Análisis comparativo del desempeño en vehículos monoplaza tipo Buggy entre motor de encendido provocado y motor eléctrico

Analizar el desempeño de vehículos monoplaza tipo Buggy mediante un estudio comparativo entre motor eléctrico y un motor de encendido provocado.El presente proyecto de titulación tiene como objetivo principal, analizar el desempeño de vehículos monoplaza tipo Buggy mediante un estudio comparativo entre un motor eléctrico y un motor de encendido provocado de baja cilindrada (200 cc), para lo cual se diseñó y construyó una estructura monoplaza tipo Buggy acoplada a un motor eléctrico Manta de 10 hp. Se consideró la normativa SAE formula Student, con la ayuda del software computacional, diseño asistido por ordenador (CAD), denominado SOLIDWORKS, para el diseño y construcción del bastidor tubular, con la finalidad de proporcionar seguridad al piloto y sus elementos, además el sistema de aceleración electrónica se programó empleando modulación por ancho de pulso (PWM), el cual es utilizado en motores eléctricos de corriente continua DC, y de esta manera tener un mejor desempeño. A fin de determinar los valores de la potencia y torque a través del método de aceleración libre de los dos vehículos monoplaza tipo Buggy y así poder realizar una comparativa, se empleó un dinamómetro automotriz de marca Vamag, italiana, disponible en los laboratorios de la Carrera de Ingeniería Automotriz, de la Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas, de la Universidad Técnica del Norte, en dicha comparativa se realizó cinco pruebas para cada vehículo, se tuvo en cuenta los siguientes parámetros: la relación de transmisión a la rueda, el peso y la caja de cambios, obteniendo así, que el primer vehículo tipo buggy con motor eléctrico de baja cilindrada marcó una potencia máxima de 5.85 hp y un torque máximo de 14 Nm, mientras que el segundo buggy con motor de combustión interna alcanzó una potencia máxima de 4.3 hp y un torque máximo de 10.2 Nm. El buggy con motor eléctrico genera un 24.08% de torque y un 19.79% mayor de potencia que el buggy con motor de combustión interna.Ingenierí

Configuración del sistema eléctrico colombiano y normas que rigen la calidad de potencia

En el primer capitulo de la monografía trataremos la distribución del sistema eléctrico colombiano, además de cuales son los planes de expansión que se encuentran registrados en la Unidad de Planeación Minero Energética UPME. También se podrá observar con claridad cual es la capacidad instalada, y demanda real del sistema eléctrico colombiano. El segundo capítulo se refiere más que todo a determinar cuales son los problemas, las causas y los efectos en la calidad de la potencia en el contexto del marco regulatorio colombiano, ya que hoy en día, son muchas las instalaciones eléctricas que se ven seriamente afectadas por la distorsión armónica y otros factores. En efecto, en los últimos años ha aumentado el porcentaje de potencia eléctrica que se transfiere a través de equipos electrónicos debido a su mayor eficiencia energética y flexibilidad. Estos dispositivos no lineales que son los que producen la mayoría de la distorsión armónica en los sistemas de distribución, presentan una doble problemática. Por un lado son productores de armónicos, y por otro, son más sensibles a la distorsión resultante que los dispositivos tradicionales de los sistemas de potencia. Por ello, en la actualidad, se hace necesario utilizar índices que permitan cuantificar la calidad de suministro del sistema con respecto a la medida de los niveles de distorsión armónica y otros efectos.Incluye bibliografía y glosari

Diseño de un sistema automatizado para el proceso de reciclaje y separación de sólidos utilizando equipos industriales

