Manual Reformas Vehiculos Indice

REVISIÓN 0ª

PRIMERA EDICIÓN

MANUAL TEÓRICO SOBRE REFORMAS DE VEHÍCULOS

Santiago Baselga Ariño

AUTOR: DR. SANTIAGO BASELGA ARIÑO

PROFESOR DEL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA DE LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA RESPONSABLE DEL LABORATORIO DE AUTOMÓVILES DEL DPTO. DE ING. MECÁNICA DE LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA (LAIMUZ) CO-AUTOR (CAPÍTULO 1): DRA. MARÍA ROSARIO GONZÁLEZ PEDRAZA PROFESORA DEL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE FABRICACIÓN DE LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA RESPONSABLE DE LA CALIDAD DEL LABORATORIO DE AUTOMÓVILES DEL DPTO. DE ING. MECÁNICA DE LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA (LAIMUZ)

A MERCHE, MARIO y CAROLINA, Como si fueran de casa. Os quiero.

ÍNDICE

-I-

PRESENTACIÓN

De inicio, saludos.

Aclarar que a pesar de presentar gran parte de contenido con la anterior publicación “BASES TEÓRICAS SOBRE REFORMAS DE IMPORTANCIA DE VEHÍCULOS”, se ha considerado oportuno modificar el título de la obra y publicar una primera edición debido a que la reorganización de la materia, la adaptación a la reglamentación actual (año 2012) relacionada con reformas de vehículos, el desarrollo de nuevos cálculos y contenidos con más de 100 páginas adicionales, la corrección de algunas erratas, y la reescritura del contenido de algunos capítulos, no permite la simple adaptación a una nueva edición del anterior libro. Además, más que simples bases teóricas, el uso de esta publicación está también enfocado a ser una herramienta de consulta con el máximo posible de autocontenido en cada una de las materias escritas, teniendo siempre en consideración que la Reglamentación está siempre sujeta a frecuentes cambios y que por tanto deberá tratarla el lector con ese carácter especial. La publicación se propone además como libro de consulta en varias asignaturas y Másteres impartidos en la Escuela de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad de Zaragoza (EINA). Asimismo, se ha intentado no dejar de lado los aspectos relacionados con el ejercicio libre de la profesión de los técnicos cualificados en el sector de la automoción, de tal modo que se han considerado también gran parte de aspectos reglamentarios y de procedimiento que deben tenerse en cuenta para la legalización de reformas de vehículos, incluyendo un modelo general de proyecto técnico con todos sus apartados, exceptuando el presupuesto, siguiendo los apartados exigidos por el Manual de Reformas emitido por el Ministerio, para su uso opcional como guía en el desarrollo de la actividad profesional. El formato digital de la publicación en “pdf” está pensado por estos motivos como herramienta que facilite el manejo y contenido de los modelos planteados y desarrollados en el libro para la labor del profesional a la hora de elaborar los diferentes documentos.

- II -

ÍNDICE

La redacción de los capítulos de conceptos generales de materiales, elasticidad y resistencia de materiales, normas de carrozado, cálculo de sistemas vehiculares, etc. son resultado de un trabajo de recopilación, estudio y procesado de la información obtenida de diversas fuentes y autores de relevancia que han desarrollado una inestimable labor en el análisis y entendimiento del automóvil y su entorno. Considero que cualquier profesional que se dedique a la elaboración de proyectos y actividades paralelas relacionadas con la modificación de vehículos debe tener conocimiento y dominio de estas materias, motivo por el cual se han adjuntando. El trabajo ha sido elaborado con la ayuda de colaboradores del Laboratorio de Automóviles del Dpto. de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Zaragoza (LAIMUZ), tanto en el desarrollo de la Herramienta informática PRAXISREFORMAS DE VEHÍCULOS (PRAXIS-RV), como en los modelos analíticos de cálculo. Entre ellos considero apropiado agradecer la labor de mis compañeros María Rosario González, Pedro José Fernández y Jesús Ortiz. Sin más, mi agradecimiento a los interesados por el contenido de esta obra.

