El presente trabajo consiste en el diseño mecánico de un dinamómetro vehicular portátil que permita a los equipos de competencias rally desarrollar ensayos a sus automóviles de tracción simple. Los ensayos que este diseño puede realizar son el ensayo en estado estacionario y el ensayo a carga constante, de manera que los equipos de rally puedan realizarlos en cualquier lugar donde vayan y con una inversión razonable por el equipo. Las variables a medir en dichos ensayos son la velocidad angular y el torque en el eje de las ruedas con el objetivo de obtener curvas de torque y potencia para diferentes cambios de la caja de velocidad. Además, el dinamómetro diseñado es del tipo de dinamómetros que se acoplan directamente al cubo de las ruedas o bocamasas. No obstante, dinamómetros portátiles de conexión directa a las bocamasas ya son fabricados en Suecia y Nueva Zelanda. Cuentan con alta tecnología que involucra campos como mecánica, hidráulica, electrónica, control automático y programación. Por ejemplo, incluyen realimentación para controlar la carga impresa al automóvil según diferentes parámetros como velocidad, simulación de arrastre del viento, fricción de rodadura, etc. En contraste, en esta tesis se ha diseñado un dinamómetro que involucra conceptos de mecánica, desarrollados por el autor, y parte electrónica y de software que han sido seleccionados de un proveedor extranjero. No se aplica control automático. El diseño sirve para ensayar la velocidad angular, torque y potencia en los diferentes cambios de la caja del automóvil, pero con carga constante o velocidad constante, es decir, no abarca la simulación de las condiciones de carretera mencionadas en el párrafo anterior. El costo total para desarrollar este proyecto se ha estimado en alrededor de USD 50000. En esta estimación de costos se consideraron los conceptos por diseño, fabricación, compras de materiales y componentes seleccionados, y honorarios de profesionales y técnicos. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo plantear una metodología de análisis exergético que permita identificar los principales factores que producen las mayores pérdidas de energía en el proceso de combustión interna en motores de encendido por chispa. Una vez identificadas las principales pérdidas se sugieren estrategias específicas para mitigarlas en cierto grado, incentivando así a difundir las ventajas y aplicaciones que tiene el análisis Exergético para equipos térmicos. La estructura de la metodología propuesta está basada en metodologías internacionales de evaluación de motores tales como la norma SAE J1349 MAR2008 y SAE J1995, cuya aplicación permite realizar el análisis exergético de modo cuantitativo y con mayor simplicidad de cálculo en comparación con el análisis energético. Por lo tanto se presenta como una herramienta de cálculo más accesible hacia las personas, que con tan solo tener una base teórica general serán capaces de aplicarlo identificando los tipos, magnitudes y localizaciones de las irreversibilidades que se presentan durante el proceso de combustión cualitativamente. Para lograr el objetivo de esta tesis se inicia con la descripción de las características termodinámicas y mecánicas de los motores de combustión interna de encendido por chispa, luego se continuará con los conceptos teóricos necesarios para desarrollar el análisis energético y exergético. Además se propone la metodología de análisis según los ensayos realizados a un motor Nissan GA15DS de combustión interna encendido por chispa. Por último se valida dicha metodología mediante la comparación del análisis de los resultados obtenidos de los ensayos con trabajos similares anteriores a la presente tesis. También se presentan diagramas de Grassmann y Sankey que permiten observar el comportamiento de los flujos de exergía y energía identificando lugar y magnitud de las pérdidas. Adicionalmente se realiza la comparación de los resultados obtenidos del análisis energético con el exergético con fines didácticos para que el interesado pueda observar la ventaja y desventaja que posee cada tipo de análisis termodinámico. Finalmente, de los resultados obtenidos en los ensayos realizados, se llega a concluir que las principales irreversibilidades donde se disipa el mayor porcentaje de la exergía se dan en los gases de combustión, la transferencia de calor por radiación y por el sistema de refrigeración con un porcentaje de 10.3%,15% y 37.9% respectivamente. / Tesis

