Estudio y diseño de la transmisión, dirección y sistema de frenado del CAT01 (monoplaza de Fórmula student) PDF Download
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Author: Santiago Claramunt Estecha
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En este proyecto se desarrolla el estudio de los sistemas de dirección, transmisión y frenos de un coche. De hecho éste es en realidad una parte de un proyecto de mayor envergadura que consiste en el diseño y fabricación de un monoplaza, llamado CAT01, para participar por segundo año consecutivo en la Formula Student en las instalaciones del circuito Inglés de Silverstone y por primera vez en la Formula Student Germany en el circuito Alemán de Hockenheim representando a la ETSEIB. Este documento cuenta de un primer apartado que explica las diferentes pruebas de la competición y las partes del reglamento que hacen referencia a los sistemas estudiados. Los siguientes apartados desarrollan el estudio del sistema de frenos, transmisión y dirección del vehículo. El sistema de frenos está formado por cuatro discos y cuatro pinzas. Para el dimensionado de éste sistema y sus componentes se ha estudiado el comportamiento dinámico del vehículo con la finalidad de conseguir una frenada óptima. La transmisión del monoplaza está formada por la caja de cambios y embrague originales incluidos dentro del bloque motor del propulsor utilizado. La transmisión entre la salida del motor y el diferencial se ha materializado mediante una cadena, la relación de transmisión de ésta ha sido estudiada para obtener buenos resultados. Por otro lado, el montaje del diferencial se ha hecho basculante para poder ajustar la tensión de la cadena. Se han utilizado palieres y homocinéticas comerciales. La dirección ha sido estudiada cinemáticamente para obtener un comportamiento del CAT01 deseable, se ha intentado que no hubiera variación de la convergencia con el recorrido de la suspensión en las ruedas delanteras ni en las posteriores. Al mismo tiempo que se han querido controlar otros parámetros relacionados con la dirección de un vehículo. Por último también se ha desarrollado el diseño mecánico de algunos de sus componentes. Este proyecto también engloba tareas como buscar proveedores y patrocinadores, fabricación y montaje de los diferentes sistemas del vehículo. Estas tareas muy posiblemente han significado más dedicación de tiempo que las que son puramente académicas y han completado la formación del estudiante.
Author: Santiago Claramunt Estecha
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En este proyecto se desarrolla el estudio de los sistemas de dirección, transmisión y frenos de un coche. De hecho éste es en realidad una parte de un proyecto de mayor envergadura que consiste en el diseño y fabricación de un monoplaza, llamado CAT01, para participar por segundo año consecutivo en la Formula Student en las instalaciones del circuito Inglés de Silverstone y por primera vez en la Formula Student Germany en el circuito Alemán de Hockenheim representando a la ETSEIB. Este documento cuenta de un primer apartado que explica las diferentes pruebas de la competición y las partes del reglamento que hacen referencia a los sistemas estudiados. Los siguientes apartados desarrollan el estudio del sistema de frenos, transmisión y dirección del vehículo. El sistema de frenos está formado por cuatro discos y cuatro pinzas. Para el dimensionado de éste sistema y sus componentes se ha estudiado el comportamiento dinámico del vehículo con la finalidad de conseguir una frenada óptima. La transmisión del monoplaza está formada por la caja de cambios y embrague originales incluidos dentro del bloque motor del propulsor utilizado. La transmisión entre la salida del motor y el diferencial se ha materializado mediante una cadena, la relación de transmisión de ésta ha sido estudiada para obtener buenos resultados. Por otro lado, el montaje del diferencial se ha hecho basculante para poder ajustar la tensión de la cadena. Se han utilizado palieres y homocinéticas comerciales. La dirección ha sido estudiada cinemáticamente para obtener un comportamiento del CAT01 deseable, se ha intentado que no hubiera variación de la convergencia con el recorrido de la suspensión en las ruedas delanteras ni en las posteriores. Al mismo tiempo que se han querido controlar otros parámetros relacionados con la dirección de un vehículo. Por último también se ha desarrollado el diseño mecánico de algunos de sus componentes. Este proyecto también engloba tareas como buscar proveedores y patrocinadores, fabricación y montaje de los diferentes sistemas del vehículo. Estas tareas muy posiblemente han significado más dedicación de tiempo que las que son puramente académicas y han completado la formación del estudiante.
