PROTECTO FINAL INGENIERÍA MECÁNICA Banco de pruebas para Motores Combustión Interna (M.C.I) Integrantes: - Carcache, Pablo Alberto - Gentile, Pablo Darío - Ramírez, Damián Nazareno Fecha:21/06/2021 ETAPA 1 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 0 | 6 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián ETAPA 1 Contenido 1. Integrantes ................................................................................................................................. 1 2. Tema a desarrollar ..................................................................................................................... 1 3. Factores de selección ................................................................................................................. 2 3.1 Interés por el tema ............................................................................................................. 2 3.2 Capacidad para el desarrollo .............................................................................................. 2 3.3 Recursos necesarios ........................................................................................................... 2 3.4 Utilidad ............................................................................................................................... 2 4. Visitas informativas .................................................................................................................... 3 4.1 Taller de Mauro Santucho - Campana, Bs. As. ................................................................... 3 4.2 Taller de Héctor Bacaresa - Campana, Bs. As. .................................................................... 4 4.3 Toyota Argentina – Zárate, Bs. As. ..................................................................................... 4 4.4 Taller de Juan José Tártara - Zárate, Bs. As. ....................................................................... 4 Fecha:21/06/2021 ETAPA 1 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 1 | 6 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 1. Integrantes En el presente documento y en la participación directa de las actividades vinculadas al proyecto final, estarán presentes los siguientes alumnos de la carrera de ingeniería mecánica: - Carcache, Pablo - Gentile, Pablo - Ramírez, Damián 2. Tema a desarrollar El tema seleccionado para el proyecto consta de la investigación, diseño, verificación y confección de planos de detalles de un banco de pruebas para motores de combustión interna (MCI) capaz de obtener las principales curvas características de los motores (ver figura 1), las cuales definen el comportamiento de un motor. El banco debe ser capaz de obtener las curvas de:  Potencia  Torque  Consumo especifico Figura 1 – Curvas características de los MCI Fecha:21/06/2021 ETAPA 1 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 2 | 6 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 3. Factores de selección 3.1 Interés por el tema Ante la necesidad de la facultad, y al ser un tema de perfil mecánico que involucra contenido de automotores, diseño y cálculos de elementos mecánicos, se despertó el interés de todos los integrantes del grupo debido al desafío planteado; sumado a la responsabilidad y la motivación extra que se presentan por ser un proyecto a desarrollar y utilizar dentro de la institución. 3.2 Capacidad para el desarrollo Las herramientas necesarias para poder encarar un proyecto de tal calibre fueron adquiriéndose a lo largo de la carrera de ingeniería mecánica. Por ello el grupo tiene la confianza y la capacidad para afrontar el desafío. 3.3 Recursos necesarios Al ser un proyecto a desarrollar para un laboratorio dentro de la facultad está a disposición el personal del laboratorio y los elementos del mismo para su estudio o consulta. 3.4 Utilidad Poder lograr la adquisición de las curvas características es muy importante para analizar el comportamiento de los motores, tanto para estudio como para controles en la industria automotriz. Luego de investigar, notamos que en el país son escasos los fabricantes que se dedican a la confección de estos dispositivos, por lo tanto, es una buena oportunidad considerando la cantidad de automotrices radicadas en la zona, como Toyota, Honda, Ford, entre otras. La ubicación de la facultad nos da la oportunidad de ofrecer el servicio a terceros, teniendo en cuenta que la demanda de automóviles en estos últimos años ha ido incrementándose. Fecha:21/06/2021 ETAPA 1 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 3 | 6 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 4. Visitas informativas Durante los primeros meses de investigación, se realizaron visitas a varios talleres de la zona que se encargan de realizar pruebas a motores para distintos tipos de clientes. En cada una de estas visitas, se consultó información sobre el equipo utilizado, experiencias y todo lo referente a los ensayos en motores con el objetivo de recolectar información de campo como referencia para el desarrollo de nuestro trabajo. A continuación, se listarán los lugares visitados: 4.1 Taller de Mauro Santucho - Campana, Bs. As. Preparación de motores para kartings de competición. Para la realización del ensayo de las curvas características (ver figura 2) se utilizó un banco con un freno dinamométrico hidráulico (ver figura 2) Figura 2 – Curvas de potencia motor Fecha:21/06/2021 ETAPA 1 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 4 | 6 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Figura 3 – Banco de ensayo con freno hidráulico 4.2 Taller de Héctor Bacaresa - Campana, Bs. As. Taller de mecánica general que solía realizar preparación de motores de competición. Tenía posesión de un banco de pruebas del tipo hidráulico. Actualmente solo cuenta son la sala (no se dispone de fotografías, pero si la experiencia transmitida por su dueño). 4.3 Toyota Argentina – Zárate, Bs. As. Sector: Motores. Sala de prueba para motores de producción. Banco de prueba dotado de un freno dinamométrico de corrientes parásitas Eddy (no se pudo tomar fotografías por cuestiones de confidencialidad de la empresa). 4.4 Taller de Juan José Tártara - Zárate, Bs. As. Preparación de motores para autos de competición. Sala de ensayos insonorizada (ver figura 4) con base para soportar motor sobre bloque flotante de hormigón (ver figura 5). Medición por medio de freno dinamométrico de tipo hidráulico refrigerado por agua. Fecha:21/06/2021 ETAPA 1 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 5 | 6 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Figura 4 – Vista por fuera de la sala, durante el ensayo Figura 5 – Motor de combustión listo para ensayar Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 0 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián ETAPA 2 Especificación para el desarrollo del proyecto 1. Alcance del proyecto .................................................................................................................. 2 2. Temas por desarrollar ................................................................................................................ 2 3. Contenidos generales de la especificación ................................................................................. 3 3.1 Aspectos generales del proyecto: ...................................................................................... 3 3.2 Datos de ensayo: ................................................................................................................ 3 3.3 Consideraciones legales ..................................................................................................... 3 3.4 Tiempo total del proyecto .................................................................................................. 3 4. Temas referentes a sala de ensayo ............................................................................................ 4 4.1 Tamaño ............................................................................................................................... 4 4.2 Cantidad - volumen de producción .................................................................................... 4 4.3 Medio ambiente ................................................................................................................. 5 4.4 Servicios .............................................................................................................................. 6 4.5 Normas y especificaciones mandatarias ............................................................................ 6 4.6 Seguridad ............................................................................................................................ 6 4.7 Instalación .......................................................................................................................... 6 5. Temas referentes a sistema de ventilación ................................................................................ 7 5.1 Datos de operación ............................................................................................................ 7 5.2 Especificación ..................................................................................................................... 7 5.3 Medio ambiente ................................................................................................................. 7 5.4 Servicios .............................................................................................................................. 7 5.5 Mantenimiento .................................................................................................................. 8 5.6 Normas y especificaciones mandatarias ............................................................................ 8 5.7 Pruebas y ensayos .............................................................................................................. 8 5.8 Seguridad ............................................................................................................................ 8 5.9 Instalación .......................................................................................................................... 9 6. Temas referentes a sistema de izamiento motor ...................................................................... 9 6.1 Datos de operación ............................................................................................................ 9 6.2 Ergonomía .......................................................................................................................... 9 6.3 Instalación .......................................................................................................................... 9 Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 1 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 7. Temas referentes a base soporte motor .................................................................................... 9 7.1 Datos de operación ............................................................................................................ 9 7.2 Medio ambiente ................................................................................................................. 