la carrocería
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Ing. Ricardo Guevara
CONCEPTOSe puede concebir la carrocería como una
caja especial destinada para transportarpersonas o mercancías, durante lacirculación del automóvil.
La función principal de la carrocería esalojar y proteger a los pasajeros delvehículo.
Ing. Ricardo Guevara
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La carrocería es un elemento de gran importanciaque define el tipo de vehículo. A esta, se unen todoslos conjuntos mecánicos, eléctricos y de seguridadpara componen un vehículo.
Ing. Ricardo Guevara
Con el pasar del tiempo las carrocerías han ido
cambiando con el objetivo de :
Obtener más confort y velocidad con menos potencia y
consumo; por esta razón se ha desarrollado la
aerodinámica de los vehículos en busca de mejores
coeficientes de penetración.
Ing. Ricardo Guevara
Conseguir un habitáculo más seguro para los pasajeros, lo
que llevó al diseño y construcción de carrocerías
autoportantes, estas carrocerías absorben mejor el impacto
de una colisión mediante la deformación progresiva y
controlada de las partes delantera y trasera del vehículo,
sin que afecte al compartimento destinado a los pasajeros.
Ing. Ricardo Guevara
Seguridad en la Carrocería
Los criterios de seguridad en una carroceríavienen condicionados por dos aspectosfundamentales:
DISEÑO DE LAS CARROCERÍAS.
MATERIALES UTILIZADOS.
Ing. Ricardo Guevara
Para mejorar la seguridad de las carroceríasactualmente podemos encontrar las siguientescaracterísticas constructivas de las carrocerías y suspartes:
Utilización de carrocerías autoportantes.
Empleo de materiales diferentes
Existencia de zonas de deformación programada.
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Se puede observar en la figura inferior el esquema deun vehículo moderno como las partes de coloramarillo representan los sitios donde los fabricanteshan reforzado el chasis y la carrocería
Ing. Ricardo Guevara
ZONAS DE DEFORMACION
Ing. Ricardo Guevara
Se consiguen de esta manera vehículos con mejorcomportamiento ante impactos, ya que se minimizan losdaños producidos
Ing. Ricardo Guevara
Ing. Ricardo Guevara
Tipos de carrocería
A las carrocerías las podemos clasificar de diferentesmaneras como por ejemplo:
Según su construcción
Según el número de volúmenes
Según su forma
Según el estilo de trasera
Según el estilo de techo
Ing. Ricardo Guevara
Carrocerías según su construcción
Chasis independiente .- La carrocería, en estatécnica, cumple muy poca o ninguna funciónestructural.
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Autoportante.- También llamada monocasco, es unatécnica de construcción en la cual la chapa externa delvehículo soporta algo o toda la carga estructural delvehículo.
Ing. Ricardo Guevara
Tubular.- Esta técnica utiliza como estructura delvehículo una red de finos tubos metálicos soldados,recubierta después con láminas metálicas.
Ing. Ricardo Guevara
Carrocería Según el número de volúmenes
Monovolumen.- Un monovolumen es una carroceríaen la que no se diferencia más de un volumen. La zonadel motor, la cabina y el maletero estáncompletamente integrados.
Ing. Ricardo Guevara
Dos volúmenes.- Es una carrocería en la que no sediferencia más de 2 volúmenes. La zona del motorforma una zona, mientras que la cabina y el maleteroestán completamente integrados.
Ing. Ricardo Guevara
Tres volúmenes.- En un tres volúmenes o tricuerpo sedistinguen claramente los tres volúmenes: un volumenpara el capó con el motor, otro volumen para elhabitáculo y un tercero para el compartimento de carga.
Ing. Ricardo Guevara
Carrocería según su forma Sedán.- Sedán es un tipo de carrocería típica de un
automóvil de turismo; es un tres volúmenes en el que latapa del maletero no incluye al vidrio trasero, por lo queéste está fijo y el maletero está separado de la cabina.
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Tres puertas, cinco puertas.- El portón trasero (tercera oquinta puerta, según el vehículo tenga dos o cuatro puertaslaterales), incluye al cristal trasero y se abre vertical o casiverticalmente para permitir el acceso a la zona de carga. Eninglés se llama a este vehículo "hatchback".