El proyecto actual se basa en la creación de un HMI, que simula el comportamiento de un sistema automatizado para el proceso de reciclaje y separación de sólido; Especificando las fases de reciclaje de sólidos y su separación mediante tecnología de control industrial. Este sistema tiene como objetivo optimizar la gestión de residuos sólidos, mejorando la eficiencia en la separación de materiales reciclables, lo que es fundamental en el contexto actual de sostenibilidad y economía circular. El desarrollo del proyecto inicio con un análisis completo del proceso de reciclaje presente. Se analiza que la separación y reciclaje manual de residuos es ineficaz y a la vez vulnerable a cometer errores, lo que hace fundamental realizar un sistema automatizado que incluya sensores y actuadores para poder de esa manera separar los residuos de forma precisa. Mediante la integración del PLC S7-1200 se definió la arquitectura de control del sistema, que actuará como el cerebro o corazón de este mismo sistema, y una interfaz humanomáquina (HMI) modelo TP1200 que de forma intuitiva permitirá a los operadores interactuar con el sistema. Para poder programar la lógica de control se va a utilizar el software TIA Portal, enfocándose en la separación de residuos usando algoritmos para su clasificación. El diseño del proyecto abarca el manejo de dos tipos de residuos, que son el metal y el vidrio, mediante sensores específicos que se va a utilizar para cada uno de los materiales. Mediante el software TIA Portal se va a evaluar y validar la funcionalidad del sistema, para que así se garantice que la separación se ejecute con alto grado de precisión y que los residuos lleguen a contenedores apropiados. La interfaz HMI diseñada, es un entorno visual claro e intuitivo que facilita la supervisión y el control del sistema por parte de los operadores; Esta interfaz contiene: históricos, monitoreo de parámetros eléctricos, valores operativos, alarmas, y funciones para la separación del vidrio y metal, además de la fundición y almacenamiento del metal, asegurando una interacción eficiente y reduciendo la posibilidad de errores humanos. El enfoque de la propuesta no solo mejorará el proceso de reciclaje y separación, también va a contribuir un aumento de recuperación de materiales reciclables a la sostenibilidad ambiental

Diseño e implementación de un tren motriz eléctrico eficiente para un drift trike

Se diseñó e implementó un tren motriz eléctrico eficiente para un triciclo de derrape (drift trike). Dos parámetros fundamentales fueron definidos: la construcción del chasis y la selección de partes. A continuación, se empleó un software de diseño asistido por computador (CAD), para el diseño del chasis, tomando en cuenta los parámetros establecidos. Se realizaron simulaciones de esfuerzos y deformación para evitar sobredimensionamiento o reducción de dimensiones del chasis. Fue empleado el método de criterios ponderados que evalúa en una escala entre el 1 y 5, para realizar una correcta selección de partes como: motor, baterías, controlador y un monitor para vehículos recreacionales (RV) y encontrar la mejor opción entre tres posibles fabricantes y/o marcas. El resultado fue: motor eléctrico de marca: Voilamart modelo: Rearwheel 48V 1500W con un valor de 3,8; controlador de marca: Shenzhen Industry modelo: 48V-64V 2000W con un valor de 4,5; batería de marca: Golden Motor modelo: battery 48V10Ah con un valor de 3,6; monitor RV de marca: Bayite modelo: DC 6.5-100V 0-100A. Posterior a la construcción e implementación del equipo se adquirieron datos experimentales en cuatro tipos de ensayos, para cada ensayo se realizaron 8 pruebas diferentes. La tabulación de datos determinó la autonomía de cada ensayo. Para la pista A que tiene una inclinación de cero grados: Ensayo N°1, el vehículo alcanzó una autonomía de 9,528 Km de recorrido; Ensayo N°2, el vehículo alcanzó una autonomía de 25,20 Km. Para la pista B que tiene una inclinación de 3 grados: Ensayo N°3, el vehículo alcanzó una autonomía de 6,79 Km de recorrido; Ensayo N°4, el vehículo alcanzó una autonomía de 12,29 Km de recorrido. Se concluye que la segunda estrategia de conducción para ambos tipos de carretera mejora la autonomía del vehículo. Considerando que la capacidad de la batería es de 0,48 KWh.An efficient electric drivetrain for a drift trike was designed and implemented. Two fundamental parameters were defined: the construction of the chassis and the selection of parts. Next, a computer-aided design (CAD) software was used for the design of the chassis, considering the established parameters. Stress and deformation simulations were carried out to avoid oversizing or reducing the dimensions of the chassis. The weighted criteria method was used, which evaluates on a scale between 1 and 5, to make a correct selection of parts such as: motor, batteries, controller, and a monitor for recreational vehicles (RV) and find the best option among three possible manufacturers. and/or brands. The result was: electric motor brand: Voilamart model: Rearwheel 48V 1500W with a value of 3.8; controller brand: Shenzhen Industry model: 48V-64V 2000W with a value of 4.5; brand battery: Golden Motor model: battery 48V10Ah with a value of 3.6; RV monitor brand: Bayite model: DC 6.5-100V 0-100A. After the construction and implementation of the equipment, experimental data was acquired in four types of tests, for each test 8 different tests were carried out. Data tabulation determined the autonomy of each trial. For runway A, which has an inclination of zero degrees: Test N°1, the vehicle reached a range of 9,528 km of travel; Test No. 2, the vehicle reached a range of 25.20 km. For runway B, which has an incline of 3 degrees: Test No. 3, the vehicle reached a range of 6.79 km of travel; Test No. 4, the vehicle reached a range of 12.29 km of travel. It is concluded that the second driving strategy for both types of roads improves the autonomy of the vehicle. Considering that the battery capacity is 0.48 KWh