9 7.3 Instalación ........................................................................................................................ 10 8. Temas referentes a sistema de transmisión ............................................................................ 10 8.1 Datos de operación .......................................................................................................... 10 8.2 Pruebas y ensayos ............................................................................................................ 10 8.3 Seguridad .......................................................................................................................... 11 8.4 Instalación ........................................................................................................................ 11 9. Temas referentes a freno dinamométrico ............................................................................... 11 9.1 Datos de operación .......................................................................................................... 11 9.2 Normas y especificaciones mandatarias .......................................................................... 11 9.3 Servicios ............................................................................................................................ 11 9.4 Mantenimiento ................................................................................................................ 11 9.5 Competencia .................................................................................................................... 12 9.6 Calidad y confiabilidad ..................................................................................................... 12 9.7 Pruebas y ensayos ............................................................................................................ 12 9.8 Documentación ................................................................................................................ 13 10. Temas referentes a sistema de refrigeración ........................................................................... 13 10.1 Datos de operación .......................................................................................................... 13 10.2 Normas y especificaciones mandatarias .......................................................................... 13 10.3 Servicios ............................................................................................................................ 13 Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 2 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 1. Alcance del proyecto El proyecto comprende el desarrollo de una sala de ensayo para motores de combustión interna mediante un freno dinamométrico capaz de determinar la potencia y el par en función del régimen de giro del motor del vehículo gráfica y numéricamente. 2. Temas por desarrollar Para un mejor análisis del proyecto, el mismo se dividirá en los temas más significativos para poder desarrollarlos de manera individual (ver figura 1) 1) Sala de ensayo 2) Sistema de Ventilación 3) Sistema de izamiento motor 4) Base soporte motor a ensayar 5) Sistema de transmisión 6) Freno dinamométrico 7) Sistema de refrigeración Figura 1 – Croquis esquema general – plano E2-2-03 Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 3 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 3. Contenidos generales de la especificación 3.1 Aspectos generales del proyecto: Se realizará la ingeniera del proyecto con el fin de adecuarlo dentro del establecimiento (laboratorio de automotores UTN) y para que funcione de manera didáctica con el alumnado de la universidad. El ensayo debe estar a cargo de personal capacitado, y fuera de la sala tener observación directa de por lo menos 6 alumnos. 3.2 Datos de ensayo:  Duración: rango de 10 a 30 segundos  Cantidad: Se realiza el ensayo entre 3 y 5 veces para tener datos suficientes de comparación  Tiempo de marcha: el motor permanece en marcha 10 min durante todo el ensayo como máximo 3.3 Consideraciones legales  La adquisición de los componentes comerciales deberá contar con un contrato legal y técnico. El documento contará con información como la división de responsabilidad, listado de repuestos, personas de contacto en caso de falla del componente y garantía del producto. 3.4 Tiempo total del proyecto Fecha inicio: Inicio de ciclo lectivo 2017 Fecha finalización (estimada): Julio 2021 Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 4 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 4. Temas referentes a sala de ensayo 4.1 Tamaño La sala se debe ubicar en el laboratorio de automotores de la propia universidad (ver figura 2) y no debe interferir con el funcionamiento de este. Figura 2 – Dimensiones laboratorio – plano E2-02-01 4.2 Cantidad - volumen de producción Se realizará la ingeniera del proyecto con el fin de adecuarlo dentro del establecimiento (laboratorio de automotores UTN) y para que funcione de manera didáctica con el alumnado de la universidad. El ensayo debe estar a cargo de personal capacitado, y fuera de la sala tener observación directa a por lo menos 6 alumnos. Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 5 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 4.3 Medio ambiente Consideraciones para tener en cuenta:  Nivel de sonido: La sala tiene que absorber el ruido producido por los motores para no molestar al exterior. Dentro del marco legal de la cuidad de Campana, la secretaria de medio ambiente, anexo V de la resolución N° 295/2003 del Ministerio de trabajo, Empleo y Seguridad Social establece un nivel de presión acústica de 97 decibeles por 30 minutos de un impulso continuo. Siendo que el ruido máximo de un motor promedio es de 120 decibeles, se deberán de absorber como mínimo 30 decibeles (contemplar las aulas en las cercanías de la sala). Cabe aclarar que la norma hace referencia a ruidos de impulso continuos, y el ensayo posee duración corta pulsante (alrededor de 30-40 segundos por ensayo) y no serán ensayos de manera continua.  Vibración: El principal problema en el diseño del montaje del motor es el de asegurar que los movimientos del motor y las fuerzas transmitidas al entorno se mantengan en niveles admisibles; en general las masas giratorias están cuidadosamente equilibradas, pero no se pueden evitar las fuerzas periódicas debidas a las masas en movimiento alternativo. De acuerdo con la ley N°1540 “Control de la contaminación acústica en la ciudad de Buenos Aires”, ninguna fuente vibrante podrá transmitir vibraciones al ambiente interior cuyo índice de percepción de vibraciones K (parámetro subjetivo experimental que permite evaluar la sensación frente a las vibraciones) sea menor a 10 (parámetro tabulado para un área de trabajo – tipo VI) Es por ello, y basándose en las condiciones del Libro “ENGINE TESTING – The desing, building, modification and use of powertrain test facilities” de A.J. Martyr (ISBN–13: 978-0-08-096949-7), se tendrán que utilizar soportes de anclaje en la misma posición que en el chasis del vehículo; y a su vez, el motor tendrá que descansar sobre un bloque de hormigón flotante de 0,6m de profundidad, y aislado perimetralmente con material tipo poliestireno, con el fin de evitar la propagación de las vibraciones del motor al piso del edificio. Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 6 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 4.4 Servicios Electricidad: Luminarias: Red monofásica 4.5 Normas y especificaciones mandatarias Diseño basado en:  Libro “ENGINE TESTING – The desing, building, modification and use of powertrain test facilities” de A.J. Martyr (ISBN–13: 978-0-08-096949-7)  Manual de uso Sáenz – banco de pruebas de motores flujómetros 4.6 Seguridad Consideraciones:  Para reducir los riesgos de accidentes y de perjuicios para la salud, se solicita que cualquier persona que ingrese a la sala, use los elementos de protección personal tales como protección visual, protección auditiva, zapatos de seguridad y guantes de nitrilo de manera obligatoria. La determinación de estos se basa en los factores de riesgo derivados de la carga de trabajo. La utilización de los elementos de protección personal (EPP) está contemplada en nuestra legislación en: Decreto 351/79 – Título IV (Reglamentario de la ley 19.587)  Existen partes rotando a gran velocidad, se prohíbe el ingreso de personal durante la duración de la prueba. En el diseño de la sala las ventanas y puertas deberán ser capaces de absorber impactos; y así brindarle al operador las condiciones seguras de trabajo.  Durante el ensayo existen perdidas de combustibles y/o aceite, por lo tanto, el piso debe contar con una contención para prevenir cualquier tipo de derrame.  Al trabajar con mezclas inflamables, como es el combustible líquido, los materiales que están en contacto directo con ello deben ser ignífugos o retardantes al fuego. 4.7 Instalación Se debe facilitar para la instalación de la sala:  Plano de montaje con dimensiones  Plano Lay-out con recomendaciones de montaje Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 7 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 5. Temas referentes a sistema de ventilación 5.1 Datos de operación Los motores para ensayar en la sala deben cumplir las siguientes características:  Motores de combustión interna (MCI) - Diesel y/o Gasolina  Potencia máxima de medición = 350 HP = 260 kW  Los motores deben ser entregados con el correspondiente sistema electrónico necesario para que este pueda ser encendido.  Los motores deben ser entregados con su sistema de escape incluyendo el catalizador. 5.2 Especificación  Se debe realizar un circuito de ventilación considerando todos los elementos que generen carga de calor dentro de la sala.  El circuito debe ser capaz de tener posibilidad de regulación según las condiciones atmosféricas de la sala de temperatura y presión.  Se debe contar con una medición de las condiciones atmosféricas de la sala (presión, temperatura, humedad). 5.3 Medio ambiente Consideraciones:  Durante el ensayo los gases liberados son los equivalentes a un auto tipo, entre ellos nos encontramos con los gases no contaminantes (CO2), como también los gases contaminantes (NOx, CO, HC). Una elevada concentración de gases contaminantes puede originar enfermedades respiratorias. Como objetivo de conservar una atmósfera limpia y respirable, se tendrán que prevenir la acumulación de niveles de gases, por lo cual tendrán que ser evacuados de la sala a través de un ducto flexible retráctil, conectado de un extremo directo a la salida del catalizador (responsable de neutralizar los gases contaminantes), y el extremo opuesto al ducto de escape. 