este sistema se requiere conocer algunos conceptos. 1. Principio de Ackerman. El principio indica de la prolongación del eje de las ruedas tiene que nacer un centro común al radio de giro. En el momento en que las llantas de un vehículo giran para producir una vuelta, estas no lo hacen paralelamente, cada una cuenta con un ángulo según su radio de giro. Si el giro fuera paralelo la llanta del exterior se deslizaría con el pavimento produciendo fricción. Sin embargo esto puede corregirse mediante una barra de acoplamiento (Diseño y Construcción, 1997). 25 Figura 19 Sistema Ackerman Esta barra de acoplamiento debe ser menor que la barra de soporte en donde se encuentran los centros de giro de los pernos maestros de las ruedas. Para determinar la longitud de la barra es necesario trazar una línea imaginaria del centro del eje trasero hacia los centros de los pernos maestros. Las líneas van a generar un ángulo con respecto al eje longitudinal del auto que equivale al ángulo. Este ángulo proporciona la posición donde deben colocarse los brazos Ackeman de la dirección determinando así la longitud de la barra de acoplamiento. Además mantiene el paralelismo de las ruedas en el momento en que el vehículo se encuentra en marcha. En autos eléctricos es indispensable mantener el paralelismo para evitar al máximo perdidas por arrastre. El ángulo no debe sobrepasar los 4° (Diseño y Construcción, 1997). 2. Convergencia y divergencia. Las llantas de los automóviles cuentan peque- 26 ños ángulos de convergencia y divergencia causados por una fuerza que se opone a que avance el vehículo. El ángulo de convergencia es utilizado en vehículos con tracción trasera y el de divergencia en autos de tracción delantera. Este último puede emplearse en el mejoramiento del funcionamiento de la dirección Ackerman cuando existe una geometría de la dirección deficiente (Diseño y Construcción, 1997). Figura 20 Ángulos del sistema de dirección 3. Ángulo de caída. El ángulo de caída se refiere a la pequeña inclinación de las ruedas de un vehículo hacia fuera o hacia adentro. La inclinación forma un ángulo que puede ser positivo, negativo o de grado cero. En el ángulo de caída positivo las ruedas se acercan más en su parte inferior que en la superior. Esto viene a facilitar considerablemente el manejo del vehículo y evita el desgaste en las piezas de dirección (Diseño y Construcción, 1997). A diferencia de éste, en el ángulo de caída negativo las ruedas se encuentran más cerca en la parte superior que en la inferior. Esta conformación da una mejor estabilidad en las vueltas aunque endurece el mecanismo de dirección. Por último en el ángulo de caída cero las ruedas de encuentran perpendicularmente dispuestas, lo cuál dificulta el manejo del vehículo y envía mucha carga a los pivotes de la dirección. 4. Ángulo de salida El ángulo de salida es la inclinación del pivote de la dirección con respecto a la vertical. La prolongación del eje del pivote mediante una línea imaginaria debe cortar el eje longitudinal de la rueda en el piso lo que se consigue inclinando la rueda, o pivote o bien ambos. 27 Figura 21 Pivote Si surge una pequeña desviación entre el centro de la huella de la rueda y el punto de corte de la línea imaginaria del eje del pivote se hace más difícil el manejo y produce un desgaste anormal en las llantas. El ángulo de salida de la rueda, con respecto a la vertical, no debe sobrepasar los 5° con el vehículo totalmente cargado (Diseño y Construcción, 1997). 5. Ángulo de avance. El ángulo de avance es el encargado de mantener la estabilidad en la dirección del automóvil y permite que el volante vuelva a su posición lineal recta después de terminar una vuelta. El ángulo de avance puede determinarse rotando el eje del pivote a manera de que el eje vertical de la rueda quede por detrás del punto de corte de la prolongación del eje del pivote sobre el piso. 28 Figura 22 Ángulo de avance 6. Desmultiplicación de la dirección. La desmultiplicación de la dirección consiste en la relación que se produce entre los ángulos de rotación del volante con respecto al de las ruedas. Para un vehículo de poco peso como un eléctrico, es recomendable una relación de 15:1; es necesario girar el volante dos veces y media (2½) para completar una oscilación de 60° entre los topes de la dirección (Diseño y Construcción, 1997). Los vehículos deben contar con topes que limiten el movimiento de giro de las ruedas para que no golpeen la carrocería cuando gira al máximo el sistema. Los topes pueden ser situados en el pivote de la rueda o bien en el mecanismo de dirección. Existen variedad de maneras para realizar la desmultiplicación de la dirección. Algunos de estos sistemas son la relación de poleas, de piñones y cremallera, los cuales resultan sencillos. Figura 23 Sistemas de dirección d. Frenos. El sistema de frenos es indispensable en todos los vehículos, ya que proporcionan confiabilidad y seguridad en el momento de manejar. Entre los sistemas de frenos que se han desarrollado se encuentran el de frenos hidráulicos y frenos mecánicos (Diseño y Construcción, 1997). 29 Los frenos hidráulicos cuentan con una alta velocidad de reacción en el momento de frenar, permiten aplicar mayor presión al sistema mejorando los resultados. Este sistema es recomendado para autos con un peso superior a los 150kg o bien que sobrepasan los 60 km/h (Diseño y Construcción, 1997). En pruebas de competencia que se han realizado han demostrado que los frenos hidráulicos de tipo mordaza y disco son los mejores para vehículos Electratón. Hay que tener muy en cuenta que para que un sistema de frenos hidráulicos funcione de manera adecuada, debe de contar con un ajuste muy preciso para evitar el contacto de las mordazas con el disco cuando no se aplica el freno. Los frenos mecánicos están constituidos por un sistema de zapata y tambor. No cuentan con una reacción tan rápida como los frenos hidráulicos, sin embargo son una buena opción para carros eléctricos debido a su fácil ajuste. Este sistema de frenos es recomendable para autos con u peso menor a los 150kg (Diseño y Construcción, 1997). Es de suma importancia asegurarse que ninguno de los componentes del sistema de frenos roce con los discos y los tambores. Además es necesario tomar en cuenta que las mordazas deben de estar igualmente calibradas para que el automóvil no frene de forma dispareja. e. Llantas y aros. Las llantas resultan ser otro factor de gran importancia para el ahorro de energía. Para los vehículos electratón las llantas con menor superficie de contacto y de cara lisa son las que cuentan con las mejores características (Diseño y Construcción, 1997). Así mismo se requiere considerar el inflado de los neumáticos, ya que este debe ser a la mayor presión posible y tomar en cuenta las características de resistencia a la rodadura del mismo. Una mayor presión presenta una menor resistencia a la rodadura pero también una reducción en su capacidad de no deslizarse en vuelta. En los vehículos electratón la ligereza es de suma importancia, por este motivo se requiere que el aro que se elija cumpla con las características de elevada resistencia axial y bajo peso. Algunos de los aros que se utilizan en este tipo de autos se encuentran:  Aro, rayos y masas.  