Santiago

ÍNDICE

- III -

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE ANALÍTICO

PÁGINA

CAPÍTULO - 1 - NORMATIVA BÁSICA PARA REFORMAS

1

1.1

Introducción

1

1.2

Jerarquía normativa

1

1.2.1

Introducción

1

1.2.2

La constitución española

4

1.2.3

Los tratados internacionales

5

1.2.4

La ley

5

1.2.5

El Real Decreto-Ley

8

1.2.6

El Real Decreto Legislativo

9

1.2.7

Los reglamentos

10

1.2.8

Las normas de las comunidades autónomas

11

1.2.9

Las normas de las entidades locales

11

1.2.10

Comienzo de vigencia de las normas

12

1.4

Categorías de vehículos

19

1.5

Antecedentes de reglamentación sobre reformas

22

1.6

Reglamento General de Circulación

23

1.7

Reglamento General de Conductores

27

1.8

Reglamento General de Vehículos

28

1.9

Real decreto 736/1988

29

1.10

Real decreto 866/2010

36

- IV -

ÍNDICE

1.10.1

Consideraciones generales y definiciones

36

1.10.2

Contenido del Manual de Reformas (MR)

38

1.10.3

Disposiciones del RD 866/2010

41

1.10.4

Proceso de tramitación de reformas

43

1.10.5

Contenido de la documentación previa exigible

47

Consideraciones generales sobre masas y dimensiones

50

1.11

1.11.1

Reglamentación y definiciones

50

1.11.2

Verificación de las masas

57

1.11.3

Verificación de las dimensiones

63

1.11.4

Consideraciones de masas y dimensiones por RGV

72

1.12

Normativa básica sobre el frenado en los vehículos

82

1.12.1

Funciones del dispositivo de frenado

82

1.12.2

Conexiones neumáticas entre vehículos de motor y sus remolques

83

1.12.3

Ensayos de frenado

83

1.12.4

Rendimiento de los dispositivos de frenado. Categorías M y N

86

1.12.5

Distribución del esfuerzo de frenado

90

1.13

Reglamentación básica sobre neumáticos

95

1.13.1

Directiva 92/23/CEE

1.13.2

Reglamento CEPE/ONU Nº 30

103

1.13.3

Reglamento CEPE/ONU Nº 54

104

1.13.4

Reglamento CEPE Nº 75

105

1.13.5

Reglamento CEPE Nº 106

105

1.14

Normativa sobre dispositivos antiproyección

1.14.1

Aspectos generales de carrocero

95

106 106

ÍNDICE

1.14.2

-V-

Consideraciones reglamentarias

107

1.15

Normativa sobre dispositivos de protección trasera

116

1.16

Normativa sobre dispositivos de protección lateral

120

1.17

Normativa sobre dispositivos de alumbrado y señalización luminosa

125

1.18

Normativa sobre emplazamiento de placas traseras de matrícula

140

1.19

Normativa sobre retrovisores y dispositivos de visión indirecta

142

CAPÍTULO - 2 - CONCEPTOS DE ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE MATERIALES 153 2.1

