INGENIERÍA INDUSTRIAL

ERGONOMÍAACTIVIDAD:

EL POR QUÉ ERGONÓMICO DE LA DISPOSICIÓN DE LOS PEDALES EN LOS AUTOS.

UNIDAD II: CONTROLES Y TABLEROS

PROFESOR: RAMIREZ LEYVA ALBERTO

ALUMNOS:ROSAS COTA DENISSE ALEJANDRA

GRUPO: 552

LOS MOCHIS SIN., OCTUBRE DE 2015

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICOINSTITUTO TECNOLÓGICO DE LOS MOCHIS

EL POR QUÉ ERGONÓMICO DE LA DISPOSICIÓN DE LOS PEDALES EN LOS AUTOS.

INTRODUCCIÓN.

Hablar de una historia de los pedales en el automóvil es complicado, pues más

que de historia se trata de una costumbre en cuanto a la colocación de los

pedales se refiere. La función de aceleración de los vehículos va

intrínsecamente ligada a la acción de frenado ya que desde que se inventaron

los primeros modelos de carros, movidos por vapor en los años 1784, hacía

falto algún tipo de freno.

En la actualidad en los vehículos modernos, se ha instaurado la costumbre,

puesto que es de mayor facilidad en su manejo, la ubicación que todos

conocemos de los tres pedales. El funcionamiento es mecánico directo a través

de una barra.

El pedal del acelerador es un elemento del vehículo con el que se regula la

cantidad del flujo de combustible que llega al motor. Éste término de pedal de

aceleración existe desde los comienzos de la historia del automóvil cuando a

través del correspondiente pedal, válvula de estrangulación o compuerta se

regulaba la entrada de aire al carburador.

La disposición dentro de un coche de un pedal de aceleración se puede

clasificar en dos formas: un pedal fijo sujeto al suelo del vehículo mediante una

bisagra o un pedal colgante en la zona de los pies. En algunos de los vehículos

más modernos el pedal ya no funciona de una manera mecánica si no eléctrica.

El pedal está conectado a un sensor el cuál traduce la potencia de la pisada en

órdenes sobre el sistema de inyección a través de la centralita del motor.

El freno es aquel elemento que sirve para la reducción de la velocidad de

partes de maquinaria en movimiento o de vehículos. Funcionan generalmente

mediante la transformación de la energía cinética en energía térmica. Los

frenos están muy relacionados con el embrague ya que se trata de un

embrague un tanto especial en el que uno de sus lados es fijo. En

consecuencia muchos desarrollos de frenos provienen de los embragues.

Hay muchos tipos de frenos pero en automoción los más comunes son frenos

de disco o de tambor. El pedal del freno es aquel componente que permite la

entrada de aire a las cámaras de freno.

Y finalmente el pedal del embrague es un componente situado dentro del

vehículo que el conductor pisa para accionar el embrague. El cuál es un

elemento mecánico situado entre motor y transmisión de forma rígida, elástica,

móvil o “libre (que se acopla y desacopla)”. El embrague “libre” en automoción,

accionado por el pie, posibilita el arranque y el cambio entre los distintos

niveles de embrague normalizando la diferencia de revoluciones entre los dos

elementos.

DISEÑO Y COLOCACIÓN DE LOS PEDALES.

Según recomendaciones de la Asociación Internacional de Transporte Público

(UITP) la disposición de los pedales seguirá el siguiente esquema, en el que

aparecen indicadas las distancias desde los ejes de los distintos pedales a eje

de la dirección.

El acelerador, está inclinado 12º respecto al

eje longitudinal del vehículo, la inclinación del mismo si ser accionado será de

45-49º siendo el recorrido de uso de unos 20º. La fuerza de uso será de 35-

40N siendo la fuerza de retroceso de unos 20N.