Author: Lluís Pérez Palou de Comasema
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Este trabajo tratará el estudio teórico de un sistema de transmisión mecánica para un monoplaza totalmente eléctrico diseñado exclusivamente dentro del marco de la competición Formula Student. Primeramente se contextualizará la finalidad última del sistema de transmisión analizando los requisitos que plantea la competición a la que el diseño va destinado. En este estudio se analizará el comportamiento del coche dentro de las pruebas dinámicas que evalúa la competición con diferentes relaciones de transmisión, de esta manera se obtendrá la mayor configuración para transmitir la potencia del motor a las ruedas. Una vez establecida la relación de transmisión se explicaran los diferentes modelos de transmisión más utilizados en la Formula Student i se evaluará su validez en el caso particular tratado en este trabajo. Además, se expondrán los diseños alternativas que se han planteado en años anteriores por el equipo objeto de estudio. De esta manera se decidirá el modelo final y se expondrá el diseño definitivo del sistema acoplado al chasis, justificado con simulaciones y planos de fabricación.
Author: Ander Urkizu Barrutiabengoa
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Pages : 33
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Author: Javier Vargas Quintana
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El principal objetivo de este Trabajo de Fin de Grado es desarrollar un modelo, mediante el software de simulación comercial IPG CarMaker, del prototipo eléctrico de competición CAT12e y la posterior utilización de dicho modelo para realizar diferentes tipos de simulaciones. Estas simulaciones tendrán la finalidad de analizar las prestaciones del vehículo en condiciones de competición. El monoplaza CAT12e fue diseñado, construido y puesto a punto por los miembros del equipo ETSEIB Motorsport, este proyecto está respaldado por la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona y se engloba dentro de la competición de diseño e ingeniería Formula Student. La Formula Student tiene como objetivo que un grupo de estudiantes universitarios diseñen y construyan un monoplaza de competición para poder participar en las diferentes competiciones que tienen lugar alrededor de todo el mundo. La competición está formada tanto por pruebas estáticas, como por pruebas dinámicas. En las pruebas estáticas se analiza ante unos jueces, expertos en la materia, el diseño y los costes del prototipo mientras que en las pruebas dinámicas se evalúan las prestaciones del monoplaza en pista. Esta temporada el equipo ETSEIB Motorsport ha asistido a la competición de Formula Student Spain, la cual se celebra en el Circuit de BarcelonaCatalunya en Montmeló. En primer lugar, se realizará una introducción al software utilizado: CarMaker, dicho capítulo estará orientado a futuros miembros de ETSEIB Motorsport o a cualquier persona que esté interesada en aprender a utilizar CarMaker, por lo que se realizará en tono de manual, explicando de la forma más resumida posible como se utiliza el programa a nivel de usuario. Seguidamente, se presenta la metodología seguida para modelizar los diferentes sistemas que conforman un monoplaza de competición de la Formula Student en CarMaker, como pueden ser: suspensión, dirección, aerodinámica, sistema de frenos, tren de potencia, neumáticos, etc. Posteriormente, se explica la integración de CarMaker en el entorno de Matlab/Simulink, dando especial relevancia a los conceptos e instrucciones básicas de funcionamiento, así como también funcionalidades muy interesantes para el usuario como pueden ser las simulaciones automáticas o el postproceso de los datos de una simulación. A continuación, se ejemplifican diferentes simulaciones llevadas a cabo como es el caso del sistema de Torque Vectoring del monoplaza, la evaluación de la aerodinámica en las diferentes pruebas dinámicas, un análisis del DRS utilizado en el paquete aerodinámico y el Pág. 4 Memoria análisis de diferentes configuraciones de Ackermann para el sistema de dirección. Para finalizar el trabajo, se incluye un estudio económico y un estudio medioambiental del proyecto, así como también las conclusiones del trabajo y unos breves agradecimientos.
Author: Alejandro Correa Pineda
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Este proyecto recoge la información generada del estudio y diseño del sistema eléctrico y electrónico del segundo monoplaza de Formula Student del equipo Dynamics UPC Manresa. Pretende reflejar de una manera organizada, todo el trabajo realizado durante los primeros 7 meses en los que no solo me he dedicado a desarrollar la instalación eléctrica, los dispositivos electrónicos o el sistema de cambio. De hecho, y con carácter aproximado, la parte técnica del proyecto representa un 40% del tiempo invertido, estando el resto enfocado en la búsqueda de patrocinadores, entrevistas, numerosos desplazamientos y lo más importante gestionando a más de 30 personas como Team Leader de la presente temporada. Intento reflejar este relevante hecho ahora, puesto que la mayor parte de la memoria dedica sus páginas al desarrollo técnico. Conforme avanza el documento, se puede ver como el entramado de elementos que conforman toda la parte eléctrica y electrónica van relacionándose, haciéndose una descripción detallada y realizándose un estudio de funcionamiento y de conexiones. Se ha dividido en 3 partes el proyecto para poder entrar más en énfasis en cada tema. La parte más práctica se podrá encontrar en los anexos con la programación y el esquema de todo el cableado del coche. En este proyecto se hace la planificación, estudio y diseño teórico, así como su estudio económico de la mayoría de los componentes eléctricos y electrónicos del monoplaza. Cabe decir que la mayor restricción ha sido el tiempo disponible, ya que se tiene que seguir el ritmo con el que se diseña el coche en su totalidad. Por lo que se depende muchas veces de trabajos de otras personas para poder completar según qué áreas del proyecto.