Introducción

153

2.2

Centro de inercia

153

2.3

Determinación analítica del centro de inercia

154

2.3.1

Propiedades del centro de inercia

155

2.3.2

Teoremas de Guldin o de Pappus

157

2.4

Tensor de inercia

159

2.4.1

Componentes del tensor de inercia de un sólido rígido

159

2.4.2

Momentos de inercia de una sección plana de densidad constante

161

2.5

Teorema de Steiner

162

2.6

Casos de cálculo de tensores de inercia

163

2.6.1

Consejos prácticos

163

2.6.2

Ejemplos de centros y tensores de inercia

164

2.7

Introducción a la resistencia de materiales

167

2.8

Conceptos generales de aplicación en resistencia de materiales

170

2.9

Solicitaciones exteriores y reacciones en los apoyos

171

2.10

Estado tensional de un sólido elástico

176

- VI -

ÍNDICE

2.10.1

Caso general

176

2.10.2

Casos particulares

182

2.11

Deformaciones en un sólido elástico

184

2.12

Relaciones entre las solicitaciones y el estado tensional de un sólido

189

2.13

Comportamiento de un sólido tipo barra solicitado axialmente

192

2.13.1

Estado tensional

192

2.13.2

Deformaciones. Rigidez equivalente

193

2.13.3

Diagrama de esfuerzos

194

2.14

Comportamiento de un sólido tipo barra solicitado a flexión

196

2.14.1

Estado tensional

196

2.14.2

Deformaciones. Rigidez equivalente

203

2.14.3

Diagrama de esfuerzos

205

2.15

Teoría elemental de cortadura

211

2.16

Comportamiento de un sólido tipo barra solicitado a torsión

211

2.16.1

Estado tensional

211

2.16.2

Deformaciones. Rigidez equivalente

217

2.17

Comportamiento de un sólido tipo barra solicitado a pandeo

218

2.17.1

Columna de Euler

218

2.17.2

Influencia de los enlaces. Longitud de pandeo

219

2.17.3

Tensión crítica de Euler. Limites de aplicación

221

2.18

Estados límites de deformación elástica del material

222

2.18.1

Concepto

222

2.18.2

Teoría de la tensión principal máxima

223

2.18.3

Teoría de la tensión tangencial máxima de Tresca

223

ÍNDICE

- VII -

2.18.4

Teoría de la deformación longitudinal unitaria máxima

224

2.18.5

Teoría de la energía de distorsión de von Mises

224

2.19

Cálculo a fatiga

225

2.19.1

El diagrama (S-N)

225

2.19.2

Fatiga en ciclos altos

227

2.19.3

Factores que modifican el límite de resistencia a la fatiga

229

2.20

Determinación de coeficientes de seguridad

236

CAPÍTULO - 3 - CÁLCULO DE UNIONES

239

3.1

Introducción

239

3.2

Uniones atornilladas o remachadas

239

3.2.1

Carga aplicada en el centroide de las uniones

241

3.2.2

Carga excéntrica respecto al centroide de la unión

244

3.3

Uniones por soldadura

245

3.3.1

Unión a tope

246

3.3.2

Unión en ángulo

246

3.3.3

Unión en (T)

