diseño, construcción e implementación de un banco de ensayos
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1. daenlazamianto d a K To LY MY Loe JiaZzdl I 1667 UGS U L GOIICICGC m Previo a la pr ctica Conductos de refrigeraci n Corte de fibra celulosa para hacer tapones Tapones de hermetizar Corte del acr lico Previo a la pr ctica Tapa cortada Esquina redondeada gro salida de agua hacia el radiador Molde en cart n Previo a la pr ctica Roscado con machuelo tica ac Previo a la pr Procedimiento de la Pr ctica Video CONCLUSIONES lt gt Una vez dise ado y construido el sistema en el que se logro la hermetizaci n del elemento a analizar en este caso una culata o cabezote se selecciono los medios y materiales id neos para este prop sito gt Construido los elementos que hermetizara cabezote se construy el armaz n o cuerpo que maniobrara el elemento hermetizador con el fin de conseguir disponibilidad para ejecutar la pr ctica y as detectar las fisuras el cabezote gt Las pruebas de hermetizaci n y comprobaci n de fallas en los cabezotes probaron la utilidad del equipo PS RECOMENDACIONES C Como recomendaci n principal en el hecho del dise o es tener sumo cuidado en las dimensiones y necesidades de los mecanismos que se vayan a dise ar ya que en la construcci n se presentan fallas y reparaciones que deterioran la calidad de acabado del trabajo Con el anterior cab2. hermetizar al cabezote dise amos y construimos al armaz n o cuerpo que maniobrara al elemento hermetizador con el fin de conseguir disponibilidad para ejecutar la pr ctica y as detectar las fisuras en el cabezote gt Construido el banco procedemos a darle apariencia est tica con el pulido de las partes soldadas masillado de las partes irregulares el tondeado del banco en general y por ultimo el pintado completo mismo dandole as un buen acabado est tico Introducci n a Culatas Descripci n Es el elemento del motor que acopla al bloque de cilindros con interposici n de una junta que realiza una uni n herm tica entre ambos impidiendo la TUR de los gases de la compresi n o del l quido refrigerante que circula desde el bloque a la culata Construcci n En el estudio de proyecto de una culata para un motor de combusti n Interna moderno existen 3 objetivos principales que el dise ador trata de alcanzar Buen rendimiento Poca contaminaci n Bajo costo de construcci n Materiales Las culatas se construyen tanto de fundici n como de aleaci n de aluminio Una de las aleaciones de mas alta calidad es la aleaci n de aluminio A35616 de primera calidad que es mejor en cuanto al manejo del calor que genera el motor Adem s de ser de una aleaci n especial de aluminio todas las tapas se fabrican con un m todo de fundici n centrifuga proceso que implica verter la aleaci n fundida en un m
3. um 4 MT gt po _ al lt Vf os VE yo Y I o _ 2 5 I 7 4 2 Ro Rozamientos y resistencias 15 tiles 30 Porcentajes de p rdidas de calor en el motor rr Q j V 4 Cn 1 1 b i Y iy L A Fallas por efecto termico Solamente una pequena parte de la energ a calor fica del combustible quemado en un motor se transforma en energ a mec nica que puede disponerse para propulsar el vehiculo Como podemos darnos cuenta esta puede ser una de las razones de una fisura ya que gran parte del poder calorifico se concentra en el material principiandose donde se origina la explosi n que es en la camara combusti n uno de estos elementos sometidos a altas temperaturas es la culata Fallas por elementos del sistema de refrigeraci n EL RADIADOR Esta materializado por un dep sito superior e inferior conectado por delgados tubos en los que circula el agua provistos exteriormente de aletas por las que se hace pasar aire a clerta velocidad SI falla este elemento por filtraci n de refrigerante ya sea por la tapa de presi n de seguridad o por los disipadores de calor puede existir recalentamiento que afectar a directamente todos los elementos que necesitan refrigeraci n en el motor en este caso el cabezote VENTILADOR que el radiador sea capaz de en riar el agua inc
4. PROYECTO DE GRADO DISE O CONSTRUCCI N E IMPLEMENTACI N DE UN BANCO DE ENSAYOS VERIFICADOR DE FISURAS DE CULATAS DE MOTORES DE COMBUSTI N INTERNA MEDIANTE PRUEBA HIDROSTATICA Y NEUM TICA Integrantes Andr s Mu oz V Hugo Revelo Director Ing Fabi n Salazar Codirector Ing Oswaldo J come NDICE DE EXPOSICI N gt JUSTIFICACI N gt OBJETIVOS gt INTRODUCCION A CULATAS DESCRIPCI N CONSTRUCCI N MATERIALES gt FALLAS DE FISURAS POR EFECTO F SICO POR EFECTO T RMICO Fallas por elementos del sistema de refrigeraci n e CONCLUSIONES DE FALLAS EFECTO T RMICO gt DISENO DEL BANCO BANDEJA e TANQUE COLUMNAS Y ESTRUCTURA BRAZOS DE SUJECI N DE LA BANDEJA TORNILLO DE TRANSPORTACI N DE DESMULTIPLICACI N DE VELOCIDAD p TN 6 Ji EN JUSTIFICACI N Por el medio en el que nos desenvolvemos y la dificil accesibilidad a equipo escaso o costos ha motivado a nuestra habilidad creatividad e Ingenio para el dise o y construcci n del banco para as poder cubrir una necesidad t cnica en la detecci n de fallas en las culatas analizadas por t cnicos automotrices OBJETIVOS gt Dise ar y construir un sistema en el que se logre la hermetizaci n del elemento a analizar en este caso una culata O cabezote por medio del seleccionamiento de materiales para lograr este fin gt Una vez construido el elemento en que se va a