Tapones y aro de materiales compuestos. 30  Plato macizo de metal.  Aro, hilos de fibras y más (Diseño y Construcción, 1997). 4. Sistema eléctrico. El sistema eléctrico no será considerado en este trabajo ya que el enfoque es el del diseño mecánico del vehículo Fórmula Electratón Experimental. (Ver Apéndice A). 31 III. CONSIDERACIONES Y DISEÑO DE UN VEHÍCULO ELÉCTRICO FÓRMULA ELECTRATÓN EXPERIMENTAL A. Consideraciones En el capítu lo an terior se mencionaron los factores teór icos que se deben tom ar en cuenta para la construcción de un carro eléct rico tipo Electratón Experimental. Ahora se hablará de los factores prácticos que enfrentará el diseñador y constructor. La tecnología de m ateriales que se tenga al alcance depe nde del desarrollo del ár ea en cuestión. La mano de obra calificada y los equip os necesario s para realizar dive rsas tareas tam bién será un factor determinante. 1. Materiales. Guatemala tiene una producción de materia prima muy reducida, la mano de obra con un bajo nivel técnico y e quipo limitado. El material más comúnmente usado es el hierro. Los precios de m etales como el duralum inio (aluminio de aviación) son m uy elevados y es necesario buscar un taller esp ecializado que pueda trab ajarlo. Será decisión del diseñador esco ger los materiales a utilizar, pero se debe tener en mente la factibilidad y el costo de dichos materiales para la construcción. Como se habló anteriorm ente, las característi cas de los materiales que se utilicen en el vehículo darán un reflejo en el desem peño del vehículo pe ro tam bién influirán en su tiempo de construcción. Para m ateriales de alta tecno logía será n ecesario esperar un tiempo de importación, la búsqueda de m ano de obra calificada y equipo especializado. Entre carreras el tiem po disponible para las modificaciones es limitado lo cual resultaría una desventaja para los vehículos que utilizan de materiales especiales. La experiencia en el m ercado guatemalteco nos dirige al uso prim ordial del acero, este es relativamente económico y la mayoría de lo s talleres de herrería lo puede trabajar con facilidad. 2. Equipo. Durante la construcción y la duración del campeonato se usarán herra- mientas y otros equipos de apoyo. La calidad de estos es de sum a importancia. E n cualquier instante puede darse la s ituación de necesitar una pieza dada la cual debe estar 32 disponible y funcionando en condiciones optim as. En este m ismo contexto se puede mencionar los instrumentos dentro y fuera del vehículo como: amperímetros, voltímetros, velocímetros, radios de dos vías para la co municación, etc. El m al funcionamiento de estos instrumentos puede significar un gran problem a para el equipo durante la carrera o una perdida de tiempo para su reposición. B. Diseño preliminar, vehículo Air Droopy Este diseño prelim inar fue el diseño que se entregó a la ju nta directiva de Electratón Guatemala 1998 con el objeto de estudiarlo y verificar que los planos cumplieran con los requisitos por ellos establecidos. A partir de estos planos se construyó el primer carro Air Droopy, con mínimas variantes. En este prim er diseño no se harán los anális is pertinentes del caso, estos se realizaran con el diseño final. El motivo de esto es el de reducir la duplicidad del estudio. 1. Planos del Air Droopy 1 A continuación se presentan los planos y fotografías con sus respectivas anotaciones. Las fotografías m uestran el proceso y avance en la construcción del vehículo eléctrico desde su in icio. En la prim er etapa de la construcción se elaboró el chasis a p artir de tubos de hierro de escape autom otriz. Se procede a colocar la suspensión delantera compuesta por una hoja de resorte y las dos ruedas, cada una con su freno incorporado. Un elem ento de im portancia es el eje de ro tación de giro para cada rueda delantera, mostrado en la fotografía 2. La fuente de potencia la constituye un m otor eléctrico, fotografía 3 el cual una vez montado en el chasis permite la autonomía del vehículo para poder desplazarse. C C Chasis con as Chasis y siste D siento y timó ema de direc Diseño preli ón. cción. Fotografías iminar, vehíc Chasis. s 1 culo Air Dro Abra oopy azadera en UU. 33 C Chasis y susp D pensión delan Diseño preli ntera. Fotografías iminar, vehíc Hoja de reso s 2 culo Air Dro orte, suspen oopy nsión delanteera. 34 M V Motor eléctric Vehículo Air D co. Droopy. Diseño preli Prim Fotografías iminar, vehíc meras prueba s 3 culo Air Dro as. M oopy Muleta posterrior. 35 49 2. Razones del cambio. Con el vehículo Air Droopy 1 se obtuvieron tres primeros lugares pero se encontraron grandes defectos que podrían cau sar daño m ecánico severo. El sistema de suspensión delantero consta de una hoja de resorte a la cual esta acoplada el sistema de dirección. La geom etría del m ovimiento de la hoja de resorte causaba un control dificultoso durante el frenado o s obre superficies rugosas . Las varillas de dirección sufren esfuerzos superiores a los esperados, lo que lleva a un rápido deterioro y posibilidad de fallar. Corre el riesgo el piloto de perder el control de la dirección en una situación de frenado que podría em peorar si la superficie no es la adecuada. Esto podría poner en peligro al piloto y a otros conductores en las carreras. Aprovechando la oportunidad del cam bio, se opta por reducir el peso del chasis al utilizar tubo de menor diámetro. Las llantas son elementos indispensables, pero también causantes de perdida por fricción y rodadura. Se toma la decisión de reemplazar la llanta trasera, inicialmente de 53.4 centímetros por una similar a las usadas en la parte delantera en el sistema de dirección, debido a su reduc ido tamaño y menor coeficiente de rodadura. Al aro de esta nueva rueda trasera se le incorpora un retropedal o si stema de rueda libre. El retroped al es el sis tema que utilizan la s bicicletas p ara dejar q ue la rued a de transmisión de potencia gire libremente sin afectar el movimiento sobre los pedales. Esto causa que al momento de soltar el acelerador, el carro con tinúe su marcha libremente sin que la acción del motor lo frene. De aquí en adelante se le llamará retro pedal al sis tema de rueda libre. Todos los cam bios y modificacio nes han si do pensados con un objetivo en mente, mejorar la eficiencia del vehículo. El riesgo que se corre con estas modificaciones es alto debido a que se usaran piezas nu evas sin haber sido probadas en su totalidad . La probabilidad de una falla en cualquiera de las modificaciones podría resultar directamente en la posición obtenida en la carrera reduciendo las posibilidades de una victoria. Con estas primicias en mente se trabajó e inspeccionó cada aspecto, para asegurar el buen funcionamiento del vehículo. Se aum entaron el número de pruebas realizadas en pista para poder observar el com portamiento y tene r el tiem po suficiente para hacer las reparaciones necesarias antes de cualquier competencia. 50 C. Diseño final, Air Droopy 2 Los títu los se acom pañan del núm ero de plano en el que se enc uentra la información y el plano en cuestión. 