herramienta de simulación de los consumos y emisiones de...

Herramienta de simulación de los consumos y emisiones

de un vehículo.

Titulación: Ingeniería Técnica Industrial: Electrónica Industrial

DIRECTOR: Roger Cabré

AUTOR: Iván Tamarit Román

FECHA: Septiembre / 2015.

Herramienta de simulación de los consumos y emisiones de un vehículo.

Iván

Tamarit

2

ÍNDICE

1- Introducción………………………………………………………………………….4

1.1 Descripción del problema: La contaminación y el consumo………...…………..4

1.2 Objetivo del PFC…………………………………………………………………...7

2- Descripción del programa………….…………………………………………….9

2.1 GUIDE……………………………………………………………..........................9

2.2 Secuencia de ejecución del programa……….…………………………………...12

3- Variables de entrada…………………..………………………………………...20

3.1 Variables del coche………………………….………………………………........20

3.2 Trayecto……………………………………………………….…........................23

3.3 Perfil de conducción: Cambio de marcha……………….………………………24

4- Fuerzas resultantes…………………..……………………………………….....25

5- Subprogramas…………………….……………………………………..............28

6- Variables de entrada………………..…………………………………………..33

6.1 Gráficas……………………….…………………………………........................47

6.1.1 Gráficas características de los vehículos……………………………………..50

6.1.2 Gráficas del trayecto…………………………………………………………..54

6.2 Cálculos……………………….…………………………………………………..59

7- Resultados y pruebas…………..……………………………………………….60

8- Conclusiones…………………………….………………………………………..87

9- Anexos..…………………………..…………..…………………………………….89


Iván

Tamarit

3


Iván

Tamarit

4

1- Introducción

En primer lugar me gustaría exponer brevemente las razones por las cuales he escogido

este proyecto.

Durante el transcurso de todos estos años cursando esta ingeniería, lo que más me ha

motivado y en lo que más empeño he puesto a la hora de realizar algún trabajo ha sido a la

hora de ponerme a programar, y más aun, cuando la realización de este, tiene una

aplicación palpable y visible. Y que mejor manera de programar que con MATLAB y con

su entorno de programación visual, GUIDE. Y a todo esto añadir la aplicación de este

proyecto y en este caso, un problema muy grave en todo el mundo, la contaminación. Y

este caso nos toca muy de cerca a todos, y que creo que gracias a programas como el que

he realizado, podremos ser un poco más conscientes de lo que contaminamos cada uno y

de lo que, los conductores, podemos dejar de contaminar cambiando nuestra manera de

conducir.

1.1 Descripción del problema: La contaminación y el consumo [3]

La energía, en cualquiera de sus formas, es necesaria para la supervivencia de la

humanidad y sin la misma no sería posible lograr los avances tecnológicos, sociales, y

económicos, que deben propiciar la mejora de la calidad de vida de los habitantes del

planeta. Sin embargo, su uso indiscriminado, sobre todo teniendo en cuenta la gran

dependencia que España tiene de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural)

y, por tanto, agotables, tiene repercusiones medioambientales indeseables, además de

consecuencias negativas en los ámbitos económico y sociopolítico.

En el transporte existe, actualmente, una práctica total dependencia de la energía de origen

fósil, por su elevada relación energía/volumen y su bajo precio frente a otras fuentes de

energía. El transporte por carretera consume el 42,1 % de la energía en España, lo que

representa más del 60 % del petróleo consumido en nuestro país. El consumo de

carburantes en España en el sector del transporte por carretera es de unos 11.000 millones

de litros de gasolina y de unos 24.000 millones de litros de gasóleo al año, que se reparten

de la siguiente forma:

- Turismos: 50 %

- Furgonetas: 32 %

- Camiones: 6 %

- Autobuses: 3 %

- Otros: 9 %

Como la movilidad de pasajeros y mercancías es un elemento característico de las

sociedades avanzadas, el transporte y las comunicaciones se convierten en estructuras

básicas para el desarrollo económico y social.

La conducción eficiente significa un uso más eficiente de los medios de transporte y

contribuye de forma importante al ahorro económico.

Además de la conducción eficiente, existen otras actuaciones complementarias a la misma

en el transporte por carretera de vehículos industriales encaminadas al logro del ahorro


Iván

Tamarit

5

energético y la reducción de emisiones al medio ambiente, orientadas a la gestión adecuada

de las flotas de transporte y de sus políticas de renovación de vehículos.

Figura 1. Reparto de consumos de energía primaria en España en 2013

Figura 2. Consumos de energía final por sectores en España en 2013

Impacto del transporte en el medio ambiente:

La combustión de carburantes en los vehículos produce dos tipos de emisiones por el tubo

de escape:

- Anhídrido carbónico (CO2), inherente a todo proceso de combustión. Crece con el

consumo de carburante.


Iván

Tamarit

6

- Contaminantes que afectan a la calidad del aire, dependen de la calidad de la

combustión y los sistemas anticontaminación que tenga el vehículo.

En los motores diésel, cada vez que un litro de gasóleo se quema en el motor, por el tubo

de escape salen 2,6 kg de CO2. Los científicos han demostrado que del CO2 que se emite a

la atmósfera una parte se acumula en la misma, siendo el principal causante de la

modificación del denominado “efecto invernadero” que da lugar al conocido “cambio

climático”. El efecto invernadero es fundamental para la vida en la tierra, pues hace que su

temperatura media sea de unos 15º C, pero el incremento de concentración de este gas en la

atmósfera por causa de la combustión de carburantes hace que dicha temperatura media

tienda a subir, lo que puede ocasionar graves problemas a la humanidad como

modificación de la meteorología o incremento del nivel de los mares, sequías, etc.

De aquí que todos los países están implementando medidas para reducir el consumo de

carburantes fósiles mediante campañas de promoción de un uso eficiente de la energía y a

través de programas de ahorro energético; pero, también, el usuario debe tomar conciencia

de su propia responsabilidad.

Las sustancias contaminantes se emiten en cantidades mucho más pequeñas que las de

CO2, pero al acumularse en la atmósfera afectan a la calidad del aire y la salud de los seres

vivos y el ensuciamiento del ambiente. Las más importantes son:

- El monóxido de carbono (CO)

- Los hidrocarburos (HC)

- Los óxidos de nitrógeno (NOx)

- Las partículas (PM) que son causantes de la opacidad de los humos.

Entre las ventajas de los motores de últimas generaciones, figura la gestión electrónica de

los distintos sistemas del vehículo, a través de una unidad de control electrónica que

incorpora otras funciones como autodiagnosis y ayudas a la conducción en general y a la

conducción económica en particular, que utilizándose adecuadamente pueden reducir

apreciablemente el consumo de carburante del vehículo.

Medición del consumo de carburante:

El funcionamiento del motor de un vehículo implica un consumo de carburante, al ser

inyectado en los cilindros en litros o en gramos durante un tiempo medido en horas, por lo

que la unidad de caudal de combustible sería:

– Gramos / hora

– Litros / hora.

Sin embargo, esta unidad no es la que se usa normalmente en los vehículos de carretera, ya

que su objeto es mover cargas o personas un cierto número de kilómetros por lo que se usa

en este caso:

– Litros por cada 100 kilómetros (l /100km)

– Kilómetros por litro

Atendiendo al motor de un vehículo, su consumo de carburante depende de la potencia,

medida ésta en caballos vapor (CV) o en kilovatios (kW), que el motor entrega en cada

momento, por lo que al hablar de motores, se suele emplear el término de “factor de

consumo” o “consumo específico”, que es el gasto de carburante empleado en producir una

unidad determinada de energía, el cual se puede expresar en:


Iván

Tamarit

7

– Litros/CVh: litros por cada caballo de potencia y cada hora de funcionamiento.

– Gramos/CVh o g/kWh: Teniendo en cuenta, a efectos de conversión de unidades,

que 1CV equivale a 0,736 kW, y por tanto, 1kW equivale a 1,36 CV.

Conviene conocer, a efecto de la realización de cálculos, que el peso específico del gasóleo

es del orden de 840 gramos por cada litro.

Recordamos que en el uso de un vehículo, la potencia demandada al motor depende de:

– El peso del vehículo y sus características técnicas

– La aceleración que se le imprime

– La pendiente de la carretera

– La velocidad a la que circula

– Las condiciones climatológicas

El motor debe responder en cada momento a la entrega de potencia que las condiciones del

tráfico y el conductor le demanden, por lo que consumirá la cantidad necesaria de

carburante en cada momento y, como éste se emplea en mover el vehículo por la carretera,

el consumo se suele medir en litros utilizados en recorrer 100 kilómetros. Por tanto si

empleamos menos carburante para hacer un mismo recorrido o hacemos más kilómetros

con la misma cantidad de carburante, estamos disminuyendo el consumo.

Ahora bien, el consumo es un valor instantáneo, y por lo tanto, variable en función del

tiempo. Por tanto, una forma de reducir el consumo medio sería a través de la reducción

del consumo en cada uno de los instantes, evitando en la medida de lo posible, los periodos

de consumo con el vehículo parado y su motor funcionando a ralentí.

Disponer de un motor capaz de entregar mucha potencia, para emplear de forma habitual

una potencia mucho menor, da lugar a mayores consumos que si empleáramos para ello un

motor de menor potencia máxima. El propietario debe ser capaz, por tanto, de seleccionar

el motor con una potencia adecuada para el uso requerido a su vehículo.

Además del motor, el tipo de caja de cambios, así como el puente trasero de reducción,

repercutirán en el consumo del vehículo. Actualmente, los fabricantes ofrecen una amplia

oferta en los distintos sistemas del vehículo, pudiendo el comprador personalizar

prácticamente el vehículo en función de sus necesidades.

Por esta razón, es de gran importancia la consideración por parte del comprador, tanto de

las características necesarias que deben tener los distintos sistemas del vehículo, como de

la oferta disponible en el mercado, cotejando la información detallada al respecto facilitada

por los distintos fabricantes.

1.2 Objetivo del PFC

El objetivo principal de este proyecto es realizar un programa, dentro de un entorno visual

interactivo, que calcule las emisiones de CO2 en función de una serie de parámetros

escogidos por el usuario, como pueden ser: coche, RPM de cambio de marcha y trayecto.

