La Ingeniería Automotriz clave para el desarrollo sostenible de Ecuador

El presente texto es una contribución al desarrollo de la sostenibilidad ecuatoriana y mantiene el debate sobre temas del estudio de la Ingeniería Automotriz. El mérito del libro radica en una triple condición: alimenta la investigación académica ecuatoriana, contribuye a llenar el vacío de producción científica automotriz direccionada a las necesidades del Ecuador y reconoce el esfuerzo de los investigadores que se dedican a la producción académica técnica. La Universidad Politécnica Salesiana —en su sede Guayaquil— realizó en 2018, las Segundas Jornadas Científicas de Ingeniería Automotriz; este texto es el producto final de ese evento académico, cuyas memorias técnicas son constituidas por ocho resultados de investigaciones en Ingeniería Automotriz que aportarán desarrollo sostenible al Ecuador en áreas como: el diseño, el control de contaminación, la eficiencia energética y la movilidad. Este recorrido por varias ramas de la Ingeniería Automotriz muestra al lector múltiples aplicaciones y cambios de paradigmas en la industria; no somos solamente consumidores de tecnología, somos también productores de la misma. Este texto da cuenta del desarrollo de la industria automotriz ecuatoriana. Ing. Renato Fierro J. MSc

Diseño y análisis de un chasis de kart de competición

El objetivo del presente PFC es el diseño y análisis de un chasis de competición de kart para la categoría KF2 siguiendo la reglamentación técnica de la Real Federación Española De Automovilismo (RFEDA), la cual especifica que los chasis para sus competiciones deben obtener la homologación CIK-FIA. Para la parte de diseño del chasis se optará por una geometría convencional y se modelará mediante un programa CAD, en este caso se utilizará el PTC Creo. Se tendrá en cuenta la relación peso-resistencia de los componentes y la componente estética del diseño para hacer el chasis atractivo. En cuanto a la parte de análisis se realizará un estudio estructural mediante el método de los elementos finitos (MEF) utilizando la aplicación Simulate de Creo para tal cometido. Se tratará de garantizar que la estructura del chasis es capaz de soportar las solicitaciones a las que según los criterios del presente proyecto estará sometido y de mantener las deformaciones dentro de unos límites razonables. En todo lo anteriormente mencionado se tendrá en mente la viabilidad económica del proyecto a la hora de tomar decisiones de diseño, simplificando el diseño para minimizar los costes en la medida de lo posible para poder ofrecer un precio de chasis competitivo en el caso de que el presente proyecto se tratara de llevar a la realidad.Ingeniería Industria

Diseño, construcción y pruebas de un vehículo prototipo Supermileage

El interés a nivel mundial por generar sistemas más eficientes ha llevado a compañías y universidades a investigar y crear avances alrededor del área de los automóviles, y una manera de hacerlo es patrocinando y fomentando las competencias automovilísticas, para que incentiven a las personas en formar parte de un desafío que busca desarrollar tecnología de alta eficiencia para vehículos que utilizan motor de combustión interna involucrando asimismo, un compromiso con el medio ambiente. De ahí surge la necesidad de diseñar y construir un auto de competencia en el que se vea aplicado el concepto de mayor rendimiento, para lo cual es importante motivar la conformación de un grupo de alumnos que se dediquen al mejoramiento e investigación de este tipo de vehículo. Para llegar al objetivo general del proyecto que es el diseño y construcción del vehículo Supermileage primero se plantea el problema, se formula y se sistematiza, para así determinar la base sobre la cual está fundamentado el presente trabajo. Lo siguiente a tener en cuenta es la búsqueda de la información sobre los aspectos importantes que conforman el proyecto, como el estudio de los antecedentes proporcionados por los equipos que compiten en Estados Unidos y el reglamento de la Fórmula SAE Supermileage presentados en los diferentes capítulos. Teniendo una idea clara, se presenta una parte teórica que sustente lo estudiado y otra parte aplicativa la cual sería la creación del vehículo, quedando como una propuesta para que tanto alumnos como profesores se motiven a seguir innovando y mejorando éste primer prototipo

Dimensionamiento e implementación del sistema de dirección y sistema de frenos en un prototipo go kart eléctrico para la carrera de Ingeniería Automotriz

