Publicación: Estrategias de Manejo para Mejorar el Desempeño Mecánico de un Tren de Potencia Equipado con un Motor y una Transmisión de Variación Continua (Cvt).
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Resumen en español
El presente trabajo de grado tuvo como objetivo encontrar estrategias de operación basadas en la apertura de la mariposa de aceleración y el cambio en la relación de transmisión que permitan obtener el máximo de prestaciones mecánicas del conjunto motor-transmisión. Este conjunto motor-transmisión estaba conformado por un motor 2 tiempos de 100cc y una transmisión continuamente variable (CVT). Para alcanzar los objetivos propuestos se acopló el motor a la transmisión y se analizó su funcionamiento como un todo. Se estudió el funcionamiento de la transmisión continuamente variable, cuáles eran sus principios de operación, las posibles posiciones entre las cuales se podía mover la transmisión para tener conocimiento sobre las diferentes relaciones de transmisión que esta brinda y las ventajas que tiene cada una de las mencionadas relaciones. También se estudió el ciclo termodinámico del motor y como se da el proceso de combustión interna en él. Se instrumentó la planta con los actuadores y los sensores necesarios para tener control sobre todas la variables posibles que estaban teniendo incidencia en el módulo y a su vez para poder manipular el motor de forma controlada. Luego se realizó el diseño del circuito necesario para el correcto funcionamiento de los sensores, actuadores y relés. Se calibraron los encoder, sensores utilizados para medir las RPM del sistema motor-transmisión, con un tacómetro para tener la certeza de que los datos obtenidos por los sensores si fueran aproximados a la realidad. Posteriormente se desarrolló el software necesario para la adquisición de datos y el post-procesamiento de los mismos, para poder obtener las curvas de RPM, aceleración y torque del eje de entrada, del eje de salida de la transmisión continuamente variable. Finalmente se realizaron varias pruebas modificando la relación de transmisión de la CVT y el porcentaje de apertura de la mariposa de aceleración del motor, donde se analizó el comportamiento del motor en estas diferentes condiciones de operación. Se pudo observar como varía el comportamiento del motor dependiendo de la relación de transmisión, se pudo establecer que las curvas de aceleración obtenidas para distintas aperturas de la mariposa de aceleración del motor estaban directamente relacionas con la relación de transmisión de la CVT en todo momento. Se logró observar además los tiempos que tardaba el motor en lograr su aceleración máxima bajo condiciones específicas de operación obteniendo así una estrategia optima de manejo del motor basados en la apertura de la mariposa de aceleración para alcanzar buenas prestaciones mecánicas del motor.
Resumen en inglés
The current Project aimed to find operation strategies based on the opening of the throttle valve and the change of the transmission ratio that can produce the maximun of mechanical performance of the engine-transmission assembly. This engine-transmission assembly was composed by a 2-stroke 100cc engine and a continuously variable transmission (CVT). To achieve the objectives the engine is coupled to the transmission and its operation is analyzed as a whole. The operation of the continuously variable transmission is studied, what their principles of operation are, the possible positions between transmission could move to have knowledge about different gear ratios and this provides the advantages of each of the above relations. The thermodynamic cycle of the engine was also studied as the internal combustion process takes place in it. The plant with actuators and sensors needed to have control over all the possible variables that were having an impact on the module and as well to manipulate the engine is implemented in a controlled manner. Then the circuit design is made, required for the proper operation of sensors, actuators and relays. Encoders, sensors used to measure the RPM of the engine-transmission system, were calibrated using a tachometerto be certain that the data obteined by them were close to reality. Subsequently the software necessary for data acquisition and post processing was developed to obtain RPM, acceleration and torque plots of the CVT’s input and output shafts. Finally several tests were performed by changing the transmission ratio of the CVT and the percentage of opening of the throttle valve of the engine, where the engine behavior in these different operating conditions was analyzed. It was observed how the engine performance varied depending on the transmission ratio. It was established that the acceleration plots obtained for different openings of the throttle valve of the engine were directly relate to the transmission ratio of the CVT at all times. We also managed to observe the time it took the engine to achieve its maximum acceleration under specific operating conditions obtaining optimal management strategy based on the opening of the throttle valve to achieve good mechanical performance of the engine.