Visualizaremos también una serie de graficas en función de las variables de entrada y

mostraremos por pantalla ciertos cálculos de interés como la velocidad media y el tiempo

del trayecto entre otros que expondremos más detenidamente más adelante.


Iván

Tamarit

8

Gracias a todos estos cálculos podremos llegar a sacar conclusiones sobre los diferentes

tipos de conducción y poder determinar cuál de ellos es el más eficiente y por consiguiente

menos contaminante.

El programa pretende ser de gran utilidad para poder simular trayectos de nuestra vida

cotidiana, poder cambiar nuestra manera de conducir en cada uno de ellos mediante la

simulación y obtener resultados de nuestro consumo y emisiones para posteriormente hacer

una comparación global y escoger el estilo más eficiente.

También nos puede servir a la hora de ayudar a decidirnos a comprar un coche.

Introduciendo los datos de cada uno de ellos y simulando respectivamente el mismo

trayecto para cada uno y así poder escoger el vehículo que menos consumo presente para

nuestra manera de conducir.


Iván

Tamarit

9

2- Descripción del programa

El programa se implementara mediante Matlab y su entorno de programación, GUIDE, que

a continuación explicaremos.

Para su elaboración hemos creado una base de datos de diferentes coches y sus diferentes

variables. Para poder añadir cada coche a la base de datos necesitábamos que en sus

características aparecieran las variables concretas que necesitábamos y por tanto no todos

los buscados las tenían. Las que más nos han costado encontrar de cada coche eran las

relaciones de transmisión de cada coche y el rango máximo de valores de RPM.

Hemos utilizado 2 páginas web que nos han servido para encontrar las características

necesarias de cada coche [1] [2].

2.1 GUIDE

GUIDE es un entorno de programación visual disponible en MATLAB para realizar y

ejecutar programas que necesiten ingreso continuo de datos. Tiene las características

básicas de todos los programas visuales como Visual Basic o Visual C++.

Para poder abrir nuestro proyecto o crear uno nuevo primero tenemos que abrir GUIDE.

Para ello tenemos 2 opciones, escribir “guide” en la ventana de comandos o clicando en el

icono correspondiente:

Figura 3. Abrir GUIDE

A continuación nos aparecerá un cuadro en el que podremos crear un GUI, empezándolo

desde 0 o una serie de plantillas adaptadas a nuestro proyecto, o abrir una GUI guardada

anteriormente. En nuestro caso creamos la GUI desde 0.


Iván

Tamarit

10

Figura 4. Crear nueva GUI

Figura 5. Abrir GUI guardada

Al elegir la opción “Blank GUI” nos aparecerá la siguiente ventana:

Figura 6. GUI en blanco


Iván

Tamarit

11

En la cual tendremos una serie de componentes, a la izquierda de nuestra pantalla, para

poder agregar y dar una gran variedad de funcionalidad a nuestro programa:

Figura 7. Componentes

Componente Descripción

Push Button Genera una acción

Slider Representa un rango de valores

Radio Button Representa una opción

Check Box Inicia el estado de una opción

Edit Text Edita un texto

Static Text Muestra un string de texto

Pop-up Menu Nos ofrece un listado de opciones

Listbox Lista deslizable

Toggle Button Activa o desactiva una acción ON/OFF

Axes Dibuja una gráfica o carga imágenes

Panel Visualiza un grupo de controles

Button grup Panel para radio y toggle buttons

ActiveX Control Despliega controles ActiveX

Una aplicación GUIDE consta de dos archivos: .m y .fig. El archivo .m es el que contiene

el código con las correspondencias de los botones de control de la interfaz y el archivo .fig

contiene los elementos gráficos. Cada vez que se adicione un nuevo elemento en la interfaz

gráfica, se genera automáticamente código en el archivo .m.

Para poder ejecutar el programa, clicaremos en la flecha verde que tenemos en la parte

superior de la barra de herramientas.


Iván

Tamarit

12

Figura 8. Ejecutar GUI

También lo podemos hacer desde la ventana de comandos de matlab, escribiendo el

nombre de nuestro aplicativo, en este caso “pfc”.

Uno de los grandes problemas que hemos tenido a la hora de elaborar el programa y

detectar sus fallos era que, al ejecutar el programa, no podíamos hacer un seguimiento de

las variables ni ir paso por paso durante su ejecución. Lo único que sucedia al producirse

un error era que el aplicativo se bloqueaba y salían todos los errores en la ventana de

comandos de matlab. También teníamos que asegurarnos de que los resultados eran lógicos

y factibles, ya que cualquier error de cálculo el programa no lo detectaba y al no poder

hacer un seguimiento de la variable con errores, era difícil localizar el trozo de código que

estaba incorrecto.

2.2 Secuencia de ejecución del programa

A continuación describiremos el orden de ejecución del programa, así como los pasos a

seguir por el usuario. Para que le usuario sepa los pasos que tiene que seguir durante la

ejecución del programa hemos agregado un botón de ayuda que, al ser pulsado, abrirá una

nueva pestaña con dichos pasos a seguir y su orden.

Figura 9. Botón ayuda


Iván

Tamarit

13

Figura 10. Ventana botón ayuda

1- Selección de coche

El usuario elegirá uno de los coches de la lista que tenemos en el desplegable.

Figura 11. Desplegable selección de coche

También hemos agregado la opción de edición del coche por el usuario, abriendo una

nueva pestaña en donde podrá ir ingresando los datos de las diferentes características.


Iván

Tamarit

14

Figura 12. Edición de coche

A continuación se mostrarán por pantalla las diferentes variables y características del coche

seleccionado.

Figura 13. Características coche


Iván

Tamarit

15

2- RPM de cambio de marcha

El usuario podrá seleccionar el porcentaje del RPM máximo al cual quiere cambiar cada

marcha, es decir, que cuando lleguemos a ese RPM independientemente de la marcha o

bien subiremos la marcha a la siguiente, si estamos acelerando, o bien reduciremos una

marcha, si estamos reduciendo la velocidad de nuestro vehículo.

Este dato nos da una orientación del modelo de conducción que queremos simular.

Figura 14. Cuadro %RPM cambio marcha

3- Velocidad inicial del trayecto

Podrá introducir la velocidad inicial del trayecto, en caso de no introducirla, el programa

deducirá que partimos con el coche parado, y le otorgará el valor de 0 a esta variable.

Hemos agregado esta opción para poder calcular los consumos y demás en tramos en los

que vamos a una velocidad prácticamente constante, sin grandes fluctuaciones ni paradas.


Iván

Tamarit

16

Figura 15. Botón Vel.Inicial

Figura 16. Ventana Vel.Inicial

4- Introducción de los tramos del recorrido

El usuario podrá ir introduciendo las variables de cada tramo: velocidad final del tramo,

altura final del tramo, y distancia que queremos recorrer en este tramo. Al introducir estos

3 datos el usuario pulsará el botón de aceptar y podrá volver a introducir los datos del

siguiente tramo hasta el último de ellos.


Iván

Tamarit

17

Figura 17. Introducción tramos recorrido

Durante el trayecto, el usuario podrá también efectuar paradas de un tiempo determinado.

Para ello deberá rellenar la casilla de la velocidad final del tramo anterior a 0 kmh/h y

pulsar el botón de parada.

Figura 18. Botón introducir parada

A continuación se abrirá una nueva pestaña para introducir el tiempo de parada.


Iván

Tamarit

18

Figura 19. Ventana introducir parada

También tendremos la opción de simular los 2 ciclos de conducción estándar: ciclo euro 1

y ciclo euro 2. El primero mas interurbano y el segundo extraurbano. El Usuario

simplemente tendrá que pulsar el botón del ciclo correspondiente que desee simular.

Figura 20. Botones ciclo euro

5- Visualización de los resultados de cálculos y gráficas

Finalmente, y tras introducir todos los tramos del trayecto, el usuario podrá visualizar en la

ventana principal una serie de cálculos relacionados con las diferentes variables de interés

del trayecto. Los cálculos se actualizarán tras pulsar el botón “aceptar” al introducir los

datos de cada tramo correspondiente.


Iván

Tamarit

19

Figura 21. Cálculos

También podremos visualizar una serie de gráficas debajo del desplegable correspondiente.

Tendremos la opción de abrir estas gráficas en otra pantalla para poder recopilar todos sus

datos clicando en la casilla que tenemos al lado de “visualizar gráfica en otra pantalla

(modo edición)”.

Figura 22. Visualización gráficas


Iván

Tamarit

20

3- Variables de entrada

A continuación describiremos las variables de entrada, introducidas por el usuario, que

afectarán a los posteriores cálculos. Intentaremos ofrecer una gran variabilidad para que el

programa sea lo más completo posible y nos permita simular cualquier situación posible.

Las clasificaremos en 3 grupos principales:

1- Variables del coche: Ofreceremos una gran variedad de coches, como también la

opción de editar uno “a la carta”. En cualquier caso tendremos una serie de

características físicas y otras relacionadas con el motor.

2- Variables del trayecto: En su edición, podremos variar la velocidad y la altura final

de cada tramo, la distancia de cada uno de ellos y la velocidad inicial del trayecto.

3- Perfil de conducción-cambio de marchas: Estipularemos el modo de conducción del

piloto basándonos en el momento en el que cambia de marchas, según las RPM en

las que decide cambiar de marcha. Creemos que es el dato más importante a la hora

de consumir más o menos carburante.

3.1 Variables del Coche

Características físicas

Masa: Peso de un vehículo abastecido de aceite, agua, líquidos de frenos y

embrague y equipo de herramientas, pero sin carburante. Será unas de las variables más

importantes en el resultado de las fuerzas durante el trayecto.

Coeficiente de resistencia aerodinámica: es un índice sin dimensiones, que refleja

la influencia de la forma de una carrocería sobre la potencia absorbida para vencer la

resistencia del aire. Cuanto más elevado es este coeficiente, mayor es la resistencia

aerodinámica. Lo utilizaremos para calcular las fuerzas que sufre el vehículo por el aire

cuando este se desplace a una velocidad determinada.

Sección frontal: És el área de la parte delantera del vehículo que se pondrá en

contacto con el aire y la resistencia viscosa que este opondrá al avance de dicho vehículo.