Ing. Ricardo Guevara
Familiar.- Un familiar, rural, rubia, ranchera,estanciera o rural es un automóvil con el techo elevadohasta el portón trasero, que sirve para acceder a laplataforma de carga.
Ing. Ricardo Guevara
Cupé.- Cupé (o coupé) es un tipo de carrocería de dos o tres volúmenes y dos puertas laterales. Un cupé se denomina fastback o tricuerpo (notchback), según el ángulo que forma la luneta trasera con la tapa del maletero o del motor.
Ing. Ricardo Guevara
Camioneta.- Una camioneta (o pickup) tiene una plataforma de carga descubierta por detrás del habitáculo.
Ing. Ricardo Guevara
Notchback.- Notchback es sinónimo de tresvolúmenes. Es un formato de carrocería con el cristaltrasero relativamente vertical y con los tres volúmenesclaramente definidos.
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Hatchback.-El término "hatchback" designa a losvehículos cuyo voladizo trasero es relativamente cortoy el portón trasero incluye la ventana trasera; por él sepuede ingresar al habitáculo.
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Liftback.- El estilo de carrocería "liftback" es unavariante de hatchback, en la cual la quinta puerta estáfuertemente inclinada
Ing. Ricardo Guevara
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Tradicionalmente el acero ha sido el material
más utilizado en la fabricación de carrocerías
El aumento de accesorios y dispositivos en los
vehículos provocan un aumento de su peso
Se utilizan diferentes materiales para reducir el peso
final del vehículo
Ing. Ricardo Guevara
Mediante la adición de elementos de aleación o
procesos termomecánicos se aumenta la resistencia
del acero, por lo que se puede reducir su espesor
Se consiguen así los aceros de alta resistencia (HSS y
UHSS), también conocidos como aceros de alto límite
elástico (ALE)
Ing. Ricardo Guevara
Acero
termoendurecido
Acero
termoendurecido
AcerotermoendurecidoAcero de embutición
profunda
Acero microaleado
Acero microaleado
Acero microaleado
Acero microaleado
Acero microaleadoAcero microaleado
Acero isótropo
Acero libre de
intersticios
Ing. Ricardo Guevara
Ventajas de los aceros de alta resistencia
Ahorro de pesoBuena soldabilidad
Desarrollo tecnológico
Aumento de resistencia y rigidez
Materiales específicos según requerimientos
Ing. Ricardo Guevara
Material ampliamente utilizado debido
fundamentalmente a su bajo peso: 1/3 del acero
Ahorro de peso: hasta un
40% con carrocería íntegra
de aluminio
Importante aligeramiento
también en el resto de
piezas
Ing. Ricardo Guevara
Los usos fundamentales del aluminio en la
fabricación de carrocerías son dos: piezas exteriores
y mecanismos de deformación programada
Ing. Ricardo Guevara
Ventajas del aluminio
Ligereza
Metal pasivo
Reciclable
Absorción de energía
Resistencia a tracción y torsión
Ing. Ricardo Guevara
Los materiales plásticos permiten el aligeramiento
de una pieza en un 50% respecto al acero
Su uso fundamental se centra en piezas exteriores,
aunque se pueden encontrar fabricadas en plástico
otros tipos de piezasIng. Ricardo Guevara
PARAGOLPES
ALETAS
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FRENTES
PORTONES
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ALMAS DE PARAGOLPES.
PISOS TRASEROS.
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Ventajas de los plásticos
Ligereza
Libertad de formas
Materiales específicos según necesidades
Gestión de la energía
Ing. Ricardo Guevara
Materiales diferentes para fabricar una única pieza,
normalmente aplicaciones metal-plástico
La tecnología híbrida
se usa principalmente
en la fabricación de
frentes y traviesas
superiores
Ing. Ricardo Guevara
Ventajas de la tecnología híbrida
Ligereza
Propiedades mixtas
Integración de elementos de fijación o soportes
Ing. Ricardo Guevara
Utilización de carrocerías autoportantes
Empleo de materiales diferentes
Existencia de zonas de deformación programada
Evolución constructiva
Ing. Ricardo Guevara
Los paragolpes se estiran, siendo más largos en
sus laterales, y se hacen más altos, incluyendo
elementos como las rejillas
Ing. Ricardo Guevara
La primera consecuencia de estos paragolpes son
aletas más pequeñas, y más alejadas de las zonas
de riesgo en un impacto
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También se ven influenciados los capós, que ahora
son más pequeños y se sitúan más alejados del
extremo del vehículo
Ing. Ricardo Guevara
Las traviesas son más grandes, de forma
redondeada y con mayor capacidad de deformación
en sus zonas de absorción
Ing. Ricardo Guevara
Se consiguen de esta manera vehículos con mejor
comportamiento ante impactos, ya que se
minimizan los daños producidos
Ing. Ricardo Guevara
Ing. Ricardo Guevara
SISTEMAS DE CARROCERÍAS
CARROCERÍA CON CHASIS INDEPENDIENTE
CARACTERÍSTICAS
La carrocería tiene su propio piso.