5.4 Servicios Electricidad: Ventilación: Red Trifásica Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 8 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 5.5 Mantenimiento Se debe realizar mantenimiento a los siguientes componentes: - Sistema de ventilación (Ej: Electroventiladores, extractores, sopladores industriales, etc.) 5.6 Normas y especificaciones mandatarias Diseño basado en:  Libro “ENGINE TESTING – The desing, building, modification and use of powertrain test facilities” de A.J. Martyr (ISBN–13: 978-0-08-096949-7)  Manual de uso Sáenz – banco de pruebas de motores flujómetros 5.7 Pruebas y ensayos Antes de poner en marcha el banco de pruebas se debe realizar una serie de pruebas y ensayos para poder calibrar y poner a punto el equipo:  Realizar una prueba para verificar la correcta circulación de aire en la sala 5.8 Seguridad Consideraciones:  Durante el ensayo los gases liberados son los equivalentes a un auto tipo, entre ellos nos encontramos con los gases no contaminantes (CO2), como también los gases contaminantes (NOx, CO, HC). Una elevada concentración de gases contaminantes puede originar enfermedades respiratorias. Como objetivo de conservar una atmósfera limpia y respirable, se tendrán que prevenir la acumulación de niveles de gases, por lo cual tendrán que ser evacuados de la sala a través de un ducto flexible retráctil, conectado de un extremo directo a la salida del catalizador (responsable de neutralizar los gases contaminantes), y el extremo opuesto al ducto de escape.  Nivel de sonido: La sala tiene que absorber el ruido producido por los motores para no molestar al exterior. Dentro del marco legal de la cuidad de Campana, la secretaria de medio ambiente, anexo V de la resolución N° 295/2003 del Ministerio de trabajo, Empleo y Seguridad Social establece un nivel de presión acústica de 97 decibeles por 30 minutos de un impulso continuo. Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 9 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 5.9 Instalación Se debe facilitar para la instalación del sistema de ventilación:  Plano de montaje con dimensiones  Plano Lay-out con recomendaciones de montaje 6. Temas referentes a sistema de izamiento motor 6.1 Datos de operación Los motores para ensayar serán vehículos de tipo liviano (Vehículo destinado al transporte de hasta cinco personas con un peso bruto de 2.700 kg excluidos los de tres o menos ruedas) el motor tendrá un peso de 300 kg como máximo. 6.2 Ergonomía Preparación de ensayo:  Durante el izamiento, el plano de trabajo tendrá que estar a la altura del pecho del operador, evitando la inclinación del tronco y la elevación de los brazos por encima de los hombros. Los pies se tendrán que apoyar en una superficie plana y rugosa 6.3 Instalación Se debe facilitar para la instalación del sistema de izamiento:  Plano de montaje con dimensiones  Plano Lay-out con recomendaciones de montaje 7. Temas referentes a base soporte motor 7.1 Datos de operación Los motores para ensayar serán vehículos de tipo liviano (Vehículo destinado al transporte de hasta cinco personas con un peso bruto de 2.700 kg excluidos los de tres o menos ruedas) el motor tendrá un peso de 300 kg como máximo. 7.2 Medio ambiente Consideraciones para tener en cuenta:  Vibraciones: El principal problema en el diseño del montaje del motor es el de asegurar que los movimientos del motor y las fuerzas transmitidas al entorno se mantengan en niveles admisibles; en general las masas giratorias están cuidadosamente equilibradas, pero no se pueden evitar las fuerzas periódicas debidas a las masas en movimiento alternativo. Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 10 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián De acuerdo con la ley N°1540 “Control de la contaminación acústica en la ciudad de Buenos Aires”, ninguna fuente vibrante podrá transmitir vibraciones al ambiente interior cuyo índice de percepción de vibraciones K (parámetro subjetivo experimental que permite evaluar la sensación frente a las vibraciones) sea menor a 10 (parámetro tabulado para un área de trabajo – tipo VI) Es por ello, y basándose en las condiciones del Libro “ENGINE TESTING – The desing, building, modification and use of powertrain test facilities” de A.J. Martyr (ISBN–13: 978-0-08-096949-7), se tendrán que utilizar soportes de anclaje en la misma posición que en el chasis del vehículo; y a su vez, el motor tendrá que descansar sobre un bloque de hormigón flotante de 0,6m de profundidad, y aislado perimetralmente con material tipo poliestireno, con el fin de evitar la propagación de las vibraciones del motor al piso del edificio. 7.3 Instalación Se debe facilitar para la instalación de la base soporte motor:  Plano de montaje con dimensiones  Plano Lay-out con recomendaciones de montaje 8. Temas referentes a sistema de transmisión 8.1 Datos de operación Los motores para ensayar en la sala deberán cumplir las siguientes características:  Motores de combustión interna (MCI) - Diesel y/o Gasolina  Potencia máxima de medición = 350 HP  Torque máximo Freno Dinamométrico (a 4000 RPM): 569 Nm 8.2 Pruebas y ensayos Antes de poner en marcha el banco de pruebas se debe realizar una serie de pruebas y ensayos para poder calibrar y poner a punto el equipo:  Verificar ajuste de tornillos de sujeción del motor y freno antes de cada ensayo con la correspondiente herramienta de trabajo (torquímetro) Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 11 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 8.3 Seguridad Consideraciones:  Durante el ensayo existen elementos rotando a gran velocidad por ello la transmisión debe tener una protección que cubra dichas partes para evitar accidentes. 8.4 Instalación Se debe facilitar para la instalación del sistema de transmisión:  Plano de montaje con dimensiones  Plano Lay-out con recomendaciones de montaje 9. Temas referentes a freno dinamométrico 9.1 Datos de operación Los motores para ensayar en la sala deben cumplir las siguientes características:  Motores de combustión interna (MCI) - Diesel y/o Gasolina  Potencia máxima de medición = 350 HP  Vehículos de tipo liviano (Vehículo destinado al transporte de hasta cinco personas con un peso bruto de menos de 2.700 kg. excluidos los de tres o menos ruedas)  Los motores deben ser entregados con el correspondiente sistema electrónico necesario para que este pueda ser encendido. 9.2 Normas y especificaciones mandatarias Diseño basado en:  Libro “ENGINE TESTING – The desing, building, modification and use of powertrain test facilities” de A.J. Martyr (ISBN–13: 978-0-08-096949-7)  Manual de uso Sáenz – banco de pruebas de motores flujómetros 9.3 Servicios Electricidad: Red monofásica 9.4 Mantenimiento Se debe realizar mantenimiento periódico al freno dinamométrico según periodos recomendados por el fabricante. Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 12 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 9.5 Competencia Dentro de la competencia que provee la sala en su totalidad existe:  Tylordino: Radicada en EEUU. 9.6 Calidad y confiabilidad Al ser el proyecto un equipo de medición, para asegurar calidad y confiabilidad se debe tener en cuenta los siguientes lineamientos: Calidad: Freno dinamométrico  Velocidad máxima = 10000 RPM  Torque máximo = 60 kg.m (a partir de 4000 RPM)  Precisión de control de velocidad mayor a 1 RPM  El fabricante debe contemplar la calibración del freno mediante personal capacitado según plazos recomendados.  El equipo debe estar montado sobre un piso flotante para absorber las vibraciones propias del ensayo y evitar que estas se propaguen al resto de la sala. Las condiciones de uso serán verificadas con lo descripto en el contrato legal (ver apartado 3.3 - Consideraciones legales) 9.7 Pruebas y ensayos Antes de poner en marcha el banco de pruebas se debe realizar una serie de pruebas y ensayos para su control de medición:  En una frecuencia quincenal, se tendrá que controlar que las mediciones de las RPM sean efectivamente correctas. Para ello, poner el motor en un régimen fijo durante 30 segundos con un instrumento óptico de resolución de 0.1 RPM, y una precisión de 0.04%.  Verificación del Torque: En una frecuencia quincenal, en conjunto con un voltímetro con escala en mV (con un error del 2% del rango de medición), una fuente y pesos calibrados de 1kg de calidad M3 (+/-500mg) según norma OIML R111:200, se tendrá que verificar el correcto funcionamiento de la celda de carga. Los instrumentos de medición además tendrán que ser calibrados y certificados por un ente externo que cumpla con ISO 17025, con una frecuencia semestral. Fecha:21/06/2021 ETAPA 2 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 05 P á g i n a 13 | 14 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 9.8 Documentación  Se deberá adjuntar toda la información técnica necesaria para la instalación, montaje y uso del freno dinamométrico. 10. Temas referentes a sistema de refrigeración El sistema de refrigeración se desarrolló como proyecto independiente al corriente informe. 10.1 Datos de operación Los motores para ensayar en la sala deberán cumplir las siguientes características:  Motores de combustión interna (MCI) - Diesel y/o Gasolina  Potencia máxima de medición = 350 HP  Potencia por disipar = 370 kW 10.2 Normas y especificaciones mandatarias  Libro “ENGINE TESTING – The desing, building, modification and use of powertrain test facilities” de A.J. Martyr (ISBN–13: 978-0-08-096949-7) 10.3 Servicios Agua: Refrigeración de freno y de motor por medio de agua. Al no disponer de un suministro de agua tratada, se debe realizar un circuito cerrado capaz de refrigerar al motor y al freno dinamométrico.  Caudal requerido por el freno dinamométrico =7000 litro/hr Electricidad: Bomba centrifuga: Red Trifásica Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 0 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Etapa 3 Diseño conceptual, ingeniería básica 1. Sala de ensayo ............................................................................................................................ 3 1.1 Descripción ...................................................................................................................................... 3 1.2 Parámetros de diseño ...................................................................................................................... 3 1.2.1 Tamaño ....................................................................................................................... 3 1.2.2 Medio ambiente ......................................................................................................... 5 1.3 Desarrollo ......................................................................................................................................... 6 1.3.1 Tamaño ...................................................................................................................... 6 1.3.2 Visualización del ensayo ............................................................................................. 7 1.3.3 Ingreso y egreso de personal a sala ........................................................................... 8 1.3.4 Sonido ......................................................................................................................... 8 1.3.5 Derrames .................................................................................................................... 8 1.4 Criterios de evaluación y selección .................................................................................................. 8 1.4.1 Tamaño ....................................................................................................................... 8 1.4.2 Visualización del ensayo ............................................................................................. 