Author: Ivan Sarmiento Vicente
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[CASTELLÀ] Este proyecto surge de la necesidad de un nuevo diseño para la dinámica del nuevo monoplaza del equipo formula student de la escuela. Esta consiste en el sistema de suspensión del coche, empezando por los brazos de suspensión y llegando a las ruedas que están en contacto directo con el asfalto, pasando por los amortiguadores, rockers, manguetas, etc. Debido a la situación del equipo dónde todos los integrantes éramos nuevos, el diseño de la dinámica requería un exhaustivo estudio de todos los sistemas de suspensión y su comportamiento, además de su fabricación y optimización de los componentes. Con el objetivo de encontrar la mejor relación peso-propiedades mecánicas, y teniendo en cuenta algo tan importante como el precio. Para empezar, se estudiará un diseño geométrico inicial, definido por los diferentes parámetros a tener en cuenta. Estos van ligados con las propiedades de los neumáticos que previamente se habrán estudiado. Seguidamente mediante iteraciones se comprobará la geometría realizada con un software específico que analiza las diferentes circunstancias reales que puede sufrir el monoplaza, como el paso por curva, rebote, o el recorrido de la dirección. Comprobando que los diferentes parámetros de la suspensión como la caída o camber, están dentro de los rangos definidos. Una vez validado el diseño geométrico de la suspensión, nos encontramos con un seguido de puntos que habrá que unir con los diferentes componentes como los brazos de suspensión, las Push-bar, etc. Estos serán diseñadas y dimensionadas teniendo en cuenta las solicitaciones reales que sufrirá el monoplaza. Para ello se utilizará un software CAE con el cual diseñaremos y simularemos todos los componentes.
Author: ALONSO PEREZ, JOSE MANUEL
Publisher: Ediciones Paraninfo, S.A.
ISBN: 8428395292
Category : Reference
Languages : es
Pages : 256
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El presente libro aborda los contenidos del módulo profesional de Sistemas de Transmisión y Frenado, del Ciclo Formativo de grado medio correspondiente al título de Técnico en Electromecánica de Vehículos Automóviles, de la familia de Transporte y Mantenimiento de Vehículos, establecido por el Real Decreto 453/2010, de 16 de abril. Para esta nueva edición se ha llevado a cabo una actualización de todos los contenidos al incluir los más recientes sistemas y tecnologías aplicados a los automóviles, además de numerosas ilustraciones que facilitan la comprensión de los conceptos. Asimismo, como en ediciones anteriores, se describen minuciosamente los sistemas de transmisión y frenado y se explica en detalle la evolución hacia el control electrónico de los diversos mecanismos, como las cajas de cambio automáticas, los sistemas de freno con ABS, los dispositivos de control de tracción y de estabilidad, etc., a través del análisis de la estructura y el funcionamiento de los mismos y de los procesos de verificación y control. Gracias a ello se llega con facilidad a la detección de las posibles averías y se determinan las causas que las producen, lo que permite realizar con fiabilidad las pertinentes reparaciones. Todas estas características hacen del libro una perfecta herramienta de enseñanza y aprendizaje para el módulo de Sistemas de Transmisión y Frenado.