Motor

Revoluciones máximas: Es el número de revoluciones máximas al cual está

limitado el funcionamiento del motor. No es un dato que se tenga que tener muy en cuenta

durante la conducción, ya que normalmente nunca nos acercamos al este límite, pero es de

vital importancia a la hora de representar las gráficas de par máximo y consumo. Este ha

sido uno de los datos más difíciles de encontrar en la búsqueda de coches para la base de

datos, puesto que muchos fabricantes no nos lo ofrecían.


Iván

Tamarit

21

Potencia máxima: la potencia máxima está directamente relacionada con el par

motor y con el número de revoluciones a las que gira la mecánica, así la potencia máxima

es el resultado del producto de estos dos últimos. Un motor puede tener mucha potencia

mediante dos vías, el par motor y las revoluciones de giro.

Momento (par) máximo: Es el valor máximo característico de la fuerza de torsión

ejercida por un motor en cada instante de su funcionamiento. Este dato es muy importante a la

hora de representar la gráfica del consumo específico y evidentemente la de par/rpm. Un dato

también importante son las rpm a las cuales llegamos a este par máximo, normalmente

siempre nos encontramos en que el mayor par lo alcanzamos a la mitad del régimen de

rpm.

Relación de transmisión de cada marcha: És la relación entre el número de

revoluciones por minuto que gira el motor y la velocidad lineal a la que se desplaza el

vehículo. En nuestro caso, la relación de transmisión de cada marcha se corresponderá con

la velocidad en km/h a la cual nos encontramos en 1000rpm del motor.

Tipo de combustible utilizado: Podremos elegir entre combustible diesel o

gasolina. Por defecto si no marcamos la casilla de selección de diesel, el programa elegirá

gasolina.

function menucoches_Callback(hObject, eventdata, handles)

% menu de la elección del coche

global masa

global sf

global CX

global selec

global vm

global fuerzam

global RT

global par

global wpar

global mom

global mom1

global mom2

global mom3

global mom4

global mom5

global mom6

global w

global pot

global potencia


Iván

Tamarit

22

global CE

global RPM

global figura

global ww

global mm

val =get(handles.menucoches,'Value');

%Segun el coche escogido, modificaremos las variables del vehículo.

if val==1

RPM=6500;

CX=0.3;

sf=2.55; %superficie frontal

par=240;

marchas=6;

RT=[8.1 15 26.6 33.5 41.1 48.4]; %Relación de transmisión de cada

marcha

potencia=156;

masa=1371;

rpmpar=2600; %rango de rpms en que se encuentra en par max

imagen = imread('C4.jpg'); %Leer imagen

axes(handles.axes2); %Carga la imagen del coche seleccionado en

bckground en este caso para mostrarla en axes2

axis off;

imshow(imagen); %Presenta la imagen

elseif val==2

RPM=6800;

CX=0.34;

sf=2.12;

par=275;

marchas=6;

RT=[8.9 15.5 22.1 28.7 35.9 42.5];

potencia=200;

masa=1235;

rpmpar=2800;

imagen = imread('peu208.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==3

.

.

.

.

.

.

.

. set(handles.text23,'String',RPM);

set(handles.text22,'String',CX);

set(handles.text25,'String',sf);

set(handles.text24,'String',par);


Iván

Tamarit

23

set(handles.text31,'String',potencia);

set(handles.text26,'String',RT(1));






set(handles.text33,'String',masa);

set(handles.text37,'String',marchas);

3.2 Trayecto

Velocidad inicial del trayecto: Es el valor de la velocidad a la que se encuentra el

coche al inicio del trayecto, antes de introducir cualquier parámetro de cada tramo

posterior. Como hemos comentado anteriormente, dato muy útil a la hora de realizar

cálculos para trayectos extraurbanos.

Tramo: Nuestro trayecto se dividirá en tramos, cuantos quiera e introduzca el

usuario. Cada uno de ellos estará definido por estas 3 variables:

- Velocidad: Se refiere a la velocidad final de cada tramo y en consecuencia la

inicial del tramo siguiente en km/h.

- Altura: Define la altura final de cada tramo y la inicial del consecutivo en

metros. De aquí podremos sacar la pendiente de cada tramo.

- Distancia: Definida como la longitud de cada tramo en km.

Así guardaremos las variables de cada tramo en nuestro archivo .m:

function editvelocidad_Callback(hObject, eventdata, handles)

Val=get(hObject,'String');

NewVal = str2double(Val);

handles.velocidad=NewVal ;

guidata(hObject,handles);

function editaltura_Callback(hObject, eventdata, handles)



handles.altura=NewVal ;


function editdistancia_Callback(hObject, eventdata, handles)



Iván

Tamarit

24


handles.distancia=NewVal;


Si decidimos realizar una parada, nuestro tramo se compondrá únicamente de 1 sola

variable:

- Tiempo de parada: Tiempo en minutos que transcurre durante la parada.

3.3 Perfil de conducción: Cambio de marchas

RPM de cambio de marchas: Es el valor, en % sobre las rpm máximas del motor,

en el cual el conductor cambiará a la siguiente marcha, si se encuentra acelerandom y a la

anterior marcha si está reduciendo la velocidad. Es la variable más relevante para los

cálculos finales de consumo.

function RPMcambio_Callback(hObject, eventdata, handles)



if (NewVal>100)|(NewVal<1)

errordlg('El porcentaje del RPM ha de estar comprendido entre 1 y 100

');

else

handles.RPMcambio=NewVal ;


end


Iván

Tamarit

25

4- Fuerzas resultantes

Durante nuestro trayecto, el vehículo tendrá que superar una serie de fuerzas de resistencia

al avance para poder circular a la velocidad deseada:

Fuerza por rodadura: Al rodar un neumático cargado por una superficie dura se

deforma. Esto provoca una fuerza que se opone al movimiento del mismo, llamada

resistencia a la rodadura. En vehículos cargados y circulando a bajas velocidades, esta es la

resistencia que más energía requiere para su vencimiento, llegando a suponer hasta más de

un 40% de la fuerza total de resistencia al avance. Esta fuerza, es proporcional a la masa

del vehículo y depende del tipo de neumáticos, aumentando considerablemente cuando

están desinflados.

(1)

M ; Masa del vehículo [kg]

Fuerza por la pendiente: La fuerza de la gravedad evita que cualquier cuerpo

ascienda y cuando sube por una pendiente, es necesario vencer esta fuerza. De la misma

manera, cuando se desciende por una bajada, esta misma fuerza favorece el movimiento,

tendiendo a acelerar el vehículo. Esta fuerza depende directamente de la masa total del

vehículo y de la inclinación de la pendiente.

(2)

M ; Masa total del vehículo [kg]

g ; Gravedad [9,8 m/ ]

pend ; Pendiente [%]

Fuerza por aerodinámica: Cuando un vehículo avanza, desplaza el aire que tiene

delante y llena el hueco que deja detrás. Cuanto mayor es la velocidad, mayor es la fuerza

necesaria para vencer la resistencia aerodinámica. Dicha resistencia depende de la sección

frontal del vehículo, de su forma y de la densidad del aire y es mayor con el aumento de la

velocidad elevada al cuadrado.

(3)


Iván

Tamarit

26

; Densidad del aire [kg/ ]

sf ; Superficie frontal del vehículo [ ]

Cx ; Coeficiente aerodinámico[sin unidad de medida]

V ; Velocidad [m/s]

=1 atm/(0,082 atm·l/K/mol)/298 K·(28,64 g/mol)= 1,172 g/l = 1,172 kg/

Fuerza por aceleración: Al acelerar un vehículo, se necesita vencer una fuerza

proporcional a la masa del vehículo por la aceleración a la que es sometido. Hemos de

tener en cuenta que la aceleración puede ser negativa y por tanto esta fuerza también.

(4)

M ; Masa del vehículo [kg]

a ; Aceleración [m/ ]

Fuerza de resistencia total: es la suma de estas últimas 4 fuerzas. En la mayoría de

todo el recorrido será positiva, pero puede ser que haya tramos en que haya una gran

desaceleración o un gran desnivel en que sea negativa, en este caso hemos agregado la

posibilidad de que nuestro vehículo pueda absorber esta energía y almacenarla en una

batería con el freno regenerativo.

(5)

El cálculo de cada una de las fuerzas instantáneas y, por tanto, la de la fuerza total a

superar se calcularán al apretar el botón aceptar al introducir un nuevo tramo.

Encontraremos estos cálculos en nuestro archivo .m dentro de la función

pushaceptar_Callback, que más adelante explicaremos más detalladamente.

function pushaceptar_Callback(hObject, eventdata, handles)

.

.

.

.

for ti=round(tiempo(tramo-1)*60+2):1:round(tiempo(tramo)*60+1);

.

.

.

.

% variable para calcular todas las fuerzas durante cada tramo del


Iván

Tamarit

27

% recorrido

fuerza(ti)=(masa/10)+(masa/216*((vel(tramo)-vel(tramo-

1))/((tiempo(tramo)-tiempo(tramo-

1)))))+(0.5*1.29*sf*CX*(veloc(ti)/3.6)^2)+(masa*9.8*(pend/100)); %216

sale al pasar los km/h a m/s y los min a s -- 3,6*60 // 1,29 es la

densidad del aire

frodadura(ti)=masa/10;

facel(ti)=masa/216*((vel(tramo)-vel(tramo-1))/((tiempo(tramo)-

tiempo(tramo-1))));

faire(ti)=0.5*1.29*sf*CX*(veloc(ti)/3.6)^2;

fpend(ti)=masa*9.8*(pend/100);

if (fuerza(ti)<0)&(frenoreg==1)

energiareg(ti)=abs(fuerza(ti))*veloc(ti)/(3.6*3.6*10^6); %Energia

almacenada instantanea en la bateria al frenar,

%F*distancia recorrida (v/t) pasamos de km/h a m/s // 3.6*10^6

para pasar de J a Kw*h

else

energiareg(ti)=0;

end

.

.

.

Si en modo de edición de coche hemos seleccionado la casilla de freno regenerativo,

almacenaremos energía siempre que la fuerza total a superar sea negativa.