250

Uniones por adhesivo

254

3.4

CAPÍTULO - 4 - CONFIGURACIÓN BÁSICA DEL VEHÍCULO

257

4.1

Introducción

257

4.2

Cálculo de las distancias técnicas

257

4.3

Reparto de cargas por ejes

261

4.3.1

Tandem mecánico de ballestas

267

4.3.2

Grupo triaxial mecánico de ballestas

270

4.3.3

Tandem neumático

274

- VIII -

ÍNDICE

4.3.4

Grupo triaxial neumático

277

4.4

Posicionamiento del centro resultante de cargas

281

4.5

Tipos de carrocerías por su rigidez

284

4.6

Tipos de unión de superestructuras

286

4.7

Distribución de esfuerzos entre bastidor y sobrebastidor

289

CAPÍTULO - 5 - SUPERESTRUCTURAS Y ACCESORIOS

291

5.1

Introducción

291

5.2

Carrocerías basculantes

291

5.2.1

Esfuerzos actuantes en una carrocería basculante

292

5.2.2

Determinación del cilindro actuador

299

5.2.3

Cálculo de bulones en caja basculante

305

5.2.4

Cálculo de la unión bastidor-sobrebastidor

307

5.3

Sistema multibrazo basculante

309

5.3.1

Cálculo de la geometría

310

5.3.2

Cálculo de esfuerzos

314

5.3.3

Determinación del cilindro actuador

319

5.3.4

Cálculo de bulones en basculante de sistema multibrazo

320

5.4

Grúas autocarga

322

5.4.1

Condiciones básicas de montaje de la grúa

323

5.4.2

Momentos de elevación de la grúa

324

5.4.3

Estabilidad a vuelco

325

5.4.4

Solicitaciones del chasis del vehículo

330

5.4.5

Cálculo de elementos de fijación de la grúa

338

5.5

Plataformas traseras elevadoras

341

ÍNDICE

- IX -

CAPÍTULO - 6 - DISPOSITIVOS DE ACOPLAMIENTO

347

6.1

Introducción

347

6.2

Dispositivos de acoplamiento

347

6.2.1

Definiciones

349

6.2.2

Requisitos generales de ensayo de dispositivos de acoplamiento

354

6.2.3

Marcado del dispositivo de acoplamiento

358

6.2.4

Cálculo de los soportes de anclaje al vehículo

360

6.2.5

Cálculo de las uniones atornilladas de los soportes

372

6.2.6

Cálculo de la lanza en remolques de eje central

375

6.2.7

Elección de las características del acoplamiento y del remolque

379

6.2.8

Dimensiones de montaje. Anexo VII de Directiva 94/20/CE

382

CAPÍTULO - 7 - SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y TRASLACIÓN

