Proyecto de un montaje experimental de suspensión delantera y dirección de un automóvil para la industria automotriz

Abstract

[ES] La ingeniería automotriz ha sido testigo de continuas mejoras en el desarrollo de sistemas de suspensión y dirección, constituyéndose en un área de innovación fundamental en seguridad, comodidad y manejo del vehículo. Este proyecto propone desarrollar un montaje experimental de suspensión delantera y dirección de un automóvil dirigido a mejorar su enseñanza en la industria automotriz.

El prototipo se concibe como una herramienta práctica, que facilita la comprensión del funcionamiento del sistema de suspensión delantera y dirección de un vehículo automóvil, así como la influencia de cada posible configuración en el comportamiento dinámico del mismo. De este modo, se pretende ofrecer a instituciones educativas, centros de formación especializados, laboratorios de investigación o empresas del sector con planes de formación integrados, una herramienta pedagógica que contribuya al desarrollo y capacitación de los profesionales actuales y futuros de la industria automotriz.

Tras analizar los elementos que componen el sistema y los parámetros de configuración más importantes, se formaliza una propuesta del montaje experimental definiendo los criterios de diseño y limitaciones. Posteriormente, se elabora un gemelo digital que pretende replicar el comportamiento del montaje real. Este permite predecir el resultado que se obtiene con el montaje físico, mejorando así la eficiencia operativa del modelo. Con dicho gemelo digital, se quiere mostrar los casos de mayor interés para el estudio, explicando de forma cualitativa el motivo de su relevancia en relación al comportamiento dinámico del automóvil. Una vez realizado el gemelo digital, la correlación entre los valores obtenidos en este y los resultados de simulación en ADAMS CAR permite dar validez al mismo.

El resultado del proyecto es, por un lado, la elaboración de un plan de fabricación detallado para poder producir más adelante la primera versión física del montaje experimental, y por otro lado, la obtención de un gemelo digital manipulable que permite comparar entre sí las ventajas y desventajas de cualquier posición que pueda adoptar el sistema de suspensión delantera y dirección de un automóvil.

[CA] L’enginyeria automotriu ha sigut testimoni de contínues millores en el desenvolupament de sistemes de suspensió i direcció, constituint-se en una àrea d’innovació fonamental en seguretat, comoditat i maneig del vehicle. Aquest projecte proposa desenvolupar un muntatge experimental de suspensió davantera i direcció d’un automòbil dirigit a millorar el seu ensenyament en la indústria automotriu. El prototip es concep com una eina pràctica, que facilita la comprensió del funcionament del sistema de suspensió davantera i direcció d’un vehicle automòbil, així com la influència de cada possible configuració en el comportament dinàmic d’aquest. D’aquesta manera, es pretén oferir a institucions educatives, centres de formació especialitzats, laboratoris d’investigació o empreses del sector amb plans de formació integrats, una eina pedagògica que contribuïsca al desenvolupament i capacitació dels professionals actuals i futurs de la indústria automotriu. Després d’analitzar els elements que componen el sistema i els paràmetres de configuració més importants, es formalitza una proposta del muntatge experimental definint els criteris de disseny i limitacions. Posteriorment, s’elabora un bessó digital que pretén replicar el comportament del muntatge real. Aquest permet predir el resultat que s’obté amb el muntatge físic, millorant així l’eficiència operativa del model. Amb aquest bessó digital, es vol mostrar els casos de major interés per a l’estudi, explicant de manera qualitativa el motiu de la seua rellevància en relació al comportament dinàmic de l’automòbil. Una vegada realitzat el bessó digital, la correlació entre els valors obtinguts en aquest i els resultats de simulació en ADAMS CAR permet donar validesa a aquest. El resultat del projecte és, d’una banda, l’elaboració d’un pla de fabricació detallat per a poder produir més endavant la primera versió física del muntatge experimental, i d’altra banda, l’obtenció d’un bessó digital manipulable que permet comparar entre si els avantatges i desavantatges de qualsevol posició que puga adoptar el sistema de suspensió davantera i direcció d’un automòbil.

[EN] Automotive engineering has witnessed continuous improvements in the development of suspension and steering systems, constituting a fundamental area of innovation in vehicle safety, comfort and handling. This project proposes to develop an experimental front suspension and steering assembly for an automobile aimed at improving its teaching in the automotive industry. The prototype is conceived as a practical tool, which facilitates the understanding of the operation of the front suspension and steering system of a motor vehicle, as well as the influence of each possible configuration on the dynamic behaviour of the vehicle. In this way, the aim is to offer educational institutions, specialised training centres, research laboratories or companies in the sector with integrated training plans, a pedagogical tool that contributes to the development and training of current and future professionals in the automotive industry. After analysing the elements that make up the system and the most important configuration parameters, a proposal for the experimental setup is formalised, defining the design criteria and limitations. Subsequently, a digital twin is created that aims to replicate the behaviour of the real assembly. This allows predicting the result obtained with the physical assembly, thus improving the operational efficiency of the model. With this digital twin, the aim is to show the cases of greatest interest for the study, explaining qualitatively the reason for their relevance in relation to the dynamic behaviour of the car. Once the digital twin has been carried out, the correlation between the values obtained in this and the simulation results in ADAMS CAR allows it to be validated. The result of the project is, on the one hand, the elaboration of a detailed manufacturing plan to be able to produce later the first physical version of the experimental assembly, and on the other hand, the obtaining of a manipulable digital twin that allows the advantages and disadvantages of any position that the front suspension and steering system of a car can adopt to be compared with each other.