Iván

Tamarit

28

5- Subprogramas

En este apartado explicaremos las GUI auxiliares que hemos implementado para el

correcto funcionamiento de todo el programa principal y como llamamos a estas GUI

desde el programa principal para poder ejecutarlas.

GUI parada: La abriremos cuando durante la ejecución del programa estemos

ingresando los datos de los tramos y deseemos que uno de ellos sea una parada. En este

caso tendremos que fijar la velocidad final del tramo anterior a 0 km/h. A continuación

pulsaremos el botón de introducir parada y se abrirá la GUI parada, en caso de no fijar la

velocidad anteriormente a 0, aparecerá un cuadro de error.

Figura 23. Error parada

En esta GUI lo que haremos es introducir el tiempo que deseamos estar parados durante

ese tramo en minutos.

Desde el archivo .m de nuestro programa principal así hemos llamado a esta GUI:

function parada_Callback(hObject, eventdata, handles)

global vel

global tramo

ans=questdlg('¿Desea introducir un paro?','paro','SI','NO','SI');

if strcmp(ans,'NO')

return;

elseif (strcmp(ans,'SI'))&(vel(tramo)==0)

parada %abrimos la GUI parada

uiwait %nos esperamos que acabe la gui parada para posteriormente

actualizar los datos por pantalla

global d

global t

global CONSMEDIO

global CONSMEDIOL

global segundosparada


Iván

Tamarit

29

velmed=d*60/t; %distancia total entre el tiempo total

ti=round(t*60+1)

CONSMEDIOINSTANTE=CONSMEDIO/(ti-1);

CONSMEDIOINSTANTEL=CONSMEDIOL/(ti-1-segundosparada);

set(handles.text21,'String',tramo);

set(handles.text38,'String',t);

set(handles.text46,'String',velmed);

set(handles.text61,'String',CONSMEDIOINSTANTE);

set(handles.text67,'String',CONSMEDIOINSTANTEL);

else

errordlg('Para efectuar una parada la velocidad actual debe ser O','

¡¡COCHE EN MARCHA!! ');

end

Y este es el código principal del archivo parada.m, al pulsar el botón aceptar de su ventana

correspondiente:

function aceptar_Callback(hObject, eventdata, handles)

global tramo

global vel

global dist

global alt

global d

global tiempo

global t

global fza

global masa

global tiem

global veloc

global acele

global fuerza

global facel

global frodadura

global faire

global fpend

global marcha

global pot

global consumo

global CONSMEDIO

global CONSMEDIOL

global consumoL

global revoluciones

global fzapar


CONSMEDIO=0;

CONSMEDIOL=0;

tramo=tramo+1;

vel(tramo)=0;


Iván

Tamarit

30

dist(tramo)=dist(tramo-1); %en una parada no se recorre ninguna distancia

alt(tramo)=alt(tramo-1); %en una parada no se cambia de altura

t=handles.tiempo+t

tiempo(tramo)=t; %pasamos el tiempo total a un vector para representarlo

en una gráfica


pend=0;

fza(tramo)=0;

rev=900;

for ti=round(tiempo(tramo-1)*60+2):1:round(tiempo(tramo)*60+1);

tiem(ti)=ti/60-1/60;

acele(ti)=0; %aceleracion en una parada es 0

veloc(ti)=0; %velocidad en una parada es 0

fuerza(ti)=0;

frodadura(ti)=0;

facel(ti)=0;

faire(ti)=0;

fpend(ti)=0;

marcha(ti)=0;

consumo(ti)=756/pot(rev);

consumoL(ti)=0.8;

segundosparada=segundosparada+1;

revoluciones(ti)=rev;

fzapar(ti)=0;

end

for i=2:1:ti;

CONSMEDIO=consumo(i)+CONSMEDIO;

CONSMEDIOL=consumoL(i)+CONSMEDIOL;

end

close parada

GUI velinitrayect: Esta GUI se abrirá en cuanto pulsemos su botón

correspondiente, antes de empezar a ingresar cada tramo del trayecto. En ella lo que

haremos es introducir la velocidad inicial de nuestro trayecto.

Código de llamada desde archivo principal .m:

function initrayecto_Callback(hObject, eventdata, handles)

global veloc

global tramo

if tramo>1

errordlg('La velocidad inicial ya ha sido introducida o asignada por

defecto',' ¡¡No se encuentra en el inicio del trayecto!! ');

else

velinitray

uiwait %nos esperamos que acabe la gui parada velinitray

set(handles.text58,'String',veloc(1));

end


Iván

Tamarit

31

Y este es el código principal del archivo velinitray.m :

function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)

global veloc

veloc(1)=handles.velini;

close velinitray

GUI editarcoche: Se abrirá solamente si cuando abrimos el desplegable de

selección de coche, elegimos la opción de “editar coche”. En ella lo que haremos será

ingresar y editar todas las características de nuestro vehículo.

Código de llamada desde archivo principal .m, lo haremos dentro de la función “function

menucoches_Callback” al seleccionar la opción de “editar coche” dentro del desplegable

correspondiente:

else

cocheeditado

uiwait

marchas=6;

rpmpar=2000; %por defecto

Y este es el código principal del archivo editcoche.m :

function Aceptar_Callback(hObject, eventdata, handles)

global RPM

global CX

global sf

global par

global RT

global potencia

global masa

RPM=handles.RPMmax;

CX=handles.Cx;

sf=handles.SF;

par=handles.Par;

RT(1)=handles.RT1;

RT(2)=handles.RT2;

RT(3)=handles.RT3;

RT(4)=handles.RT4;

RT(5)=handles.RT5;

RT(6)=handles.RT6;

potencia=handles.pot;

masa=handles.Masa;

close cocheeditado


Iván

Tamarit

32

function checkbox1_Callback(hObject, eventdata, handles)

global frenoreg

if get(hObject,'Value')

frenoreg=1;

end


Iván

Tamarit

33

6- Variables de salida

Primeramente describiremos cada una de las funciones principales de nuestro programa .m,

en los cuales realizamos la mayoría de cálculos relacionados con los resultados finales que

mostramos por pantalla y de toda la serie de gráficas que veremos en los siguientes

apartados.

function pushaceptar_Callback: Esta es la función principal, en la cual

realizaremos todos los cálculos relacionados con el tramo.

function pushaceptar_Callback(hObject, eventdata, handles)

global tramo

global vel

global dist

global alt

global d

global tiempo

global t

global masa

global CX

global sf

global marcha

global vef

global selec

global tiem

global veloc

global acele

global dista

global veldis

global fuerza

global facel

global frodadura

global faire

global fpend

global RT

global pot

global CE

global CONSMEDIO

global consumo

global CONSMEDIOL

global consumoL

global RPM

global frenoreg

global energiareg

global mom6

global mom5

global revoluciones

global fzapar


rpmcambio=handles.RPMcambio*RPM/100;


Iván

Tamarit

34

for j=1:6;

vef(j)=rpmcambio*RT(j)/1000; %velocidad a la que cada marcha empieza

a tener la máxima eficiencia

end

if vef(6)==0 %si nuestro coche solo tiene 5 marchas

vef(5)=500; %le asignamos un valor muy alto para que no entre la

6ªmarcha

end

if selec==0

errordlg('- Seleccione un coche

-',' ¡¡COCHE NO SELECCIONADO!! ');

else

tramo=tramo+1;

CONSMEDIO=0;

CONSMEDIOL=0;

enalm=0;

veldis(1)=veloc(1);

vel(1)=veloc(1);

if veloc(1)>vef(5)

marcha(1)=6;

elseif veloc(1)>vef(4)

marcha(1)=5;


marcha(1)=4;


marcha(1)=3;

elseif veloc(1)>vef(1) %cuando ponemos segunda y el coche ya tiene

velocidad nunca reducimos a 1a

marcha(1)=2;

elseif veloc(1)>0

marcha(1)=1;

else

marcha(1)=0;

end

tc(1)=0;

vel(tramo)=handles.velocidad; %vamos introduciendo a cada vector en cada

posicion segun el tramo que nos encontramos su vel y dist

if (vel(tramo)==0)&(vel(tramo-1)==0)

vel(tramo)=[]; %se borra el valor que hemos obtenido para detectar el

error de

%introducir mal una parada, sino tendriamos un valor mas en el vector

velocidad y tendriamos problemas al visualizar graficas

tramo=tramo-1; %si sale el error el tramo no se ha de incrementar

errordlg('Para efectuar una parada pulsa el boton indicado','

¡¡INTRODUCE PARADA!! '); %para que no siga el programa cuando no se

%introduce correctamente una parada, sino nos daria un tiempo infinito

else

d=handles.distancia+d; %incrementamos la distancia introducida por el

usuario

dist(tramo)=d;

alt(tramo)=handles.altura;


Iván

Tamarit

35

t=(handles.distancia*60/(((vel(tramo)-vel(tramo-1))/2)+vel(tramo-1)))+t;

%sacada de la formula del mov rec unif acc multiplicado

%por 60 para los minutos

tiempo(tramo)=t; %pasamos el tiempo total a un vector para representarlo

en una gráfica


pend=0.1*(alt(tramo)-alt(tramo-1))/(dist(tramo)-dist(tramo-1)); %el 0,1

sale de 100/1000

%- 100 pq es un porcentaje y dividido por 1000 porque hay que pasar km a

metros

acele(1)=1/216*(vel(2)-vel(1))/(tiempo(2)-tiempo(1));

fuerza(1)=(masa/10)+(masa/216*((vel(2)-vel(1))/((tiempo(2)-tiempo(1)))));

for ti=round(tiempo(tramo-1)*60+2):1:round(tiempo(tramo)*60+1); %el

incremento de tiempo en cada instante es 1s. le sumamos 1

%porque en el tiem(1)=o. Redondeamos el tiempo.