La carrocería es un elemento independiente que semonta y desmonta del chasis completa.
Va atornillada a través de uniones elásticas.
Dificultad para obtener sistemas con centro degravedad bajos.
Ing. Ricardo Guevara
ESQUEMA CARROCERÍA CON CHASIS INDEPENDIENTE
Ing. Ricardo Guevara
CARROCERÍA COMPACTACARACTERÍSTICAS
Está formada por un número muy elevado de piezas.
Soporta todos los conjuntos mecánicos y se auto porta así misma.
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SEGURIDAD EN LAS CARROCERÍAS PARA BUSES
ZONAS DE DISIPACIÓN DE DESACELERACIONES
Zona central: formada por el habitáculo de pasajeros,es la zona más rígida del vehículo y debe serindeformable.
Zona frontal y trasera: Fácilmente deformables cuyamisión es proteger la zona central transformando laenergía cinética de la colisión en energía dedeformación.
Ing. Ricardo Guevara
CARGAS ESTÁTICAS
CARGA MUERTA (M)
Corresponde al peso total de la carrocería en condicionesoperativas, lo que incluye todos los componentesestructurales y no estructurales permanentes (ventanas,asientos, forros exteriores e interiores y accesorios); esdecir, la carrocería terminada.
CARGA VIVA (V)
Corresponde a la carga por ocupación (personas con susrespectivos equipajes) y se la considerará como distribuidauniformemente en los respectivos elementos estructuralesde la carrocería.
Ing. Ricardo Guevara
CARGAS APLICADAS A LA CARROCERÍA DE UN BUS
CARGAS DINÁMICASCARGA DE GIRO
El automóvil, al describir una trayectoria curvilínea, se vesometido a la fuerza centrífuga, como si se pusiera a girar enredondo sobre una circunferencia cuyo centro coincide con elcentro geométrico de la curva de la carretera.
Fc = Fuerza centrífuga. (N) M =Masa total de la carrocería terminada sin chasis. (Kg.) v = Velocidad del autobús. (m/s) rc = Radio de curvatura. (m)
Ing. Ricardo Guevara
CARGA DE FRENADO (F)
Cuando actúan los frenos de un vehículo, las fuerzas de inerciaque lo impulsan a seguir su movimiento están aplicadas al centrode gravedad del vehículo; como el centro de gravedad estásituado, inevitablemente, a una cierta altura del suelo, crea unpar de fuerzas que tiende a hacer girar a todo el vehículo sobre eleje delantero.
F = fuerza de frenado en (N). M = masa de la carrocería terminada en (Kg.) a = desacelación del bus en (m/s2)
Ing. Ricardo Guevara
CARGA DE ACELERACIÓN BRUSCA
A razón si una carrocería está correctamente diseñadapara resistir las cargas de frenado brusco, entoncesdeberá resistir las cargas de aceleración brusca.
Según la norma NTE INEN 1323, esta carga se calculacon el mismo criterio de la carga de frenado pero ensentido contrario.
Ing. Ricardo Guevara
CARGA POR RESISTENCIA DEL AIRE FRONTAL
Son las fuerzas que el viento ejerce sobre la estructura del vehículo endesplazamiento.
Raf = Carga por resistencia Aerodinámica, en (N) ρ = Densidad del aire, en (kg/m3) v = Velocidad del aire, en (m/s). (Como mínimo 25 m/s) Af = Área correspondiente a la proyección de bus en un plano perpendicular a su eje longitudinal, en (m2) Cx = Coeficiente de resistencia frontal del aire, en (m2)
Ing. Ricardo Guevara