El objetivo de este proyecto técnico fue el dimensionamiento y la implementación del sistema de dirección y sistema de frenos en un prototipo go kart eléctrico para la carrera de ingeniería automotriz, se seleccionó los componentes de dichos sistemas bajo el reglamento técnico para karts eléctricos, que rige la CIK/FIA, además de estar disponibles y accesibles en el mercado. Se comenzó con la fundamentación teórica del sistema de dirección y sistema de frenos familiarizándose con los componentes que conforman estos dos sistemas. Para la implementación del sistema de dirección, se seleccionó una dirección mecánica, formada por volante, columna de dirección, varillaje, manguetas y neumáticos, asimismo se analizó la columna de dirección aplicando un torque de 37,74 [Nm], originado por la fuerza que necesita el piloto para maniobrar el go kart, por otra parte, se verificó el factor de seguridad mediante software CAD-CAE, obteniendo un valor mínimo de 3,83 bajo el criterio de Von Mises, en conclusión el sistema de dirección es apto para su exigencia en las pistas de competencia. En el caso del sistema de frenos, se realizó cálculos de dinámica vehicular para obtener el diámetro del cilindro maestro de la bomba hidráulica y el diámetro externo del disco de freno, de 19 [mm] y 180 [mm] respectivamente. Por consiguiente, se hizo un análisis estático y térmico en software CAE del disco, obteniendo un valor máximo en la deformación de 14,703 [μm] y temperatura máxima de 86,46 [°C], teniendo en cuenta que la presión hidráulica en el sistema es de 3,69 [MPa] y la fuerza de frenado es de 1270,40 [N]. En conclusión, el sistema de frenos cumple con las exigencias de desempeño, confiabilidad y rendimiento para reducir la velocidad o detener el prototipo de go kart eléctrico.The objective of this technical project was the sizing and implementation of the steering system and braking system in an electric go kart prototype at Automotive Engineering career. The systems components were selected under the technical regulation for electric karts, which governs the CIK/FIA, as well as being available and accessible on the market. It began with the theoretical foundation of the steering system and the braking system, becoming familiar with the components that make up these two systems. For the steering system implementation, a mechanical steering was selected, consisting of a steering wheel, steering column, linkage, knuckles and tires. Likewise, the steering column was analyzed applying a torque of 37,74 [Nm], caused by the force that the pilot needs to maneuver the go kart. On the other hand, the safety factor was verified using CAD-CAE software, obtaining a minimum value of 3,83 under the Von Mises criterio. In conclusion the steering system is suitable for its demand on the competition tracks. In the case of the brake system, vehicular dynamics calculations were made to obtain the diameter of the master cylinder of the hydraulic pump and the external diameter of the brake disc, of 19 [mm] and 180 [mm] respectively. Consequently, a static and thermal analysis of the disk was carried out in CAE software, obtaining a maximum value in the deformation of 14,703 [μm] and a maximum temperature of 86,46 [°C], taking into account that the hydraulic pressure in the system is 3,69 [MPa] and the braking force is 1270,40 [N]. In conclusion, the braking system meets the performance, reliability and performance demands to slow down or stop the electric go kart prototype

Diseño y construcción de los sistemas de chasis, carrocería, dirección, frenos y suspensión para un vehículo monoplaza eléctrico