1. Medidas generales PLANO NO. 1 2. Chasis PLANO NO. 2 3. Medidas del chasis PLANO NO. 3 4. Sistema de dirección I PLANO NO. 4 5. Sistema de dirección II PLANO NO. 5 6. Suspensión delantera I PLANO NO. 6 7. Suspensión delantera II PLANO NO. 7 8. Suspensión trasera PLANO NO. 8 9. Sistema de propulsión PLANO NO. 9 A continuación se presentan los planos con sus respectivas anotaciones y explicaciones. 60 IV. CONSTRUCCIÓN DEL AIR DROOPY 2 (DISEÑO FINAL) A. Chasis 1. Descripción. El chasis está construido con tubo de acero (hierro dulce) de 1.905 centímetros (¾ de pu lgada) de diám etro exte rior, calibre 20 (2mm ). Estas dim ensiones son mayores que las mínimas aceptadas en el reglamento de Electratón, en el que se indica que el calibre de la pared de un tubo sim ilar al usado, de ¾ de pulgada; es de 1.62 milímetros. Todas las uniones soldadas con soldadura eléctrica por personal altam ente calificado. Para hacer las partes curvas se utiliza una dobladora hidráulica manual. 2. Modificaciones. Al chasis no se le realizaron modificaciones durante el transcurso del campeonato. La form a y dimensiones interiores del primer diseño se m antuvieron en el diseño final, la única variante fue el tipo de tubo usado. 3. Recomendaciones. El chasis es la base del vehículo, si éste no presenta las características es tructurales n ecesarias para sop ortar los esfuerzos qu e causa el m anejo, éste fallará. Todas las piezas u san com o base princ ipal al chas is, s i éste llega a fallar mecánicamente, el vehículo será inservible. No sólo la funcionalidad se deriva del chasis, la seguridad del piloto tam bién descansa en este importante elemento. El reglam ento de Electratón sostiene que el chasis debe proteg er al piloto de choque s frontales, laterales, traseros y que debe contar con una barra antivuelco. Para un buen desem peño, es necesario que el chasis cum pla con lo establecido en el reglamento en lo qu e respecta a seguridad. Por otro lado debe se r lo suficien temente rígido para soportar los esfuerzos pero a la vez ser ligero. Esta meta se logra con el uso de buenos materiales y un buen diseño. B. Sistema de dirección 1. Descripción. El sistema de dirección es del tipo palanca de transmisión, en el que al girar el timón este hace girar el eje. Al final del eje se coloca una placa, de manera que esta rote como una misma pieza. A la placa se conectan las varillas de dirección y estas al brazo Ackerm an el que hace virar la llan ta. Para dism inuir la fuerza necesaria para 61 cambiar de dirección se colocan las varillas m ás lejos d el eje aunq ue esto cau sa un aumento en el radio mínimo de giro del vehículo. Tres ángulos en la geometría del sistema de dirección son de mucha trascendencia, estos son: ángulo de caída, giro (caída) y ángulo de avance (Ver capítulo II.3). 2. Modificaciones. En un automóvil convencional los ángulos anteriormente mencionados son ajustables, debi do a la dificu ltad que esto representa en un vehículo Electratón Experimental estos son fijos. Se realizaron diversas pruebas para com probar cuáles eran los ángulos que resultaban en las menores pérdidas. Las pruebas consisten en halar el auto con un dinamómetro. Se realizaba un cambio de uno de los ángulos a la vez, hasta hallar experimentalmente el más eficiente. Después de esta prueba no se realizaron cambios durante el transcurso del campeonato. 3. Recomendaciones. El sistema de dirección es un elemento complicado de cons- truir debido a que la geom etría del movi miento es com pleja. Por ello es recom endable hacer las piezas lo más sencillas y resistentes que sea posible. C. Suspensión delantera 1. Descripción. La suspensión del Air Droopy 1 presenta sencillez y una estructura rígida. Con stituida de una hoja de r esorte de 5. 08 centímetros (2 pulgadas) de ancho y 0.635 centímetros (¼ d e pulgada) de espeso r. Su constru cción y aplicación no p resenta problema alguno pero su desem peño sí. El Air Droopy 2 usa un sistema de doble muleta con largos diferentes, sim ilar a la usada en los auto móviles co nvencionales. Su construcción es trabajosa y necesita d e precisión para lograr la geom etría del movimiento deseada. Ambas m uletas están construidas co n el m ismo tubo usado para el chasis. El amortiguador y resorte se colocaron desde la barra antivuelco front al al centro de la muleta. Esta es una sola pieza, un am ortiguador de motociclet a para facilitar su aplicación. 2. Modificaciones. Durante todo el campeonato se realizó un único cambio en el sistema de suspensión delantera que se llevó a cabo cuando se construyó el Air Droopy 2. La descripción de am bos sistem as y la r azón de su cambio ya fueron discutidos con anterioridad. 62 3. Recomendaciones. El sistema de suspensión delantera tiene estrecha relación con el sistem a de dirección pues to que están acoplados. Am bos elem entos deben construirse por separado con la m ayor exactitud posible y luego deberán ser probados en conjunto para comprobar su buen funcionamiento. D. Suspensión trasera 1. Descripción. La suspensión trasera sigue el mismo principio que la delantera. Está formada por dos muletas con diferente radi o de giro. La única diferencia está en la orientación del eje de la rueda. En el caso de las ruedas delanteras, el eje es paralelo con la m uleta m ientras que el eje trasero es pe rpendicular. La exactitud no es un factor trascendental en este sis tema. La geom etría del m ovimiento de la rued a se lim ita a un movimiento vertical. Al igual que en la su spensión delantera, se usó un a mortiguador de motocicleta colocado d esde la barra antivuelto posterior hasta el br azo superior de la muleta. 2. Modificaciones. No se realizaron modificaciones al sistema usado y fue el mismo para los dos vehículos. Se hi zo un refuerzo a la m uleta inferior en los d os carros. Este refuerzo permite evitar la torsión provocada cuando se recorría un trayecto curvilíneo. 3. Recomendaciones. En vuelta las muletas traseras deben soportar esfuerzos de torsión y su defor mación plástica debe m inimizarse para que no se presenten problem as con el sistem a de transm isión, específicamente con la cadena. Si la defor mación no se controla, la cadena pierde alineación entre la rueda dentada y el piñón causando que la cadena se caiga. E. Sistema de transmisión 1. Descripción. El sistema de transmisión consta de un motor eléctrico de 36VDC (voltios, corriente directa) y 1.5hp (caballos), un piñón, cad ena de 35mm (milímetros) y una rueda dentada conectada a la ru eda trasera por medio de un retropedal. El m otor está colocado y fijado sobre la muleta trasera de abajo y tiene un ajuste para la alineación de la cadena. La rueda dentada está montada directamente sobre el aro de la llanta. El ajuste de alineación se hace moviendo la posición del eje sobre la muleta. No se hicieron cam bios, por ello no se presenta el tema de modificaciones. 