9 1.4.3 Ingreso y egreso de personal a sala ........................................................................... 9 1.4.4 Sonido ......................................................................................................................... 9 1.4.5 Vibraciones ............................................................................................................... 10 1.4.6 Derrame ................................................................................................................... 10 1.5 Documentos de consulta ............................................................................................................... 10 2. Base soporte motor .................................................................................................................. 11 2.1 Descripción .................................................................................................................................... 11 2.2 Parámetros de diseño .................................................................................................................... 11 2.2.1 Tamaño ..................................................................................................................... 11 2.2.2 Medio ambiente ....................................................................................................... 12 2.3 Desarrollo ....................................................................................................................................... 12 2.3.1 Tamaño ..................................................................................................................... 12 2.3.2 Alternativa 1: Base soporte motor móvil ................................................................. 13 2.3.3 Alternativa 2: Base soporte motor fijo ..................................................................... 13 2.3.4 Alternativa 3: Base soporte motor fijo ..................................................................... 14 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 1 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 2.4 Criterios de evaluación y selección ................................................................................................ 15 2.4.1 Diseño final. .............................................................................................................. 15 2.5 Documentos de consulta ............................................................................................................... 16 3. Freno dinamométrico ............................................................................................................... 17 3.1 Descripción .................................................................................................................................... 17 3.2 Parámetros de diseño .................................................................................................................... 17 3.2.1 Datos de operación .................................................................................................. 17 3.3 Desarrollo ....................................................................................................................................... 18 3.3.1 Alternativa 1: Dinamómetros Eléctricos de Corrientes Parásitas (Eddy) ................. 18 3.3.2 Alternativa 2 - Dinamómetros Eléctricos ................................................................. 19 3.3.3 Alternativa 3: Dinamómetros Hidráulicos ................................................................ 20 3.4 Criterios de evaluación y selección ................................................................................................ 22 3.5 Operación del freno ....................................................................................................................... 23 3.5.1 Configuración del freno ............................................................................................ 24 4. Sistema de transmisión ............................................................................................................ 25 4.1 Descripción .................................................................................................................................... 25 4.2 Parámetros de diseño .................................................................................................................... 25 4.2.1 Datos de operación .................................................................................................. 25 4.2.2 Seguridad .................................................................................................................. 25 4.3 Desarrollo ....................................................................................................................................... 25 4.3.1 Alternativa 1 – Diseño .............................................................................................. 25 4.3.2 Alternativa 2 – Selección componente comercial .................................................... 26 4.4 Criterios de evaluación y selección ................................................................................................ 27 4.4.1 Componente comercial ............................................................................................ 27 4.4.2 Componente por diseñar ......................................................................................... 28 4.5 Documentos de consulta ............................................................................................................... 28 5. Sistema de ventilación ............................................................................................................. 29 5.1 Descripción .................................................................................................................................... 29 5.2 Parámetros de diseño .................................................................................................................... 29 5.2.1 Medio ambiente ....................................................................................................... 29 5.2.2 Seguridad .................................................................................................................. 29 5.3 Desarrollo ....................................................................................................................................... 29 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 2 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 5.3.1 Disposición entrada-salida de aire ........................................................................... 30 5.3.2 Ductos de ventilación ............................................................................................... 32 5.3.3 Sistemas de admision y extraccion de aire .............................................................. 32 5.4 Criterios de evaluación y selección ................................................................................................ 33 5.4.1 Disposición entrada-salida de aire ........................................................................... 33 5.4.2 Ductos de ventilación ............................................................................................... 33 5.4.3 Sistemas de admision y extraccion de aire .............................................................. 33 5.4.4 Seguridad - Gases de escape .................................................................................... 35 5.5 Documentos de consulta ............................................................................................................... 36 6. Sistema de izamiento de motor ............................................................................................... 37 6.1 Descripción .................................................................................................................................... 37 6.2 Parámetros de diseño .................................................................................................................... 37 6.3 Desarrollo ....................................................................................................................................... 37 6.3.1 Alternativa 1: Pluma hidráulica ................................................................................ 37 6.3.2 Alternativa 2: Pórtico ............................................................................................... 38 6.4 Criterio de elevación y selección .................................................................................................... 39 6.5 Documentos de consulta ............................................................................................................... 39 7. Distribución de combustible .................................................................................................... 40 7.1 Descripción .................................................................................................................................... 40 7.2 Parámetros de diseño .................................................................................................................... 40 7.2.1 Datos de operación .................................................................................................. 40 7.2.2 Seguridad y medio ambiente ................................................................................... 40 7.3 Desarrollo ....................................................................................................................................... 40 7.3.1 Depósito de combustible ......................................................................................... 40 7.3.2 Líneas de combustibles ............................................................................................ 41 7.3.3 Presión de línea adecuada a las condiciones de operación ..................................... 42 7.4 Criterio de evaluación y selección.................................................................................................. 43 7.4.1 Depósito de combustible ......................................................................................... 43 7.4.2 Líneas de combustible .............................................................................................. 43 7.4.3 Presión de línea adecuada a las condiciones de operación ..................................... 43 7.5 Documentos de consulta ............................................................................................................... 43 8. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN ................................................................................................... 43 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 3 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 1. Sala de ensayo 1.1 Descripción Las salas de ensayo son espacios preparados para realizar mediciones de potencia y torque de manera cómoda y segura. Por lo general son lugares con suficiente espacio, preparación sonora y equipamiento adecuado. Es importante que una sala de ensayo sea un lugar diseñado y acondicionado para tal fin, de manera de facilitar y optimizar la realización del ensayo. 