Author: Alex Barrachina Salas
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Este proyecto recoge todo el trabajo realizado durante la temporada 2012-2013 dentro del equipo ETSEIB Motorsport en el contexto del diseño del CAT06e. Pretende ser un documento donde engloba todo el proceso de diseño y fabricación de una llanta de fibra de carbono para un monoplaza de la Formula Student de manera que sea de la máxima utilidad para los equipos de los años siguientes. Este proyecto pone énfasis en el diseño y factibilidad de los modelos y moldes necesarios para la fabricación de la llanta, permitiendo que la fabricación del conjunto modelos, moldes y pieza sean los más económico y sencillo posibles. Por otra parte este proyecto no pretende hacer un estudio exhaustivo de las fuerzas que actúan sobre el monoplaza ya que varios compañeros dentro del equipo ya han realizado sus proyectos profundizando en la dinámica del vehículo. El proyecto en sí se centra en el estudio de los materiales compuestos y sus distintos procesos de fabricación. Se hace un estudio de elementos finitos con el programa Abaqus para dimensionar el número de capas necesario para soportar las solicitaciones mecánicas necesarias. Se detalla paso por paso el proceso de fabricación de los moldes por el método de infusión de resina. Una técnica de laminación de fibras que no se había utilizado hasta el momento dentro del equipo del ETSEIB Motorsport y se pretende que sea una guía para que los próximos componentes del equipo puedan utilizar. Por otra parte también se detalla el proceso de fabricación de la llanta final por la laminación en fibras de carbono pre-impregnadas. Técnica más utilizada para la laminación de piezas con altas solicitaciones mecánicas. La aportación de este proyecto al equipo ETSEIB Motorsport de la universidad ha resultado ser la fabricación de unos moldes y un prototipo de llanta de fibra de carbono que servirán de base como vía de estudio en la mejora de la dinámica del monoplaza CAT07e.
Author: Eulàlia Martínez Vidal
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Este proyecto documenta el proceso de diseño a nivel de componentes de una centralita principal para un coche de Formula Student. Se enmarca dentro de la actividad de la sección de electrónica del equipo ESTEIB Motorsport y pretende ser implementada en el vehículo de cara a próximas temporadas. Se trata de una alternativa al módulo comercial que se utiliza actualmente. En este momento el equipo tiene madurez y conocimiento suficiente como para plantearse un diseño propio, adaptado a sus necesidades. La principal función es centralizar todo el flujo de información de la red de sensores del vehículo y tomar decisiones en base a ello que modifiquen su estado. Además debe controlar los sistemas de seguridad establecidos por el reglamento de la competición para garantizar que el coche es seguro en todo momento. El aspecto más destacable de la centralita es que se trata del único elemento que puede interactuar directamente con el inversor, y en consecuencia con el motor. El presente documento, se centra en el estudio del hardware de la electrónica descrita. El motivo por el cual se separado la parte de programación es debido al ritmo impuesto por la propia competición. Cada año se exige la construcción de un nuevo monoplaza y ello suele favorecer la toma de decisiones precipitadas que no siempre resultan acertadas. Por eso se ha decidido apostar por un diseño en dos fases, si bien es un poco más lento en cuanto a implantación. Todos los elementos de los diversos subsistemas serán analizados y las señales debidamente acondicionadas. Se simularán las condiciones normales de funcionamiento así como posibles fallos para verificar que la respuesta es la esperada. La elección de los componentes se hará teniendo en cuenta el entorno de funcionamiento. Finalmente, destacar que el dimensionamiento de los recursos dejará cierto margen para futuros cambios. Algunas modificaciones previstas responden a mejoras del diseño actual mientras que otras resultarían de la ampliación de la red de sensores. Nótese que la redacción de ha sido realizada en inglés puesto que se trata de documentación que puede presentada a la organización de Formula Student. Se trata de un certamen internacional cuya lengua vehicular es el inglés.
Author: María Alejandra Pulgarín Arias
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Resumen: En el presente proyecto se diseña el chasis de un vehículo Supermileage, y se desarrollan los estudios de los sistemas de dirección, frenado y transmisión de potencia, al igual que la selección de los demás componentes, para poder construir y ensamblar el prototipo, teniendo como base el reglamento de la Fórmula SAE Supermileage. Inicialmente se exponen las consideraciones generales que exige la organización para este tipo de vehículos, dando a conocer los objetivos y los requerimientos técnicos de la competencia. Una vez comprendida la normatividad, se procede a realizar un diseño preliminar de los sistemas del prototipo, obtenido de la investigación de las alternativas propuestas por los grupos que ya han participado en la Fórmula SAE Supermileage. A continuación, se presenta el estudio de la respuesta dinámica del vehículo, es decir, las fuerzas que interactúan en él, la ecuación de movimiento, los cálculos de frenado y el comportamiento en una curva. Asimismo, se establecen los criterios generales para el diseño, en el cual se analizan los demás sistemas. Para validar el chasis final, se procede a la simulación del mismo, con la ayuda de un programa computacional, estudiando su resistencia estructural y analizando algunos casos de carga, con el fin de crear una estructura que garantice la seguridad del piloto. Finalmente, una vez validado el diseño, se describe la construcción y el montaje de todo el conjunto del prototipo y posteriormente, se realizan las pruebas de campo para verificar estabilidad, maniobrabilidad, dirección y frenos y poder obtener las conclusiones y recomendaciones del proyecto.
