Proyecto de diseño de una barra de torsión para el tren delantero de un kart, en un chasis Birel ART RY30 S15

Abstract

[ES] El objetivo de este proyecto se basa en el diseño de una barra de torsión para mejorar el agarre del tren delantero y la estabilidad en frenada de un kart, según la condición de pista. Primeramente, se identifican los diseños, materiales habituales que tienen las barras delanteras y la normativa vigente a la que se ajusta su diseño. Asimismo, se analiza de manera teórica la dinámica del chasis, definiendo que esfuerzos aparecen sobre este en el momento que el kart ejecuta un giro a izquierdas, como ejemplo de una situación en la que la barra de torsión desarrolla su función. Esto permitirá realizar un estudio de las cargas a las que será sometida esta barra, con el fin de realizar un análisis de resistencia de materiales sobre los diferentes diseños y materiales que se propongan, evaluando cuál es el óptimo y que más se adapta a la dinámica del kart. Con la ayuda de una piloto profesional, se pondrá a prueba la barra de torsión en condiciones reales y se comprobará el funcionamiento de esta mediante sensores implementados en el chasis y el análisis de la adquisición de datos. Además, se analiza el grado de mejora, valorando si la creación del diseño de una nueva barra mejora el comportamiento del tren delantero en curvas largas y la estabilidad en frenada. El trabajo se completa con la realización de los planos necesarios y un estudio para definir el proceso de fabricación más adecuado. Por último, se presenta un presupuesto detallado en el que se indican los precios unitarios, dimensionamiento, fabricación y montaje, entre otros.

[EN] The aim of this project is based on the design of a torsion bar to improve the front end grip and braking stability of a kart, depending on the track conditions. Firstly, it identifies the designs, the usual materials that front bars have and the current regulations to which their design conforms. Likewise, the dynamics of the chassis is analysed theoretically, defining the forces that appear on it when the kart executes a left-hand turn, as an example of a situation in which the torsion bar performs its function. This will allow a study to be made of the loads to which this bar will be subjected, in order to carry out a material resistance analysis of the different designs and materials proposed, evaluating which is the best and most suitable for the kart's dynamics. With the help of a professional driver, the torsion bar will be tested in real conditions and its operation will be verified by means of sensors implemented in the chassis and the analysis of data acquisition. In addition, the degree of improvement will be analysed, assessing whether the creation of a new torsion bar design improves the behaviour of the front end in long corners and stability under braking. The work is completed with the production of the necessary drawings and a study to define the most suitable manufacturing process. Finally, a detailed budget is presented, indicating unit prices, dimensioning, manufacture and assembly, among others.

[CA] L'objectiu d'aquest projecte es basa en el disseny d'una barra de torsió per a millorar l'agarri del tren davanter i l'estabilitat en frenada d'un kart, segons la condició de pista. Primerament, s'identifiquen els dissenys, materials habituals que tenen les barres davanteres i la normativa vigent a la qual s'ajusta el seu disseny. Així mateix, s'analitza de manera teòrica la dinàmica del xassís, definint que esforços apareixen sobre aquest en el moment que el kart executa un gir a esquerres, com a exemple d'una situació en la qual la barra de torsió desenvolupa la seva funció. Això permetrà realitzar un estudi de les càrregues a les quals serà sotmesa aquesta barra, amb la finalitat de realitzar una anàlisi de resistència de materials sobre els diferents dissenys i materials que es proposin, avaluant quin és l'òptim i que més s'adapta a la dinàmica del kart. Amb l'ajuda d'una pilot professional, es posarà a prova la barra de torsió en condicions reals i es comprovarà el funcionament d'aquesta mitjançant sensors implementats en el xassís i l'anàlisi de l'adquisició de dades. A més, s'analitza el grau de millora, valorant si la creació del disseny d'una nova barra millora el comportament del tren davanter en corbes llargues i l'estabilitat en frenada. El treball es completa amb la realització dels plans necessaris i un estudi per a definir el procés de fabricació més adequat. Finalment, es presenta un pressupost detallat en el qual s'indiquen els preus unitaris, dimensionament, fabricació i muntatge, entre altres.