5. e recomendar el Software INVENTOR que hemos utilizado para dise ar el banco corrigiendo virtualmente errores dimensionales y est ticos con el fin de cometer el menor numero de errores en la construcci n del banco Cualquier duda sobre del funcionamiento del banco did ctico recomienda consultar a su instructor o el manual del usuario para resolver problemas a GRACIAS
6. e se crea un recalentamiento en el motor que si no se detiene a tiempo puede llegar a colapsar y producirse la fundici n del motor Si nos ponemos a analizar en esta ultima Esta puede ser la m s probable opci n para que se produzca una fisura Como sabemos cuando un metal cambia de temperatura bruscamente choque t rmico o se lo somete a una elevada temperatura limite termico se altera la estructura at mica del material produciendo una falla E Bandeja Columnas y Estructura Brazos de sujeci n de la bandeja Tornillo de transportaci n gt Caja de desmultiplicaci n de velocidad Caracter sticas tecnicas Volumen o espacio a ocupar por el banco 1 0m de largo x 0 6m ancho x 1 7m de alto Peso total del banco sin agua 187 libras Capacidad del tanque 170 litros Dimensiones del tanque 1 0m de largo x 0 4m de ancho x 0 5m de alto Caracter sticas del compresor Modelo BM 24 Volts Hz 110 V 60 Hz Power 2 Hp a Max Presion 8 bar Velocidad 3450 rpm Tank 24L N W 25Kg Motor el ctrico CAT No vv3538 SPEC 34A63 872 VOLTS 208 230 460 TRIFASICO POWER 1 HP RPM 1725 SER W3 96 AMP 2 1 2 1 FRAME 56 C HZ 60HZ PH 3 CLASS B SER F 1 25 DES B CODE L NEMA NOM EFF 74 P F 63 RATING 40 C AMB CONT SFA2 5 2 4 1 2 Caja de desmultiplicaci n de velocidad 30 rev De entrada a 1 rev De salida Desplazamiento del tornillo Ja
7. luso Cuando el autom vil este detenido y no exista circulaci n de aire bajo el capo es necesaria la incorporaci n de un ventilador En caso de falla de este elemento perjudica directamente al radiador y posteriormente genera las fallas senaladas anteriormente LA BOMBA DE AGUA Para hacer circular el agua el motor esta provisto de una bomba de agua generalmente centrifuga movida por el cigue al mediante una correa y por lo tanto la capacidad de refrigeraci n del sistema es variable y depende de la velocidad de giro del motor SI existe falla de este elemento decrece la presi n de circulaci n de refrigerante en el sistema de refrigeraci n provocando recalentamiento y origen a una fisura en el motor C EL TERMOSTATO El funcionamiento adecuado del motor se establece cuando la temperatura del agua de refrigeraci n es cercana a los 85 C una temperatura menor eS inadecuada porque disminuye el rendimiento del combustible y reduce la vida til del motor En caso de dus se presente falla en este elemento existe la posibilidad de que se aver e el mecanismo t rmico regulado por mercurio y le deje cerrado al sistema provocando de esa forma recalentamiento CONCLUSIONES DE FALLAS POR EFECTO TERMICO Si la refrigeraci n es excesiva se pierde el poder calor fico del motor dando como consecuencia un bajo rendimiento El vehiculo se hace lento Caso contrario si la refrigeraci n es insuficient
8. olde giratorio esto contribuye para lograr una distribuci n pareja del material y elimina pr cticamente la porosidad PE Fallas de fisuras Fallas por efecto f sico 60 0 30 0 40 0 30 0 20 0 10 0 0 0 10 0 07 P Expansi n 90 0 100 0 P Admisi n P V TEE P Compresi n 150 0 200 0 250 0 300 0 V Diagrama Presi n Volumen x lt wy 400 0 al MN Fallas por efecto fisico Como podemos observar la presi n m s alta del ciclo es cuando se acaba la combusti n y comienza la expansi n Por consiguiente en este punto es cuando se presenta la fuerza mas alta a la que se encuentra sometido el motor y una de las posibles causas de fisuras en la culata por esfuerzo y fatiga en el material Este diagrama nos ayuda a tener una idea te rica de los esfuerzos a los que se encuentran constantemente afectando a los elementos del motor Entre estos el cabezote en la camara de combusti n que es una de las causas por la cual se puede producir una fisura al esforzar el mecanismo en sobre revoluci n efecto por cual lleva la generaci n de calor que estudiaremos a continuaci n Fallas por efecto fisico Fallas por efecto termico Poder calor fico 4 del combustible 100 P RDIDAS gt o A p A AM ay Xx en RS y 4 A NEG dA
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