tiem(ti)=ti/60-1/60; %tiempo en minutos. Le restamos 1 porque arriba

se lo sumamos, sino iriamos 1s mas adelantados

acele(ti)=1/216*(vel(tramo)-vel(tramo-1))/(tiempo(tramo)-

tiempo(tramo-1)); %aceleracion en m/s

veloc(ti)=acele(ti)*3.6+veloc(ti-1); %velocidad en km/h //mas

adelante introducir la vel.inicial del trayecto por pantalla veloc(1)=

% variable para calcular todas las fuerzas durante cada tramo del

% recorrido

fuerza(ti)=(masa/10)+(masa/216*((vel(tramo)-vel(tramo-

1))/((tiempo(tramo)-tiempo(tramo-

1)))))+(0.5*1.29*sf*CX*(veloc(ti)/3.6)^2)+(masa*9.8*(pend/100)); %216

sale al pasar los km/h a m/s y los min a s -- 3,6*60 // 1,29 es la

densidad del aire

frodadura(ti)=masa/10;

facel(ti)=masa/216*((vel(tramo)-vel(tramo-1))/((tiempo(tramo)-

tiempo(tramo-1))));

faire(ti)=0.5*1.29*sf*CX*(veloc(ti)/3.6)^2;

fpend(ti)=masa*9.8*(pend/100);

if (fuerza(ti)<0)&(frenoreg==1)

energiareg(ti)=abs(fuerza(ti))*veloc(ti)/(3.6*3.6*10^6); %Energia

almacenada instantanea en la bateria al frenar,

%F*distancia recorrida (v/t) pasamos de km/h a m/s // 3.6*10^6

para pasar de J a Kw*h

else

energiareg(ti)=0;

end

if (marcha(ti-

1)>=5)&(veloc(ti)>vef(5))&(mom6(round(veloc(ti)))>fuerza(ti))

marcha(ti)=6;

elseif (marcha(ti-

1)>=4)&(veloc(ti)>vef(4))&(mom5(round(veloc(ti)))>fuerza(ti))

marcha(ti)=5;

elseif (marcha(ti-1)>=3)&(veloc(ti)>vef(3))

marcha(ti)=4;

elseif (marcha(ti-1)>=2)&(veloc(ti)>vef(2))

marcha(ti)=3;


Iván

Tamarit

36

elseif ((marcha(ti-1)>=1)&(veloc(ti)>vef(1)))|((marcha(ti-

1)==2)&(veloc(ti)>2)) %cuando ponemos segunda y el coche ya tiene

%velocidad nunca reducimos a 1a

marcha(ti)=2;

elseif ((marcha(ti-1)==0)|(marcha(ti-

1)==1))&(veloc(ti)>0)&(acele(ti)>=0) %solo ponemos 1a cuando estamos

acelerando o manteniendo

%velocidad, no desacelerando

marcha(ti)=1;

else

marcha(ti)=0;

end

if marcha(ti)>0

rev=veloc(ti)*1000/RT(marcha(ti)); %rev. del motor en funcion de

la marcha seleccionada

fuerzapar=fuerza(ti)*RT(marcha(ti))/1000; %par entregado del

motor en función de la marcha seleccionada

if fuerzapar<1 %si la fuerza es igual o menor que 0, el coche va

con una marcha puesto reduciendo y

%solamente entra aire en el motor. consumo=0

consumo(ti)=0;

consumoL(ti)=0;

else

consumo(ti)=CE(round(rev/10),round(fuerzapar));

consumoL(ti)=(14/44)*(consumo(ti)*pot(round(rev))*100)/(840*veloc(ti));

%Consumo en L/100KM hemos pasado de grCO2/kwh con

%factores de conversión

end

else

rev=900;

fuerzapar=0;

potralenti=pot(rev);

%consumo ralenti gasolina=0,9L/h = 756gr/h

consumo(ti)=(756/potralenti)*44/14;

consumoL(ti)=0.8; %si la velocidad es 0, el cálculo de la

anterior fórmula dará infinito.

end%hemos optado por asignar un valor estandard de consumo

%en Ralentí en L/100KM

revoluciones(ti)=rev; %almacenamos para poderlo mostrar en el grafico

de RPM/par/CE del trayecto

fzapar(ti)=fuerzapar; %almacenamos para poderlo mostrar en el grafico

de RPM/par/CE del trayecto

end

for dis=round(dist(tramo-1)*1000+2):1:round(dist(tramo)*1000+1); %para

calcular la velocidad en funcion de la distancia que recorremos

dista(dis)=dis/1000-1/1000;

veldis(dis)=sqrt(2/216*(vel(tramo)-vel(tramo-1))/(tiempo(tramo)-

tiempo(tramo-1))+(veldis(dis-1)/3.6)^2)*3.6;

end

%consumo medio del trayecto. Dividimos entre ti (s totales) pq es el

%numero de divisiones totales.


Iván

Tamarit

37

for i=2:1:ti;

CONSMEDIO=consumo(i)+CONSMEDIO;

enalm=energiareg(i)+enalm;

CONSMEDIOL=consumoL(i)+CONSMEDIOL;

end

CONSMEDIOINSTANTE=CONSMEDIO/(ti-1);

CONSMEDIOINSTANTEL=CONSMEDIOL/(ti-1-segundosparada);%segundos que

permanecemos en parada, se lo restaremos al tiempo total al calcular el

cosumo en l/100km



set(handles.text43,'String',d);


set(handles.text52,'String',pend);

set(handles.text58,'String',vel(tramo));


set(handles.text65,'String',enalm);


end

end

function pushreset_Callback: Resetearemos y inicializaremos todas las variables

correspondientes.

function pushreset_Callback(hObject, eventdata, handles)

global tramo

global d

global t

global vel

global dist

global alt

global tiempo

global fza

global marcha

global tiem

global veloc

global acele

global dista

global veldis

global fuerza

global facel

global frodadura

global faire

global fpend

global CONSMEDIO

global CONSMEDIOL

global energiareg


Iván

Tamarit

38


segundosparada=0;

energiareg=[];

CONSMEDIOL=0;

CONSMEDIO=0;

facel=[];

frodadura=[];

faire=[];

fpend=[];

fuerza=[];

dista=[];

veldis=[];

acele=[];

tiem=[];

veloc=[];

marcha=[];

fza=[];

vel=[];

dist=[];

alt=[];

tiempo=[];

d=0;

t=0;

tramo=1;

velmed=0;

pend=0;

vel(tramo)=0;

veloc(1)=0;

CONSMEDIOINSTANTE=0;

CONSMEDIOINSTANTEL=0;

enalm=0;



set(handles.text43,'String',d);


set(handles.text52,'String',pend);

set(handles.text58,'String',vel(tramo));


set(handles.text65,'String',enalm);



Iván

Tamarit

39

function menucoches_Callback: En este caso, tras la elección del coche

correspondiente, realizaremos los cálculos relacionados con las características de los

coches: Par motor en función de las rpm, fuerza de cada marcha en función de la

velocidad, potencia del motor en función de las rpm y del consumo específico.

function menucoches_Callback(hObject, eventdata, handles)

% menu de la elección del coche

global masa

global sf

global CX

global selec

global vm

global fuerzam

global RT

global par

global wpar

global mom

global mom1

global mom2

global mom3

global mom4

global mom5

global mom6

global w

global pot

global potencia

global CE

global RPM

global figura

global ww

global mm

global diesel

val =get(handles.menucoches,'Value');

%Segun el coche escogido, modificaremos las variables del vehículo.

if val==1

RPM=6500;

CX=0.3;

sf=2.55; %superficie frontal

par=240;

marchas=6;

RT=[8.1 15 26.6 33.5 41.1 48.4]; %Relación de transmisión de cada

marcha

potencia=156;

masa=1371;

rpmpar=2600; %rango de rpms en que se encuentra en par max

imagen = imread('C4.jpg'); %Leer imagen



axis off;



Iván

Tamarit

40

elseif val==2

RPM=6800;

CX=0.34;

sf=2.12;

par=275;

marchas=6;

RT=[8.9 15.5 22.1 28.7 35.9 42.5];

potencia=200;

masa=1235;

rpmpar=2800;

imagen = imread('peu208.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==3

RPM=6500;

CX=0.37;

sf=1.97;

par=260;

marchas=6;

RT=[9.3 14.4 20.7 26.9 32.3 37.6];

potencia=184;

masa=1260;

rpmpar=2770;

imagen = imread('MINI.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==4

RPM=6500;

CX=0.26;

sf=2.15;

par=570;

marchas=6;

RT=[7.8 13.9 22.4 30.5 41.0 51.9];

potencia=362;

masa=1560;

rpmpar=0;

imagen = imread('i8.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==5

RPM=5300;

CX=0.29;

sf=2.19;

par=320;

marchas=6;

RT=[8.9 17.1 26.7 38.5 48.9 58.4];


Iván

Tamarit

41

potencia=150;

masa=1354;

rpmpar=1250;

imagen = imread('golf.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==6

RPM=5200;

CX=0.33;

sf=2.04;

par=250;

marchas=5;

RT=[9.2 16.4 27.4 40.2 52.7 0];

potencia=105;

masa=1215;

rpmpar=1000;

imagen = imread('audia1.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==7

RPM=5300;

CX=0.33;

sf=2.60;

par=380;

marchas=6;

RT=[9.6 17.7 27.1 37 47.6 57];

potencia=150;

masa=1520;

rpmpar=800;

imagen = imread('mazda.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==8

RPM=6500;

CX=0.28;

sf=2.20;

par=250;

marchas=6;

RT=[8.0 14.1 25.6 36.7 42.1 49.3];

potencia=156;

masa=1370;

rpmpar=2800;

imagen = imread('mercedes.jpg'); %Leer imagen



axis off;


Iván

Tamarit

42


elseif val==9

RPM=6500;

CX=0.35;

sf=2.31;

par=240;

marchas=6;

RT=[8.2 14.6 20.2 26.2 33.6 40.0];

potencia=190;

masa=1375;

rpmpar=3200;

imagen = imread('juke.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==10

RPM=5000;

CX=0.37;

sf=2.60;

par=320;

marchas=6;

RT=[8.2 15.0 23.1 32.3 42.3 51.3];

potencia=150;

masa=1724;

rpmpar=0;

imagen = imread('koleos.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==11

RPM=4400;

CX=0.28;

sf=2.71;

par=350;

marchas=6;

RT=[9.3 16.5 26.3 37.5 48.2 58.1];

potencia=136;

masa=1507;

rpmpar=750;

imagen = imread('s60.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==12

RPM=6800;

CX=0.30;

sf=2.09;

par=370;

marchas=6;