Los silenciadores son componentes utilizados para reducir las emisiones sonoras emitidas por los automóviles. Para lograrlo se reduce la efectividad del motor debido al efecto denominado contrapresión. Esto ocurre puesto que para reducir la intensidad de las emisiones sonoras se reduce la velocidad de circulación de los gases de escape provocando que se interrumpa la libre circulación del flujo y se tenga que destinar parte de la potencia del motor en expulsar correctamente gases de combustión. Por esta razón se ha diseñado un sistema que permite modificar los modos de operación del silenciador (denominado en inglés Muffler). Con este sistema mecatrónico se brinda la posibilidad de mantener la reducción de las emisiones sonoras para lugares urbanos respetando las normas legales que permiten un límite máximo de 88 dB para vehículos livianos; pero también se ofrece la posibilidad de modificar el sistema para que la salida de los gases de escape sea libre. Con la expulsión libre del flujo de gases se logra aumentar la eficiencia del motor del automóvil y a la vez disminuir el consumo de gasolina cuando el usuario se encuentre en carreteras o pistas de carreras. También se brindan otros tipos de configuraciones que permiten combinar ambas características buscando un equilibrio entre el sonido y la eficiencia. El sistema es controlado mediante una aplicación instalada en un dispositivo móvil inteligente (Smartphone). Esta aplicación permite realizar la conexión con el silenciador mediante la tecnología inalámbrica Bluetooth. Mediante la aplicación se puede seleccionar uno de los cuatro estados en los que se puede configurar al silenciador. Además se muestra en la pantalla del Smartphone la animación de la configuración interna del sistema, la cual corresponde al estado de funcionamiento que selecciona el usuario. Finalmente el sistema está diseñado para que su instalación sea sencilla, para que sea alimentado desde la batería y para que sea compatible con todo tipo de automóvil. / Tesis

La descripción detallada de los procesos principales que se llevan a cabo en el taller de conversiones, tales como la recepción de vehículos, la evaluación de pre conversión, la conversión misma, la prueba de ruta y calibración, los planes de mantenimiento, reparaciones y seguridad, la facturación y la entrega de los vehículos terminados, disminuye el espacio a cometer errores por falta de conocimiento. El objetivo de lo mencionado anteriormente es dejar claro las funciones y los procedimientos que deben seguir cada una de las personas involucradas en el taller de conversiones implementado dentro de un taller automotriz ya existente. La determinación de las características del taller se llevó a cabo mediante el planteamiento de la capacidad operativa deseada del mismo durante los primeros meses de su funcionamiento. Considerando 40 conversiones para el primer mes de trabajo, se determinó que el espacio del piso de taller necesario para realizarlas es no menor a 430m2 dentro de un taller de más de 2700m2. Estos valores cumplen con la norma NTP 111.018 que enuncia las principales características con las que debe contar un taller de conversiones para ser certificado. Los trabajos a realizarse en cada zona de trabajo fueron especificados y éstas apropiadamente señalizadas para cumplir totalmente con la norma. Se definió cuales serán las tecnologías de los equipos a instalarse en los vehículos para los distintos tipos de conversiones disponibles. Asimismo se detalló una explicación técnica del funcionamiento de las herramientas y equipos que serán utilizados para la conversión y la evaluación de pre conversión de cada auto. Conociendo los equipos y herramientas requeridos, se determinó la necesidad de realizar instalaciones eléctricas adicionales a las existentes. La demanda de alimentación eléctrica de los equipos necesarios para realizar las conversiones, obliga a incluir en la inversión inicial el pago a un contratista para realizar cableados eléctricos e instalación de tableros adicionales necesarios para cubrir con la demanda del servicio (aproximadamente 36kW). Asimismo el uso de herramientas neumáticas obliga el contar con una compresora que alimente una línea de aire comprimido. El caudal necesario es de 20 l/s a una presión de 7 bares. La cantidad de mecánicos necesarios para el taller se define mediante el cálculo del número de horas operativas del taller mensuales y dividirla entre el número de horas efectivas necesarias para realizar una conversión. Se necesitan 3 equipos, de dos mecánicos cada uno, para lograr cumplir con la demanda de 40 conversiones mensuales. Adicionalmente un jefe de taller deberá llevar el control de las pruebas de ruta y las calibraciones realizadas. Un asesor de servicios capacitado apropiadamente para resolver cualquier tipo de duda sobre las conversiones se encargará de las recepciones y del cierre de las ordenes de trabajo facturables. El personal de logística y almacenes del taller será el mismo para la división de conversiones. Con una tasa de crecimiento de ventas de estimado de 3% mensual, se pudo proyectar el volumen de ventas para los próximos 5 años. Conociendo los datos de inversión inicial ($52.500,00) y la proyección de los ingresos y costos directos e indirectos, variables y fijos, según volumen de conversiones realizadas, se obtuvo márgenes positivos de flujo de caja que indican que la inversión sería recuperada durante el primer año de funcionamiento. Finalmente los valores del VPN y el TIR son de $2.536.074,00 y de 544% respectivamente, muestran una la alta rentabilidad al realizar del proyecto. / Tesis