63 2. Recomendaciones. La alineación del piñón con la rueda dentada es un factor determinante para reducir las pé rdidas por fricción y evitar que la cadena pierda su curso. Debe tom arse en cuenta la recom endación para el sis tema de suspensión tras era, una deformación por torsión puede causar el m ismo efecto, aum ento en las pérdidas y el desprendimiento de la cadena. F. Sistema eléctrico 1. Descripción. La fuente de energía proviene de tres baterías (acumuladores) de automóvil de 60Ah (a mperios hora) y la electri cidad es conducida al controlador y luego al m otor a través de alam bre calib re 0. El controlador es acciona do por un reóstato colocado como pedal de acelerador. Por regla, se coloca un fusible en la salida d el banco de baterías, las que se encuentran conectadas en serie y es seguido por un interruptor del tipo de cuchilla que funciona como interrupt or princ ipal. El cableado se encuentra siguiendo el contorno de los t ubos del chasis el cu al se encuentra totalm ente aislado. El reglamento de Elec tratón no perm ite una p érdida m ayor a 12VDC (voltios, co rriente directa) en el chasis por seguridad al piloto. 2. Recomendaciones. Se debe observar y eliminar cualquier posición en donde se pueda dar un cortocircuito o una pérdida de voltaje. Cualquier tipo de pérdida resultará en un exceso en el consumo de energía y reducirá el tiempo de operación de las baterías. Los conductores tran sportan una co rriente de hasta 120A (amperios) y 36VDC (voltios, corriente directa) alred edor del piloto. Es obligación proteger al pilo to de cualquie r tipo de contacto con dicha corriente, la cual podría causar serias le siones y hasta la muerte. El banco de baterías tiene suficiente potencia como para fundir hierro. G. Frenos 1. Descripción. Los frenos usados en el vehículo son de tipo tambor y zapata. Se usan dos frenos, uno en cada una de las ruedas delanteras. L a construcción del sistema de frenos se limitó a colocar el eje sob re el cual gira la rueda y un tope. Esto se debe a que los aros usados en las ruedas ya incluían el tambor y las zapatas. Los frenos son m ecánicos y son accionado s por un cable, el que fue dispues to al movimiento del pedal de freno para su funci onamiento. El cable del freno de cada llanta se lleva a un dispositivo, que por medio de palanca, iguala las fuerzas de frenado. 64 2. Recomendaciones. Los frenos mecánicos deben tener un ajuste de modo que se pueda controlar e igualar la fuer za de frenado en ambas ruedas del carro para evitar así la pérdida de control. H. Instrumentación 1. Descripción. Al Air Droopy 2 se le incorporaron varios instrumentos de medición para tener un m ejor control s obre las variables que afectan el desem peño del vehículo. Los instrumentos r equeridos m ínimos son: un voltím etro p ara e l con trol del vo ltaje del banco de baterías y un am perímetro para la observación de la corriente que consume el motor. Se adicionaron un term ómetro que mide la temperatura de la carcasa del m otor y un velocímetro que incluye un cronómetro. El voltímetro, velocímetro y termómetro están montados sobre la barra antivuelcos frontal a la vista del piloto, sim ilar al tablero de un carro convencional. El amperímetro se encuentra a la dere cha, visible con sólo voltear la mirada unos cinco grados. El cableado de cada ins trumento se llev a sobre los tubos del chasis y cuentan con sus propias fuentes de potencia, llamadas baterías auxiliares en el reglamento. 2. Recomendaciones. El piloto debe tener la mayor información posible del estado del vehículo; baterías, motor, tiempo corrido de la competencia, etc., de manera que pueda reaccionar de la mejor manera posible frente a cualquier situación durante la competencia. 65 V. PRUEBAS DE DESEMPEÑO A. Descripción de las pruebas Las pruebas consisten en la sim ulación de una competencia. Se corre el carro durante una hora en un curso establecido y se tom an datos de tiem po por circunvalación, voltaje del banco de baterías, y en algunos casos la tem peratura del m otor y el am peraje promedio. Estas mediciones se hacen con la intención de lograr encontrar el punto óptimo para la conducción del vehículo en un campeonato. En cada prueba se anota el tamaño del piñón a utilizar, el tam año de la pista, ciertas características de la m isma y el voltaje inicial. En cada prueba se trata de cam biar única mente una variable y m antener el resto constantes. Las variables que se consideran son:  Tamaño del piñón.  Amperaje.  Voltaje.  Tiempo.  Tipo de conducción.  Velocidad del motor.  Temperatura del motor. En las p rimeras pruebas no se logra alcanzar una hora de práctica, por lo que no se tomaron los datos en cuenta. Salió a la vista la importancia de la velocidad del motor para que este no sufra sobrecalen tamiento, el cual a su vez crea una m ayor res istencia a la conducción de la corriente eléct rica. Una vez establecida la velocidad de rotación del motor se controló el sobrecalentamiento y se obtuvo una temperatura casi constante. Se presenta a continuación una hoja de datos de pruebas. 66 Tabla 1 Prueba Air Droopy No. de Vuelta Tiempo Voltaje/ Temp. No. de vuelta Tiempo Voltaje/ Temp. No. de vuelta Tiempo Voltaje/ Temp. 0 40 79 1 41 80 2 42 81 3 43 82 4 44 83 5 45 84 6 46 85 7 47 86 8 48 87 9 49 88 10 50 89 11 51 90 12 52 91 13 53 92 14 54 93 15 55 94 16 56 95 17 57 96 18 58 97 19 59 98 20 60 99 21 61 100 22 62 101 23 63 102 24 64 103 25 65 104 26 66 105 27 67 106 28 68 107 29 69 108 30 70 109 31 71 110 32 72 111 33 73 112 34 74 113 35 75 114 36 76 115 37 77 116 38 78 117 39 79 118 67 Estas hojas se llenan durante la prueba, anotan do los datos en el registro. Estos datos son ingresados a una hoja electró nica para h acer ciertos cálculos com o el tiempo y velocidad por circunvalación, velocidad promedio, etc. Se presentará la hoja de cálculos en el tema de resultados de las pruebas con sus respectivas gráficas. B. Resultados de las pruebas Se realizaron diversas pruebas de conducci ón en las cuales el resultado fue erróneo, por lo que no se tom ó en cuenta en este an álisis. En una prueba se incurrió en un accidente el que causó que no se terminara de correr la hora estipulada. En este trabajo se presentarán las nueve pruebas m ás representativas y con m ayor peso. D e las pruebas no documentadas se dará una guía informativa para su conocimiento. 1. Tablas y gráficas. Las primeras tres pruebas se realizaron en la colonia Premier Campestre Carretera a El Salvador. De estas se hizo un análisis separado al resto de las otras cuatro. Los datos que se presentan y las gráficas son los usados para la toma de decisiones durante el resto del campeonato. La primera prueba se realizó en una colonia localizada en la Carretera a El Salvador. La forma del recorrido es rectangul ar, con dos pendientes y bajada s moderadas. La distancia recorrida por circunvalación es de 300 m etros. Para la prueba se utilizó el piñón de 14 dientes. Tabla 2 Resultados prueba No.1, Air Droopy Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 0 0 0 39.7 74.8 0 0.00 1.02 62 62 37.0 0.0 0 28.03 1.59 119 57 0.0 75.2 0 30.49 2.53 173 54 0.0 0.0 45 32.19 3.48 228 55 37.0 0.0 0 31.60 4.42 282 54 0.0 75.6 0 32.19 5.37 337 55 0.0 0.0 30 31.60 6.35 395 58 36.5 0.0 0 29.97 7.34 454 59 0.0 77.0 0 29.46 8.32 512 58 0.0 0.0 40 29.97 9.3 570 58 36.5 0.0 0 29.97 10.3 630 60 0.0 78.8 0 28.97 11.31 691 61 0.0 0.0 35 28.49 12.4 760 69 36.4 0.0 0 25.19 13.4 820 60 0.0 0.0 0 28.97 68 Continuación Tabla 2 Tiempos Min, seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 14.43 883 63 0.0 81.1 0 27.59 15.42 942 59 0.0 0.0 35 29.46 16.42 1002 60 0.0 0.0 0 28.97 17.45 1065 63 0.0 82.4 0 27.59 18.51 1131 66 0.0 0.0 30 26.33 19.54 1194 63 36.4 0.0 0 27.59 20.49 1249 55 