En cuanto al freno está inclinado 5º respecto al eje longitudinal del vehículo y la

inclinación del pedal sin ser accionado estará comprendida entre los 45-49º,

siendo el recorrido de uso de unos 25º. Las fuerzas de uso del pedal de freno,

son reflejadas en la siguiente tabla, con el objetivo, es que la fuerza sea lo más

baja posible.

En cuanto al embrague, formará 0º respecto al eje longitudinal del vehículo y la

altura del centro del pedal de embrague sin accionar con respecto al piso del

vehículo, estará comprendida entre 200-250mm. El accionamiento del mismo,

requiere una fuerza óptima de entre 20-100N con un recorrido óptimo de unos

100mm, y una fuerza máxima de 150N con un recorrido máximo de 150mm.

EL SISTEMA DE REFERENCIA ESTÁ FORMADO POR TRES PLANOS

PERPENDICULARES.

Plano X. Plano vertical transversal al plano longitudinal del automóvil, a

través del talón del pie que acciona el acelerador.

Plano Y. Plano medio del hombre, paralelo al plano longitudinal de

vehículo.

Plano Z. Plano horizontal, a través del talón del pie que acciona el

acelerador. El punto de intersección de estos tres planos, corresponde a

la proyección del punto del talón al plano valor cero en Y. La

intersección del plano de cero X con el plano de cero Y se define como

la línea de referencia del talón.

PARÁMETRO DE DISEÑO.

En cuanto al alcance de los

mandos, se evalúa en función del rango máximo de movimiento permitido por

las articulaciones. Para ello se tiene en cuenta las posturas estáticas,

entendiendo por estas, aquellas que el conductor mantiene de forma

continuada y las posturas dinámicas entendiendo por la secuencia de

posiciones que el cuerpo sigue para accionar cualquier mando, como puede

ser accionar el volante o los mandos de la radio.

Como ejemplo, por postura estática de accionamiento del pedal se entiende el

accionamiento del pedal a mitad de recorrido, circunstancia que puede

corresponder a la situación normal de marcha y por postura dinámica se

entiende la postura correspondiente al recogimiento del pie para dejar de pisar

el acelerador o a la extensión del pie para pisar completamente el acelerador,

que corresponden a circunstancias que a pesar de ser frecuentes, no son las

posturas normales de accionamiento del mismo.

Unido a esto, está el concepto de confort de uso, puesto que la posición de

confort normalmente se encuentra en un entorno de la mitad del rango posible

de movimiento de una articulación, de forma que habrá que determinar el valor

estático y el recorrido máximo para intentar hacer que la postura dinámica de

las variables antropométricas, no se aleje demasiado de la posición de confort,

permitiendo gobernar perfectamente el vehículo con ese margen de

movimiento.

POSICIÓN DEL PUNTO H.

Se utilizan los percentiles del 5% femenino, el 50% masculino y el 95%

masculino, como cada uno de ellos tiene unas dimensiones antropométricas,

por lo que la posición del punto H, “Hip Join-Point”, el punto de intersección de

la línea teórica de muslo y torso, será distinta para cada uno de ellos, como

recoge la norma SAE J 826b.

Los diferentes percentiles compartirán los mismos pedales, ya que estos son

inamovibles en el vehículo, por lo que se puede considerar que posicionarán el

pie de forma que puedan accionar el pedal del acelerador. Fijando la posición

del pie con respecto al pedal se ha referenciado la posición del punto H para

cada uno de ellos. En la siguiente figura se ha representado las diferentes

posiciones para cada uno de los percentiles considerados.

PEDALES.

En primer lugar se determina el diseño del pedal de manera que se ajuste lo

máximo posible a la posición óptima del pie, para ello se elige un pedal cuyo

eje de rotación esté lo más cercano posible al punto de apoyo del talón del

conductor, con ello se conseguirá que el esfuerzo ejercido para las maniobras

de aceleración, frenada o cambio de marchas sea el menor posible.

