Diseño y método experimental para validación de sistemas de refrigeración motor sobre vehículo prototipo

Abstract

Los motores de combustión interna tienen rendimientos energéticos bajos (unos 35% siendo ya un valor respetable), la energía perdida disipándose en forma de calor. Los materiales constituyentes del motor, y en particular los de la cámara de combustión no pueden aguantar temperaturas tan elevadas como las que se registran en su interior. En consecuencia, existe la necesidad de “refrigerar el motor”. La refrigeración del motor en un vehiculo automóvil no solo se tiene que entender como el conjunto de sistemas que regulan la temperatura del propio motor, sino que también incluye una parte denominada “componentes” cuyo enfoque es de asegurar temperaturas aceptables para los elementos que rodean el motor, en cualquier sitio que estén situados. En este trabajo, se presenta un método de diseño del sistema de refrigeración. Este método consta de una parte de diseño paramétrico, cuyo fin es la definición de un conjunto radiador/ventilador adecuado, y de una parte de validación experimental del dicho. Basándose en ecuaciones básicas de transferencias de calor (la principal siendo Q m C T p = ´ ´ D ), en especificaciones técnicas dadas por proveedores de los componentes del sistema y procesos iterativos se definen unos “cooling packages” susceptibles de cumplir con las condiciones de uso del vehiculo. En la parte de validación experimental se presenta la instrumentación empleada para obtener las variables de validación del sistema. Esos sensores son: · Sensores de presión (transductores) · Sondas de temperatura (termopares tipo K principalmente) · Sensores de revoluciones ( ópticos en concreto) Tres estudios experimentales de validación de sistemas de refrigeración y componentes darán un repaso a los principales tipos de ensayos que se llevan a cabo y la forma de analizarlos. Cada uno desarrollara uno de los procedimientos experimentales a continuación: · Pruebas en banco de rodillos · Pruebas en pistas · Pruebas en túnel climático (CWT, Climatic Wind Tunnel) Unas instalaciones y equipos de ensayos adecuados (Túnel de viento, carro dynamometrico y pistas) representan un eslabón fundamental para lograr los datos de validación. Finalmente, cabe destacar que el proceso entero se inscribe dentro del ámbito industrial y por lo tanto siempre se partirá de la base de que se tienen que reducir los costes.