Iván

Tamarit

43

RT=[9.8 17.8 25.1 32.2 39.4 47.4];

potencia=230;

masa=1305;

rpmpar=2700;

imagen = imread('auditt.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==13

RPM=7000;

CX=0.33;

sf=1.90;

par=350;

marchas=6;

RT=[9.1 16.7 22.8 29.4 38.5 43.4];

potencia=280;

masa=1458;

rpmpar=0;

imagen = imread('lotevora.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==14

RPM=6800;

CX=0.28;

sf=2.26;

par=210;

marchas=6;

RT=[8.1 13.9 20.9 26.4 32.4 39.9];

potencia=165;

masa=1295;

rpmpar=0;

imagen = imread('mazdasky.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==15

RPM=4000;

CX=0.31;

sf=2.30;

par=450;

marchas=6;

RT=[9.7 17.0 25.9 34.9 46.9 58.7];

potencia=204;

masa=1735;

rpmpar=0;

imagen = imread('c5.jpg'); %Leer imagen




Iván

Tamarit

44

axis off;


elseif val==16

RPM=6500;

CX=0.30;

sf=2.13;

par=110;

marchas=5;

RT=[7.5 13.7 20.1 27.2 34.0 0];

potencia=80;

masa=1111;

rpmpar=1000;

imagen = imread('Note.jpg'); %Leer imagen



axis off;


elseif val==17

RPM=6350;

CX=0.31;

sf=2.45;

par=95;

marchas=5;

RT=[6.8 12.8 18.0 23.7 30.1 0];

potencia=68;

masa=1048;

rpmpar=1000;

imagen = imread('c3.jpg'); %Leer imagen



axis off;


else

cocheeditado

uiwait

marchas=6;

rpmpar=2000; %por defecto

end

w=[]; %la inicializamos por si escogemos otra vez otro coche

pot=[];

wpar=RPM/2; %variable que indica el punto de RPM donde el par es

maximo

porpar=rpmpar*100/RPM; %porcentage del rango de valores de RPM en

par max

set(handles.text23,'String',RPM);

set(handles.text22,'String',CX);

set(handles.text25,'String',sf);

set(handles.text24,'String',par);

set(handles.text31,'String',potencia);





Iván

Tamarit

45




set(handles.text33,'String',masa);

set(handles.text37,'String',marchas);

selec=1;

for j=1:6;

vm(j)=RPM*RT(j)/1000; %velocidad máxima de cada marcha

fuerzam(j)=par*1000/RT(j); %fuerza máxima de cada marcha

end

w=1:1:RPM;

if porpar>18

mom=(-((abs(w-wpar)).^9)*par/(wpar^9))+par;

w1=0:1:vm(1);

wpar=vm(1)/2;

mom1=((-((abs(w1-wpar)).^9)*par/(wpar^9))+par)*1000/RT(1);

w2=0:1:vm(2);

wpar=vm(2)/2;


w3=0:1:vm(3);

wpar=vm(3)/2;


w4=0:1:vm(4);

wpar=vm(4)/2;


w5=0:1:vm(5);

wpar=vm(5)/2;


w6=0:1:vm(6);

wpar=vm(6)/2;


elseif porpar<6


w1=0:1:vm(1);

wpar=vm(1)/2;


w2=0:1:vm(2);

wpar=vm(2)/2;


w3=0:1:vm(3);

wpar=vm(3)/2;


w4=0:1:vm(4);

wpar=vm(4)/2;


w5=0:1:vm(5);

wpar=vm(5)/2;


w6=0:1:vm(6);

wpar=vm(6)/2;


else


Iván

Tamarit

46


w1=0:1:vm(1);

wpar=vm(1)/2;


w2=0:1:vm(2);

wpar=vm(2)/2;


w3=0:1:vm(3);

wpar=vm(3)/2;


w4=0:1:vm(4);

wpar=vm(4)/2;


w5=0:1:vm(5);

wpar=vm(5)/2;


w6=0:1:vm(6);

wpar=vm(6)/2;


end

for j=1:RPM;

pot(j)=mom(j)*j/9550; %calculo de la potencia en KW- dividmos entre

1000 y 60/2pi que es una vuelta en 1min en segundos(9,55)--

1000*9,55=9550

end

CEmin=200; % ConsumO específicO mínimO en [ gr / kWh ]

if diesel==1

% Datos carácteristicos Consumo Específico coche Diesel

WCEmin=RPM/2.4894; % RPM consumo esp. mínimo

MCEmin=par*0.8; % Momento consumo esp. mínimo

CEdal=CEmin*1.0557; % Momentos elevados

CEbai=CEmin*2.4229; % Momentos bajos

CEesq=CEmin*1.1226; % RPM bajos

CEdre=CEmin*1.3837; % RPM elevados

else

% Datos carácteristicos Consumo Específico coche Gasolina

WCEmin=RPM/2.0227; % RPM consumo esp. mínimo

MCEmin=par*0.8; % Momento consumo esp. mínimo

CEdal=CEmin*1.1855; % Momentos elevados

CEbai=CEmin*2.2013; % Momentos bajos

CEesq=CEmin*1.0734; % RPM bajos

CEdre=CEmin*1.2674; % RPM elevados

% Lista general de velocidades y momentos del motor

ww=[0:10:RPM]'; %cada 10 pq sino tarda mucho en cargar el grafico

mm=[0:1:par];

for i=1:RPM/10+1

for j=1:par+1

CE(i,j)=0;

end

end

for i=1:WCEmin/10+1

for j=1:MCEmin


Iván

Tamarit

47

if j>mom(i*10-9); %para que vaya a la par que las RPM reales - 1, 11,

21...

CE(i,j)=0;

else

CE(i,j)=CEmin+0.7*((((MCEmin-mm(j))^2)/(MCEmin^2))*CEbai+(((WCEmin-

ww(i))^2)/(WCEmin^2))*CEesq*0.5);

end

end

for j=round(MCEmin):par

if j>mom(i*10-9);

CE(i,j)=0;

else

CE(i,j)=CEmin++0.7*((((mm(j)-MCEmin)^2)/(MCEmin^2))*CEdal+(((WCEmin-

ww(i))^2)/(WCEmin^2))*CEesq*0.5);

end

end

end

for i=round(WCEmin/10+1):RPM/10+1

for j=1:MCEmin

if j>mom(i*10-10); %pq mom(RPM+1) no existe

CE(i,j)=0;

else

CE(i,j)=CEmin+0.7*((((MCEmin-mm(j))^2)/(MCEmin^2))*CEbai+(((ww(i)-

WCEmin)^2)/(WCEmin^2))*CEdre*0.5);

end

end

for j=round(MCEmin):par

if j>mom(i*10-10);

CE(i,j)=0;

else

CE(i,j)=CEmin+0.7*((((mm(j)-MCEmin)^2)/(MCEmin^2))*CEdal+(((ww(i)-

WCEmin)^2)/(WCEmin^2))*CEdre*0.5);

end

end

end

guidata(hObject, handles);

6.1 Gráficas

Esta será nuestra función “function menugraficas_Callback” en la cual representaremos la

gráfica correspondiente. Tendremos la opción de mostrarla en la pantalla principal del

programa o en una pantalla nueva para poder editarla.

function menugraficas_Callback(hObject, eventdata, handles)

global dist

global vel

global alt

global tiempo

global masa


Iván

Tamarit

48

global vm

global mom

global mom1

global mom2

global mom3

global mom4

global mom5

global mom6

global w

global marcha

global tiem

global veloc

global acele

global dista

global veldis

global fuerza

global facel

global frodadura

global faire

global fpend

global pot

global figura

global CE

global ww

global mm

global revoluciones

global fzapar

global consumo

rotate3d off;

fun =get(handles.menugraficas,'Value');

axes(handles.axes1); %necesario ponerlo para que las graficas que

queremos visualizar sean representadas en axes1 y no en axes2

%para poder mostrar la grafica y editarla

if figura==1

figure

end

switch fun

case 1

plot(w,mom);

xlabel('RPM');

ylabel('par motor (N*m)');

case 2

plot(w,pot);

xlabel('RPM');

ylabel('potencia (kW)');

case 3

w1=0:1:vm(1); %son el rango de valores y su precision de cada

velocidad de cada marcha

w2=0:1:vm(2);

w3=0:1:vm(3);

w4=0:1:vm(4);

w5=0:1:vm(5);


Iván

Tamarit

49

w6=0:1:vm(6);

plot(w1,mom1, w2,mom2, w3,mom3, w4,mom4, w5,mom5, w6,mom6);

xlabel('Velocidad (km/h)');

ylabel('Fuerza (N)');

legend('1º', '2º', '3º', '4º', '5º', '6º');

case 4

[ha,h1,h2]=plotyy(tiem,marcha, tiem,veloc); %dibuja las 2 graficas con

diferenjes escalas de ejes Y

xlabel('Tiempo (min)');

axes(ha(1))

ylabel('Marcha');

axes(ha(2))

ylabel('Velocidad (km*h)');

grid on;

case 5

plot(dist,alt);

xlabel('Distancia (km)');

ylabel('Altura (m)');

case 6

plot(tiem,veloc);


ylabel('Velocidad (km/h)');

case 7

plot(tiem,acele);


ylabel('Aceleración (m/s2)');

case 8

plot(dista,veldis);

xlabel('Distancia (km)');

ylabel('Velocidad (km/h)');

case 9

plot(tiem,fuerza, tiem,frodadura, tiem,facel, tiem,faire, tiem,fpend);


ylabel('Fuerzas Resultantes (N)');

legend('F.Total', 'F.Rodadura', 'F.Aceleracion', 'F.Aire',

'F.Pendiente')

case 10

mesh(ww,mm',CE');

rotate3d on;

xlabel('velocidad motor w(rpm)')

ylabel('momento del motor (N·m)')

zlabel('Consumo específico CE(g /kWh)')

case 11

mesh(ww,mm',CE');

xlabel('velocidad motor w(rpm)')

ylabel('momento del motor (N·m)')

zlabel('Consumo específico CE(g /kWh)')

hold on;

plot3(revoluciones,fzapar,consumo);

view(2);

hold off;

end


Iván

Tamarit

50

guidata(hObject, handles);

6.1.1 Gráficas características de los vehículos

Par motor: Esta curva del par (N m) en función de la velocidad de giro del motor

nos indica cual es el par máximo a unas determinadas RPM. Nos encontramos que el punto

de máximo par se encuentra justamente en la mitad del valor máximo de RPM del motor.