1.2 Parámetros de diseño 1.2.1 Tamaño Para el estudio de la ubicación, se relevaron las dimensiones del laboratorio de automotores existente en la Facultad Regional Delta y los componentes que se encuentran en él. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 4 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Relevamiento laboratorio automotores (ver plano E2-1-01) La sala no debe obstaculizar ni generar interferencia con el portón de entrada de vehículos (sobre calle San Martin), como tampoco con la fosa utilizada por el sistema de medición de rodillos. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 5 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Se realizó un promedio tomando como datos las medidas relevadas de las salas existentes visitadas en la investigación de campo (ver etapa 1 – visitas informativas), y se determinó las medidas generales de la sala. DIMENSIONES SALA DE ENSAYO ANCHO (m) LARGO(m) ALTO(m) Taller de Juan José Tártara 5 4,5 3 Taller de Héctor Vacarezza 2,5 3,5 2 Talleres de Toyota 4,3 4,6 2,5 Taller de Mauro Santucho 2 2,8 2,5 Promedio 3,2 3,8 2,5 1.2.2 Medio ambiente 1.2.2.1 Sonido La sala tiene que absorber el ruido producido por los motores para no molestar al exterior. Dentro del marco legal de la cuidad de Campana, la secretaria de medio ambiente, anexo V de la resolución N° 295/2003 del Ministerio de trabajo, Empleo y Seguridad Social establece un nivel de presión acústica de 100 decibeles por 15 minutos de un impulso continuo. Siendo que el ruido máximo de un motor promedio es de 120 decibeles, se deberán de absorber como mínimo 20 decibeles 1.2.2.2 Vibraciones Basándose en las condiciones del Libro “ENGINE TESTING – The desing, building, modification and use of powertrain test facilities” de A.J. Martyr (ISBN– 13: 978-0-08-096949-7) el motor tendrá que descansar sobre un bloque de hormigón flotante de 0,6m de profundidad, y aislado perimetralmente con material tipo poliestireno, con el fin de evitar la propagación de las vibraciones del motor al piso del edificio. 1.2.2.3 Ingreso y egreso de personal a sala Es necesario una puerta robusta y del tamaño necesario para poder ingresar los motores a ensayar (medidas máximas 800x800x800 milímetros), además de permitir al operador salir de la sala ante cualquier emergencia o pánico. 1.2.2.4 Derrames Considerando la posible pérdida de fluidos por parte del motor, se debe contener los mismos (aceites lubricantes, fluido refrigerante, etc), de manera que Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 6 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián no se expanda dentro de la sala. 1.3 Desarrollo Se brindan ideas y alternativas para la generación de soluciones a fin de satisfacer las necesidades establecidas en la especificación de diseño de proyecto EDP (ver etapa 2) y mencionadas anteriormente. 1.3.1 Tamaño 1.3.1.1 Alternativa 1 – San Martin & Andrés del pino La sala de ensayo tendrá una superficie 8.40m2 (4380mm largo x 1580mm ancho x 2500mm alto). El operador compartirá la ventana de inspección en conjunto con alumnos que participen en el ensayo. 1.3.1.2 Alternativa 2 – Rawson & Liniers La sala de ensayo tendrá una superficie de 12.415 m2 (3820mm largo x 3250mm ancho x 2500mm alto). La sala cuenta con dos lados para su observación visual. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 7 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 1.3.2 Visualización del ensayo 1.3.2.1 Alternativa 1 Permitir la visualización por medio de ventanas, considerando que deberán absorber posibles impactos en caso de accidente. Se recomienda utilizar material resistente y transparente como policarbonato compacto, vidrio a prueba de balas o vidrios reforzados. 1.3.2.2 Alternativa 2 Colocar dentro de la sala cámaras de video en diferentes ángulos y pantallas por fuera para poder observar y grabar el ensayo de manera digital. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 8 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 1.3.3 Ingreso y egreso de personal a sala 1.3.3.1 Alternativa 1 Diseño y construcción de una puerta adecuada (ancho > 1000mm) considerando cerradura antipánico. 1.3.3.2 Alternativa 2 Puerta comercial simple de doble chapa reforzada, ciega y cerradura de seguridad doble paleta (ancho > 1000mm). 1.3.4 Sonido 1.3.4.1 Alternativa 1 Realizar la sala con doble pared y entre ellas colocar material acústico (lana de vidrio/Poliestireno expandido) (recomendación extraída de manual de uso SAENZ). 1.3.4.2 Alternativa 2 Colocar paneles acústicos ignífugos fonoabsorbentes sobre las paredes de la sala 1.3.5 Derrames 1.3.5.1 Alternativa 1 Realizar sobre el perímetro del motor una contención que limite el avance del fluido. 1.3.5.2 Alternativa 2 Colocar una batea de chapa debajo del bastidor del motor que recolecte los fluidos. 1.4 Criterios de evaluación y selección Considerando las alternativas mencionadas anteriormente, la configuración final resulta: 1.4.1 Tamaño Se selecciona la Alternativa 2 (Rawson & Liniers, superficie de 12.415 m2) ya que cumple con las dimensiones mínimas que se calcularon en base al promedio calculado a partir de los diferentes talleres visitados. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 9 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 1.4.2 Visualización del ensayo Se avanza con la Alternativa 1 dado que el costo de las cámaras es muy elevado en comparación con el policarbonato. A su vez la visualización del operador no interfiere con la observación de los alumnos. Placas de policarbonato transparente comerciales 1.4.3 Ingreso y egreso de personal a sala Se avanza con la Alternativa 2 debido a que la oferta de mercado es amplia y las puertas cumplen bajo norma con los requisitos solicitados. Puerta antipánico comercial 1.4.4 Sonido Considerando la experiencia obtenida en visitas a salas de ensayos y recomendaciones de usuarios, se opta por insonorizar la sala con una doble pared y entre ellas material acústico (Alternativa 1). Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 10 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Lana de vidrio comercial 1.4.5 Vibraciones En base a lo descripto en el libro ENGINE TESTING (ver apartado “Normas y especificaciones mandatarias” en EDP) el motor tendrá que descansar sobre un bloque de hormigón flotante de 0,6m de profundidad, y aislado perimetralmente con material tipo poliestireno, con el fin de evitar la propagación de las vibraciones del motor al piso del edificio. 1.4.6 Derrame Una contención de hormigón resulta la solución más práctica para este caso (Alternativa 1) debido a que no se prevén pérdidas grandes (perdidas < 13l) y se puede drenar con facilidad. 1.5 Documentos de consulta Por verificación numérica de insonorización ver “Anexo I – Memoria de cálculo – Sala de ensayo. Por planos de estudios, ver planos nº E3-1-01 & E3-1-02 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 11 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 2. Base soporte motor 2.1 Descripción Las bases de motor juegan un papel importante en hacer que el motor quede sujeto sin problemas independientemente del modelo que sea. Consta de una estructura resistente, que soporta los diversos esfuerzos del motor. 2.2 Parámetros de diseño 2.2.1 Tamaño Los motores para ensayar serán vehículos de tipo liviano (Vehículo destinado al transporte de hasta cinco personas con un peso bruto de 2.700 kg excluidos los de tres o menos ruedas). El motor tendrá un peso de 300 kg como máximo y unas dimensiones promedio máximas de 800x800x800 (milímetros) y mínimas de 350x350x350 (milímetros). Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 12 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 2.2.2 Medio ambiente 2.2.2.1 Vibraciones En base a lo descripto en el libro ENGINE TESTING (ver apartado “Normas y especificaciones mandatarias” en EDP) se tendrán que utilizar soportes de anclaje en la misma posición que en el chasis del vehículo; y a su vez, el motor tendrá que descansar sobre un bloque de hormigón flotante de 0,6m de profundidad, y aislado perimetralmente con material tipo poliestireno, con el fin de evitar la propagación de las vibraciones del motor al piso del edificio. 2.3 Desarrollo 2.3.1 Tamaño Según la experiencia adquirida de los diferentes talleres concurridos, la unión entre el motor y la base suele ser sobre los mismos tornillos donde se ajustan los tacos de goma al chasis, o sujetado mediante una chapa aprovechando la distribución de agujeros que sirve para sujetar la caja de cambios. El método de sujeción del motor se resuelve utilizando los anclajes propios de los motores. Debido a que los mismos tienen diversos tipos de anclaje, se diseña la base soporte para que sea adaptable. Esto tiene la ventaja de poder regular de acuerdo con diferentes tipos de motores de forma versátil. Cada motor posee diferente distribución y cantidad de agujeros, así mismo, el plano lateral de sujeción puede estar en diferentes ángulos. Por ende, la pieza que sirva como anclaje debe tener el movimiento necesario para adaptarse angularmente. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 13 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 2.3.2 Alternativa 1: Base soporte motor móvil El motor se sujeta sobre un carro móvil de 4 ruedas que permite su traslado y movimiento. El desarrollo cuenta con las siguientes características: - Guías de perfiles cuadrados estructurales. - Base con freno de pie, para fijar la posición una vez ubicado para el ensayo. - Dos brazos en forma de L que corren dentro de las guías para dar agarre al motor lateralmente. - Placa con agujeros para sujetar el motor desde el lado de la caja de cambios (la placa posee gran variedad de distribución de agujeros de manera de tener un gran abanico de modelos de motor). Isometría alternativa 1 2.3.3 Alternativa 2: Base soporte motor fijo El motor se monta sobre un base fija al piso. La sujeción del motor se realizará sobre 4 brazos articulados. El desarrollo cuenta con las siguientes características: - Guías de perfiles UPN fijas sobre el piso. - Cuatro brazos en forma de L que corren dentro de las guías para dar agarre al motor lateralmente. Estos brazos cuentan además con una barra roscada capaz de regular el motor en altura para su mayor comodidad. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 14 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Isometría alternativa 2 2.3.4 Alternativa 3: Base soporte motor fijo El motor se monta sobre una base que posee patas fijas al piso. La sujeción de la base es a través de 2 brazos articulados y una placa móvil. El desarrollo cuenta con las siguientes características: - Bases fijas al piso para darle altura a la base. - Guías de perfiles rectangulares. - Dos brazos en forma de L que corren dentro de las guías para dar agarre al motor lateralmente. Estos brazos cuentan además con una barra roscada capaz de regular el motor en altura para su mayor comodidad. - Placa con 4 chapas regulables para sujetar el motor desde el lado de la caja de cambios. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 15 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Isometría alternativa 3 2.4 Criterios de evaluación y selección Considerando los puntos positivos y ventajas de cada prototipo, se llegó a un diseño integrador. 