0.0 83.8 0 31.60 21.46 1306 57 0.0 0.0 40 30.49 22.5 1370 64 36.2 0.0 0 27.16 23.52 1432 62 0.0 85.0 0 28.03 24.54 1494 62 36.2 0.0 0 28.03 26 1560 66 0.0 85.5 0 26.33 27.01 1621 61 0.0 0.0 30 28.49 28.03 1683 62 36.1 0.0 0 28.03 29.06 1746 63 0.0 86.4 0 27.59 30.1 1810 64 0.0 0.0 30 27.16 31.15 1875 65 35.9 0.0 0 26.74 32.2 1940 65 0.0 87.0 0 26.74 33.15 1995 55 0.0 0.0 35 31.60 34.16 2056 61 35.9 0.0 0 28.49 35.2 2120 64 0.0 87.1 0 27.16 36.35 2195 75 0.0 0.0 30 23.17 37.37 2257 62 35.8 0.0 0 28.03 38.44 2324 67 0.0 88.2 0 25.94 39.45 2385 61 0.0 0.0 35 28.49 40.49 2449 64 35.8 0.0 0 27.16 41.49 2509 60 0.0 89.1 0 28.97 42.53 2573 64 0.0 0.0 30 27.16 44 2640 67 35.7 0.0 0 25.94 45.02 2702 62 0.0 90.0 0 28.03 46.03 2763 61 0.0 0.0 35 28.49 47.04 2824 61 35.7 0.0 0 28.49 48.07 2887 63 0.0 89.9 0 27.59 49.11 2951 64 0.0 0.0 35 27.16 50.13 3013 62 35.7 0.0 0 28.03 51.16 3076 63 0.0 90.3 0 27.59 52.2 3140 64 0.0 0.0 30 27.16 53.22 3202 62 35.6 0.0 0 28.03 54.24 3264 62 0.0 91.8 0 28.03 55.29 3329 65 0.0 0.0 30 26.74 56.28 3388 59 35.5 0.0 0 29.46 57.31 3451 63 0.0 93.2 0 27.59 58.36 3516 65 0.0 0.0 0 26.74 59.38 3578 62 0.0 0.0 30 28.03 60.28 3628 50 0.0 0.0 45 34.76 61.21 3681 53 35.0 0.0 0 32.79 69 Continuación tabla 2 Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 62.13 3733 52 0.0 93.0 0 33.42 63.06 3786 53 0.0 0.0 45 32.79 64 3840 54 34.0 0.0 0 32.19 64.56 3896 56 0.0 92.7 0 31.04 Suma 695 28.71 Promedio 34.75 La segunda prueba se realizó en las mismas condiciones que la anterior, ligar de prueba, recorrido, etc. Se hizo una variación en el tamaño de piñón, usando para esta prueba uno de 16 dientes. La comparación con la prue ba anterior nos da una base de datos experimental para escoger el tamaño del piñón adecuado para las competencias. Tabla 3 Resultados prueba No. 2, Air Droopy Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 0 0 0 39.7 73.2 0 1.16 76 76 0.0 73.2 0 22.869625 2.18 138 62 36.0 0.0 0 28.033734 3.26 206 68 0.0 74.6 45 25.560169 4.33 273 67 0.0 0.0 0 25.941664 5.44 344 71 0.0 0.0 0 24.480162 6.52 412 68 0.0 0.0 30 25.560169 7.54 474 62 36.5 0.0 0 28.033734 8.58 538 64 0.0 77.7 0 27.15768 10.02 602 64 36.6 0.0 40 27.15768 11.08 668 66 0.0 0.0 0 26.33472 12.18 738 70 0.0 0.0 0 24.829879 13.32 812 74 36.6 0.0 35 23.487723 14.42 882 70 0.0 82.4 0 24.829879 15.48 948 66 36.8 0.0 0 26.33472 16.55 1015 67 36.4 0.0 0 25.941664 18 1080 65 0.0 84.2 35 26.73987 19.06 1146 66 36.0 0.0 0 26.33472 20.11 1211 65 0.0 85.3 0 26.73987 21.16 1276 65 0.0 0.0 30 26.73987 22.21 1341 65 35.8 0.0 0 26.73987 23.27 1407 66 0.0 87.1 0 26.33472 24.28 1468 61 35.9 0.0 40 28.493304 25.32 1532 64 0.0 88.0 0 27.15768 26.35 1595 63 35.5 0.0 0 27.588754 27.36 1656 61 0.0 89.8 0 28.493304 Promedio 70 Continuación Tabla 3 Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 28.36 1716 60 35.5 0.0 0 28.968192 29.38 1778 62 0.0 90.4 30 28.033734 30.42 1842 64 0.0 0.0 0 27.15768 31.44 1904 62 35.0 0.0 0 28.033734 32.46 1966 62 0.0 0.0 30 28.033734 33.5 2030 64 34.9 0.0 0 27.15768 34.54 2094 64 0.0 94.5 0 27.15768 36.05 2165 71 0.0 0.0 35 24.480162 37.1 2230 65 34.9 0.0 0 26.73987 38.17 2297 67 0.0 98.2 0 25.941664 39.2 2360 63 35.0 0.0 30 27.588754 40.32 2432 72 0.0 99.7 0 24.14016 41.38 2498 66 35.0 0.0 0 26.33472 42.42 2562 64 0.0 0.0 35 27.15768 43.46 2626 64 34.4 0.0 0 27.15768 44.53 2693 67 0.0 0.0 0 25.941664 45.58 2758 65 34.5 0.0 30 26.73987 47.04 2824 66 0.0 101.5 0 26.33472 48.07 2887 63 0.0 0.0 0 27.588754 49.06 2946 59 34.4 0.0 35 29.459178 50.12 3012 66 0.0 0.0 0 26.33472 51.13 3073 61 0.0 101.7 0 28.493304 52.12 3132 59 33.8 0.0 35 29.459178 53.11 3191 59 0.0 101.5 0 29.459178 54.1 3250 59 0.0 0.0 0 29.459178 55.08 3308 58 0.0 0.0 30 29.967095 56.06 3366 58 0.0 0.0 0 29.967095 57.02 3422 56 34.0 0.0 0 31.037349 58 3480 58 0.0 0.0 30 29.967095 59 3540 60 0.0 0.0 0 28.968192 60 3600 60 33.0 0.0 0 28.968192 61.06 3666 66 0.0 0.0 0 26.33472 62.1 3730 64 0.0 0.0 30 27.15768 Suma 605 27.131646 Promedio 30.25 Promedio 71 La tercer prueba se realizó en la misma locación con un piñón de 14 dientes. Tabla 4 Resultados prueba No. 3, Air Droopy Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 0 0 0 39.7 74.8 0 0.00 1.02 62 62 37.0 0.0 0 28.03 1.59 119 57 0.0 75.2 0 30.49 2.53 173 54 0.0 0.0 45 32.19 3.48 228 55 37.0 0.0 0 31.60 4.42 282 54 0.0 75.6 0 32.19 5.37 337 55 0.0 0.0 30 31.60 6.35 395 58 36.5 0.0 0 29.97 7.34 454 59 0.0 77.0 0 29.46 8.32 512 58 0.0 0.0 40 29.97 9.3 570 58 36.5 0.0 0 29.97 10.3 630 60 0.0 78.8 0 28.97 11.31 691 61 0.0 0.0 35 28.49 12.4 760 69 36.4 0.0 0 25.19 13.4 820 60 0.0 0.0 0 28.97 14.43 883 63 0.0 81.1 0 27.59 15.42 942 59 0.0 0.0 35 29.46 16.42 1002 60 0.0 0.0 0 28.97 17.45 1065 63 0.0 82.4 0 27.59 18.51 1131 66 0.0 0.0 30 26.33 19.54 1194 63 36.4 0.0 0 27.59 20.49 1249 55 0.0 83.8 0 31.60 21.46 1306 57 0.0 0.0 40 30.49 22.5 1370 64 36.2 0.0 0 27.16 23.52 1432 62 0.0 85.0 0 28.03 24.54 1494 62 36.2 0.0 0 28.03 26 1560 66 0.0 85.5 0 26.33 27.01 1621 61 0.0 0.0 30 28.49 28.03 1683 62 36.1 0.0 0 28.03 29.06 1746 63 0.0 86.4 0 27.59 30.1 1810 64 0.0 0.0 30 27.16 31.15 1875 65 35.9 0.0 0 26.74 32.2 1940 65 0.0 87.0 0 26.74 33.15 1995 55 0.0 0.0 35 31.60 34.16 2056 61 35.9 0.0 0 28.49 35.2 2120 64 0.0 87.1 0 27.16 36.35 2195 75 0.0 0.0 30 23.17 37.37 2257 62 35.8 0.0 0 28.03 38.44 2324 67 0.0 88.2 0 25.94 39.45 2385 61 0.0 0.0 35 28.49 40.49 2449 64 35.8 0.0 0 27.16 41.49 2509 60 0.0 89.1 0 28.97 42.53 2573 64 0.0 0.0 30 27.16 72 Continuación Tabla 4 Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 44 2640 67 35.7 0.0 0 25.94 45.02 2702 62 0.0 90.0 0 28.03 46.03 2763 61 0.0 0.0 35 28.49 47.04 2824 61 35.7 0.0 0 28.49 48.07 2887 63 0.0 89.9 0 27.59 49.11 2951 64 0.0 0.0 35 27.16 50.13 3013 62 35.7 0.0 0 28.03 51.16 3076 63 0.0 90.3 0 27.59 52.2 3140 64 0.0 0.0 30 27.16 53.22 3202 62 35.6 0.0 0 28.03 54.24 3264 62 0.0 91.8 0 28.03 55.29 3329 65 0.0 0.0 30 26.74 56.28 3388 59 35.5 0.0 0 29.46 57.31 3451 63 0.0 93.2 0 27.59 58.36 3516 65 0.0 0.0 0 26.74 59.38 3578 62 0.0 0.0 30 28.03 60.28 3628 50 0.0 0.0 45 34.76 61.21 3681 53 35.0 0.0 0 32.79 62.13 3733 52 0.0 93.0 0 33.42 63.06 3786 53 0.0 0.0 45 32.79 64 3840 54 34.0 0.0 0 32.19 64.56 3896 56 0.0 92.7 0 31.04 Suma 695 28.71 Promedio 34.75 Las siguientes seis pruebas se realizaron en el sótano de Plaza Cem aco con un largo por circunvalación de 350 metros. La forma de la pista es rectangular y totalmente plana. En esta pista se cuenta con una total restricción de entrada de vehículos y peatones. Antes de presentar cada tabla de datos se indicará cu ales fueron los puntos a considerar en cada prueba realizada. En la cuarta prueba se utilizó un piñón de 16 dientes y se inició la prueba con un voltaje inicial de 39 voltios. En esta p rueba no se pudo com pletar la hora de carrera y s e puede observar la caída de voltaje así como el punto muerto de las baterías. Promedio 73 Tabla 5 Resultados prueba No. 4, Air Droopy Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 4.11 0 0 39 * * * 0 0.00 4.5 290 290 0.0 * * * 0 4.34 5.31 331 41 0.0 * * * 0 30.73 6.13 373 42 37.0 * * * 0 30.00 6.5 410 37 0.0 * * * 0 34.05 7.31 451 41 0.0 * * * 0 30.73 8.05 485 34 0.0 * * * 0 37.06 8.5 530 45 36.9 * * * 0 28.00 9.32 572 42 0.0 * * * 0 30.00 