El objetivo del presente proyecto fue caracterizar los sistemas de chasis, tren de potencia, dirección, frenos y suspensión para un vehículo monoplaza eléctrico, para lo cual se analizó y estudió de manera computarizada los sistemas automotrices para optimizarlos y adaptarlos conforme la presente realidad. Dicho proceso se llevó a cabo partiendo del estudio y análisis del tema planteado como trabajo de titulación; posteriormente, se procedió a elegir el material para el diseño y simulación del primer sistema, que será el chasis; seguidamente se realizó el cálculo del tren de potencia para conocer las especificaciones y requerimientos al momento de incorporar dicho sistema automotriz, finalizado el diseño y simulación se efectuó a la adquisición de materiales, construcción del prototipo, pruebas y resultados como se describe en el diagrama de etapas del proyecto. Para el diseño y caracterización de materiales se utilizó el programa de diseño Solidworks, donde se obtuvo el valor crítico máximo en el brazo superior de la suspensión con una fuerza resultante de 2880N, mientras que para las condiciones de movimiento se empleó la herramienta denominada Ansys; en donde a rasgos generales se obtuvieron los materiales a utilizarse como son tubos huecos de 25,4 cm y 22 cm de diámetro, además de tubo cuadrado de 10 cm con longitudes totales de 9,35; 3,91 y 2,97 m respectivamente , así también sus limitaciones a soportar en donde el caso máximo fue para el agarre de muelle con un valor de esfuerzo máximo de 101,99 Mpa. Se concluye que los materiales a utilizar dependerán de las cargas a las cuales vayan a ser sometidas, debido a que no todos los sistemas soportan los mismos esfuerzos. Se recomienda que el prototipo cuente con un manual de uso y mantenimiento para facilitar su manejo en general.This project aimed to characterize the chassis, power train, steering, brake, and suspension systems for a single-seat electric vehicle, for which the automotive systems were analyzed and studied in a computerized manner to optimize and adapt them according to the present reality. This process was carried out based on the study and analysis of the topic raised as the degree work. Subsequently, the material for the design and simulation of the first system, which will be the chassis, was chosen. Next, the calculation of the power train was carried out to know the specifications and requirements at the time of incorporating said automotive system. Once the design and simulation were completed, the acquisition of materials, construction of the prototype, tests, and results were carried out as described in the project stage diagram. For the design and characterization of materials, the Solidworks design program was used, where the maximum critical value was obtained in the upper arm of the suspension with a resulting force of 2880N. While for the movement conditions the tool called Ansys was used; where, in general terms, the materials to be used were obtained, such as hollow tubes of 25.4 cm and 22 cm in diameter, in addition to a 10 cm square tube with total lengths of 9.35; 3.91 and 2.97 m respectively. Thus also its limitations to withstand where the maximum case was for the spring grip with a maximum stress value of 101.99 Mpa. It is concluded that the materials to be used will depend on the loads to which they will be subjected because not all systems support the same efforts. It is recommended that the prototype has a use and maintenance manual to facilitate its handling in general

Análisis mediante el método de elementos finitos de la barra estabilizadora de un camión

El objetivo de este proyecto es, además de introducir el funcionamiento de los sistemas de suspensión, realizar un estudio del comportamiento bajo carga de la barra estabilizadora con el programa de elementos finitos Ansys, y ver así como trabaja la barra a torsión y donde se producen los mayores esfuerzos para compararlo después con los resultados obtenidos teóricamente. El presente proyecto se divide principalmente en seis capítulos: · En el capítulo 1 se introducen los objetivos del proyecto y se presenta la forma en la que se va a estructurar. · En los capítulos 2 y 3 se desarrolla el funcionamiento de los sistemas de suspensión en general, para después centrarse en uno de sus elementos, la barra estabilizadora, que será el elemento que requiere el análisis. · En el capitulo 4, se introduce el programa Solid Edge con el cual se va a realizar el diseño de la barra estabilizadora y las herramientas básicas para el uso del mismo, para posteriormente utilizarlas en el modelado. En cuanto al modelado, primero se crean las piezas por separado para después realizar el montaje. · En el capítulo 5 se realiza una breve introducción a Ansys para analizar después el modelo. La estructura de este capítulo es similar al del anterior ya que primeramente se realiza una breve descripción de Ansys, después se introducen las herramientas básicas que van a ser utilizadas y se realiza el análisis de la barra. El análisis se realiza con varios modelos distintos que se pueden considerar semejantes con el objetivo de encontrar la mejor solución. Una vez analizada la barra de forma estática con Ansys se pasa al análisis dinámico mediante la variante de Ansys LS-Dyna · En el capitulo 6, se realiza un estudio comparativo entre los resultados obtenidos mediante Ansys y los obtenidos de la aplicación de la teoría, para poder dar una conclusión acerca de esta herramienta. · En el capítulo 7 se comentan las conclusiones y los trabajos que interesa realizar en el futuro. · En los capítulos 8 y 9 se exponen las referencias y los anexos respectivamente.Ingeniería Técnica en Mecánic

Diseño y construcción de un vehículo tipo Go-Kart inclusivo para personas con discapacidad (paraplejia).

