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[*]Presentación En este trabajo se muestran las bases de una metodología de conducción técnica de vehículos automotores Diesel. El documento, comprende un breve repaso de los conceptos físicos requeridos para entender correctamente esta metodología y una explicación de cómo determinar la magnitud de las fuerzas que se oponen al desplazamiento de un vehículo, con lo que se estima la potencia requerida de un motor. Se presentan también las curvas que caracterizan el funcionamiento del motor, a partir de las cuales se construye el diagrama de velocidades, que son la base de la metodología de la conducción técnica. Se analizan operaciones de arranque del motor, cambio de velocidades con cajas no sincronizadas y sincronizadas, conducción sobre autopistas, conducción sobre pendientes, entre otras; y se evalúa el efecto de éstas sobre el rendimiento de los vehículos. Como complemento a lo anterior se discuten algunos aspectos de seguridad que deben ser considerados en la Conducción Técnica, sobre las situaciones de emergencia más frecuentes en carretera, y de los principales elementos contaminantes producidos por el funcionamiento de los motores de combustión interna. 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: Fuerza aerodinámica.- Es la fuerza ejercida por el aire, resultante del movimiento de un cuerpo. Se divide en dos: la fuerza de sustentación, que es un empuje vertical hacia arriba, y la fuerza de arrastre, que es horizontal, en sentido opuesto al movimiento del vehículo. Fuerza de rodamiento.- Es la fuerza de fricción producida por el rozamiento entre el piso y las llantas, que ocaciona una resistencia al movimiento del vehículo y cuya magnitud varía de acuerdo al peso del vehículo y a la deformación de las llantas. Fuerza por pendiente.- Es la atracción ejercida por la fuerza de gravedad sobre un vehículo, cuando sube o baja una pendiente. Fuerza de inercia.- Esta fuerza depende de la masa del cuerpo y es la que se opone a disminuir o aumentar la velocidad de un vehículo; es decir, a frenarlo o acelerarlo. Fuerza centrífuga.- Esta fuerza se presenta cuando el vehículo se desplaza en movimiento curvilíneo. Es una variante de la fuerza de inercia, dependiente de la masa y la velocidad, cuyo efecto tiende a sacar el vehículo de su trayectoria. La suma de las fuerzas antes descritas, al ser multiplicada por la velocidad esperada del vehículo, determina la potencia requerida por el motor para vencerlas. Curvas características del motor Las curvas características del motor permiten conocer su comportamiento bajo diferentes condiciones de régimen de operación. Para la aplicación de esta metodología de Conducción Técnica es necesario conocer e interpretar estas curvas, las cuales son: Curva de torque o par torsional.- Esta curva representa la fuerza ejercida sobre los pistones cuando se realiza el proceso de combustión en un motor de combustión interna, esta fuerza se transmite a las bielas y al cigüeñal, provocando el par torsional. Curva de potencia.- Representa el trabajo por unidad de tiempo producido por un motor de combustión interna, esta curva se determina al multiplicar el par torsional por la velocidad de giro del cigüeñal (RPM del motor). Curva de consumo específico de combustible.- Representa la cantidad de combustible consumido por el motor, de acuerdo al régimen utilizado para generar una potencia determinada. Diagrama de velocidades El diagrama de velocidades es una herramienta valiosa, ya que permite determinar las condiciones óptimas de operación de un motor, básicas para la conducción técnica. A su vez esta información es fundamento para la selección vehicular, de acuerdo a las condiciones de operación esperadas. A través del diagrama de velocidades se conoce la correcta operación de un vehículo y se puede comprobar si la cadena cinemática, compuesta por: motor, caja de velocidades, diferencial y llantas, ha sido seleccionada correctamente. Conducción técnica La conducción técnica es un procedimiento para la operación de vehículos, diseñado con el proposito de lograr el mínimo consumo de combustible, llantas y refacciones, cualquiera que sea el perfil del recorrido o las condiciones del tránsito. Está fundamentada en principios básicos de la mecánica, con la finalidad de utilizar el motor dentro de su régimen óptimo de operación -zona verde-, aprovechando las características de la cadena cinemática (tren motriz) del vehículo. La metodología de la Conducción Técnica está sustentada en tres principios básicos:
Relación óptima entre la aceleración y el par motor: La cantidad de combustible es proporcionada mediante el acelerador, por ello, para obtener un par motor de acuerdo a las necesidades del recorrido, es muy importante saber emplear este mecanismo adecuadamente, a fin de suministrar al motor el combustible que efecivamente va autilizar, es decir saber conducir con pie de pluma, no de plomo. Es importante enfatizar la conveniencia de conservar siempre una conducción flexible y de anticipación. Conservación de la cantidad de movimiento: Para lograr una disminución en el consumo de combustible, la Conducción Técnica busca principalmente mantener constante la velocidad del vehículo. El principio de la conservación de la cantidad de movimiento, definida como el producto de la masa del vehículo por su velocidad, busca reducir el consumo de energía requerido para modificar la velocidad del vehículo (aceleración o frenado). Con una masa de vehículo constante, para lograr un cantidad de movimiento uniforme, lo único que tiene que hacer el operador es tratar de conservar constante la velocidad. De este principio se deriva, que para una conducción económica se requiere un gran sentido de anticipación, sobre todo en zonas urbanas, donde el operador debe prever semáforos, embotellamientos y otras dificultades de tránsito. Seguridad en la Conducción técnica Dentro de las recomendaciones de seguridad que debe observar el operador, además de respetar las señales viales, se presentan también las medidas de seguridad de un conductor profesional, que incluyen las inspecciones que se deben realizar al vehículo antes, durante y después de un recorrido, y los aspectos a considerar para el mantenimiento preventivo. Se presentan, además, los elementos principales del manejo a la defensiva, así como las normas fundamental es de vialidad al manejar un vehículo. La Conducción Técnica es también una conducción a la defensiva. Situaciones de emergencia en carretera En esta parte se sugieren algunas recomendaciones respecto de la forma de reaccionar ante situaciones de emergencia que pueden ocurrir mientras se conduce un vehículo, tales como: falla de frenos, acelerador que se traba, falla de luces, incendio del motor, entre otras. Principales productos contaminantes Por la importancia que reviste en la actualidad el problema de la contaminación ambiental, y siendo el autotransporte una fuente de contaminación importante, se discute sobre los contaminantes emitidos con los gases producidos por los motores de combustión interna de los vehículos y de los problemas de salud que pueden generar. Finalmente se muestran de manera complementaria en tres apéndices, el funcionamiento de los sistemas del motor, un cuadro de fallas del motor e información sobre dos de los componentes del tren motriz, motor y transmisión. Se incluye también la información proporcionada por empresas comerciales tales como Cummins, Detroit Diesel-Allison y Transmisiones TSP.
J. Jesús Mendoza Mosqueda, Investigador del IMT * Síntesis del documento : Rafael Morales, Mercedes ; Sánchez Nungaray, Manuel y Guzmán Reynoso, Carlos. "Manual de conducción técnica de vehículos automotores Diesel". Publicación Técnica Núm. 70. Instituto Mexicano del Transporte San Fandila, Qro., 1995
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