10.14 614 42 0.0 * * * 0 30.00 10.56 656 42 0.0 * * * 0 30.00 11.36 696 40 0.0 * * * 0 31.50 12.16 736 40 0.0 * * * 0 31.50 12.55 775 39 36.6 * * * 0 32.31 13.35 815 40 0.0 * * * 0 31.50 14.16 856 41 0.0 * * * 0 30.73 14.57 897 41 36.3 * * * 0 30.73 15.39 939 42 0.0 * * * 0 30.00 16.19 979 40 0.0 * * * 0 31.50 17.02 1022 43 35.8 * * * 0 29.30 17.42 1062 40 0.0 * * * 0 31.50 18.22 1102 40 0.0 * * * 0 31.50 19.01 1141 39 35.5 * * * 0 32.31 19.43 1183 42 0.0 * * * 0 30.00 20.22 1222 39 35.2 * * * 0 32.31 21.03 1263 41 0.0 * * * 0 30.73 21.44 1304 41 0.0 * * * 0 30.73 22.25 1345 41 34.5 * * * 0 30.73 23.05 1385 40 0.0 * * * 0 31.50 23.46 1426 41 34.4 * * * 0 30.73 24.24 1464 38 0.0 * * * 0 33.16 25.04 1504 40 34.0 * * * 0 31.50 25.45 1545 41 0.0 * * * 0 30.73 26.22 1582 37 0.0 * * * 0 34.05 27.01 1621 39 33.8 * * * 0 32.31 27.42 1662 41 0.0 * * * 0 30.73 28.22 1702 40 0.0 * * * 0 31.50 29.03 1743 41 33.2 * * * 0 30.73 29.43 1783 40 0.0 * * * 0 31.50 30.21 1821 38 32.7 * * * 0 33.16 31.02 1862 41 0.0 * * * 0 30.73 31.42 1902 40 32.4 * * * 0 31.50 32.22 1942 40 0.0 * * * 0 31.50 33.02 1982 40 0.0 * * * 0 31.50 74 Continuación Tabla 5 Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 33.43 2023 41 32.0 * * * 0 30.73 34.31 2071 48 0.0 * * * 0 26.25 30.61 Se repite la m isma prueba que la anterior y s e incu rre en el m ismo problem a, las baterías no duran la hora. Tabla 6 Resultados prueba No. 5, Air Droopy Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 0 0 0 * * * * * * 60 0.00 0.44 44 44 * * * * * * 0 28.64 1.24 84 40 * * * * * * 0 31.50 2.01 121 37 * * * * * * 0 34.05 2.38 158 37 * * * * * * 0 34.05 3.18 198 40 * * * * * * 0 31.50 3.58 238 40 * * * * * * 0 31.50 4.4 280 42 * * * * * * 0 30.00 5.2 320 40 * * * * * * 0 31.50 5.59 359 39 * * * * * * 0 32.31 6.39 399 40 * * * * * * 0 31.50 7.19 439 40 * * * * * * 0 31.50 7.58 478 39 * * * * * * 0 32.31 8.34 514 36 * * * * * * 0 35.00 9.2 560 46 * * * * * * 0 27.39 10.01 601 41 * * * * * * 0 30.73 10.42 642 41 * * * * * * 0 30.73 11.23 683 41 * * * * * * 0 30.73 12.04 724 41 * * * * * * 0 30.73 12.44 764 40 * * * * * * 0 31.50 13.24 804 40 * * * * * * 0 31.50 14.06 846 42 * * * * * * 0 30.00 14.47 887 41 * * * * * * 0 30.73 15.27 927 40 * * * * * * 0 31.50 16.07 967 40 * * * * * * 0 31.50 16.48 1008 41 * * * * * * 0 30.73 17.28 1048 40 * * * * * * 0 31.50 18.07 1087 39 * * * * * * 0 32.31 18.48 1128 41 * * * * * * 0 30.73 19.28 1168 40 * * * * * * 0 31.50 20.08 1208 40 * * * * * * 0 31.50 20.48 1248 40 * * * * * * 0 31.50 Promedio 75 Continuación Tabla 6 Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 21.29 1289 41 * * * * * * 0 30.73 22.09 1329 40 * * * * * * 0 31.50 22.5 1370 41 * * * * * * 0 30.73 23.29 1409 39 * * * * * * 0 32.31 24.09 1449 40 * * * * * * 0 31.50 24.5 1490 41 * * * * * * 0 30.73 25.3 1530 40 * * * * * * 0 31.50 26.09 1569 39 * * * * * * 0 32.31 26.48 1608 39 * * * * * * 0 32.31 27.27 1647 39 * * * * * * 0 32.31 28.06 1686 39 * * * * * * 0 32.31 28.45 1725 39 * * * * * * 0 32.31 29.23 1763 38 * * * * * * 0 33.16 30.01 1801 38 * * * * * * 0 33.16 30.42 1842 41 * * * * * * 0 30.73 31.23 1883 41 * * * * * * 0 30.73 32.04 1924 41 * * * * * * 0 30.73 32.45 1965 41 * * * * * * 0 30.73 33.26 2006 41 * * * * * * 0 30.73 34.07 2047 41 * * * * * * 0 30.73 34.48 2088 41 * * * * * * 0 30.73 35.29 2129 41 * * * * * * 0 30.73 36.1 2170 41 * * * * * * 0 30.73 36.52 2212 42 * * * * * * 0 30.00 37.33 2253 41 * * * * * * 0 30.73 38.14 2294 41 * * * * * * 0 30.73 38.56 2336 42 * * * * * * 0 30.00 39.38 2378 42 * * * * * * 0 30.00 40.21 2421 43 * * * * * * 0 29.30 41.02 2462 41 * * * * * * 0 30.73 41.43 2503 41 * * * * * * 0 30.73 42.25 2545 42 * * * * * * 0 30.00 43.07 2587 42 * * * * * * 0 30.00 43.48 2628 41 * * * * * * 0 30.73 44.29 2669 41 * * * * * * 0 30.73 45.11 2711 42 * * * * * * 0 30.00 45.51 2751 40 * * * * * * 0 31.50 46.3 2790 39 * * * * * * 0 32.31 47.1 2830 40 * * * * * * 0 31.50 47.49 2869 39 * * * * * * 0 32.31 48.31 2911 42 * * * * * * 0 30.00 49.14 2954 43 * * * * * * 0 29.30 50.11 3011 57 * * * * * * 0 22.11 31.06 Promedio 76 La sexta prueba fue una falla en una da las baterías del carro. Se incluye esta prueba en el estudio debido a que una ba tería dañada puede causar un m al desempeño del vehículo. Este tipo de problema debe ser detectado y remediado lo antes posible. Tabla 7 Resultados prueba No. 6, Air Droopy Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 0 0 0 39.4 * * * 60 0.00 0.45 45 45 0.0 * * * 0 28.00 1.24 84 39 0.0 * * * 0 32.31 2.03 123 39 0.0 * * * 0 32.31 2.41 161 38 0.0 * * * 0 33.16 3.22 202 41 0.0 * * * 0 30.73 4.05 245 43 0.0 * * * 0 29.30 4.44 284 39 37.8 * * * 0 32.31 5.26 326 42 0.0 * * * 0 30.00 6.07 367 41 0.0 * * * 0 30.73 6.46 406 39 0.0 * * * 0 32.31 7.26 446 40 0.0 * * * 0 31.50 8.06 486 40 0.0 * * * 0 31.50 8.46 526 40 37.7 * * * 0 31.50 9.25 565 39 0.0 * * * 0 32.31 10.04 604 39 0.0 * * * 0 32.31 10.43 643 39 0.0 * * * 0 32.31 11.22 682 39 0.0 * * * 0 32.31 12.01 721 39 0.0 * * * 0 32.31 12.4 760 39 0.0 * * * 0 32.31 13.19 799 39 0.0 * * * 0 32.31 13.58 838 39 37.4 * * * 0 32.31 14.37 877 39 0.0 * * * 0 32.31 15.16 916 39 0.0 * * * 0 32.31 15.55 955 39 0.0 * * * 0 32.31 16.35 995 40 0.0 * * * 0 31.50 17.15 1035 40 37.3 * * * 0 31.50 17.53 1073 38 0.0 * * * 0 33.16 18.31 1111 38 0.0 * * * 0 33.16 19.1 1150 39 0.0 * * * 0 32.31 19.49 1189 39 0.0 * * * 0 32.31 20.28 1228 39 0.0 * * * 0 32.31 21.06 1266 38 37.0 * * * 0 33.16 21.45 1305 39 0.0 * * * 0 32.31 22.24 1344 39 0.0 * * * 0 32.31 23.03 1383 39 0.0 * * * 0 32.31 23.41 1421 38 0.0 * * * 0 33.16 24.21 1461 40 0.0 * * * 0 31.50 25.01 1501 40 36.9 * * * 0 31.50 77 Continuación Tabla 7 Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 25.39 1539 38 0.0 * * * 0 33.16 26.18 1578 39 0.0 * * * 0 32.31 26.56 1616 38 0.0 * * * 0 33.16 27.34 1654 38 0.0 * * * 0 33.16 28.14 1694 40 36.0 * * * 0 31.50 28.52 1732 38 0.0 * * * 0 33.16 29.31 1771 39 0.0 * * * 0 32.31 30.1 1810 39 0.0 * * * 0 32.31 30.48 1848 38 0.0 * * * 0 33.16 31.27 1887 39 0.0 * * * 0 32.31 32.05 1925 38 36.5 * * * 0 33.16 32.45 1965 40 0.0 * * * 0 31.50 33.23 2003 38 0.0 * * * 0 33.16 34.02 2042 39 0.0 * * * 0 32.31 34.41 2081 39 36.3 * * * 0 32.31 35.21 2121 40 0.0 * * * 0 31.50 36.01 2161 40 0.0 * * * 0 31.50 36.41 2201 40 0.0 * * * 0 31.50 37.21 2241 40 0.0 * * * 0 31.50 38.02 2282 41 0.0 * * * 0 30.73 38.4 2320 38 0.0 * * * 0 33.16 39.19 2359 39 0.0 * * * 0 32.31 40 2400 41 36.0 * * * 0 30.73 40.41 2441 41 0.0 * * * 0 30.73 41.22 2482 41 0.0 * * * 0 30.73 42.04 2524 42 0.0 * * * 0 30.00 42.55 2575 51 0.0 * * * 0 24.71 31.87 Para la séptima prueba se usó el sistem a de retropedal o rueda libre con un piñón de 15 dientes. Se compara esta prueba para observar el efecto de la rueda libre en el manejo. Tabla 8 Resultados prueba No. 7, Air Droopy No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundosVoltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 0 0 0 0 38.2 * * * 40 0.00 1 0.39 39 39 0.0 * * * 0 32.31 2 1.15 75 36 0.0 * * * 0 35.00 3 1.5 110 35 0.0 * * * 0 36.00 4 2.28 148 38 0.0 * * * 0 33.16 5 3.06 186 38 0.0 * * * 0 33.16 6 3.44 224 38 0.0 * * * 0 33.16 Promedio 78 Continuación Tabla 8 No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundosVoltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 