Determinación experimental de características cinemáticas de un mecanismo multieslabón para un motor de combustión interna con relación de compresión variable

Los avances tecnológicos han desempeñado un papel fundamental en la mejora de los motores de combustión interna. La implementación de tecnologías como turbo en motores más pequeños ha contribuido al aumento del rendimiento, mientras que los sistemas de inyección directa han logrado una mayor eficien...

Full description

Autores:
Ortiz Mejía, Juan José
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Tecnológica de Pereira
Repositorio:
Repositorio Institucional UTP
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.utp.edu.co:11059/15435
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11059/15435
https://repositorio.utp.edu.co/home
Palabra clave:
370 - Educación
Industrias - Innovaciones tecnológicas
Motores de combustión interna
Motores
Motores de combustión interna
Mecanismos multieslabón
Relación de comprensión variable
Análisis cinemático
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openAccess
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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description Los avances tecnológicos han desempeñado un papel fundamental en la mejora de los motores de combustión interna. La implementación de tecnologías como turbo en motores más pequeños ha contribuido al aumento del rendimiento, mientras que los sistemas de inyección directa han logrado una mayor eficiencia y la reducción de emisiones contaminantes. Además, las cajas de velocidades con mejores relaciones de transmisión y los motores de compresión variable han jugado un papel crucial en la optimización del consumo de combustible. Este trabajo se centra en la modificación de los motores para lograr una relación de compresión variable mediante un mecanismo multieslabón. Esta alternativa se presenta como un reemplazo viable para los motores de combustión interna convencionales, contribuyendo así a la investigación en este tipo de mecanismos. En particular, se aborda un mecanismo multieslabón implementado en un motor mono cilíndrico para transformarlo en un motor de relación de compresión variable. Se lleva a cabo la fabricación de las piezas necesarias y se realiza el ensamblaje del mecanismo. Posteriormente, se acondiciona la maqueta del mecanismo multieslabón para su funcionamiento y se instala la instrumentación necesaria para la medición de las variables pertinentes, con el objetivo de obtener las características cinemáticas del sistema. Los resultados obtenidos experimentalmente se comparan con los resultados teóricos para evaluar el comportamiento cinemático, teniendo en cuenta que los resultados experimentales pueden verse afectados por factores externos que podrían interferir con la señal, generando así una variación con respecto a los valores teóricos.
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spelling Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessHenao Castañeda, EdisonOrtiz Mejía, Juan José2024-11-12T15:56:01Z2024-11-12T15:56:01Z2023https://hdl.handle.net/11059/15435Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeLos avances tecnológicos han desempeñado un papel fundamental en la mejora de los motores de combustión interna. La implementación de tecnologías como turbo en motores más pequeños ha contribuido al aumento del rendimiento, mientras que los sistemas de inyección directa han logrado una mayor eficiencia y la reducción de emisiones contaminantes. Además, las cajas de velocidades con mejores relaciones de transmisión y los motores de compresión variable han jugado un papel crucial en la optimización del consumo de combustible. Este trabajo se centra en la modificación de los motores para lograr una relación de compresión variable mediante un mecanismo multieslabón. Esta alternativa se presenta como un reemplazo viable para los motores de combustión interna convencionales, contribuyendo así a la investigación en este tipo de mecanismos. En particular, se aborda un mecanismo multieslabón implementado en un motor mono cilíndrico para transformarlo en un motor de relación de compresión variable. Se lleva a cabo la fabricación de las piezas necesarias y se realiza el ensamblaje del mecanismo. Posteriormente, se acondiciona la maqueta del mecanismo multieslabón para su funcionamiento y se instala la instrumentación necesaria para la medición de las variables pertinentes, con el objetivo de obtener las características cinemáticas del sistema. Los resultados obtenidos experimentalmente se comparan con los resultados teóricos para evaluar el comportamiento cinemático, teniendo en cuenta que los resultados experimentales pueden verse afectados por factores externos que podrían interferir con la señal, generando así una variación con respecto a los valores teóricos.Índice de Figuras................................................................................................................. 8 Índice de Tablas ................................................................................................................ 10 Índice de Imágenes............................................................................................................ 11 Resumen............................................................................................................................ 12 1. Introducción ............................................................................................................ 13 2. Cinemática y Dinámica del Mecanismo Manivela – Deslizador............................ 15 2.1 Características Cinemáticas del Mecanismo Manivela – Deslizador Convencional 15 2.2 Mecanismo Manivela – Deslizador Multieslabón............................................... 19 3. Banco de Ensayos para un Mecanismo Multieslabón de RCV............................... 25 3.1 Transformación del Mecanismo Manivela – Deslizador Convencional al Mecanismo Multieslabón.......................................................................................................... 26 3.2 Planos de Eslabones y Ensamble de la Maqueta Multieslabón........................... 29 3.3 Instalación del Motor Eléctrico. .......................................................................... 37 3.4 Instalación del Mecanismo de Reconfiguración. ................................................ 39 3.5 Instrumentación de la Maqueta Multieslabón para la Obtención de sus Características Cinemáticas. ..................................................................................................... 42 3.5.1 Selección y Acople del Encóder Implementado para Medir Posición Angular del Cigüeñal. 43 3.5.2 Selección y Adaptación del Sensor Óptico para la Medición de la Posición Lineal del Deslizador. ........................................................................................................... 47 3.5.3 Acelerómetros ............................................................................................... 49 4. Pruebas y Resultados Preliminares. ........................................................................ 52 4.1 Adquisición de Datos.......................................................................................... 52 4.1.1 Señales de Adquisición ................................................................................. 53 4.2 Características Cinemáticas Teóricas del Mecanismo Multieslabón .................. 56 4.3 Características Cinemáticas de la Maqueta Multieslabón................................... 58 5. Conclusiones........................................................................................................... 64 6. Bibliografía ............................................................................................................. 65 Anexos .............................................................................................................................. 68PregradoIngeniero(a) Mecánico(a)74 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaPereira370 - EducaciónIndustrias - Innovaciones tecnológicasMotores de combustión internaMotoresMotores de combustión internaMecanismos multieslabónRelación de comprensión variableAnálisis cinemáticoDeterminación experimental de características cinemáticas de un mecanismo multieslabón para un motor de combustión interna con relación de compresión variableTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis[1] C. E. Wilson y J. P. Sadler, Kinematics and Dynamics of Machinery, Reino Unido: Pearson, 2014.[2] R. L. Norton, DISEÑO DE MAQUINARIA, Síntesis y análisis de máquinas y mecanismos, Mexico: McGraw-Hill, 2009.[3] C. R. F. a. A. T. Kirkpatrick, Internal Combustion Engines applied thermosciences, Colorado USA: Wiley, 2016.[4] K. Moteki, S. Aoyama, K. Ushijima, R. Hiyoshi, S. Takemura, H. Fujimoto y T. Arai, «A Study of a Variable Compression Ratio System with a Multi-Link Mechanism,» SAE Technical paper series, 2003.[5] J. Brevick, «Variable compression ratio piston». US Patente 5755192, 26 mayo 1998.[6] US Department of Energy Cooperative Agreement Instrument Number DE-FC26-05NT42484, «Envera variable compression ratio engine,» Envera, LLC, Mill Valley, California, 2011.[7] A. J. M. a. M. A. Plint, Engine Testing, Linacre House, Oxford: Butterworth Heinemann, 2007.[8] J. E. Shigley y J. J. Uicker, TEORÍA DE MÁQUINAS Y MECANISMOS, México: McGraw-Hill, 2001.[9] L. F. S. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónopen.accesshttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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