Diseño de un banco autónomo de ensayo de motores

Abstract

El objetivo de este proyecto consistía en lograr una instalación para ensayo de motores ( Diesel o Gasolina ) de hasta 220 CV. También debíamos cumplir unas especificaciones en cuanto al par en baja ( 600-1000 r.p.m.) que debía ser capaz de ensayar. Su principal inconveniente, y también su razón de ser, era lograr su autonomía. Es decir, el único suministro que íbamos a permitir era el del combustible para el motor que ensayásemos y el del camión en el que fuese montado. Deberíamos ser capaces de ensayar tanto en Sierra Nevada como en Almería, sin necesidad de ningún suministro exterior. Asi, en lugar de simular en nuestro ensayo las condiciones de un lugar presurizando la cabina y controlando su humedad, temperatura..., lo que buscábamos era llevar nuestro motor a dicho lugar. El principal inconveniente estaba en la capacidad de intercambio de calor, y en ello se ha centrado nuestro proyecto. No podíamos realizar un intercambio agua-agua como es normal en este tipo de instalaciones, sino que debíamos recurrir a un intercambio agua-aire. Además no bastaba con satisfacer este intercambio sin más. Para empezar necesitamos dos circuitos de refrigeración totalmente independientes pues las condiciones de refrigeración del motor y las del freno de Eddy son totalmente diferentes. Además no se trata de una instalación para ensayar motores de 220 CV, sino hasta 220 CV. Ello nos llevó a plantearnos toda una serie de problemas para conseguir poder ensayar motores pequeños en condiciones óptimas. Aquí debimos lograr un diseño del circuito de refrigeración ( sobre todo del del motor) que no sólo lograse evacuar la cantidad de calor necesaria en el caso más desfavorable, sino que en los casos intermedios, sobre todo al producirse cambios en las condiciones del ensayo, fuese capaz de adaptarse de forma fiable. Decimos fiable pues ese es el verdadero condicionante. Si diseñásemos una instalación que se limitase a abrir y cerrar ramas en función de sus necesidades, estaría realizando acciones de control de forma permanente, quizás sin llegar nunca a un verdadero régimen permanente. Todos los componentes de una regulación así sufrirían un desgaste prematuro. Debíamos por tanto conseguir que las acciones de control fuesen lo más “ suaves “ posibles, y que se realizasen con la menor frecuencia posible. Esta última condición es posible gracias a que el objetivo es realizar ensayos en régimen permanente, no de transitorios. Por lo demás el resto de la instalación no se diferencia en mucho de cualquier instalación similar que podemos encontrar en la industria. Tenemos puntos de medida de temperatura, presión, consumo combustible, opacidad de humos, potencia del motor.... En todo el proyecto se ha adoptado dos criterio : facilitar al máximo posibles modificaciones de la instalación para poder realizar otros ensayos y disminuir al máximo el número de elementos diferentes empleados para facilitar su mantenimiento. Al respecto se hacen numerosos comentarios a lo largo de la memoria. Creemos que hemos logrado nuestro objetivo. En particular el diseño de la refrigeración del freno ha satisfecho nuestras aspiraciones. Hemos logrado una instalación que sería capaz de regularse en las más diversas condiciones, y sin presentar problemas ante cambios bruscos de las condiciones de trabajo. Esperamos que los problemas puestos de manifiesto al intentar otros diseños sean útiles para aquellos que alguna vez deban enfrentarse a un diseño en condiciones similares al nuestro.