7 4.24 264 40 37.3 * * * 0 31.50 8 5.03 303 39 0.0 * * * 0 32.31 9 5.43 343 40 0.0 * * * 0 31.50 10 6.22 382 39 0.0 * * * 0 32.31 11 7.02 422 40 0.0 * * * 0 31.50 12 7.44 464 42 37.3 * * * 0 30.00 13 8.25 505 41 0.0 * * * 0 30.73 14 9.05 545 40 0.0 * * * 0 31.50 15 9.46 586 41 0.0 * * * 0 30.73 16 10.28 628 42 0.0 * * * 0 30.00 17 11.1 670 42 37.3 * * * 0 30.00 18 11.52 712 42 0.0 * * * 0 30.00 19 12.34 754 42 0.0 * * * 0 30.00 20 13.15 795 41 0.0 * * * 0 30.73 21 13.55 835 40 0.0 * * * 0 31.50 22 14.38 878 43 0.0 * * * 0 29.30 23 15.2 920 42 0.0 * * * 0 30.00 24 16 960 40 0.0 * * * 0 31.50 25 16.42 1002 42 0.0 * * * 0 30.00 26 17.23 1043 41 0.0 * * * 0 30.73 27 18 1080 37 0.0 * * * 0 34.05 28 18.46 1126 46 37.1 * * * 0 27.39 29 19.27 1167 41 0.0 * * * 0 30.73 30 20.08 1208 41 0.0 * * * 0 30.73 31 20.51 1251 43 0.0 * * * 0 29.30 32 21.32 1292 41 0.0 * * * 0 30.73 33 22.13 1333 41 0.0 * * * 0 30.73 34 22.54 1374 41 0.0 * * * 0 30.73 35 23.35 1415 41 0.0 * * * 0 30.73 36 24.18 1458 43 37.0 * * * 0 29.30 37 24.59 1499 41 0.0 * * * 0 30.73 38 25.4 1540 41 0.0 * * * 0 30.73 39 26.21 1581 41 37.0 * * * 0 30.73 40 27.03 1623 42 0.0 * * * 0 30.00 41 27.45 1665 42 0.0 * * * 0 30.00 42 28.27 1707 42 0.0 * * * 0 30.00 43 29.08 1748 41 0.0 * * * 0 30.73 44 29.48 1788 40 0.0 * * * 0 31.50 45 30.29 1829 41 0.0 * * * 0 30.73 46 31.11 1871 42 0.0 * * * 0 30.00 47 31.5 1910 39 36.8 * * * 0 32.31 48 32.29 1949 39 0.0 * * * 0 32.31 49 33.09 1989 40 0.0 * * * 0 31.50 50 33.5 2030 41 0.0 * * * 0 30.73 51 34.32 2072 42 36.8 * * * 0 30.00 52 35.12 2112 40 0.0 * * * 0 31.50 79 Continuación Tabla 8 No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundosVoltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 53 35.51 2151 39 0.0 * * * 0 32.31 54 36.36 2196 45 0.0 * * * 0 28.00 55 37.13 2233 37 0.0 * * * 0 34.05 56 37.51 2271 38 0.0 * * * 0 33.16 57 38.28 2308 37 0.0 * * * 0 34.05 58 39 2340 32 0.0 * * * 0 39.38 59 39.4 2380 40 36.7 * * * 0 31.50 60 40.15 2415 35 0.0 * * * 60 36.00 61 40.54 2454 39 0.0 * * * 0 32.31 62 41.3 2490 36 0.0 * * * 0 35.00 63 42.08 2528 38 36.5 * * * 0 33.16 64 42.42 2562 34 0.0 * * * 0 37.06 65 43.19 2599 37 0.0 * * * 0 34.05 66 43.53 2633 34 36.4 * * * 0 37.06 67 44.27 2667 34 0.0 * * * 0 37.06 68 45 2700 33 36.3 * * * 0 38.18 69 45.34 2734 34 0 * * * 0 37.06 70 46.08 2768 34 0 * * * 0 37.06 71 46.4 2800 32 0 * * * 0 39.38 72 47.14 2834 34 36.2 * * * 0 37.06 73 47.48 2868 34 0 * * * 0 37.06 74 48.2 2900 32 0 * * * 0 39.37 75 48.52 2932 32 0 * * * 0 39.38 76 49.22 2962 30 0 * * * 0 42.00 77 49.53 2993 31 0 * * * 0 40.65 78 50.24 3024 31 35.7 * * * 0 40.65 79 50.57 3057 33 0 * * * 0 38.18 80 51.29 3089 32 0 * * * 0 39.38 81 52.02 3122 33 0 * * * 0 38.18 82 52.36 3156 34 35.6 * * * 0 37.06 83 53.09 3189 33 0 * * * 0 38.18 84 53.43 3223 34 0 * * * 0 37.06 85 54.2 3260 37 0 * * * 0 34.05 86 54.56 3296 36 0 * * * 0 35.00 87 55.31 3331 35 35.3 * * * 0 36.00 88 56.08 3368 37 0 * * * 0 34.05 89 56.44 3404 36 0 * * * 0 35.00 90 57.2 3440 36 0 * * * 0 35.00 91 57.54 3474 34 0 * * * 0 37.06 92 58.31 3511 37 0 * * * 0 34.05 93 59.07 3547 36 0 * * * 0 35.00 94 59.52 3592 45 0 * * * 0 28.00 95 60.34 3634 42 0 * * * 0 30.00 Suma 100 33.26 Promedio 80 De nuevo se utilizó la rueda libre pero en esta ocasión co n un piñón de 14 dientes. El voltaje inicial era de 39 voltios. Se corri ó durante 30 minutos manteniendo una corriente promedio de 40A para completar el resto de la hora a 60A. Tabla 9 Resultados prueba No. 8, Air Droopy No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundosVoltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 0 0 0 0 0 0.0 40 0.00 1 0.35 35 35 0.0 0.0 0 36.00 2 1.1 70 35 0.0 0.0 0 36.00 3 1.44 104 34 0.0 0.0 0 37.06 4 2.1 130 26 0.0 0.0 0 48.46 5 2.53 173 43 0.0 0.0 0 29.30 6 3.28 208 35 0.0 0.0 0 36.00 7 4.02 242 34 0.0 0.0 0 37.06 8 4.37 277 35 37.8 0.0 0 36.00 9 5.11 311 34 0.0 71.2 0 37.06 10 5.44 344 33 0.0 0.0 0 38.18 11 6.19 379 35 0.0 0.0 0 36.00 12 6.53 413 34 0.0 0.0 0 37.06 13 7.28 448 35 37.7 0.0 0 36.00 14 8.06 486 38 0.0 0.0 0 33.16 15 8.42 522 36 0.0 74.3 0 35.00 16 9.16 556 34 0.0 0.0 0 37.06 17 9.51 591 35 0.0 0.0 0 36.00 18 10.27 627 36 37.5 0.0 0 35.00 19 11.01 661 34 0.0 75.4 0 37.06 20 11.36 696 35 0.0 0.0 0 36.00 21 12.11 731 35 0.0 0.0 0 36.00 22 12.46 766 35 37.4 0.0 0 36.00 23 13.22 802 36 0.0 0.0 0 35.00 24 13.57 837 35 0.0 0.0 0 36.00 25 14.33 873 36 0.0 76.8 0 35.00 26 15.08 908 35 0.0 0.0 0 36.00 27 15.43 943 35 0.0 0.0 0 36.00 28 16.18 978 35 37.2 0.0 0 36.00 29 16.54 1014 36 0.0 77.7 0 35.00 30 17.28 1048 34 0.0 0.0 0 37.06 31 18.03 1083 35 0.0 0.0 0 36.00 32 18.38 1118 35 0.0 0.0 0 36.00 33 19.14 1154 36 37.1 0.0 0 35.00 34 19.5 1190 36 0.0 78.6 0 35.00 35 20.25 1225 35 0.0 0.0 0 36.00 36 21.02 1262 37 0.0 0.0 0 34.05 37 21.37 1297 35 0.0 0.0 0 36.00 38 22.12 1332 35 37.0 0.0 0 36.00 81 Continuación Tabla 9 No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundosVoltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 39 22.45 1365 33 0.0 79.2 0 38.18 40 23.23 1403 38 0.0 0.0 0 33.16 41 23.58 1438 35 0.0 0.0 0 36.00 42 24.33 1473 35 0.0 0.0 0 36.00 43 25.09 1509 36 0.0 0.0 0 35.00 44 25.44 1544 35 0.0 0.0 0 36.00 45 26.2 1580 36 36.9 0.0 0 35.00 46 26.56 1616 36 0.0 80.0 0 35.00 47 27.31 1651 35 0.0 0.0 0 36.00 48 28.06 1686 35 0.0 0.0 0 36.00 49 28.42 1722 36 0.0 0.0 0 35.00 50 29.17 1757 35 0.0 0.0 0 36.00 51 29.52 1792 35 36.6 0.0 0 36.00 52 30.28 1828 36 0.0 0.0 0 35.00 53 31.04 1864 36 0.0 0.0 0 35.00 54 31.4 1900 36 36.6 0.0 0 35.00 55 32.15 1935 35 0.0 0.0 0 36.00 56 32.51 1971 36 0.0 81.0 0 35.00 57 33.27 2007 36 0.0 0.0 0 35.00 58 34.04 2044 37 0.0 0.0 60 34.05 59 34.4 2080 36 36.5 0.0 0 35.00 60 35.16 2116 36 0.0 0.0 0 35.00 61 35.51 2151 35 0.0 81.5 0 36.00 62 36.26 2186 35 0.0 0.0 0 36.00 63 37.01 2221 35 0.0 0.0 0 36.00 64 37.37 2257 36 36.3 0.0 0 35.00 65 38.11 2291 34 0.0 81.7 0 37.06 66 38.45 2325 34 0.0 0.0 0 37.06 67 39.19 2359 34 0.0 0.0 0 37.06 68 39.53 2393 34 0.0 0.0 0 37.06 69 40.27 2427 34 0.0 0.0 0 37.06 70 41 2460 33 36.1 0.0 0 38.18 71 41.33 2493 33 0.0 0.0 0 38.18 72 42.06 2526 33 0.0 0.0 0 38.18 73 42.39 2559 33 0.0 0.0 0 38.18 74 43.13 2593 34 0.0 0.0 0 37.06 75 43.46 2626 33 35.9 0.0 0 38.18 76 44.2 2660 34 0.0 82.0 0 37.06 77 44.53 2693 33 0.0 0.0 0 38.18 78 45.26 2726 33 0.0 0.0 0 38.18 79 46 2760 34 0.0 0.0 0 37.06 80 46.33 2793 33 0.0 0.0 0 38.18 81 47.07 2827 34 0.0 0.0 0 37.06 82 47.41 2861 34 0.0 0.0 0 37.06 83 48.14 2894 33 0.0 0.0 0 38.18 84 48.49 2929 35 35.2 0.0 0 36.00 82 Continuación Tabla 9 No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundosVoltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 85 49.22 2962 33 0.0 0.0 0 38.18 86 49.54 2994 32 0.0 0.0 0 39.38 87 50.27 3027 33 0.0 0.0 0 38.18 88 50.59 3059 32 0.0 0.0 0 39.38 89 51.34 3094 35 34.2 0.0 0 36.00 90 52.09 3129 35 0.0 82.9 0 36.00 91 52.46 3166 37 0.0 0.0 0 34.05 92 53.26 3206 40 0.0 0.0 0 31.50 93 54.11 3251 45 0.0 0.0 0 28.00 94 55.16 3316 65 0.0 0.0 0 19.38 95 56.15 3375 59 0.0 0.0 0 21.36 96 57.2 3440 65 0.0 0.0 0 19.38 97 58.4 3520 80 0.0 0.0 0 15.75 98 60.4 3640 120 0.0 0.0 0 10.50 35.21 Se corrió con piñón de 14 dientes y se m antiene una corriente de 40A durante toda la hora. TABLA 