Figura 24. Par Motor

La fórmula estándar del par del motor es:

(6)

w ; Velocidad de giro del motor [RPM]

; Par máximo [N m]

; Max. Velocidad de giro/2 [RPM]


Iván

Tamarit

51

Aunque depende también del rango de valores de RPM que se encuentra en par máximo,

por eso en nuestro programa hemos ampliado las opciones de esta función con estas 2

fórmulas:

Si el rango de RPM en par máximo supera el 18% del total de RPM:

(7)

Si el rango de RPM en par máximo es inferior al 6% del total de RPM:

(8)

Potencia: La curva de la potencia (kW) en función de la velocidad de giro del

motor nos indica cual es la potencia máxima del motor a unas determinadas RPM dentro

del rango. Nos encontramos que el punto de máxima potencia se encuentra desplazado

hacia la derecha en comparación con la curva del par motor, justamente cerca de la

velocidad angular en donde empieza a decaer el par. Esto se debe a que la potencia es igual

al par motor por la velocidad de giro.

Figura 25. Potencia


Iván

Tamarit

52

La fórmula estándar de la potencia es:

(9)

w ; Velocidad de giro del motor [rad/s]

; Par motor[N m]

Consumo específico: El consumo especifico (g CO2 / kWh) indica cuanta masa de

combustible tiene que consumir el motor para generar una unidad de energía. A

continuación podremos ver como varia significativamente en función del punto bajo la

curva en que nos encontramos.

La información del consumo especifico para cada uno de los puntos bajo la curva de la

función par/velocidad es la información más relevante utilizada en los aplicativos de

cálculo de consumo de vehículos. Esta información la tendría que dar el fabricante del

motor ya que la ha tenido que determinar empíricamente en un banco de pruebas y es

característica de cada uno de los motores. Suele ser una información reservada e

inaccesible, por tanto en nuestro proyecto hemos tenido que hacer una determinación

genérica de la forma de la función, observando algunas funciones del Consumo específico

en (R. Carreras, A. Comas, A. Calvo; 1994 ; “Motores de combustión interna,

fundamentos”) i (Miguel de Castro Vicente ; 1996 ; “El motor: de cuatro tiempos / de dos

tiempos”).

La función del consumo específico tiene una representación grafica inversa a la de

par/velocidad. Decrece a medida que aumentan las RPM hasta llegar al punto de menor

consumo y a partir de ahí crece poco a poco hasta que llegamos al límite del régimen de

revoluciones.


Iván

Tamarit

53

Figura 26. Consumo específico

Como vemos en la gráfica, las zonas azules representan los consumos específicos más

bajos y los colores más rojizos los más altos.

Fuerza/Velocidad en función de la marcha:

Figura 27. Fuerza/velocidad en función de la marcha


Iván

Tamarit

54

6.1.2 Gráficas del trayecto

Altura/Distancia: En este gráfico visualizaremos la altura (m) en que nos

encontramos en función de la distancia (km) recorrida en cada tramo.

Figura 28. Altura/Distancia

Velocidad/Tiempo: Visualizaremos la velocidad (km/h) en función del tiempo

(min) de cada tramo y del total del trayecto. Hemos considerado que tendremos una

aceleración constante y por tanto un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

(10)

; aceleración [m/ ]

; Tiempo [s]

; velocidad inicial del tramo [m/s]


Iván

Tamarit

55

Figura 29. Velocidad/Tiempo

Aceleración/Tiempo: Visualizaremos la aceleración (m/ ) en función de tiempo

(min). Como hemos comentado anteriormente esta será constante en cada tramo.

Figura 30. Aceleración/Tiempo


Iván

Tamarit

56

Velocidad/Distancia: Visualizaremos la velocidad (km/h) en función de la

distancia (km) recorrida.

(11)

; aceleración [m/ ]

; distancia [m]

; distancia inicial del tramo [m]

; velocidad inicial del tramo [m/s]

Figura 31. Velocidad/Distancia

Como podemos ver, la velocidad no evoluciona con una pendiente constante cuando hay

aceleración.


Iván

Tamarit

57

Marcha/Velocidad/Tiempo: Visualizaremos la marcha que hemos seleccionado en

función de la velocidad (km/h) instantánea que nos encontramos. Esta función dependerá

principalmente del % de RPM que el usuario ha seleccionado para el cambio de marchas.

Figura 32. Marcha/Velocidad/Tiempo

Fuerzas/Tiempo: Visualizaremos todas las fuerzas resultantes (N) a lo largo de

todo el recorrido en función del tiempo (min) del trayecto.

Figura 33. Fuerzas resultantes


Iván

Tamarit

58

Par/RPM/CE: En esta ocasión, veremos cómo trabaja el motor durante el trayecto, y su

eficiencia, en cuanto al consumo específico en grCO2/kWh, en cada instante del trayecto.

Es una de las gráficas más interesantes ya que podremos ver si con nuestro modelo de

conducción nos estamos acercando a las zonas de más eficiencia en cuanto a emisiones de

CO2.

Figura 34. Funcionamiento y eficiencia del motor durante el trayecto

Como podemos ver, el recorrido del coche en función del RPM y momento del motor es

dibujado con una serie de vectores de color azul sobre el gráfico del CE.


Iván

Tamarit

59

6.2 Cálculos

Todos los cálculos mostrados por pantalla relacionados son el trayecto serán realizados

dentro de la función, que hemos mostrado anteriormente, function pushaceptar_Callback.

Tiempo del trayecto: Tiempo (min) total acumulado del trayecto. Iremos sumando

el tiempo de cada tramo al total acumulado.

Distancia total: Distancia (km) total recorrida. Simplemente iremos sumando la

distancia de cada tramo introducida por el usuario a la total acumulada anteriormente.

Velocidad media: La velocidad media (km/h) de todo el trayecto la calcularemos

dividiendo la distancia total entre el tiempo total.

Pendiente del tramo actual: La pendiente (%) la conseguiremos dividiendo el

incremento de altura de cada tramo entre la distancia recorrida en el tramo actual.

Consumo medio: Calcularemos y mostraremos el consumo medio de todo el

trayecto en 2 unidades diferentes. El consumo medio de combustible en l/100km y el

consumo específico medio en grCO2/kWh.

El consumo medio de combustible lo hemos obtenido a partir del consumo específico, y es

proporcional al CE y a la potencia y inversamente proporcional a la velocidad.

Energía almacenada: Si el usuario ha seleccionado la opción del freno

regenerativo, acumularemos energía en nuestra batería siempre que la suma de fuerzas

totales sea inferior a 0. En este caso mostraremos por pantalla la energía almacenada en

kWh


Iván

Tamarit

60

7- Resultados y pruebas

En este apartado podremos realizar comparaciones variando los tipos de conducción, así

como con diferentes tipos de vehículos.

Caso 1: Pulse&glide VS Vel.constante

Coche seleccionado: Citroën C3 Tonic PureTech

- Características:

Figura 35. Caso 1 C3

RPM de cambio de marcha:

Figura 36. Caso 1 %RPM


Iván

Tamarit

61

Pulse&glide:

Datos del trayecto:

Nº

Tramo

Velocidad

inicial (km/h)

Velocidad

final (km/h)

Altura

(m)

Distancia

(km)

Distancia

total (km)

1 80 100 0 0.5 0.5

2 100 80 0 0.5 1

3 80 100 10 0.5 1.5

4 100 80 20 0.5 2

5 80 100 20 0.5 2’5

6 100 80 20 0.5 3

7 80 100 10 0.5 3’5

8 100 80 0 0.5 4

9 80 100 0 0.5 4’5

Figura 37. Caso 1 pulse&glide


Iván

Tamarit

62

Vel.constante:

Datos del trayecto:

Nº

Tramo

Velocidad

inicial (km/h)

Velocidad

final (km/h)

Altura

(m)

Distancia

(km)

Distancia

total (km)

1 90 90 0 1 1

2 90 90 10 0.5 1.5

3 90 90 20 0.5 2

4 90 90 20 1 3

5 90 90 10 0.5 3.5

6 90 90 0 0.5 4

7 90 90 0 0.5 4.5

Figura 38. Caso 1 Velocidad constante


Iván

Tamarit

63

Resultados:

Pulse&glide:

- Cálculos:

Figura 39. Caso 1 pulse&glide cálculos

Vel.constante:

- Cálculos:

Figura 40. Caso 1 velocidad constante cálculos


Iván

Tamarit

64

Pulse&glide:

- Gráficas:

Figura 41. Caso 1 pulse&glide marchas

Figura 42. Caso 1 pulse&glide fuerzas


Iván

Tamarit

65

Vel.constante:

- Gráficas:

Figura 43. Caso 1 pulse&glide marchas

Figura 44. Caso 1 velocidad constante fuerzas


Iván

Tamarit

66

Pulse&glide:

- Zonas de trabajo del motor durante el trayecto:

Figura 45. Caso 1 pulse&glide trabajo motor

Vel.constante:


Figura 46. Caso 1 velocidad constante trabajo motor


Iván

Tamarit

67

Caso 2: RPM cambio marcha bajo VS RPM cambio marcha alto

Coche seleccionado: Nissan Note Visia 1.2

- Características:

Figura 47. Caso 2 Nissan Note

Datos del trayecto:

Nº

Tramo

Velocidad

inicial (km/h)

Velocidad

final (km/h)

Altura

(m)

Distancia

(km)

Distancia

total (km)

1 0 50 0 0.7 0.7

2 50 50 0 2 2.7

3 50 100 0 0.6 3.3

4 100 100 0 3 6.3

5 100 50 0 0.3 6.6

6 50 50 0 1.4 8

7 50 0 0 0.5 8.5


Iván

Tamarit

68

Figura 48. Caso 2 Trayecto

RPM cambio marcha bajo:


Figura 49. Caso 2 %RPM bajo

RPM cambio marcha alto:


Figura 50. Caso 2 %RPM alto


Iván

Tamarit

69


Resultados:

