DODGE DE CONDUCCON Diagram
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MANUAL DE CONDUCCIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA
TRANSPORTE DE CARGA (MOTORES DIESEL)
TE/ Rev.- Octubre 2009
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MANUAL DE CONDUCCIÓN TÉCNICO - ECONÓMICA
CONUEE
INTRODUCCIÓN
SR. OPERADOR:
Este manual esta dedicado a usted ¡el operador profesional!, en cuyas capaces
y hábiles manos descansa la responsabilidad final para que las personas que han
puesto su confianza en usted queden satisfechas de su trabajo y la organización
mantenga la confianza que ha depositado en usted.
No dudamos que alguna parte del contenido de este manual ya sea de su
conocimiento o que por lo menos ya haya tenido referencia anterior a algunos
conceptos, pero creemos que encontrará útil repasarlo y conservarlo para futuras
referencias.
También estamos seguros que si lleva a cabo las sugerencias que aquí aparecen,
encontrará que su conducción será bajo las mejores condiciones de seguridad,
comodidad y a los costos más bajos de operación.
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1.1 Resistencia aerodinámica
6
1.2 Resistencia al rodamiento
6
1.3 Resistencia por pendiente
7
1.4 Resistencia por inercia
7
1.5 Fuerza centrífuga
9
2.1 Curvas características
10
2.2 Eficiencia del motor
10
3.1 Metodología de construcción del diagrama de velocidades
13
3.2 Selección adecuada al tipo de operación
15
4.1 Principios básicos
17
4.2 Pie de pluma
17
4.3 Conservación de la cantidad de movimiento
18
4.4 Zona verdee
19
TEMARIO
INTRODUCCIÓN
CAPITULO I
FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL DESPLAZAMIENTO DE UN VEHÍCULO
CAPITULO II
CURVAS CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR
3
CAPITULO III
DIAGRAMA DE VELOCIDADES
CAPITULO IV
CONDUCCIÓN ECONÓMICA
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5.1 El motor diesel
21
5.2 Ciclo de 4 tiempos
21
5.3 Sistema de lubricación
24
5.3.1 Propiedades de los lubricantes
24
5.4 Sistema de enfriamiento
26
5.5 Anticongelantes y anticorrosivos
27
5.6 Sistema de alimentación de aire
27
5.6.1 Filtrado de aire
27
5.6.2 Tipos de filtros
28
5.7 El turbocargador
29
5.7.1 Funcionamiento del turbocargador
29
5.7.2 Ventajas del turbocargador en el motor diesel
30
5.8 Sistema de alimentación de combustible
30
6.1 ¿Qué hacer ante una situación de emergencia?
33
6.2 ¡Los frenos le fallan!
33
6.3 El vehículo derrapa
34
6.4 El acelerador se pega
35
6.5 ¿Las luces se apagan?
35
6.6 Si una llanta se"vuela"
35
6.7 ¿Necesita parar en carretera?
36
6.8 ¡El motor se incendia!