10 RESULTADOS PRUEBA NO. 9, AIR DROOPY No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 0 0 0 0 40.3 0.0 40 0.00 1 0.42 42 42 0.0 0.0 0 30.00 2 1.19 79 37 0.0 0.0 0 34.05 3 1.58 118 39 0.0 0.0 0 32.31 4 2.35 155 37 0.0 0.0 0 34.05 5 3.15 195 40 0.0 0.0 0 31.50 6 3.53 233 38 0.0 0.0 0 33.16 7 4.31 271 38 0.0 0.0 0 33.16 8 5.1 310 39 37.7 0.0 0 32.31 9 5.49 349 39 0.0 0.0 0 32.31 10 6.28 388 39 0.0 70.5 0 32.31 11 7.06 426 38 0.0 0.0 0 33.16 12 7.46 466 40 0.0 0.0 0 31.50 13 8.24 504 38 0.0 0.0 0 33.16 14 9.03 543 39 0.0 0.0 0 32.31 15 9.4 580 37 0.0 0.0 0 34.05 16 10.19 619 39 0.0 0.0 0 32.31 17 10.56 656 37 0.0 0.0 0 34.05 18 11.34 694 38 0.0 0.0 0 33.16 19 12.13 733 39 37.5 0.0 0 32.31 Promedio 83 20 12.51 771 38 0.0 0.0 0 33.16 Continuación Tabla 10 No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 21 13.28 808 37 0.0 0.0 0 34.05 22 14.06 846 38 0.0 0.0 0 33.16 23 14.45 885 39 0.0 0.0 0 32.31 24 15.22 922 37 0.0 0.0 0 34.05 25 15.59 959 37 0.0 0.0 0 34.05 26 16.36 996 37 0.0 0.0 0 34.05 27 17.13 1033 37 37.3 0.0 0 34.05 28 17.5 1070 37 0.0 77.4 0 34.05 29 18.28 1108 38 0.0 0.0 0 33.16 30 19.06 1146 38 0.0 0.0 0 33.16 31 19.42 1182 36 0.0 0.0 0 35.00 32 20.19 1219 37 0.0 0.0 0 34.05 33 20.56 1256 37 37.3 0.0 0 34.05 34 21.33 1293 37 0.0 78.6 0 34.05 35 22.1 1330 37 0.0 0.0 0 34.05 36 22.48 1368 38 0.0 0.0 0 33.16 37 23.23 1403 35 0.0 0.0 0 36.00 38 23.58 1438 35 0.0 0.0 0 36.00 39 24.36 1476 38 37.2 0.0 0 33.16 40 25.13 1513 37 0.0 79.9 0 34.05 41 25.49 1549 36 0.0 0.0 0 35.00 42 26.26 1586 37 0.0 0.0 0 34.05 43 27.03 1623 37 0.0 0.0 0 34.05 44 27.41 1661 38 0.0 0.0 0 33.16 45 28.17 1697 36 37.1 0.0 0 35.00 46 28.56 1736 39 0.0 80.7 0 32.31 47 29.32 1772 36 0.0 0.0 0 35.00 48 30.09 1809 37 0.0 0.0 0 34.05 49 30.46 1846 37 0.0 0.0 0 34.05 50 31.24 1884 38 0.0 0.0 0 33.16 51 32.01 1921 37 0.0 0.0 0 34.05 52 32.38 1958 37 0.0 0.0 0 34.05 53 33.15 1995 37 37.1 0.0 0 34.05 54 33.52 2032 37 0.0 0.0 0 34.05 55 34.3 2070 38 0.0 82.0 0 33.16 56 35.08 2108 38 0.0 0.0 0 33.16 57 35.45 2145 37 0.0 0.0 0 34.05 58 36.21 2181 36 0.0 0.0 60 35.00 59 36.57 2217 36 0.0 0.0 0 35.00 60 37.34 2254 37 0.0 0.0 0 34.05 61 38.1 2290 36 0.0 0.0 0 35.00 62 38.48 2328 38 0.0 0.0 0 33.16 63 39.25 2365 37 36.9 0.0 0 34.05 64 40.01 2401 36 0.0 83.0 0 35.00 65 40.37 2437 36 0.0 0.0 0 35.00 84 66 41.11 2471 34 0.0 0.0 0 37.06 Continuación Tabla 10 No. de vueltas Tiempos Min., seg. Tiempo segundos dif. tiempo segundos Voltios Temp. FahrenheitAmperios Velocidad km/hr. 67 41.46 2506 35 0.0 0.0 0 36.00 68 42.22 2542 36 36.8 0.0 0 35.00 69 42.56 2576 34 0.0 0.0 0 37.06 70 43.3 2610 34 0.0 0.0 0 37.06 71 44.02 2642 32 0.0 0.0 0 39.37 72 44.35 2675 33 0.0 0.0 0 38.18 73 45.08 2708 33 0.0 0.0 0 38.18 74 45.41 2741 33 36.6 0.0 0 38.18 75 46.13 2773 32 0.0 0.0 0 39.37 76 46.44 2804 31 0.0 0.0 0 40.65 77 47.16 2836 32 0.0 0.0 0 39.38 78 47.48 2868 32 36.4 0.0 0 39.38 79 48.19 2899 31 0.0 0.0 0 40.65 80 48.5 2930 31 36.3 0.0 0 40.65 81 49.2 2960 30 0.0 0.0 0 42.00 82 49.51 2991 31 0.0 0.0 0 40.65 83 50.22 3022 31 0.0 0.0 0 40.65 84 50.53 3053 31 36.1 0.0 0 40.65 85 51.24 3084 31 0.0 0.0 0 40.65 86 51.55 3115 31 36.1 0.0 0 40.65 87 52.26 3146 31 0.0 0.0 0 40.65 88 52.57 3177 31 0.0 0.0 0 40.65 89 53.27 3207 30 0.0 0.0 0 42.00 90 53.58 3238 31 0.0 0.0 0 40.65 91 54.29 3269 31 0.0 0.0 0 40.65 92 55 3300 31 35.7 0.0 0 40.65 93 55.31 3331 31 0.0 0.0 0 40.65 94 56.02 3362 31 0.0 0.0 0 40.65 95 56.33 3393 31 0.0 0.0 0 40.65 96 57.04 3424 31 0.0 0.0 0 40.65 97 57.35 3455 31 0.0 0.0 0 40.65 98 58.06 3486 31 0.0 0.0 0 40.65 99 58.38 3518 32 0.0 0.0 0 39.37 100 59.1 3550 32 35.2 0.0 0 39.38 101 59.42 3582 32 35.2 0.0 0 39.38 35.80 También se realizaron otras pruebas en las que no se docum entó el resultado. En ellas sólo se comprobó que el vehículo cum pliera con los requisitos del reglam ento de Electratón Guatemala. Se com probó que la línea entre ambas barras antivuelco está 10 centímetros por encim a de la cabeza del pilo to. Se hicieron prue bas de frenado y de estabilidad así como de resistencia de los elementos básicos del carro. Promedio 85 No se docum entó porque lo único que se buscó era p asar las esp ecificaciones del reglamento. Si las cumplía, no se hacían modificaciones y en caso contrario se hacían los ajustes necesario s para lograr dicho requisito. 2. Datos obtenidos de las carreras a. Primera fecha: parqueo de la facultad de Ingeniería de la USAC. Tras la prime- ra com petencia se comprobó que el carro no tenía deficiencias m ecánicas y que las baterías usadas eran las adecuadas para correr durante una hora. b. Segunda fecha: Puerto San José. Se utilizaron en el banco de baterías para la primera y segunda carrera dos tipos diferentes de batería; dos de 45Ah y una de 65Ah. Se observó que las baterías con la m enor capacidad limitaban el flujo de energía. Es decir que no habría diferencia si se hubiesen usa do tres baterías de 45A h, con una reducción de peso. c. Tercera fecha: Avenida de las Américas frente a Wendy’s. Se probó usar un piñón m ás grande de m anera que el vehícu lo tuviera m ayor velocidad final. El resultado fue que el par neces ario era dem asiado elevado y se consum ieron las b aterías antes de lo esperado. d. Cuarta fecha: Parque de Cobán. Fue la primera competencia en la que se utilizó el Air Droopy 2 y se incurrió en un problema con el sistema de transmisión. En las vueltas pronunciadas el vehículo descarrilaba la cadena. La m uleta trasera debía reforzarse para eliminar la deformación debido al par producido en las vueltas. e. Quinta fecha: Avenida de las Américas frente a Wendy’s. En una prueba larga y de alta velocidad se en contró un defecto m ecánico en el sistema de dirección. El brazo Ackerman de la llanta derecha estaba m al orientado. Causando grandes pérdidas por fricción y la descarga prematura de las baterías. f. Sexta fecha: Periférico de Quetzaltenango. Para mejorar los resultados se utilizó un piloto más liviano con lo que se obtuvo una reducción de 27.2kg. Esta reducción de peso es del orden del 19% lo que significa un ahorro en la energía utilizada para el 86 impulso. Lamentablemente se presentó un choque el cual representó una pérdida de tiempo. La buena administración del manejo es más importante que la reducción de peso en el piloto. g. Final: parque central, Ciudad de Guatemala. Se tomaron en cuenta todos los fac- tores anteriores y se consiguió más que el resultado deseado. C. Resultados de los análisis de los datos 1. De las primeras tres pruebas. Se observó que elevando el voltaje de las baterías de 36V nominal, a 39.8V se obtiene una ventaja de 1 a 2 minutos adicionales de carga. Al usar un piñón de 16 dien tes la descarga de las bate rías es m ás pronunciada y la velocidad final alcanzada es menor que al utilizar piñones de 14 o 15 dientes. Al usar el piñón de 16 dientes la temperat ura final de la carcasa del motor era m ás elevada que al usar el piñón de 14 dientes. T ras varios cálculos se descubrió que la velocidad de operación del m otor era m ás baja que la sugerida por el fabricante. Se compró una nueva rueda dentada de m odo que el motor trabajara en el intervalo correcto de revoluciones por m inuto. Después de la in stalación de la nueva rueda dentada no se volvió a pre