El presente estudio realiza un análisis cualitativo y cuantitativo del parque automotor de Lima y Callao que permite conocer su situación actual y definir una metodología para evaluar la factibilidad de conversión a gas natural y dar los lineamientos para una planificación estratégica con la finalidad de hacer posible dicha conversión. / Tesis

The use of diesel engine turbochargers is increasing today, as it represents an option that o ers high e ciency and low fuel consumption. To design the control system in order to reduce the level of exhaust emissions there is a need for information about all states that are not measurable. To this end, observers or virtual sensors are more frequently applied, achieving estimates of the system states from inputs and measured output. To propose an observer, the precise mathematical model of the air path diesel engine system is used. This is a nonlinear model of a third order which is analyzed in terms of observability. From the point of view of systems theory, certain conditions and the existence of a transformation of the system state, called di eomorphism, need to be evaluated. Observers have been designed based on di erent approaches: Extended Luenberger Observers, High Gain Observers, Sliding Modes Observers and Extended Kalman-Bucy Filters. They have been validated by simulation for the system under consideration in this work. / Tesis

Los silenciadores son componentes utilizados para reducir las emisiones sonoras emitidas por los automóviles. Para lograrlo se reduce la efectividad del motor debido al efecto denominado contrapresión. Esto ocurre puesto que para reducir la intensidad de las emisiones sonoras se reduce la velocidad de circulación de los gases de escape provocando que se interrumpa la libre circulación del flujo y se tenga que destinar parte de la potencia del motor en expulsar correctamente gases de combustión. Por esta razón se ha diseñado un sistema que permite modificar los modos de operación del silenciador (denominado en inglés Muffler). Con este sistema mecatrónico se brinda la posibilidad de mantener la reducción de las emisiones sonoras para lugares urbanos respetando las normas legales que permiten un límite máximo de 88 dB para vehículos livianos; pero también se ofrece la posibilidad de modificar el sistema para que la salida de los gases de escape sea libre. Con la expulsión libre del flujo de gases se logra aumentar la eficiencia del motor del automóvil y a la vez disminuir el consumo de gasolina cuando el usuario se encuentre en carreteras o pistas de carreras. También se brindan otros tipos de configuraciones que permiten combinar ambas características buscando un equilibrio entre el sonido y la eficiencia. El sistema es controlado mediante una aplicación instalada en un dispositivo móvil inteligente (Smartphone). Esta aplicación permite realizar la conexión con el silenciador mediante la tecnología inalámbrica Bluetooth. Mediante la aplicación se puede seleccionar uno de los cuatro estados en los que se puede configurar al silenciador. Además se muestra en la pantalla del Smartphone la animación de la configuración interna del sistema, la cual corresponde al estado de funcionamiento que selecciona el usuario. Finalmente el sistema está diseñado para que su instalación sea sencilla, para que sea alimentado desde la batería y para que sea compatible con todo tipo de automóvil.

El presente trabajo consiste en el diseño mecánico de un dinamómetro vehicular portátil que permita a los equipos de competencias rally desarrollar ensayos a sus automóviles de tracción simple. Los ensayos que este diseño puede realizar son el ensayo en estado estacionario y el ensayo a carga constante, de manera que los equipos de rally puedan realizarlos en cualquier lugar donde vayan y con una inversión razonable por el equipo. Las variables a medir en dichos ensayos son la velocidad angular y el torque en el eje de las ruedas con el objetivo de obtener curvas de torque y potencia para diferentes cambios de la caja de velocidad. Además, el dinamómetro diseñado es del tipo de dinamómetros que se acoplan directamente al cubo de las ruedas o bocamasas. No obstante, dinamómetros portátiles de conexión directa a las bocamasas ya son fabricados en Suecia y Nueva Zelanda. Cuentan con alta tecnología que involucra campos como mecánica, hidráulica, electrónica, control automático y programación. Por ejemplo, incluyen realimentación para controlar la carga impresa al automóvil según diferentes parámetros como velocidad, simulación de arrastre del viento, fricción de rodadura, etc. En contraste, en esta tesis se ha diseñado un dinamómetro que involucra conceptos de mecánica, desarrollados por el autor, y parte electrónica y de software que han sido seleccionados de un proveedor extranjero. No se aplica control automático. El diseño sirve para ensayar la velocidad angular, torque y potencia en los diferentes cambios de la caja del automóvil, pero con carga constante o velocidad constante, es decir, no abarca la simulación de las condiciones de carretera mencionadas en el párrafo anterior. El costo total para desarrollar este proyecto se ha estimado en alrededor de USD 50000. En esta estimación de costos se consideraron los conceptos por diseño, fabricación, compras de materiales y componentes seleccionados, y honorarios de profesionales y técnicos.