37
7.1 La seguridad en la conducción
38
7.2 Medidas de seguridad de un conductor profesional
39
7.2.1 Lista de inspección previa a la marcha del vehículo
39
7.2.2 Inspección del funcionamiento de los sistemas de seguridad
40
7.2.3 Mantenimiento preventivo
41
7.2.4 Reabastecimiento de combustible
41
7.3 El manejo a la defensiva
42
7.4 Seguridad vial
43
7.4.1 En ciudad
43
CAPITULO V
FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DEL MOTOR DIESEL
CAPITULO VI
SITUACIONES DE EMERGENCIA EN CARRETERA
4
CAPITULO VII
SEGURIDAD EN LA CONDUCCIÓN TÉCNICA
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7.4.2 En carretera
43
7.5 Recomendaciones de cortesía en la conducción
44
8.1 La contaminación
46
8.2 Monóxido de carbono CO
46
8.3 Óxidos de nitrógeno NOx
47
8.4 Óxidos de azufre SO2 y SO3
47
8.5 Ozono
47
8.6 Hidrocarburos sin quemar HC
48
8.7 Partículas suspendidas totales PST
48
8.8 Plomo
48
CUADRO DE FALLAS
49
FRENO MOTOR
52
CAPITULO VIII
PRINCIPALES PRODUCTOS CONTAMINANTES
ANEXO A
5
ANEXO B
BIBLIOGRAFÍA
6
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2
1
5.0 VSCxF
CAPÍTULO 1
FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL DESPLAZAMIENTO DE UN VEHÍCULO
Las fuerzas que se oponen al desplazamiento de un vehículo y que el motor debe
vencer son:
La resistencia aerodinámica
La resistencia al rodamiento
La resistencia por pendiente
La resistencia por inercia
1.1 RESISTENCIA AERODINÁMICA
El movimiento de un vehículo en el aire se ve afectado por la fuerza aerodinámica,
la cual se puede dividir en dos fuerzas:
Fuerza de sustentación, es vertical hacia arriba.
Fuerza de arrastre, es horizontal y se opone al movimiento del vehículo.
La primera le permite a un avión despegar y sostenerse en el aire, es por ello que
a los vehículos de carreras se les colocan alerones para que no "se levanten" a
altas velocidades.
La segunda que tiene mayor influencia porque se opone al movimiento del
vehículo es la fuerza de arrastre, la cual se calcula por medio de la fórmula:
Donde :
F1 fuerza de arrastre
Cx coeficiente de arrastre y su valor se encuentra entre 0.1 y 1.0
dependiendo de la forma del perfil aerodinámico.
valor de la densidad del aire, aproximadamente 1.2 Kg./m3
V velocidad del vehículo
S área frontal del vehículo.
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gMKF
2
sen
3
gMF
ijMF
4
1.2 RESISTENCIA AL RODAMIENTO
El efecto de las llantas sobre el piso es la fricción, esto produce una resistencia al
movimiento del vehículo, que se puede calcular a través de la fórmula:
donde
F2 la resistencia al rodamiento
K coeficiente de resistencia al rodamiento en por ejemplo Kg./tonelada
M masa del vehículo en toneladas
g aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)
1.3 RESISTENCIA POR PENDIENTE
La fuerza correspondiente al subir una pendiente se calcula con la fórmula:
donde
F3 fuerza por pendiente
M masa del vehículo
g aceleración de la gravedad
a ángulo de inclinación sobre el plano horizontal (si este ángulo es cero la
fuerza por pendiente será cero).
Si se trata de un recorrido en pendiente hacia arriba, la inclinación tenderá a
detener el vehículo y el motor tendrá que vencerla. Si al contrario, se trata de una
pendiente hacia abajo, la inclinación acelerará el vehículo, esto último es muy
importante en la conducción de un vehículo en una montaña, ya que el motor del
vehículo puede alcanzar velocidades peligrosas que pueden destruirlo.
1.4 RESISTENCIA POR INERCIA
Si se quiere cambiar la velocidad de un vehículo se debe vencer una fuerza que
se opone a este cambio, esta fuerza se denomina fuerza de inercia y depende de
la masa del vehículo.
F4 = Fuerza de inercia
M = Masa del vehículo
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VxFP
j = aceleración del vehículo
i = coeficiente de transformación de la inercia de las partes en rotación
Esta fuerza es muy importante en tránsito urbano y genera un alto nivel de
consumo. Se pueden tener valores altos en caso de frenadas repentinas y toda
esta energía se disipa en forma de calor al medio ambiente por la fricción de las
balatas de los frenos y los neumáticos con el pavimento.
Cada una de las fuerzas descritas anteriormente se oponen al movimiento del
vehículo y determinan una potencia cada una de ellas.
