La dinámica del vehículo es el estudio del movimiento del vehículo , por ejemplo, cómo cambia el movimiento hacia adelante de un vehículo en respuesta a las acciones del conductor, las salidas del sistema de propulsión, las condiciones ambientales, las condiciones del aire/superficie/agua, etc. La dinámica del vehículo es una parte de la ingeniería basada principalmente en la ingeniería clásica. mecánica . Puede aplicarse a vehículos motorizados (como automóviles), bicicletas y motocicletas , aviones y embarcaciones .
Los aspectos del diseño de un vehículo que afectan a la dinámica se pueden agrupar en transmisión y frenado, suspensión y dirección, distribución de masas, aerodinámica y neumáticos.
Algunos atributos se relacionan con la geometría de la suspensión , la dirección y el chasis . Éstas incluyen:
Algunos atributos o aspectos de la dinámica del vehículo se deben exclusivamente a la masa y su distribución. Éstas incluyen:
Algunos atributos o aspectos de la dinámica del vehículo son puramente aerodinámicos . Éstas incluyen:
Algunos atributos o aspectos de la dinámica del vehículo se pueden atribuir directamente a los neumáticos . Éstas incluyen:
Algunos atributos o aspectos de la dinámica del vehículo son puramente dinámicos . Éstas incluyen:
El comportamiento dinámico de los vehículos se puede analizar de varias formas diferentes. [1] Esto puede ser tan sencillo como un simple sistema de masa de resorte , a través de un modelo de bicicleta de tres grados de libertad (DoF), hasta un gran grado de complejidad utilizando un paquete de simulación de sistema multicuerpo como MSC ADAMS o Modelica . A medida que las computadoras se han vuelto más rápidas y las interfaces de usuario del software han mejorado, los paquetes comerciales como CarSim se han vuelto ampliamente utilizados en la industria para evaluar rápidamente cientos de condiciones de prueba mucho más rápido que en tiempo real. Los modelos de vehículos a menudo se simulan con diseños de controladores avanzados proporcionados como software en el bucle (SIL) con software de diseño de controladores como Simulink , o con hardware físico en el bucle (HIL).
Los movimientos de los vehículos se deben en gran medida a las fuerzas de corte generadas entre los neumáticos y la carretera y, por lo tanto, el modelo de neumáticos es una parte esencial del modelo matemático. En los modelos de simuladores de vehículos actuales, el modelo de neumático es la parte más débil y difícil de simular. [2] El modelo de neumático debe producir fuerzas de corte realistas durante el frenado, la aceleración, las curvas y combinaciones, en una variedad de condiciones de superficie. Se utilizan muchos modelos. La mayoría son semiempíricos, como el modelo Pacejka Magic Formula.
Los juegos o simuladores de coches de carreras también son una forma de simulación de la dinámica de los vehículos. En las primeras versiones fueron necesarias muchas simplificaciones para obtener rendimiento en tiempo real con gráficos razonables. Sin embargo, las mejoras en la velocidad de las computadoras se han combinado con el interés por la física realista, lo que ha dado lugar a simuladores de conducción que se utilizan para la ingeniería de vehículos utilizando modelos detallados como CarSim.
Es importante que los modelos coincidan con los resultados de las pruebas del mundo real, por lo que muchas de las siguientes pruebas se correlacionan con los resultados de vehículos de prueba instrumentados.
Las técnicas incluyen: