Diseño mecánico de un banco de pruebas para motores monocilíndricos de combustión interna de hasta 10 HP con transmisión modulable

Abstract

El diseño de un banco de pruebas para motores de hasta 10 HP tiene como propósito brindar una herramienta de medición para que la comunidad académica pueda examinar el consumo de combustible y potencia en el freno de un motor a combustión. A través de la metodología de diseño, VDI 2221, se realiza un estudio del estado del arte, luego se desarrolla una lista de exigencias que deben cumplir con los objetivos del diseño, se elaboran conceptos de solución que serán sometidos a una evaluación técnica como económica conceptual, donde se escogerá la solución óptima. Luego, en el diseño mecánico, se realizar un análisis estático y la respuesta armónica en el software ANSYS con el fin de contemplar las cargas y vibraciones provenientes del motor, obteniendo para las transmisiones y estructura 2 y 15, respectivamente como valores de factor de seguridad que garantizan la seguridad del diseño. Adicionalmente, se realiza una guía elaborada en base a normativa SAE J1349 sumado a un diseño experimental sobre la medición de los parámetros de funcionamiento de un motor a combustión como son: potencia, torque, consumo de combustible y revoluciones por minuto. Finalmente, la elaboración de los planos de ensamble para su futura fabricación.

The design of a test bench for engines up to 10 HP is intended to provide a measurement tool for the academic community to examine the fuel consumption and brake power of a combustion engine. Through the design methodology, VDI 2221, a study of the state of the art is carried out, then a list of requirements is developed that must meet the design objectives, solution concepts are developed that will be subjected to a technical and economic evaluation conceptual, where the optimal solution will be chosen. Then, in the mechanical design, a static analysis and the harmonic response will be carried out in the ANSYS software in order to contemplate the loads and vibrations coming from the motor, obtaining 2 and 15 for the transmissions and structure, respectively as safety factor values. that guarantee the safety of the design. Additionally, a guide prepared based on the SAE J1349 standard is made together with an experimental design on the measurement of the operating parameters of a combustion engine such as: power, torque, fuel consumption and revolutions per minute. Finally, the preparation of the assembly plans for its future manufacture.