La potencia se define como el producto de una fuerza y una velocidad.
por lo tanto, se pueden calcular, las potencias respectivas a las fuerzas que
influyen en el movimiento de un vehículo.
Un motor con una potencia dada, la puede transformar en velocidad como sucede
en un automóvil de carreras o en capacidad de carga como ocurre en un camión
de carga, en el primer caso puede alcanzar velocidades de 250 km./hr. pero con
un peso de menos de una tonelada y en el segundo, cargar hasta 40 Ton. pero a
velocidades no mayores de 80 km./hr.
Por ejemplo para un vehículo que carga 38 toneladas a 80 km./hr se tiene:
P1 = 72.6 HP (resistencia aerodinámica)
P2 = 67.5 HP (resistencia al rodamiento)
P3 = 112.5 HP (resistencia por pendiente)
P4 = 17.2 HP (resistencia de inercia)
Considerando:
S = 9 m2
Cx = 0.9
M = 38 T
K = 6 Kg./Ton
= 1 grado
j = 0.01 m/s2
i = 1.5
En la siguiente gráfica se muestra las potencias requeridas.
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R
VxM
F
2
0
100
200
300
400
500
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Velocidad (km/hr)
Potencias Requeridas en HP
Inercia
Pendiente
Rodamiento
Aerodinámica
Se observa que la potencia requerida para subir pendientes es muy importante,
así como la resistencia al aire.
1.5 FUERZA CENTRÍFUGA
Un cuerpo que tiene movimiento curvilíneo, esta sometido a una fuerza que tiende
a sacarlo de su trayectoria, esta fuerza se llama centrífuga.
Esta fuerza se puede calcular como:
9
Donde:
R es el radio de la trayectoria circular.
M la masa del vehículo.
V la velocidad del vehículo.
En una curva demasiado cerrada (radio pequeño) la fuerza centrífuga puede
provocar una volcadura o una derrapada. Esta fuerza es muy importante cuando
se transporta un líquido en una pipa ya que éste, se desplaza hacia los lados
incrementándose el nivel de riesgo de volcadura.
En algunas carreteras este factor se toma en cuenta y se diseñan con una
pequeña inclinación (peralte).
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NxParxKPOT
CAPÍTULO 2
CURVAS CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR
2.1 CURVAS CARACTERÍSTICAS
Las curvas características del motor permiten conocer el comportamiento de éste,
bajo diferentes condiciones de operación. Para la conducción técnica es necesario
conocer e interpretar estas curvas y también la información que contienen las
fichas técnicas.
La energía desarrollada por un motor de combustión interna produce sobre los
pistones una fuerza que se transmite a las bielas y al cigüeñal. El movimiento
alternativo de los pistones, se transforma así en un movimiento de rotación, el
cual se transmite a la caja de velocidades, al diferencial (si lo tiene) y a las llantas,
provocando el par torsional.
En las fichas técnicas generalmente se presenta el valor máximo del torque y las
rpm. correspondientes.
La potencia del motor (POT) se puede obtener al multiplicar el par torsional y las
rpm. a las que gira el motor (N), por un factor K, que depende de las unidades
utilizadas.
La potencia generalmente se mide en HP o en kilowatts y al igual que el par
torsional presenta un máximo en la curva correspondiente.
Otro dato importante de la ficha técnica es el consumo específico de
combustible, que indica la cantidad de combustible consumido en un vehículo por
hora y por tonelada transportada y las rpm. correspondientes. Esta curva tiene un
valor mínimo a ciertas rpm. Como se muestra en la gráfica 2, para este motor de
425 HP se tiene el par máximo a 1200 rpm., la potencia máxima a 1700 rpm. y el
consumo específico de combustible mínimo entre 1600 rpm. y 1700 rpm.