2.4.1 Diseño final. El desarrollo final cuenta con las siguientes características: - Las bases donde se encuentra el marco soporte se encuentran atornilladas mediante brocas al bloque flotante hormigón. Las bases son las encargadas de generar altura y mejorar la posición de trabajo. - Sistema de corredera utilizando la parte inferior y superior de un perfil rectangular comercial. - Una placa móvil con cuatro puntos de fijación regulables, abulonadas sobre el lado de la caja de cambios para mayor adaptación a los distintos tipos de motores. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 16 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Banco soporte motor – ver plano E3-2-01 2.5 Documentos de consulta Por la verificación numérica de lo antes descripto ver Anexo 2 – Memoria de cálculo – Base soporte motor Por plano de estudio, ver plano nº E3-2-01 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 17 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 3. Freno dinamométrico 3.1 Descripción Los frenos dinamométricos son los encargados de crear un par resistente que es el que proporciona la "carga" al motor. Esta carga ha de ser variable para ensayar distintas condiciones operativas del motor. Las condiciones que debe cumplir un freno dinamométrico son:  Facilidad de regulación  Exactitud de la medición  Estabilidad de funcionamiento  Facilidad de disipar potencia del motor  Soportar velocidades de rotación impuestas  Límites de potencia de acuerdo con el tamaño 3.2 Parámetros de diseño 3.2.1 Datos de operación Los motores para ensayar en la sala deben cumplir las siguientes características:  Motores de combustión interna (MCI) - Diesel y/o Gasolina  Potencia máxima de medición = 350 HP  Vehículos de tipo liviano (Vehículo destinado al transporte de hasta cinco personas con un peso bruto de menos de 2.700 kg. excluidos los de tres o menos ruedas)  Los motores deben ser entregados con el correspondiente sistema electrónico necesario para que este pueda ser encendido. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 18 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 3.3 Desarrollo 3.3.1 Alternativa 1: Dinamómetros Eléctricos de Corrientes Parásitas (Eddy) Las corrientes parásitas son corrientes circulares inducidas en conductores que cruzan un campo magnético. Estas corrientes generan fuerzas electromagnéticas que actúan contra el movimiento del rotor. En el dinamómetro de corrientes parásitas, la parte móvil es un rotor cilíndrico dentado. El campo magnético es creado por bobinas alimentadas por una fuente de corriente continua. El flujo magnético fluye a través de los dientes del rotor, no del espacio de aire, creando áreas magnetizadas y no magnetizadas dentro del estator. Durante la rotación, los dientes del rotor generan corrientes de Foucault en el estator que crean una fuerza de frenado. El calor cinético generado en este proceso es absorbido por el circuito de refrigeración del estator. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 19 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián VENTAJAS DESVENTAJAS -Alto torque de frenado aún a muy bajas RPM -Alta precisión en el control aún en rangos muy distintos de torque y RPM -El control del frenado es independiente de la refrigeración (excepto en dinamómetros refrigerados por aire) -Permite un control automático preciso -Alta durabilidad, mantenimiento simple y menos frecuente -En el caso de los dinamómetros refrigerados por aire no requiere infraestructura adicional -Mayor inercia -En dinamómetros refrigerados por agua es necesaria una instalación de refrigeración (bombas, tanques, torre de enfriamiento) aunque ligeramente más sencilla que para un dinamómetro hidráulico 3.3.2 Alternativa 2 - Dinamómetros Eléctricos Un AC y un DC son dos ejemplos de los dinamómetros eléctricos. Un dinamómetro DC es simplemente un motor de corriente continua o de un generador que convierte la energía creada por el cigüeñal de un motor en electricidad. Un dinamómetro de CA es simplemente un motor de corriente alterna o generador. Ambos son dinamómetros universales ya que pueden absorber tanto poder y potencia del motor. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 20 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián VENTAJAS DESVENTAJAS -Alto torque de frenado aún a muy bajas RPM -Posibilidad de usarlos también como motor para ensayo de transmisiones y otros elementos pasivos -Elevado Costo -Solo disponibles para potencias bajas y moderadas 3.3.3 Alternativa 3: Dinamómetros Hidráulicos El freno hidráulico es similar aun convertidor hidráulico de par, en el que se impidiese girar al eje de salida. Se compone de un rotor y una carcasa o estator llena de agua que sirve tanto de elemento frenante como refrigerante. Tanto el rotor como el estator están provistos de una serie de alvéolos o cavidades, que tienen forma de elipsoide. Los del estator están enfrentados a los del rotor. Durante el funcionamiento, el agua de los alvéolos del rotor es expulsada a gran velocidad por la acción de la fuerza centrífuga introduciéndose en los alvéolos del estator por el perímetro externo Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 21 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián VENTAJAS DESVENTAJAS -Tamaño reducido incluso para potencias elevadas -Permite realizar ensayos a carga estabilizada por tiempo indefinido (limitado sólo por la capacidad de disipación de calor de la torre de enfriamiento) -Bajo torque de frenado a bajas RPM -Infraestructura costosa (bombas, tanques de agua, torre de enfriamiento) -El elemento de enfriamiento (agua) interviene también en el frenado. -Rango de trabajo reducido (relacionado con el punto anterior). Un mismo dinamómetro puede regularse para trabajar a bajas RPM con alto torque o para altas RPM con bajo torque, pero no ambas -Desgaste elevado debido a la cavitación y turbulencias. -Mantenimiento más frecuente Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 22 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 3.4 Criterios de evaluación y selección Considerado el rango de motores a ensayar, las ventajas que ofrece el freno y que el mismo se refrigerará por agua (debido a la alta potencia a disipar), se decidió por utilizar la “Alternativa 1: Freno dinamométrico de corrientes parasitas (Eddy)” donde además podemos destacar:  Alta velocidad de giro  Funcionamiento idéntico en ambos sentidos de giro.  Escaso par residual: la potencia absorbida en vacío es muy pequeña, por lo que se pueden probar motores en un rango amplio de potencia.  Bajo desgaste del rotor: El mantenimiento del freno se reduce a una limpieza eventual del circuito de agua o al cambio de rodamientos.  Velocidad de respuesta muy elevada: Las variaciones de excitación en la bobina se traducen rápidamente en cambio de par frenante.  Facilidad de automatización: al ser la excitación del freno puramente eléctrica, es fácil su programación en ordenador.  Los frenos solo precisan conexión a la red de 220V, 50 Hz, toma de agua de refrigeración y desagüe. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 23 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Modelo seleccionado – Modelo NL260 de la marca MWD 3.5 Operación del freno Se enciende el motor y se espera que este tome la temperatura de funcionamiento con algo de carga y a un régimen no muy bajo de vueltas. Un régimen de 1/3 de la máxima potencia y una carga de 5% al 10% de los kilogramos que corresponden a la máxima potencia esperada. Si lo que se está haciendo es un asentamiento del motor, se colocara al régimen y carga deseada usando el acelerador y un potenciómetro (encargado de regular la excitación d, acelerando primero el motor hasta un régimen deseado y luego ajustando el freno (mediante la variación de la excitación de la bobina del estator); posteriormente el acelerador hasta el régimen deseado y luego el freno Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 24 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián para aumentar la carga y así hasta llegar a los kilogramos de carga y revoluciones deseadas. Si lo que se está haciendo es una prueba de potencia se comenzará acelerando el motor y accionando el freno, cuidando que al acelerar no se sobrepase en régimen del motor. Hasta que el acelerador este en el límite se seguirá accionando alternativamente el acelerador y el freno. Cuando el motor este totalmente acelerado, solo accionando el freno, llevaremos el motor al régimen en que queremos medir la potencia. 3.5.1 Configuración del freno Configuración típica de un dinamómetro de corrientes parásitas Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 25 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 4. Sistema de transmisión 4.1 Descripción La transmisión mecánica será la encargada de transmitir el par del motor al freno dinamométrico. La misma tendrá que absorber la posible desalineación entre el eje del motor y el eje del freno. 4.2 Parámetros de diseño 4.2.1 Datos de operación Los motores para ensayar en la sala deberán cumplir las siguientes características:  Motores de combustión interna (MCI) - Diesel y/o Gasolina  Potencia máxima de medición = 350 HP  Torque máximo Freno Dinamométrico (4000 RPM): 569 Nm 4.2.2 Seguridad Durante el ensayo hay partes rotando a gran velocidad, por lo que se debe de diseñar una protección que cubra a la transmisión. 4.3 Desarrollo 4.3.1 Alternativa 1 – Diseño Realizar un diseño integro de transmisión que se adapte a las diferentes configuraciones de los motores. Características: - El componente principal se trata de un eje telescópico, que permite su longitud. - La transmisión del torque es a través de un acople nervado - La posible desalineación entre motor y freno es absorbida mediante juntas cardánicas. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 26 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 4.3.2 Alternativa 2 – Selección componente comercial Seleccionar un sistema de transmisión comercial vehicular que verifique nuestros parámetros de diseño Ejemplo 1 - palier semieje de automóvil (juntas homocinéticas) Ejemplo 2 – eje cardánico industrial (juntas de crucetas) Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 27 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 4.4 Criterios de evaluación y selección En la actualidad, un sistema de transmisión comercial posee un gran desarrollo y estudio ingenieril. Considerando esto, y destacando las ventajas de trabajar con diseños comerciales, como ser:  Confiabilidad  Comercialización  Disminuye el volumen de piezas en almacén  Simplifica la gestión de compra  Facilita la comparación con diferentes ofertas  Costo en la producción Se opta por la selección de un semieje o pallier comercial (Alternativa 2- Selección componente comercial). 