ENSAYO DE MOTORES EN BANCO DE PRUEBAS DE RODILLOS

1. DEPARTAMENTO DE MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS ENSAYO DE MOTORES EN BANCO DE PRUEBAS DE RODILLOS PRÁCTICA

2. Índice Introducción Banco de rodillos Banco de potencia Características de los bancos de potencia Banco de potencia de investigación automóviles Banco de potencia de investigación motocicletas Explicacón de resultados

3. 1.- Introducción Medida de prestaciones en MCIA: • Estacionario  Grado carga y régimen constante • Transitorio  Variación del GC y régimen Procedimiento de cálculo de prestaciones: • Estacionario  banco motor banco rodillos • Transitorio  banco motor (control electrónico) banco de rodillos pista de pruebas

4. 2.- Banco de Rodillos (I) Justificación técnica: • Perfeccionamiento global del vehículo • Prestaciones y durabilidad • Evaluación del ruido y vibraciones • Evaluación de emisiones gaseosas • Prestaciones en condiciones extremas Justificación legislativa: • Prestaciones y emisiones • Compatibilidad electromagnética (seguridad)

5. 2.- Banco de Rodillos (II) Aplicaciones: • Bancos de potencia (diagnóstico de prestaciones) • Cámaras anecoicas (ruido y compatibilidad elect.) • Cámaras climáticas • Instalaciones de medida de emisiones gaseosas • Sistemas de control de calidad • Sistemas de puesta a punto • Bancos de durabilidad

6. 3.- Banco de Potencia (I) La potencia es un parámetro que aporta mucha información sobre el funcionamiento global del motor. El banco de potencia de rodillos es un método de ensayo del motor con combustión. El ensayo en banco de rodillos permite obtener la potencia efectiva del motor a partir de la potencia en rueda y la potencia de pérdidas en la cadena cinemática del vehículo, con la siguiente expresión: Nmotor= Nmotriz rueda+Nperd. transmisión

7. 3.- Banco de Potencia (II)  ENSAYO INERCIAL: La potencia del vehículo se emplea en acelerar un rodillo de inercia conocida. M rodillo = Irodilloαrodillo ; (Mmotrodillo, Mperd. trans.) Nrueda= M rodillorodillo  ENSAYO ESTACIONARIO: La potencia generada por el vehículo se disipa en un freno dinamométrico. Se mide para cada velocidad el par generado en el freno mediante célula de carga o un torsímetro M rodillo = Mfreno Nrueda= M rodillorodillo

8. 4.- Características de los Banco de Potencia (II)

9. 4.- Características de los Banco de Potencia (III) • 4.1 Características de los rodillos: • Diámetro de los rodillos: de este parámetro depende principalmente la capacidad para transmitir potencia del vehículo al rodillo (superficie de contacto) y la INERCIA -  > 50 cm un rodillo por eje -  < 50 cm  dos rodillos por eje • Inercia: factor fundamental para controlar la aceleración del vehículo a ensayar • Ensayos 4x4: 2 bancadas (una por eje motriz)

10. 4.- Características de los Banco de Potencia (IV)  2 rodillos por eje 1 rodillo por eje 

11. 4.- Características de los Banco de Potencia (V) • 4.2 Características del freno: • Freno Inercial: Se aprovecha la inercia del rodillo para simular la resistencia en carretera • Freno Activo: Permite el control de la aceleración (α=0  ensayo estacionario) • Freno de fricción • Freno hidráulico • Freno eléctrico dinamofreno • Freno eléctrico de corrientes de Foucaul

12. 4.- Características de los Banco de Potencia (VI) 4.2 Características del freno: Freno eléctrico

13. 4.- Características de los Banco de Potencia (VII) 4.3 Medida del par de giro: Célula de carga Torquímetro

14. 4.- Características de los Banco de Potencia (VIII) • 4.4 Sensores: • Correción potencia según normas (CEE, SAE) - Presión atmosférica - Temperatura aire admisión • Sensores auxiliares - Temperaturas de motor - Presiones - Lambda - Análisis de gases - etc

15. 4.- Características de los Banco de Potencia (IX) • 4.5 Limitaciones mecánicas: • Velocidad máxima: Limitada por los rodamientos y el equilibrado del rodillo • Potencia máxima: Limitada por el contacto del neumático con el rodillo ( rodillos), la inercia del rodillo y el freno utilizado • 4.6 Dispositivos satélite: • Impulsión de aire de refrigeración • Renovación de aire • Extracción de gases de escape • Sujección del vehículo

16. 4.- Características de los Banco de Potencia (X) • 4.6 Software de control y análisis

17. 5.- Procedimiento de ensayo (I) 1.- Aceleración del vehículo a plena carga con una relación de cambio larga para el calculo de la potencia en rueda. 2.- Deceleración del vehículo en punto muerto para el cálculo de las pérdidas mecánicas de caja de cambio, diferencial, transmisiones, etc. 3.- Par motor = Par en rueda + Par de pérdidas

18. 6.- Banco de Potencia del CAT para Investigación en Automóviles (I) • 5.1 Características • Dos rodillos de 1200 mm de diámetro. • Bancada móvil para batallas distintas en vehículos 4x4. • Torquímetro. • Caja multiplicadora de engranajes. • Freno eléctrico refrigerado por agua de 440 kW. • Sistema de adquisición de datos y control. • Pantalla táctil para control desde el lugar de ensayo. Velocidad máxima de ensayo: 270 km/h. Máxima potencia de freno: 440 kW (600 CV)

19. 6.- Banco de Potencia del CAT para Investigación en Automóviles (II)

20. 6.- Banco de Potencia del CAT para Investigación en Automóviles (III) Fundamento de medida Par en rueda = Par inercial + Par absorbido por el banco Par inercial = Inercia del banco * aceleración Par absorbido por banco = Torquímetro + Par resistente rodillo POTENCIA = PAR * VELOCIDAD ANGULAR

21. 6.- Banco de Potencia del CAT para Investigación en Motocicletas (I) • 5.1 Características • Un rodillo de 400 mm de diámetro. • Medida de par mediante célula de carga. • Medida de velocidad mediante captador magnético. • Sistema de adquisición de datos y control. • Sistema Air-box para simulación de presión dinámica. La velocidad máxima de ensayo es de 350 km/h. Permite medir potencias de hasta 145 kW (200 CV).

22. 6.- Banco de Potencia del CAT para Investigación en Motocicletas (II)

23. 6.- Banco de Potencia del CAT para Investigación en Motocicletas (III)

24. 6.- Banco de Potencia del CAT para Investigación en Motocicletas (IV) Fundamento de medida Par en rueda = Par inercial generado + Par absorbido por el banco Par inercial generado = Inercia del banco * aceleración Par absorbido por el banco = Célula de carga POTENCIA EN RUEDA = PAR EN RUEDA * VELOCIDAD

25. 7.- Explicación de resultados

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