Implementación de un sistema de tracción eléctrica aplicado al vehículo prototipo fórmula SAE de la carrera de Ingeniería Automotriz

El objetivo de este proyecto fue implementar un sistema de tracción eléctrica para aplicarlo al vehículo prototipo Fórmula SAE de la carrera de Ingeniería Automotriz, para lo cual se realizó un estudio y recopilación teórica de información a través de libros y artículos científicos, con el propósito de analizar los diferentes elementos que van a conformar el sistema de tracción eléctrica y que se implementaron en el vehículo Fórmula SAE. El sistema de tracción eléctrica que se implementó en el prototipo es un sistema de tracción por cadena y arrastrado por un motor eléctrico de 10 KW con su respectivo controlador, con un voltaje de operación de 64 voltios y alimentados con una batería ION-LITIO de 60V – 50AH. Una vez definidas las características necesarias de los componentes eléctricos y electrónicos, se adecuó los componentes mecánicos en el prototipo, como el cálculo de la relación de transmisión, montaje del sistema diferencial y adecuación de los semi ejes posteriores, seguido de las adecuaciones de los compartimentos para los componentes como batería, controlador e inversor; para analizar el comportamiento del sistema eléctrico antes de conectarlo físicamente se realizaron las conexiones en un software especializado, esto evitó poder dañar componentes por malas conexiones . Las pruebas realizadas al prototipo muestran que el motor trabaja a 2,24KW es decir a una potencia de 3 HP y su batería tiene una autonomía de 30 minutos trabajando de forma continua. Se concluye que tanto la parte mecánica como la eléctrica y electrónica trabajan satisfactoriamente salvo que la batería es insuficiente para aprovechar al máximo la capacidad del motor. Se recomienda dotar al sistema de una batería hibrida con la cual se podrá obtener una mayor cantidad de energía e incluso se podría mejorar la parte estructural para tener una mejor relación peso potencia.This project aimed to implement an electric traction system for the Formula SAE prototype vehicle of the Automotive Engineering race. Thus, the study and theoretical compilation of information through books and scientific articles were developed to analyze the different elements that will make up the electric traction system, and which were implemented in the Formula SAE vehicle. The electric drive system implemented in the prototype is a chain drive system, dragged by a motor electric of 10 KW with its respective controller, with an operating voltage of 64 volts and powered by a 60V – 50AH ION-LITHIUM battery. Once the needed characteristics have been defined, electrical and electronic components, the mechanical components were adapted in the prototype, such as the calculation of the transmission ratio, assembly of the differential system, and adequacy of the rear axle shafts. Then by the adaptations of the compartments for the components such as the battery, controller, and inverter. To analyze the behavior of the electrical system before connecting it physically. The connections were made in specialized software, this avoided being able to damage components due to poor connections. The tests carried out to the prototype show that the engine works at 2.24KW. This means, at a power of 3 HP, its battery has an autonomy of 30 minutes working continuously. It concluded that both the mechanical part as well as electrical and electronic work satisfactorily except that the battery is insufficient to take full advantage of the capacity of the engine. It is recommended to equip the system of a hybrid battery with which a greater amount of energy can be obtained and the structural part could even be improved to have a better power-to-weight ratio

Diseño del tren de potencia de una motocicleta eléctrica

En este trabajo se desarrollan los pasos y metodologías para el diseño del tren propulsor de una motocicleta eléctrica, partiendo de las especificaciones básicas obtenidas durante el desarrollo de la tarea técnica y usando diferentes conocimientos de ingeniería, en diseño de máquinas, dinámica de vehículos, uso de software como Inventor y Matlab para el cálculo de los diferentes componentes requeridos. Históricamente el desarrollo de vehículos eléctricos se vio frenado durante muchos años por la limitada cantidad de energía que podían almacenar las baterías. Avances en los últimos años en la capacidad de las baterías, y motores de mayor potencia y menor masa, acompañado de la madurez en las tecnologías utilizadas en los mecanismos y cajas de transmisión para motocicletas con motor de combustión interna; pueden ser utilizados en adelantos en las motocicletas de tracción eléctrica. El primer paso es la consecución de la tarea técnica, que consiste en recopilar todas las características principales que deberá tener la motocicleta, especificaciones de dimensiones, uso, usuario objetivo, terreno, entre otros. Para ello se comparan diferentes motocicletas eléctricas y con motor de combustión interna ofertadas en el mercado para los años 2012, 2013 y 2014. Otro punto es la dinámica de tracción de la motocicleta, que consiste en el desarrollo de las ecuaciones de la dinámica de movimiento de un cuerpo, obedeciendo a las leyes de Newton para las especificaciones de movimiento deseadas. Además, con los resultados obtenidos de la dinámica de tracción y la tarea técnica se pueden seleccionar los diferentes componentes que componen el tren de potencia del diseño; como motor, baterías, controlador, cargador de baterías y transmisión. Luego se procede a simular con el uso de Matlab el comportamiento dinámico de la motocicleta, dando resultados como: los valores de aceleración, consumos y autonomías posibles. Finalmente se hacen todos los cálculos de los elementos de la transmisión, se toman las consideraciones de espacio, se calculan los esfuerzos, se seleccionan componentes y se desarrollan los planos de detalle