Actualmente, la constante innovación y competencia entre marcas automotrices a nivel mundial se centra, no solo en ofrecer un producto con mejor desempeño o diseño, sino también en la reducción de emisiones contaminantes producidas por sus vehículos. Esto a raíz del progresivo aumento de restricciones medioambientales por parte de identidades gubernamentales año a año. Es así que, en las últimas décadas, el avance tecnológico en cuanto a electrónica y baterías ha conllevado a un desarrollo notable a la industria de vehículos eléctricos. Los cuales, por su nula generación de gases contaminantes durante su uso, se han vuelto una alternativa a tener presente en pro de la conservación del medio ambiente. Desafortunadamente, su todavía poca presencia en el mercado y alta inversión en cuanto a infraestructura, disminuyen la probabilidad del uso de esta tecnología a mediano o corto plazo. Sin embargo, en tanto ocurra la transición entre los vehículos a combustión convencionales y los eléctricos, es posible emplear una tecnología existente que recoge y combina las ventajas de ambos sistemas: los vehículos híbridos. El torque instantáneo y a alta eficiencia, sin importar la altitud de operación, hacen ideal el uso de motores eléctricos en vehículos todo terreno que circularán por la muy variada geografía del país. El objetivo del presente trabajo de investigación es de determinar el sistema motriz híbrido más adecuado para una operación en todo terreno de una camioneta pick up. Para ello, se identificarán las principales tecnologías actuales. Luego, se determinarán los parámetros

La presente tesis tiene como objetivo plantear una metodología de análisis exergético que permita identificar los principales factores que producen las mayores pérdidas de energía en el proceso de combustión interna en motores de encendido por chispa. Una vez identificadas las principales pérdidas se sugieren estrategias específicas para mitigarlas en cierto grado, incentivando así a difundir las ventajas y aplicaciones que tiene el análisis Exergético para equipos térmicos. La estructura de la metodología propuesta está basada en metodologías internacionales de evaluación de motores tales como la norma SAE J1349 MAR2008 y SAE J1995, cuya aplicación permite realizar el análisis exergético de modo cuantitativo y con mayor simplicidad de cálculo en comparación con el análisis energético. Por lo tanto se presenta como una herramienta de cálculo más accesible hacia las personas, que con tan solo tener una base teórica general serán capaces de aplicarlo identificando los tipos, magnitudes y localizaciones de las irreversibilidades que se presentan durante el proceso de combustión cualitativamente. Para lograr el objetivo de esta tesis se inicia con la descripción de las características termodinámicas y mecánicas de los motores de combustión interna de encendido por chispa, luego se continuará con los conceptos teóricos necesarios para desarrollar el análisis energético y exergético. Además se propone la metodología de análisis según los ensayos realizados a un motor Nissan GA15DS de combustión interna encendido por chispa. Por último se valida dicha metodología mediante la comparación del análisis de los resultados obtenidos de los ensayos con trabajos similares anteriores a la presente tesis. También se presentan diagramas de Grassmann y Sankey que permiten observar el comportamiento de los flujos de exergía y energía identificando lugar y magnitud de las pérdidas. Adicionalmente se realiza la comparación de los resultados obtenidos del análisis energético con el exergético con fines didácticos para que el interesado pueda observar la ventaja y desventaja que posee cada tipo de análisis termodinámico. Finalmente, de los resultados obtenidos en los ensayos realizados, se llega a concluir que las principales irreversibilidades donde se disipa el mayor porcentaje de la exergía se dan en los gases de combustión, la transferencia de calor por radiación y por el sistema de refrigeración con un porcentaje de 10.3%,15% y 37.9% respectivamente.