2.2 EFICIENCIA DEL MOTOR
Cualquier máquina térmica tiene pérdidas en su funcionamiento, (fig. 1)
principalmente por:
Energía que se desecha en forma de calor tanto en el sistema de
enfriamiento como por el escape. Algunas veces se recupera una parte de
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esta energía como es el caso del uso del turbocargador que aprovecha la
energía de los gases productos de la combustión.
Energía que se pierde por fricción mecánica en los pistones, válvulas, etc.
por lo que es muy importante mantener una buena lubricación.
Para vencer estas pérdidas se tiene que utilizar energía, la cual se obtiene del
motor y éste a su vez del combustible.
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100%
40-50%
10-20%
20-35%
5-10%
30-40%
Escape
Enfriamiento
Auxiliares
Llantas
Transmisión
Motor
DISTRIBUCIÓN DEL CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN EL VEHÍCULO
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Potencia
240 HP
a 2000 rpm.
Torque o par
1104 Nm
a 1200 rpm.
Consumo específico de
comb.
160 gr./BHP/Hr
a 1150 rpm.
Caja de 6 velocidades
Relación o paso
Velocidad 1
6.98/1
Velocidad 2
4.06/1
Velocidad 3
2.74/1
Velocidad 4
1.89/1
Velocidad 5
1.31/1
Velocidad 6
1.00/1
Paso del diferencial
3.92/1
Llantas 11.00 X 22
3.48 m de circunferencia.
CAPÍTULO 3
DIAGRAMA DE VELOCIDADES
3.1 METODOLOGÍA DE CONSTRUCCIÓN DEL DIAGRAMA DE VELOCIDADES
Una manera de conocer la buena operación de un vehículo, es a través del
diagrama de velocidades. El par de torsión y la potencia disponibles sobre el
volante de inercia del motor tienen que ser transmitidos a las llantas, esta función
la realizan el embrague (clutch), la caja de velocidades, el cardán, el diferencial y
las flechas, que son los elementos de la transmisión.
La velocidad con la que gira el motor, no es factible transmitirla íntegramente a las
ruedas, por lo cual es necesario reducirla, esta operación la realizan la caja de
velocidades y el diferencial.
Para fines demostrativos se desarrollará un ejemplo; sin embargo, es importante
mencionar que, esto es aplicable a otros tipos de motores de combustión interna.
Datos básicos
Motor:
Tren Motriz
La metodología descrita enseguida, permite calcular la velocidad del vehículo en
función de las revoluciones del motor y de las relaciones de la caja de
velocidades.
Se supone que las revoluciones son 1200 rpm. (máximo torque) y que la caja
funcione en la cuarta velocidad.
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Re1000
60
xRdxRcx
xCxN
V
A la salida de la caja, el árbol de transmisión tendrá una velocidad de rotación de:
1200 rpm./1.89 = 635 rpm.
Este régimen se verá afectada por una segunda reducción a la salida del
diferencial:
635 rpm./3.92 = 162 rpm.
Puesto que no se tiene otra reducción a la salida del diferencial las llantas girarán
a la misma velocidad, es decir a 162 rpm. por lo tanto las llantas van a recorrer:
162 rpm. X 3.48 m/rev = 564 metros/minuto
o también:
0.564 km./min. X 60 minutos = 33.9 km./hr
La generalización de éste cálculo conduce a una fórmula general que permite
obtener la velocidad de un vehículo en función de las diversas relaciones de la
caja, del régimen del motor y del tamaño de las llantas
Donde:
N rpm. del motor
C circunferencia de la llanta
Rc Relación de la velocidad de la caja
Rd Relación del diferencial (paso)
Re Relación de los ejes (1 si no existe)
Se observa que la velocidad del vehículo, para una relación de caja dada es
proporcional a las revoluciones (rpm.) a las que gira el motor, por lo tanto la
gráfica correspondiente tomará el aspecto de una línea recta para cada relación
de la caja de velocidades.
Por lo tanto se puede construir el diagrama de velocidades proporcionando para
cada relación, dos valores de N puesto que dos puntos son suficientes para
graficar una línea recta. En la gráfica 3 se muestra el diagrama de velocidades
correspondiente.
