Montaje mecánico e instrumentación de una sala de ensayos para motores de combustión interna alternativos industriales tipo "Truck"

Abstract

[ES] Este trabajo tiene como objetivo principal el acondicionamiento de una sala para la realización de pruebas experimentales, en un entorno completamente controlado, a motores térmicos alternativos industriales. Su aplicación es en transporte por carretera y comúnmente son conocidos como MCIA de tipo Truck. A este entorno controlado se le conoce en el argot como sala de ensayos.

En estas salas es posible controlar las diferentes variables que afectan al comportamiento y funcionamiento del motor de combustión. Estos parámetros afectan tanto al funcionamiento del MCIA en sí como al entorno que lo rodea, como podrían ser la presión y temperatura atmosféricas.

Para poder asegurar un entorno controlado es necesario proveer a la sala de ensayos de los sistemas periféricos necesarios para poder mantener las condiciones idóneas. Cuando el motor es extraído de su entorno habitual de trabajo, se debe recrear mediante sistemas auxiliares periféricos al MCIA, sin olvidar que el principal objetivo es poder realizar repetitivamente ensayos y pruebas en condiciones acotadas.

Una sala de ensayos no sería posible sin una exhaustiva medida continua de los parámetros de funcionamiento tanto del MCIA como de los sistemas auxiliares. Para ello se instalan sensores en puntos estratégicos. Por ejemplo, para poder medir las condiciones ambientales (presión y temperatura), condiciones de entrada y salida de fluido refrigerante, lubricante o combustible. Y también es muy importante la medida de presiones y temperaturas internas del motor o emisiones de gases contaminantes.

Para la correcta adaptación del MCIA se han realizado numerosos procesos, en los cuales el alumno ha participado activamente. Entre ellos el diseño de piezas de ensamblaje entre el motor y las instalaciones periféricas, que a través de los planos se han realizado en el taller de mecanizado. Además la alineación del eje motor al eje del freno eléctrico, elemento que permite el control del régimen de giro y la carga del motor. Como se ha comentado anteriormente, también se ha procedido a la instalación de todos los sensores necesarios, en algunos casos mediante piezas diseñadas a propósito. Por último, la adecuación de los sistemas electrónicos correspondientes, y la posterior calibración de los elementos de medida de la sala de ensayos.

[EN] The main objective of this final dissertation is the conditioning of a room for experimental tests, in a completely controlled environment with industrial reciprocating internal combustion engines. Their application is in road transport and they are commonly known as RICE Truck type. This controlled environment is known as a test cell.

In these rooms it is possible to control the different variables that affect the behaviour and functioning of the combustion engine. These parameters affect both the operation of the RICE itself and the surrounding environment, such as atmospheric pressure and temperature.

In order to ensure a controlled environment, it is necessary to provide the test cell with the necessary peripheral systems to maintain the ideal conditions. When the engine is taken out of its natural assembly, it must be recreated by means of auxiliary systems peripheral to the RICE, without forgetting that the main objective is to be able to carry out repetitive tests in limited conditions.

A test cell would not be possible without an exhaustive and continuous measurement of all the operating parameters of both the RICE and the peripheral auxiliary systems. For this purpose, sensors are installed at strategic points. For example to be able to measure the environmental conditions (pressure and temperature), intake and output conditions of coolant, lube or fuel. It is also very important to measure the internal pressures and temperatures of the engine or emissions of pollutant gases.

For the correct operation of the RICE, numerous processes have been carried out, in which the student has actively participated. Among them, the design of assembly parts between the engine and the peripheral installations, which through the drawings have been carried out in the machining workshop. In addition, the alignment of the engine shaft to the axis of the electric brake, an element that allows us the control of the rotation speed and load of the RICE. As mentioned above, all the necessary sensors have also been installed, in some cases using purpose-designed parts. And finally, the adaptation of all the electronic systems and the subsequent calibration of the measuring elements in the test cell.