391

7.1

Introducción

391

7.2

Prestaciones vehiculares

391

7.2.1

Resistencia total al avance

391

7.2.2

Potencia motor

392

7.2.3

Influencia de componentes de cadena de transmisión

393

7.3

Conceptos aerodinámicos en el diseño de carrocerías

395

7.4

Cálculo del eje motriz o árbol de transmisión

403

7.4.1

Cálculo resistente

403

7.4.2

Fenómenos vibracionales

404

7.5

El frenado en los vehículos

408

7.5.1

Curvas de equiadherencia

408

7.5.2

Planteamiento del sistema de frenos

416

-X-

7.6

ÍNDICE

Designación básica de neumáticos y llantas según norma E.T.R.T.O

426

7.6.1

Designación básica de neumáticos

426

7.6.2

Designación de las especificaciones de una llanta

431

7.6.3

Formulario genérico de neumáticos

434

7.6.4

Condiciones de servicio

440

7.7

Sistema de dirección

443

7.7.1

Geometría básica de dirección

443

7.7.2

Efecto de las cotas de reglaje

445

7.7.3

Geometría del cuadrilátero Ackerman de dirección

452

7.7.4

Par de dureza de la dirección. Modelo simplificado

456

7.7.5

Cálculo de la columna de dirección sobre cuadrilátero Ackermann

464

7.8

Sistemas de suspensión y estabilidad a vuelco

466

7.8.1

Rigidez de elementos elásticos de suspensión

467

7.8.2

Estabilidad lateral

479

7.8.3

Estabilidad longitudinal

488

7.8.4

Cálculo de la estabilidad en vehículos cisterna

495

CAPÍTULO - 8 - GUÍA BÁSICA DE CARROZADO

503

8.1

Introducción

503

8.2

Medidas generales de seguridad

503

8.3

Acondicionamiento inicial del chasis

505

8.4

Requisitos a considerar para mantenimiento del vehículo

505

8.5

Consideraciones dimensionales y de distribución del peso

507

8.6

Taladrado de orificios en el bastidor

508

8.7

Soldaduras en el bastidor

509

ÍNDICE

- XI -

8.7.1

Instrucciones específicas para soldadura a tope del bastidor

511

8.7.2

Instrucciones específicas para modificación del voladizo posterior

512

8.7.3

Especificación del material de soldadura

513

8.8

Sustitución de remaches por tornillos

515

8.9

Travesaños

516

8.9.1

Condiciones generales

516

8.9.2

Travesaño para gancho de remolque

516

8.10

Fijación de componentes al bastidor

517

8.11

Árboles de transmisión y articulaciones cardan

518

8.12

Sistema de aire comprimido

522

8.13

Sistema de frenos

523

8.14

Sistemas de admisión y de escape

525

8.15

Sistemas de combustible

525

8.16

Tomas de energía

527

8.17

Instalación eléctrica

529

8.17.1

Aparatos suplementarios

531

8.17.2

Baterías y alternadores suplementarios

532

8.17.3

Grupos eléctricos suplementarios

532

8.17.4

Tomas de corriente

533

8.17.5

Circuitos adicionales

533

8.18

Modificaciones en la refrigeración del motor

534

8.19

Estribos y plataformas

535

8.20

Modificaciones en cabina

535

8.21

Superestructuras. Requerimientos, tipos y accesorios

537

- XII -

ÍNDICE

8.21.1

Bastidor auxiliar

537

8.21.2

Métodos de fijación de las carrocerías

541

8.21.3

Superestructuras. Carrocería fija

544

8.21.4

Superestructuras. Grúa autocarga

547

8.21.5

Superestructuras. Volquetes

552

8.21.6

Superestructuras. Cisterna

555

8.21.7

Superestructuras. Hormigoneras y bombas de hormigón

557

8.21.8

Superestructuras. Camiones con carrozado desmontable

558

8.21.9

Superestructuras. Tractocamión

559

8.21.10

Superestructuras. Sistemas complementarios reglamentarios

564

8.22

Características de materiales

567

8.22.1

Aceros

567

8.22.2

Fundiciones

570

8.22.3

Aluminios

571

8.22.4

Tornillos, tuercas y arandelas

571

8.23

Condiciones de manipulación y transporte de la carga

575

8.23.1

Distribución de la carga

575

8.23.2

Condiciones en el basculamiento

577

8.23.3

Manipulación de grúas autocarga

578

CAPÍTULO - 9 - SEGURIDAD EN EL TRABAJO

581

9.1

Objeto del estudio básico de seguridad

581

9.2

Normativa legal de aplicación

581

9.2.1

Introducción normativa

581

9.2.2

Normativa particular aplicable al taller

586

ÍNDICE

9.3

- XIII -

Requerimientos de seguridad en el trabajo talleres mecánicos. Ejemplo

590

9.3.1

Condiciones generales de orden y limpieza

590

9.3.2

Condiciones generales de señalización

591

9.3.3

Condiciones generales para elevación y manejo de cargas

592

9.3.4

Condiciones de uso de herramientas manuales y máquinas portátiles 593

9.3.5

Almacenamiento y manipulación de productos químicos

594

9.3.6

Actividades específicas

596

CAPÍTULO - 10 - CONTENIDO DEL PROYECTO. EJEMPLO

599

10.1

Introducción

599

10.2

Memoria

600

10.2.1

Contenido mínimo

600

10.2.2

Consideraciones generales al contenido de la memoria

601

10.3

Contenido mínimo del pliego de condiciones

605

10.4

Contenido mínimo de planos

606

10.5

Contenido mínimo en anexos

606

10.5.1

Herramientas de apoyo para la realización del proyecto

607

10.6

Ejemplo de proyecto técnico para reforma de vehículo

610

10.7

Memoria

611

10.7.1

Descripción de la reforma

611

10.7.2

Características del vehículo antes y después de la reforma

614

10.7.3

Reparto de cargas por ejes en circulación

618

10.7.4

Comprobación dimensional

628

10.7.5

Operatividad de los equipos instalados

630

10.7.6

Cálculo de la estructura resistente

636

- XIV -

ÍNDICE

10.7.7

Cálculo de los elementos de unión

643

10.7.8

Cálculo de la estabilidad del vehículo en circulación

647

10.7.9

Compatibilidad de los elementos afectados en la reforma

650

10.7.11

Cumplimiento de reglamentación específica requerida

651

10.7.12

Conclusiones

653

10.8

Ejemplo. Presupuesto

653

10.9

Planos

654

10.9.1

General

654

10.9.2

Detalles constructivos

655

10.9.3

Esquemas de cálculo

658

10.10

Pliego de condiciones

662

10.11

Anexos

662

10.12

Certificado de dirección final de obra

671

BIBLIOGRAFÍA

673