Diseño y construcción de un prototipo de sistema impulsor acoplable a sillas de ruedas para personas con discapacidad de miembros inferiores para movilidad en áreas urbanas

El objetivo de este trabajo fue realizar el diseño y construcción de un sistema impulsor eléctrico acoplable a sillas de ruedas para personas con discapacidad en miembros inferiores para movilidad en áreas urbanas. Mediante investigación y la metodología QFD se recolectaron los datos sobre la experiencia del usuario con el objetivo de establecer parámetros para los diseños. Las características más importantes fueron movilidad, bajo costo, funcionalidad, seguridad y ergonomía, con estos criterios se plantearon tres principales alternativas, usando una matriz morfológica y el método ordinal corregido de criterios ponderados se seleccionó la mejor alternativa. Posteriormente, se diseñó el prototipo, el mismo se dividió en dos partes, la primera consiste en la selección de elementos para el control del equipo y la segunda parte el diseño mecánico de la estructura del prototipo con ayuda de software CAD. A continuación, se realizaron análisis MEF teniendo como material principal de construcción el acero ASTM A36 y pernos de grado ISO 8.8. Una vez asegurada la resistencia del prototipo se procedió con la construcción, mediante el uso de varias tareas de mecanizado y con soldaduras TIG y SMAW, se armó correctamente la estructura del equipo para finalmente instalar los elementos eléctricos del prototipo. Para el sistema de control se seleccionaron un motor de cubo de 1000w, 4 baterías recargables de ácido plomo de 12V, acelerador y un controlador de 20 amperios, con las pruebas de funcionamiento se establecieron velocidades de hasta 15 km/h, con una duración de batería de 1,48 h y distancia máxima de recorrido continuo de 15 km. Se concluye que el sistema impulsor fue capaz de subir sin problemas pendientes del 12% y superar terrenos difíciles. Se recomienda no sobrepasar velocidades de 12 Km/h para evitar posibles volcamientos, además para futuros proyectos el uso de materiales más ligeros.This project aimed to design and build an electric propulsion system that can be attached to wheelchairs for individuals with lower limb disabilities, enabling mobility in urban areas. Through research and the QFD methodology, data was collected on user experiences to establish design parameters. The most important characteristics considered were mobility, low cost, functionality, safety, and ergonomics. Based on these criteria, three main alternatives were proposed and evaluated using a morphological matrix and the corrected weighted criteria method. The best alternative was selected as a result. Subsequently, the prototype was designed, divided into two parts. The first part involved selecting the control components for the system, while the second part focused on the mechanical design of the prototype structure using CAD software. Finite element analysis (FEA) was performed considering ASTM A36 steel as the primary construction material and ISO 8.8 grade bolts to ensure the prototype's strength. Once the prototype's strength was confirmed, the construction process began, involving various machining tasks and TIG and SMAW welding to assemble the equipment structure. Finally, the electrical components of the prototype were installed. For the control system, a 1000W hub motor, four rechargeable 12V lead-acid batteries, an accelerator, and a 20-ampere controller were selected. Through performance testing, maximum speeds of up to 15 km/h were achieved, with a battery duration of 1.48 hours and a maximum continuous travel distance of 15 km. It was concluded that the propulsion system could smoothly ascend 12% slopes and overcome rugged terrain. It is recommended not to exceed speeds of 12 km/h to avoid potential tipping, and for future projects, the use of lighter materials is suggested