4.4.1 Componente comercial La transmision seleccionada en un semieje de Pick Up Volkswagen Amarok con transmisión 4x4, siendo que dicho motor dispone de uno de los torques más elevados dentro de nuestro rango de ensayo. El modelo seleccionado es comercial y utilizado para la camioneta Volkswagen Amarok (lado caja), comprende:  Semieje 4x4 Volkswagen Amarok  Masa De Rueda Delantera Volkswagen Amarok Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 28 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 4.4.2 Componente por diseñar Se diseña un cobertor que sirva como contención en caso de desprendimiento de alguna parte rotante. La protección permite abrirse y cerrarse para tener acceso a la trasmisión y asegurar el cierre con ayuda de 2 pernos Isometría protección transmisión 4.5 Documentos de consulta Para la verificación numérica antes descripto ver Anexo 3 – Memoria de cálculo – Transmisión mecánica. Por plano de estudio, ver plano nº E3-3-01 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 29 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 5. Sistema de ventilación 5.1 Descripción Dentro de la sala de ensayo se generan grandes cantidades de energía en un espacio relativamente pequeño. Para compensar esto, se debe asegurar una adecuada ventilación acorde a los aportes de calor del sistema. 5.2 Parámetros de diseño 5.2.1 Medio ambiente Durante el ensayo los gases liberados son los equivalentes a un auto tipo, entre ellos nos encontramos con los gases no contaminantes (CO2), como también los gases contaminantes (NOx, CO, HC). Como objetivo de conservar una atmósfera limpia y respirable, se tendrán que prevenir la acumulación de niveles de gases, por lo cual tendrán que ser evacuados de la sala a través de un ducto flexible retráctil, conectado de un extremo directo a la salida del catalizador (responsable de neutralizar los gases contaminantes), y el extremo opuesto al ducto de escape. 5.2.2 Seguridad La sala tiene que absorber el ruido producido por los motores para no molestar al exterior. Dentro del marco legal de la cuidad de Campana, la secretaria de medio ambiente, anexo V de la resolución N° 295/2003 del Ministerio de trabajo, Empleo y Seguridad Social establece un nivel de presión acústica de 100 decibeles por 15 minutos de un impulso continuo. 5.3 Desarrollo Los sistemas de ventilación para la sala de prueba no solo eliminan el calor, sino que también previenen la acumulación de niveles peligrosos de gases y vapores. Se brindan ideas y opciones de manera de satisfacer las necesidades establecidas en la especificación de diseño de proyecto (ver etapa 2 – EDP) y las mencionadas anteriormente. Para el siguiente diseño se tomó como guía el Libro “ENGINE TESTING” de A.J. Martyr (ISBN–13: 978-0-08-096949-7). Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 30 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián La disposición de las entradas y salidas de aire requiere una consideración cuidadosa. Hay muchos posibles diseños basados en combinaciones de conductos de dirección de alto nivel, bajo y superior. 5.3.1 Disposición entrada-salida de aire 5.3.1.1 Alternativa 1 Diseño donde el aire de admisión ingresa a la sala a bajo nivel, ya sea por ventilación forzada, o a través de un conducto atenuado que absorbe el aire ambiente del exterior. En ambos casos, el aire se arrastra sobre el motor y sale a alto nivel. Croquis alternativa 1 5.3.1.2 Alternativa 2 Diseño donde el aire de admisión ingresa a la sala al mismo nivel que el aire de escape mediante ventilación forzada, o a través de un conducto atenuado que absorbe el aire ambiente del exterior. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 31 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Croquis alternativa 2 5.3.1.3 Alternativa 3 Una campana de entrada sobre el motor, como se muestra en el croquis, provee aire fresco sobre el motor. Cuando hay un espacio sustancial en el piso, el aire de ventilación puede extenderse por debajo del nivel del piso y sobre el motor desde una cámara de ventilación de entrada superior. Está claro que la elección del diseño del sistema tiene una gran influencia en el diseño del equipo tanto en la sala como en el espacio de servicio de arriba. Croquis alternativa 3 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 32 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 5.3.2 Ductos de ventilación El acero en chapa galvanizada es el material utilizado, y los conductos están disponibles en una variedad de tamaños estándar en secciones rectangulares o circulares. Los conductos de sección rectangular tienen ciertas ventajas: se pueden instalar contra superficies planas y se evitan las costosas longitudes de transición. 5.3.3 Sistemas de admision y extraccion de aire 5.3.3.1 Alternativa 1 - Unidades de tratamiento de aire La recirculación del aire de la sala se realiza a través de un sistema de Unidad de tratamiento de aire de acondicionamiento de temperatura. Consta de un circuito cerrado en el cual se trata y refrigeran los gases de escape del motor y para luego devolverlos nuevamente en la sala, pueden ser eficientes desde el punto de vista energético. Unidad de tratamiento de aire comercial de la marca Airbox 5.3.3.2 Alternativa 2 - Air-move Estos dispositivos utilizan un suministro de aire comprimido para inducir y arrastrar el aire circundante en un chorro acelerado hasta unas 100 veces el volumen libre del suministro comprimido. Croquis alternativa 2 - Air move Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 33 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 5.3.3.3 Alternativa 3 – Ventiladores axiales En los ventiladores axiales el aire es impulsado por una hélice dotada de un número variable de álabes o palas que están ancladas en un núcleo o cubo que es el elemento que transmite la energía del eje a los álabes. Estos ventiladores tienen la ventaja de ser unidades independientes, de fácil montaje & mantenimiento. Los ventiladores axiales, a diferencia de los centrífugos, son apropiados cuando se requiere mover mucho caudal de aire con una relativamente baja presión. Ventilador axial de pared de la marca ChicagoBlower 5.4 Criterios de evaluación y selección 5.4.1 Disposición entrada-salida de aire Por cuestiones de costo y espacio, la disposición de entrada/salida de aire será según la alternativa 2, ya que, al estar ubicados en el techo, deja espacio libre dentro de la sala. 5.4.2 Ductos de ventilación Los conductos de ventilación serán de chapas de acero galvanizado. 5.4.3 Sistemas de admision y extraccion de aire Un circuito cerrado (Unidad de tratamiento de aire) como un compresor (Air- move) son utilizados cuando se dispone de instalaciones multicelulares (más de una sala de ensayo). Por cuestiones de costo y prestaciones, la sala utiliza ventiladores para controlar los cambios de aire (Alternativa 3). Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 34 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián La sala requerirá tanto un ventilador de tiro forzado para el suministro de aire como un ventilador de extracción para extraer el aire. Los dos ventiladores deben coincidir para mantener la presión de la sala lo más cerca posible de la atmosférica. Ya que el motor debe ser ensayado bajo las mismas condiciones de uso normal, y la presión del aire es un factor importante en el rendimiento. Para evitar el ingreso de partículas que puedan dañar las aspas de los ventiladores, se coloca una rejilla de ventilación. Rejilla metálica de metal desplegado comercial Para controlar el caudal de aire que ingresa y egresa, la sala debe ser equipada con dos variadores de frecuencia capaz de regular la velocidad de los ventiladores independientemente. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 35 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Isometría ingeniería básica ventilación (plano E3-4-01) 5.4.4 Seguridad - Gases de escape Los gases de escape de un MCI salen a través del múltiple de escape. Este puede estar del lado derecho o izquierdo del motor dependiendo del modelo y marca. Para asegurar la evacuación de los gases de combustión, estos son conducidos a través de un conducto directamente desde el motor hacia el ventilador de escape de aire. Por experiencia de los centros de testeo visitados mencionados en la etapa 1, el conducto debe contar con un tramo flexible y un tramo rígido. El tramo flexible será el nexo entre el motor y el tramo rígido, para una fácil adaptación a los diferentes motores testeados. El tramo rígido estará fijo a la pared para conducir los gases de escape al ventilador de salida de aire. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 36 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Tubo flexible para gases de escape de la marca Kapton Isometría conducción gases de escape 5.5 Documentos de consulta Por la verificación numérica de lo antes descripto ver Anexo 4 – Memoria de cálculo – Ventilación Por plano de estudio, ver plano nº E3-4-01 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 37 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 6. Sistema de izamiento de motor 6.1 Descripción El Izamiento es la operación que permite el levantamiento y suspensión de cargas, en este caso motores de combustión interna. Permite elevar y/o bajar el motor de manera segura para sujetarlo a la base soporte motor. 6.2 Parámetros de diseño El sistema de izamiento debe cumplir con las siguientes características:  Soportar el peso de un motor de combustión interna con un peso máximo de 300kg.  Posibilidad de regular altura.  Versatilidad del montaje.  Durante el izamiento, el plano de trabajo tendrá que estar a la altura del pecho del operador, evitando la inclinación del tronco y la elevación de los brazos por encima de los hombros. 6.3 Desarrollo 6.3.1 Alternativa 1: Pluma hidráulica Una pluma hidráulica es una estructura de acero móvil con 4 ruedas giratorias para desplazarse. Tiene la capacidad de elevar distintos tipos de carga, objetos pesados de forma fácil y segura. Cuenta un sistema plegable para regular altura. Pluma hidráulica comercial Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 38 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 6.3.2 Alternativa 2: Pórtico Sistema de elevación fijo diseñado de acuerdo a las dimensiones de la sala. El desplazamiento consta de un carro de empuje. La regulación de altura se ajusta mediante un aparejo manual de cadena. Isometría pórtico, ver plano nº E3-6-01 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 39 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 6.4 Criterio de elevación y selección Realizando un cuadro comparativo: Pluma hidráulica Pórtico Seguridad Media Alta Ergonomía Media Alta Costo Bajo Medio Mantenimiento Bajo Bajo Facilidad de uso Bajo Bajo Adaptación a las condiciones de ensayo No Si Al momento de seleccionar una alternativa no existen grandes diferencias, pero al evaluar el espacio disponible dentro de la sala de ensayo, el pórtico (Alternativa 2) resulta una opción compacta adecuada a las dimensiones disponibles, siendo que la pluma hidráulica no se adapta al espacio de la sala, generando una imposibilidad de uso. 6.5 Documentos de consulta Por la verificación numérica de lo antes descripto ver “Anexo 5 – Memoria de cálculo – Sistema izamiento motor”. Por plano de estudio, ver plano nº E3-5-01 Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 40 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 7. Distribución de combustible 7.1 Descripción El sistema de distribución de combustible se encarga de proveer el combustible al motor durante la totalidad del ensayo. 