- Cálculos:

Figura 51. Caso 2 %RPM bajo cálculos


Resultados:

- Cálculos:

Figura 52. Caso 2 %RPM alto cálculos


Iván

Tamarit

70


- Gráficas:

Figura 53. Caso 2 %RPM bajo marchas

Figura 54. Caso 2 %RPM bajo fuerzas


Iván

Tamarit

71


- Gráficas:

Figura 55. Caso 2 %RPM alto marchas

Figura 56. Caso 2 %RPM alto fuerzas


Iván

Tamarit

72



Figura 57. Caso 2 %RPM bajo trabajo motor



Figura 58. Caso 2 %RPM alto trabajo motor


Iván

Tamarit

73

Caso 3: Coches de gama baja en ciclo euro 1

Datos del trayecto (ciclo euro 1):

Nº

Tramo

Velocidad

inicial (km/h)

Velocidad

final (km/h)

Altura

(m)

Distancia

(km)

Distancia

total (km)

1 0 0 0 0 0

2 0 15 0 0,008 0,008

3 15 15 0 0,033 0,041

4 15 0 0 0,01 0,052

5 0 0 0 0 0,052

6 0 32 0 0,053 0,105

7 32 32 0 0,213 0,318

8 32 0 0 0,048 0,367

9 0 0 0 0 0,367

10 0 50 0 0,18 0,548

11 50 50 0 0,166 0,714

12 50 35 0 0,094 0,809

13 35 35 0 0,126 0,935

14 35 0 0 0,058 0,994

15 0 0 0 0 0,994

Figura 59. Caso 3 ciclo euro 1


Iván

Tamarit

74



Nissan Note Visia 1.2:

Coche seleccionado: Nissan Note Visia 1.2

- Características:

Figura 61. Caso 3 Nissan Note


Iván

Tamarit

75

Citroën C3 Tonic PureTech:


- Características:

Figura 62. Caso 3 Citroën C3


Iván

Tamarit

76


Resultados:

- Cálculos:

Figura 63. Caso 3 Nissan Note cálculos


Resultados:

- Cálculos:

Figura 64. Caso 3 Citroën C3 cálculos


Iván

Tamarit

77


- Gráficas:

Figura 65. Caso 3 Nissan Note marchas

Figura 66. Caso 3 Nissan Note fuerzas


Iván

Tamarit

78


- Gráficas:

Figura 67. Caso 3 Citroën C3 marchas

Figura 68. Caso 3 Citroën C3 fuerzas


Iván

Tamarit

79



Figura 69. Caso 3 Nissan Note trabajo motor



Figura 70. Caso 3 Citroën C3 trabajo motor


Iván

Tamarit

80

Caso 4: Coche de gama baja VS coche de gama alta en ciclo euro 2

Datos del trayecto (ciclo euro 2):

Nº

Tramo

Velocidad

inicial (km/h)

Velocidad

final (km/h)

Altura

(m)

Distancia

(km)

Distancia

total (km)

1 0 0 0 0 0

2 0 70 0 0,398 0,398

3 70 70 0 0,972 1,370

4 70 50 0 0,133 1,504

5 50 50 0 0,958 2,462

6 50 70 0 0,216 2,679

7 70 70 0 0,972 3,651

8 70 100 0 0,826 4,477

9 100 100 0 0,833 5,311

10 100 120 0 0,611 5,922

11 120 120 0 0,333 6,255

12 120 0 0 0,566 6,822

13 0 0 0 0 6,822

Figura 71. Caso 4 ciclo euro 2


Iván

Tamarit

81



Mercedes-Benz a 200:

Coche seleccionado: Mercedes-Benz a 200

- Características:

Figura 73. Caso 4 Mercedes Benz


Iván

Tamarit

82



- Características:

Figura 74. Caso 4 Citroën C3


Iván

Tamarit

83


Resultados:

- Cálculos:

Figura 75. Caso 4 Mercedes Benz cálculos


Resultados:

- Cálculos:

Figura 76. Caso 4 Citroën C3 cálculos


Iván

Tamarit

84


- Gráficas:

Figura 77. Caso 4 Mercedes Benz marchas

Figura 78. Caso 4 Mercedes Benz fuerzas


Iván

Tamarit

85


- Gráficas:

Figura 79. Caso 4 Citroën C3 marchas

Figura 80. Caso 4 Citroën C3 fuerzas


Iván

Tamarit

86



Figura 81. Caso 4 Mercedes Benz trabajo motor



Figura 82. Caso 4 Citroën C3 trabajo motor


Iván

Tamarit

87

8- Conclusiones

A continuación sacaremos nuestras propias conclusiones de cada uno de los casos que

hemos simulado mediante nuestro aplicativo.

Caso 1: Pulse&glide VS Vel.constante: En esta comparación podemos ver como

cuando conducimos utilizando un modelo de conducción pulse&glide, que consiste, como

el nombre indica en apretar (pisar) y deslizarse; es decir, no mantener siempre el

acelerador al mismo punto sino pisarlo y luego dejarnos llevar por la inercia, el consumo

medio en l/100km es de 4,52 en comparación con los 5,32 en velocidad constante y por

tanto menor en el primer caso. Podemos comprobar que la velocidad media de los 2 casos

es la misma. Algo más significativo es la diferencia de emisiones de grC02/kWh, en este

caso hay una gran diferencia. De 361,4, para el pulse&glide, a 425, para el de velocidad

constante. En la gráfica de la zona en que trabaja el motor, podemos ver como en el

pulse&glide nos encontramos en tramos en donde trabajamos en una zona mucho más

eficiente y incluso en tramos en los que la fuerza será negativa y por tanto el consumo será

nulo.

Caso 2: RPM cambio marcha bajo VS RPM cambio marcha alto: En este caso

hemos comparado 2 estilos de conducción basados en el % de RPM en el cual cambiamos

la marcha. En el primero tendremos un % bajo de cambio de marcha y en el segundo un %

alto en el cambia de marcha. Hemos elegido un trayecto idéntico para los 2 casos, en el que

se simulará una parte interurbana y otra extraurbana. Podemos ver como en los resultados

el consumo en l/100km para los 2 casos. En el primero es de 5,98 y en el segundo de 9,11,

una gran diferencia de la que podemos sacar la conclusión de que con un cambio de

marcha a bajas RPM tendremos un consumo de litros a los 100 muy inferior. En cambio

las emisiones de CO2 para los 2 casos son algo idénticas: 399,85grCO2/kWh contra los

399,58grCO2/kWh para los cambios altos. La razón por la cual con los cambios a altas

RPM tenemos ligeramente menos, o igual, emisiones de CO2 la podemos ver en la gráfica

de la zona en que trabaja nuestro motor durante el recorrido. En esta vemos como con el

cambio de marchas a bajas RPM nos vamos acercando a la zona eficiente de manera más

vertical y en el segundo caso de manera más horizontal. Bien es cierto que cuanto más nos

aproximamos a nuestro momento máximo entregado por el motor, nuestra eficiencia es

mayo, pero también la conseguimos cuanto más nos acercamos a nuestro ecuador de RPM.

Caso 3: Coches de gama baja en ciclo euro 1: En esta ocasión compararemos 2

coches de gama baja, el Citroën C3 y el Nissan Note. Podemos ver en las características de

cada coche como el Nissan tiene un par y una potencia ligeramente mayores a la del C3. El

trayecto que hemos elegido ha sido el ciclo euro1, un modelo de trayecto interurbano

predeterminado. El cambio de marchas lo realizaremos al llegar al 35% del total de RPM

de la marcha correspondiente. Como vemos en los cálculos, el consumo en l/100km es

ligeramente menos en el coche de menos potencia, el C3, pero, en contraposición, las

emisiones de C02 son menores en el caso del Nissan Note. Probablemente esto se deba

como en el caso 2. Para encontrar una explicación lógica debemos observas las relaciones

de transmisión. Y vemos como en el Nissan son más elevadas, por tanto nos encontraremos

durante más tiempo en la zona media de la curva del CE.


Iván

Tamarit

88

Caso 4: Coche de gama baja VS coche de gama alta en ciclo euro 2: En este

caso compararemos un coche de gama baja, el Citroën C3, con uno de gama alta, el

Maercedes Benz. Vemos claramente como el Mercedes tiene una potencia y par motor

mucho más elevados que en el caso del Citroën. El trayecto seleccionado ha sido el ciclo

euro 2, un modelo de trayecto extraurbano predeterminado. El cambio de marchas lo

fijaremos al 40% de las RPM. En este caso se ve claramente como tanto el consumo medio

en l/100km como las emisiones de CO2 en gr/kWh son mucho menores para el coche de

gama baja. Si miramos la gráfica de zonas de trabajo del motor de los 2 casos veremos

como en el caso del Citroën nos encontramos durante más tiempo en una zona más cercana

al momento máximo y en el ecuador de nuestras RPM máximas.

Finalmente podemos concluir con que la manera de conducir del conductor es muy

importante si tenemos en cuenta el consumo de combustible, ya que cuanto antes

cambiemos de marcha, menor será la potencia desarrollada por el motor a una misma

velocidad lineal y, por tanto, el consumo medio será menor. En cuanto al consumo

específico, el estilo de conducción no tendrá tanta importancia a no ser que cambiemos de

marcha por encima del 50% del régimen máximo de RPM.

Como la mayoría de gente sabe el par motor, el régimen de RPM y, por tanto, la potencia

son datos vitales a la hora de obtener el consumo medio y específico, pero otro dato que

tenemos que tener muy en cuenta es la relación de transmisión del vehículo, ya que va a ser

muy importante para determinar la zona de trabajo del motor durante el trayecto así como

la velocidad a la cual cambiaremos de marcha.


Iván

Tamarit

89

9- Anexos

Hemos agregado en la carpeta “archivos del PFC” los archivos pfc.m y pfc.fig así como

los demás subprogramas y imágenes necesarias para la correcta ejecución del programa.

Referéncias

[1] Página web: http://www.km77.com/

[2] Página web: http://www.zeperfs.com/es/

[3] Artículo: Manual Conducción Vehículos Industriales. Junta de Castilla y León.

herramienta de simulación de los consumos y emisiones de...

Documents