Diseño de varios componentes de moto de competición

En el presente proyecto se expone el proceso detallado llevado a cabo para el diseño y la fabricación de una serie de componentes para una moto de competición, junto con la metodología que se presenta también se exponen en primer lugar una introducción acompañada por el contexto en el que se encuentra enmarcado el proyecto, así como los objetivos, y el alcance, posteriormente se presentan un presupuesto, una planificación y un breve análisis de riesgos con su correspondiente plan de contingencia, para terminar se exponen unas breves conclusiones.Proiektu honetan, lehiaketako motozikleta baten diseinu eta fabrikaziozko osagaien prozesua azaltzen da zehazki. Aurkeztutako metodologiarekin batera, lehendabizi proiektua inguratzen duen sarrera azaltzen da, helburu eta irismenekin batera. Ondoren, aurrekontua, planifikazioa eta arriskuen analisi laburra dagokion gertakizun planarekin batera adierazten da eta amaitzeko, ondorioen azalpena egin da.In the present project It is exposed the detailed process carried out to develop the design and the manufacture of some competition motorcycle’s components, together with the methodology presented It is also exposed in first place, an introduction accompanied by the context in which this project is framed, as well as the objectives and the scope, afterwards It is presented a budget, a planning, and a brief risk analysis with its respectively contingency plan, to finish some brief conclusions are exposed

Diseño de varios componentes de moto de competición

En el presente proyecto se expone el proceso detallado llevado a cabo para el diseño y la fabricación de una serie de componentes para una moto de competición, junto con la metodología que se presenta también se exponen en primer lugar una introducción acompañada por el contexto en el que se encuentra enmarcado el proyecto, así como los objetivos, y el alcance, posteriormente se presentan un presupuesto, una planificación y un breve análisis de riesgos con su correspondiente plan de contingencia, para terminar se exponen unas breves conclusiones.Proiektu honetan, lehiaketako motozikleta baten diseinu eta fabrikaziozko osagaien prozesua azaltzen da zehazki. Aurkeztutako metodologiarekin batera, lehendabizi proiektua inguratzen duen sarrera azaltzen da, helburu eta irismenekin batera. Ondoren, aurrekontua, planifikazioa eta arriskuen analisi laburra dagokion gertakizun planarekin batera adierazten da eta amaitzeko, ondorioen azalpena egin da.In the present project It is exposed the detailed process carried out to develop the design and the manufacture of some competition motorcycle’s components, together with the methodology presented It is also exposed in first place, an introduction accompanied by the context in which this project is framed, as well as the objectives and the scope, afterwards It is presented a budget, a planning, and a brief risk analysis with its respectively contingency plan, to finish some brief conclusions are exposed

Mejoras constructivas para el ensayo y medidas en tráfico abierto de un vehículo híbrido serie, SEAT 600

Tras recoger el relevo de Jorge Alfonso Lorenz, en este proyecto se han realizado las mejoras constructivas necesarias para que el vehículo híbrido SEAT 600, en el que se centra este trabajo, pueda realizar ensayos y medidas en tráfico abierto. Después comentar unas cuantas pinceladas sobre la situación energética actual se realiza una breve introducción teórica sobre los vehículos eléctricos e híbridos Para hacer más inteligible este documento se hace una descripción sobre los antecedentes de los vehículos eléctricos en la ETSEIB, ya que tienen una importancia relevante para el posterior desarrollo de este proyecto Tras una reforma en el vano motor que era considerada necesaria, se realizan dos salidas, una para superar la Inspección Técnica del Vehículo (ITV), y otra a Vallvidriera que ayudan a tomar las decisiones necesarias para optimizar el vehículo con la finalidad de que se puedan realizar medidas en tráfico abierto, que se exponen a continuación �� Evacuación del calor del vano motor mediante un posible ciclo Rankine aprovechando el calor del tubo de escape, �� Conectar el Grupo Electrógeno (GE) Generac al motor de corriente continua excitación serie D2, para descargar el motor de flujo axial de Mavilor MA-55, mediante un control electromecánico, que es aprovechado para realizar la carga de las baterías tractoras. �� Incorporación al vehículo de un sistema de adquisición de datos, consistente en una tarjeta PCMCIA y un acondicionador de señal de National Instrument. Para ello se añaden toda una serie de sensores en el vehículo, y se garantiza la carga de la batería de servicios auxiliares mediante la instalación de una placa solar con un regulador de carga y un sistema para realizar la carga de la misma desde red o algún GE. Una vez realizadas estas modificaciones se procede a realizar ensayos en el banco de rodillos del laboratorio de Máquinas y Motores Térmicos de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB). De estos ensayos se extraen las conclusiones de que efectivamente el motor D2 descarga al Mavilor, pero con el GE que se encuentra en el vehículo la velocidad sólo es gobernada por el MA-55. Otra de las conclusiones extraídas es que las prestaciones del MA-55 dependen excesivamente de la carga de baterías tractoras, por lo que sería interesante independizar el control electrónico del motor Mavilor de las baterías de tracción