El siguiente paso, deberá ser determinar el ángulo del pedal respecto al piso

del autocar de manera que el pie quede apoyado conservando la postura de

confort, es decir, que el pie mantenga 90º con la pierna, este ángulo de pedal

será el mismo para todos los percentiles considerados y se ha fijado en 10º.

Una vez determinadas las características del pedal, el siguiente paso es

posicionarlo para cada percentil, para tomar las distancias únicamente se

trabaja con un pedal ya que los resultados obtenidos son perfectamente

aplicables para los otros pedales dispuestos en el autocar.

Las cotas se toman con el punto de referencia H como se muestra en el

siguiente gráfico:

Los valores de estas

distancias en milímetros para cada uno de los casos considerados se muestran

en

el

siguiente cuadro:

La determinación de estos valores tiene una gran importancia ya que darán el

rango de ajuste del asiento del conductor en lo que se refiere a altura respecto

del piso y al recorrido longitudinal, para que cualquier persona con unas

determinadas dimensiones pueda tener un alcance óptimo a los pedales

manteniendo la postura de confort.

DISEÑO DE LOS PEDALES.

Basándose en la posición de confort y en sus parámetros biomecánicas, en la

que como se ha indicado anteriormente, el ángulo entre la pierna y el pie es de

90º. Según esto en el diseño de los pedales se establecen las siguientes

recomendaciones.

El punto de rotación ideal debe caer en el eje X de rotación del tobillo, lo que

significa que el punto de rotación del talón y el del pedal es el mismo, por lo

que no se requieren movimientos relativos entre el pie y el área de

accionamiento del pedal. El movimiento necesario para accionar el freno y el

acelerador debe de ajustarse al menor ángulo de confort del tobillo. El valor

óptimo está comprendido entre 90º y 110º, debiendo ser el mínimo por encima

de 80º.

La posición de confort del conductor induce a que los pedales formen un

ángulo de 12º con el eje longitudinal del vehículo. Para evitar accionamientos

involuntarios la separación entre pedales debe de ser de al menos 50 mm, con

un óptimo de 100 mm. - Para evitar un movimiento fácil y rápido del pie desde

el acelerador hasta el freno, es recomendable que no sea necesario elevar el

pie, por lo que la altura del pedal del freno debe ser la correspondiente a la de

operación normal del acelerador.

CONCLUSIÓN.

Los diseñadores invierten gran cantidad de dinero, con el objetivo de construir

los mandos, de tal manera que los accionamientos se sitúen al alcance de la

mano de un pasajero de talla media. Los accionamientos se agrupan

dependiendo las funciones que activen, dando prioridad a los elementos de

seguridad, luego a los de control, después a los de confort y en último lugar los

de accesorios.

Se trata de que los accionamientos del vehículo estén al alcance del conductor,

para que este tenga fácil manejo, evitando las distracciones y evitando así

situaciones de peligro.

El diseño ergonómico del salpicadero y el grupo de pedales es muy importante,

puesto que los elementos de mando, señalización e información deben estar al

alcance del conductor. La distancia entre la silla del vehículo y los pedales

debe ser apropiada, con el fin de que en el punto muerto de la parte superior

del pedal y el de la parte inferior cumplas las condiciones antropométricas.

Todo esto para que no se produzca ninguna lesión en los músculos o

ligamentos por un extremado estiramiento de estos mismos.

Los mandos han de ser suaves en su accionamiento, tener fácil lectura y tener

buen acceso. Incorporando sobre el volante un mando que regula las funciones

de la radio se evita que el conductor tenga que desplazar la vista y la mano

hacia la radio.

Hay situaciones que se deben evitar como por ejemplo: al estirar el pie para llegar al punto muerto del recorrido se somete el tendón de Aquiles a un estiramiento forzado lo que conllevaría con un tiempo prolongado de pedaleo a un dolor por arriba del talón, también se debe evitar que el pedal este muy cerca del asiento ya que esto causara que la pierna trabaje muy flexionada lo que puede traer como consecuencia el desgaste del cartílago que se encuentra en la rótula.