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Diagrama de Velocidades
0
20
40
60
80
100
120
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Rpm
Velocidad (km/hr)
Primera
Segunda
Tercera
Cuarta
Quinta
Sexta
15
Se observa que este diagrama permite conocer la velocidad del vehículo en
función de la relación de la caja y de las revoluciones del motor. Por ejemplo el
vehículo tiene una velocidad de 40 km./hr con la cuarta velocidad a 1400 rpm.
Este diagrama es una herramienta valiosa para:
Lograr una conducción económica
Una buena selección del vehículo al tipo de operación
Una función importante de este diagrama es que permite conocer una área de
funcionamiento óptimo del motor (zona verde) y el rango en el cual se recomienda
hacer los cambios de velocidad para obtener este comportamiento.
3.2 SELECCIÓN ADECUADA AL TIPO DE OPERACIÓN
En la selección del vehículo se debe tomar en cuenta:
La potencia del motor de acuerdo al tipo de operación.
Un tren motriz de acuerdo a la operación.
La potencia del motor depende del tipo de servicio al cual será asignado el
vehículo, por ejemplo, para una empresa de transporte de carga que tiene
vehículos con motores de 300 HP, que transita en caminos montañosos, lo
recomendable es utilizar un vehículo con un paso de diferencial "lento" que le
proporcione una gran tracción (poder de arrastre), que pueda subir por este tipo
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de camino, aunque a baja velocidad. En cambio, si su camino es plano es más
recomendable "un paso rápido" que le permite conducir a velocidades más altas
ya que no es necesario un alto par de tracción y en este segundo caso, se
requiere un motor menos potente.
Un tren motriz adecuado permitirá al operador:
Operar a la velocidad reglamentada en el rango óptimo.
Tener el consumo mínimo de combustible.
Tener potencia de reserva para rebasar o en alguna situación de
emergencia.
Provocar el desgaste mínimo de piezas del motor y del vehículo (reducción
en sus costos de mantenimiento).
De aquí la importancia de una buena selección del vehículo. Es importante
resaltar que el comportamiento del operador es la imagen de la calidad de servicio
de la empresa.
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CAPITULO 4
LA CONDUCCIÓN ECONÓMICA
4.1 PRINCIPIOS BÁSICOS
Definición
Es el tipo de conducción y comportamiento (en relación al vehículo y a otros
operadores) que permite:
Tener el consumo mínimo de combustible (de llantas y refacciones
El mejor desempeño del motor
La mayor seguridad del operador
Independientemente del tipo de recorrido o de las condiciones de tránsito. Los
principios fundamentales son:
Pie de pluma
Conservación de la cantidad de movimiento
Zona verde
4.2 PIE DE PLUMA
Los elementos necesarios para producir la potencia en un motor de combustión
interna (diesel o gasolina), son el aire, el combustible y el calor. De estos tres
elementos el aire y el calor dependen de factores en los que poco influye el
conductor, (filtro de aire, compresión de los cilindros, altura sobre el nivel del mar,
etc.), sin embargo, la cantidad de combustible proporcionada al motor, dependen
del OPERADOR ya que, él, debe suministrar en cada segundo la cantidad
adecuada de combustible a la cámara de combustión para las diferentes
condiciones de operación (encender el motor en frío, subir montañas, etc.).
La cantidad de combustible generalmente es proporcionada a través del
acelerador, por lo cual este elemento se debe de utilizar para regular la cantidad
de combustible, esto lleva a conducir con "pie de pluma ¡no de plomo!."
La conducción económica es también una conducción a la defensiva, esto es,
manejar para evitar accidentes, a pesar de las acciones incorrectas de los demás
y de las condiciones adversas; para ello:
Conduzca siempre con anticipación a lo que pueda suceder
Mantenga la vista en el camino
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