Diseñar y construir un vehículo tipo go-kart inclusivo para personas con discapacidad (paraplejia).Las personas que han sufrido lesiones en la columna vertebral se encuentran muchas veces en las etapas más productivas de sus vidas. Esto sugiere que el kartismo y actividades relacionadas podrían representar opciones de integración para estos individuos. Sin embargo, existen limitaciones relativas al diseño mecánico de los go-karts convencionales que dificultan el acceso de estas personas a este tipo de vehículos. El presente trabajo aborda este problema. Este trabajo tiene como objetivo principal el diseño, simulación y construcción de un vehículo tipo go-kart con enfoque inclusivo hacia las personas que presenten paraplejia. De este modo se cumple la reglamentación establecida por estándares internacionales como es la CIK-FIA (Comisión Internacional del karting – Federación Internacional de Automovilismo). El diseño de la estructura fue realizado mediante la utilización de programas CAD como: SolidWorks y Ansys. Mediante estas aplicaciones se establecieron las diferentes cargas a las que estará sometida la estructura y sistemas auxiliares del vehículo. Así, se confirmó el cumplimiento de las normativas establecidas por los organismos reguladores; además de que el diseño desarrollado brinda ergonomía y seguridad al ocupante. Dentro de este documento se muestra una recopilación teórico-práctica que sirve de soporte para un diseño y construcción óptimos del go-kart. Es importante mencionar que esta investigación, de carácter aplicativo y documental, permitió identificar las modificaciones necesarias en el diseño del vehículo, cubriendo así las necesidades de las personas con discapacidad en miembros inferiores. Finalmente se realizaron pruebas de funcionamiento en donde se evidenció que el prototipo construido no presenta desperfectos al momento de ponerse en marcha, garantizando la comodidad y la seguridad del conductor.Ingenierí

Diseño de vehículo karting con un sistema de suspensión

El objeto de este proyecto fin de carrera es el de diseñar, estudiar y calcular y en la medida de lo posible llegar a desarrollar, un prototipo de vehículo de competición enmarcado en una nueva categoría de las que compiten en España. En este contexto se ha diseñado un sistema de suspensión independiente de tipo paralelogramo deformable. La categoría elegida fue la de SuperKart, perteneciente al Campeonato de España. El desarrollo del prototipo se ha diseñado para cumplir con el reglamento técnico de una nueva categoría con gran semejanza a la elegida, teniendo claro que en la categoría actual del Campeonato de España queda totalmente prohibido cualquier tipo de suspensión. Para este fin se ha estudiado los principios de funcionamiento de los diferentes sistemas de suspensiones automotrices. Para ello se ha realizado un estudio de los esquemas de suspensiones existentes y también se ha hecho una comparativa de todos ellos para poder determinar cuál sería el tipo de geometría más adecuada para nuestro prototipo.Ingeniería Técnica IndustrialIndustria Ingeniaritza Tekniko

Cálculo y diseño de la transmisión para un kart partiendo de elementos de una Honda CBR 600F

El siguiente proyecto tiene por objeto el cálculo y diseño de la transmisión de un super-kart a partir del motor y elementos de la transmisión, que son: piñón, cadena y corona de una Honda CBR 600F, en concreto la parte de la transmisión que se va a calcular y a diseñar es el embrague y una caja de cambios de cuatro marchas hacia adelante manual tanto del punto de vista resistente como de funcionamiento. Lo primero es exponer las características técnicas del tipo de vehículo que se pretende diseñar y explicar las hipótesis de calculado que se han tomado hasta la elección del embrague y caja de cambios adecuada. Una vez calculado todos los datos del embrague y de los elementos de la caja de cambios, se pasa al diseño de los mismos mediante el programa de diseño en 3D, CATIA V5. Una vez calculado y diseñado, se comienza a proponer y a modificar los elementos para un mejor diseño y optimización del producto. Una vez diseñado en CATIA V5, se tiene que validar el diseño y los cálculos obtenidos mediante la técnica de elementos finitos con el programa MARC-MENTAT.Ingeniería Técnica IndustrialIndustria Ingeniaritza Tekniko

Modelado cinemático del sistema de dirección de un vehículo.

Consiste en la determinación de la geometría del sistema, para poder realizar el análisis cinemático y diseño del sistema de dirección del vehículo, además se utilizan distintas herramientas para simular y comprobar el sistema.<br /