Diseño de un extensor de pistón para motor óptico de encendido por compresión para aplicaciones pesadas

Abstract

[ES] El objetivo de este proyecto es el diseño de una pieza conocida como “Extensor del pistón” para la futura fabricación de un nuevo motor transparente por parte del Departamento de Máquinas y Motores Térmicos. Dicha máquina es un tipo de motor de combustión interna alternativo que permite visualizar los fenómenos que ocurren en el interior de la cámara de combustión del cilindro. Esta pieza es un elemento esencial para garantizar al mismo tiempo el funcionamiento del motor y la posibilidad de observar lo que pasa en su interior. Además, el motor está destinado para aplicaciones de “Alta carga” (camiones, grandes grupos electrógenos, maquinaria pesada, etc.), cuatro veces más grande que cualquier otro que se haya fabricado antes en el Departamento. El TFG aborda tareas como la definición de las condiciones de operación y los esfuerzos a los que se va a someter la pieza, así como la selección de materiales adecuados para la aplicación. Estudiar alternativas de diseño de la pieza en función de los materiales seleccionados, asistido con análisis de esfuerzos mediante herramientas de diseño CAD y simulación por elementos finitos. Selección del proceso de fabricación y finalmente realización de presupuesto de fabricación de cada una de las alternativas de las piezas diseñadas. En cuanto a las competencias específicas de grado se refiere, se van a aplicar conocimientos de termodinámica aplicada, ingeniería gráfica, ingeniería de materiales, así como elasticidad y resistencia de materiales al comportamiento de sólidos reales y principios de la resistencia de materiales. Por otra parte, en cuanto a la aplicación de competencias generales podemos destacar, sobre todo, capacidad de resolución de problemas con iniciativa, toma de decisiones, análisis y resolución de problemas, diseño y proyecto.

[EN] The aim of this project is the design of a part known as the "Piston Extender" for the future manufacture of a new transparent engine by the Department of Machines and Thermal Engines. This machine is a type of alternative internal combustion engine that makes it possible to visualise the phenomena occurring inside the combustion chamber of the cylinder. This part is an essential element to ensure both the operation of the engine and the possibility of observing what is going on inside it. In addition, the engine is intended for "High Load" applications (trucks, large generators, heavy machinery, etc.), four times larger than any other engine ever produced in the Department. The TFG addresses tasks such as the definition of the operating conditions and stresses to which the part will be subjected, as well as the selection of suitable materials for the application. Studying design alternatives for the part depending on the materials selected, assisted by stress analysis using CAD design tools and finite element simulation. Selection of the manufacturing process and, finally, preparation of the manufacturing budget for each of the alternatives for the parts designed. As far as the specific competences of the degree are concerned, knowledge of applied thermodynamics, graphic engineering, materials engineering, as well as elasticity and resistance of materials will be applied to the behaviour of real solids and the principles of the resistance of materials. On the other hand, as far as the application of general competences is concerned, we can highlight, above all, the ability to solve problems with initiative, decision-making, analysis and problem-solving, design and project.