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Abstract:
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El proyecto pretende definir las especificaciones básicas y el diseño mecánico de un banco de ensayo de sincros. Se define como sincro al principal elemento que actúa durante los cambios de marcha en las cajas de cambios manuales de automóvil, igualando las velocidades de engranaje y eje para posibilitar el engrane de marcha. El banco, pese a recibir el nombre de uno de sus componentes, debe ensayar la caja como un sistema completo. El diseño se enfoca a cubrir la necesidad de sustituir un banco de ensayos ya obsoleto de una empresa de automoción poseedora de un centro técnico en Barcelona. Dicha empresa emplea a nivel global una serie de normas de ensayo internas para cajas de cambio, desarrolladas en base a su experiencia y sujetas a una continua evolución.
Tras estudiar las normas de ensayo, se determina que el banco debe actuar sobre la caja mediante el eje secundario (el cual transmite el par de la caja al árbol de transmisión), el eje primario (el cual transmite el par del motor a la caja) y la palanca de cambios.
En el caso de la actuación sobre el secundario, se requiere de una elevada inercia en el accionamiento para simular un caso real. Sin embargo, también son necesarios continuos cambios de velocidad angular. Como optimización del mecanismo se ha diseñado un sistema de inercia variable. Éste ha condicionado buena parte del accionamiento, obligando a montar los discos de inercia en voladizo y exigiendo especial atención en los cálculos.
Para la actuación sobre el primario ha sido necesario reducir al máximo la aportación de inercia sobre el disco de embrague de la caja de cambios. Se ha conseguido gracias al empleo de materiales ligeros y de reducido tamaño y al desacoplamiento, mediante un embrague electromagnético, del motor eléctrico cuando no es requerido.
En la actuación sobre la palanca se ha introducido un sistema de actuadores lineales movidos por servomotores. Para esta aplicación se han optimizado los componentes empleados, adaptando los actuadores al movimiento de la palanca. Mediante herramientas de simulación se ha acabado de ajustar y verificar el funcionamiento y robustez del sistema.
Como conclusión, se ha diseñado un banco que consigue, a diferencia del banco actual, la plena adecuación a los nuevos requisitos de ensayo. Se permite ciclar sobre el secundario a velocidades variables, una nueva actuación sobre el primario permite realizar correctamente el ensayo de neutra a 1ª y se consigue un mejor comportamiento de la actuación sobre la palanca. Todo ello con un coste fácil de amortizar para un centro técnico de automoción. |