7.2 Parámetros de diseño 7.2.1 Datos de operación Proveer al motor combustible limpio ya que puede contener desperdicios sólidos; estos pueden obstruir y hasta averiar algunos de los componentes del sistema de combustible del motor. Además de esto, es necesario mantener el combustible a la presión requerida por el motor. 7.2.2 Seguridad y medio ambiente  Contar con una línea resistente a las condiciones de operación y a los combustibles usados debido a que los combustibles son solventes capaces de corroer y disolver ciertos materiales.  Contar con reservorios capaces de almacenar el combustible en condiciones seguras 7.3 Desarrollo 7.3.1 Depósito de combustible 7.3.1.1 Alternativa uno: El almacenaje será en un tanque comercial apto para almacenaje de combustible automotor. Tanque de gasolina de 6 galones de la marca Moeller Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 41 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 7.3.1.2 Alternativa dos: Se realiza un diseño a partir de un tanque metálico para almacenaje de combustible. Tanques metálicos de 55 galones comerciales 7.3.2 Líneas de combustibles 7.3.2.1 Alternativa uno: Utilizar manguera flexible mallada de acero en todo el trayecto del circuito Manguera flexible mallada de acero 7.3.2.2 Alternativa dos: Se utiliza una combinación entre tubos de acero inoxidable y manguera flexible resistente al fuego. Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 42 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Tubing comercial acero inoxidable 7.3.3 Presión de línea adecuada a las condiciones de operación 7.3.3.1 Alternativa uno: Se genera la presión necesaria por altura, por lo cual el almacenamiento de combustible debe estar ubicado a nivel superior que el motor. 7.3.3.2 Alternativa dos: El sistema genera la presión necesaria para la dosificación de combustible mediante una bomba de combustible. Bomba de combustible eléctrica comercial de la marca Bosch Fecha:21/06/2021 ETAPA 3 Banco de pruebas para MCI Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 04 P á g i n a 43 | 44 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 7.4 Criterio de evaluación y selección Considerando las alternativas disponibles mencionadas anteriormente, la configuración final resulta: 7.4.1 Depósito de combustible El almacenamiento del combustible será mediante un tanque plástico de 6 galones (alternativa 1) debido a que el consumo del motor no demanda tanta cantidad de combustible como para desarrollar la ingeniería partiendo de un tanque de metal de 55 galones. 7.4.2 Líneas de combustible Al ser el circuito de una longitud considerable se avanza con la alternativa 2 y utilizar manguera flexible solo cuando sea necesario dejando las mayores longitudes mediante tuberías rígidas de acero. 7.4.3 Presión de línea adecuada a las condiciones de operación Se avanza con la alternativa 2 ya que al utilizar una bomba nos asegura la presión y caudal de los distintos motores y la capacidad de poder regularlo. 7.5 Documentos de consulta Por plano de trazado de circuito, ver planos nº E3-6-01, E3-6-02, E3-6-03 y E3- 6-04 8. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN Tanto la ingeniería conceptual, básica y de detalle de este tema fueron presentados de manera independiente. Al ser este tema revisado, corregido y presentado como proyecto independiente de este informe, se agregará como anexo para su consulta – ver Anexo 6 – Memoria de cálculo – Sistema de refrigeración AutoCAD SHX Text MOTOR GASOLINA AutoCAD SHX Text RAMPA INYECCION AutoCAD SHX Text TANQUE COMBUSTIBLE SALIDA CONEXIÓN ROSCADA AutoCAD SHX Text CEBADOR MANUAL AutoCAD SHX Text CONEXIÓN ROSCADA MACHO PICO MANGUERA AutoCAD SHX Text MANGUERA AutoCAD SHX Text BOMBA AutoCAD SHX Text FILTRO DE MOTO AutoCAD SHX Text MANÓMETRO SOBRE TEE AutoCAD SHX Text CAUDALIMETRO SOBRE TEE AutoCAD SHX Text VALVULA DE SERVICIO AutoCAD SHX Text ENTRADA A RAMPA DE INYECCIÓN AutoCAD SHX Text REGULADOR PRESIÓN PROPIO DEL AUTO AutoCAD SHX Text DEPÓSITO DE SALIDA AutoCAD SHX Text CAÑERIA ACERO AutoCAD SHX Text PROYECTO FINAL AutoCAD SHX Text TÍTULO AutoCAD SHX Text FECHA: 23/06/2021 AutoCAD SHX Text BANCO DE PRUEBAS PARA MCI AutoCAD SHX Text DOSIFICACIÓN COMBUSTIBLE - INYECCIÓN GASOLINA AutoCAD SHX Text APROBÓ AutoCAD SHX Text A3 AutoCAD SHX Text E3-6-01 AutoCAD SHX Text REV AutoCAD SHX Text DESCRIPCIÓN AutoCAD SHX Text FACULTAD REGIONAL DELTA AutoCAD SHX Text UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL AutoCAD SHX Text B AutoCAD SHX Text EMISIÓN PARA ESTUDIO AutoCAD SHX Text EJEC AutoCAD SHX Text DNR AutoCAD SHX Text REVI. AutoCAD SHX Text FMA AutoCAD SHX Text APROBÓ AutoCAD SHX Text FMA AutoCAD SHX Text 1: 25 AutoCAD SHX Text Escalas: AutoCAD SHX Text MOTOR DIESEL AutoCAD SHX Text TANQUE COMBUSTIBLE SALIDA CONEXIÓN ROSCADA AutoCAD SHX Text CEBADOR MANUAL AutoCAD SHX Text CONEXIÓN ROSCADA MACHO PICO MANGUERA AutoCAD SHX Text MANGUERA AutoCAD SHX Text FILTRO DE MOTO AutoCAD SHX Text MANÓMETRO SOBRE TEE AutoCAD SHX Text CAUDALIMETRO SOBRE TEE AutoCAD SHX Text VALVULA DE SERVICIO AutoCAD SHX Text ENTRADA A BOMBA DE ALIMANTACIÓN AutoCAD SHX Text FILTRO PROPIO DEL AUTO AutoCAD SHX Text DEPÓSITO DE SALIDA AutoCAD SHX Text CAÑERIA ACERO AutoCAD SHX Text PROYECTO FINAL AutoCAD SHX Text TÍTULO AutoCAD SHX Text FECHA: 23/06/2021 AutoCAD SHX Text BANCO DE PRUEBAS PARA MCI AutoCAD SHX Text DOSIFICACIÓN COMBUSTIBLE - DIESEL C/BOMBA INYECCIÓN AutoCAD SHX Text APROBÓ AutoCAD SHX Text A3 AutoCAD SHX Text E3-6-03 AutoCAD SHX Text REV AutoCAD SHX Text DESCRIPCIÓN AutoCAD SHX Text FACULTAD REGIONAL DELTA AutoCAD SHX Text UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL AutoCAD SHX Text B AutoCAD SHX Text EMISIÓN PARA ESTUDIO AutoCAD SHX Text EJEC AutoCAD SHX Text DNR AutoCAD SHX Text REVI. AutoCAD SHX Text FMA AutoCAD SHX Text APROBÓ AutoCAD SHX Text FMA AutoCAD SHX Text 1: 25 AutoCAD SHX Text Escalas: AutoCAD SHX Text MOTOR DIESEL AutoCAD SHX Text COMMON RAIL AutoCAD SHX Text PRECALENTAMIENTO AutoCAD SHX Text TANQUE COMBUSTIBLE SALIDA CONEXIÓN ROSCADA AutoCAD SHX Text CEBADOR MANUAL AutoCAD SHX Text CONEXIÓN ROSCADA MACHO PICO MANGUERA AutoCAD SHX Text MANGUERA AutoCAD SHX Text FILTRO DE MOTO AutoCAD SHX Text MANÓMETRO SOBRE TEE AutoCAD SHX Text CAUDALIMETRO SOBRE TEE AutoCAD SHX Text VALVULA DE SERVICIO AutoCAD SHX Text ENTRADA A BOMBA DE ALIMANTACIÓN AutoCAD SHX Text BOMBA DE ALTA PRESIÓM AutoCAD SHX Text DEPÓSITO DE SALIDA AutoCAD SHX Text CAÑERIA ACERO AutoCAD SHX Text BOMBA DE PREALIMENTACIÓN AutoCAD SHX Text PROYECTO FINAL AutoCAD SHX Text TÍTULO AutoCAD SHX Text FECHA: 23/06/2021 AutoCAD SHX Text BANCO DE PRUEBAS PARA MCI AutoCAD SHX Text DOSIFICACIÓN COMBUSTIBLE - DIESEL COMMON RAIL AutoCAD SHX Text APROBÓ AutoCAD SHX Text A3 AutoCAD SHX Text E3-6-04 AutoCAD SHX Text REV AutoCAD SHX Text DESCRIPCIÓN AutoCAD SHX Text FACULTAD REGIONAL DELTA AutoCAD SHX Text UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL AutoCAD SHX Text B AutoCAD SHX Text EMISIÓN PARA ESTUDIO AutoCAD SHX Text EJEC AutoCAD SHX Text DNR AutoCAD SHX Text REVI. AutoCAD SHX Text FMA AutoCAD SHX Text APROBÓ AutoCAD SHX Text FMA AutoCAD SHX Text 1: 25 AutoCAD SHX Text Escalas: AutoCAD SHX Text MOTOR GASOLINA AutoCAD SHX Text TANQUE COMBUSTIBLE SALIDA CONEXIÓN ROSCADA AutoCAD SHX Text CEBADOR MANUAL AutoCAD SHX Text CONEXIÓN ROSCADA MACHO PICO MANGUERA AutoCAD SHX Text MANGUERA AutoCAD SHX Text FILTRO DE MOTO AutoCAD SHX Text MANÓMETRO SOBRE TEE AutoCAD SHX Text CAUDALIMETRO SOBRE TEE AutoCAD SHX Text VALVULA DE SERVICIO AutoCAD SHX Text ENTRADA A BOMBA AutoCAD SHX Text FILTRO Y CARBURADOR PROPIO DEL AUTO AutoCAD SHX Text CAÑERIA ACERO AutoCAD SHX Text PROYECTO FINAL AutoCAD SHX Text TÍTULO AutoCAD SHX Text FECHA: 23/06/2021 AutoCAD SHX Text BANCO DE PRUEBAS PARA MCI AutoCAD SHX Text DOSIFICACIÓN COMBUSTIBLE - GASOLINA CARBURACIÓN AutoCAD SHX Text APROBÓ AutoCAD SHX Text A3 AutoCAD SHX Text E3-6-02 AutoCAD SHX Text REV AutoCAD SHX Text DESCRIPCIÓN AutoCAD SHX Text FACULTAD REGIONAL DELTA AutoCAD SHX Text UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL AutoCAD SHX Text B AutoCAD SHX Text EMISIÓN PARA ESTUDIO AutoCAD SHX Text EJEC AutoCAD SHX Text DNR AutoCAD SHX Text REVI. AutoCAD SHX Text FMA AutoCAD SHX Text APROBÓ AutoCAD SHX Text FMA AutoCAD SHX Text 1: 25 AutoCAD SHX Text Escalas: Fecha:23/06/2021 Anexo 1 – Memoria de cálculo – Sala de ensayo Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 1 | 15 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián Anexo 1 – Memoria de cálculo – Sala de ensayo Contenido 1. Aislamiento acústico ............................................................................................................. 2 1.1 Isometria general .......................................................................................................... 3 1.2 Marco teórico ................................................................................................................ 4 1.3 Cálculos ......................................................................................................................... 5 1.3.1 Pared compuesta................................................................................................... 5 1.3.2 Ventanales ............................................................................................................. 7 1.3.3 Perdida de transmisión pared ............................................................................... 8 2. Estudio de carga de fuego ................................................................................................... 12 2.1 Objetivo de Estudio ..................................................................................................... 12 2.2 Carga de Fuego ............................................................................................................ 12 2.3 Potencial extintor y cantidad de extintores ................................................................ 14 2.4 Conclusión ................................................................................................................... 15 Fecha:23/06/2021 Anexo 1 – Memoria de cálculo – Sala de ensayo Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 2 | 15 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián 1. Aislamiento acústico La sala debe ser capaz de absorber el ruido producido por los motores. Dentro del marco legal de la cuidad de Campana (Ver Etapa 2), la secretaria de medio ambiente, Anexo V de la resolución N° 295/2003 del Ministerio de trabajo, Empleo y Seguridad Social establece los niveles de presión acústica tolerables para un operario. Siendo que la presión sonora máxima de un motor promedio es de 120 dB, y que el ensayo a realizar tiene una duración, con funcionamiento de motor, de 30 a 40 segundos por medición (normalmente se realizan entre 3 y 5 Fecha:23/06/2021 Anexo 1 – Memoria de cálculo – Sala de ensayo Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Delta REV: 03 P á g i n a 3 | 15 Integrantes: Carcache, Pablo Gentile, Pablo Ramírez, Damián mediciones por ensayo), tendremos un sonido continuo de motor durante aproximadamente 3 o 4 minutos, por lo cual no deberíamos de superar el rango de los 100dB en el exterior de la sala 1.1 Isometria general Los valores de aslamiento se determinan mediante ensayos, no obstante y en ausencia de poder ensayar un recinto de este tipo, puede