Analisis dinámico de un motor de 4 tiempos con ANSYS

Abstract

Resumen El objetivo de este trabajo de fin de grado (TFG) consiste en recrear, mediante el software de simulación Ansys, el funcionamiento de un motor de combustión interna con encendido provocado de cuatro tiempos para un automóvil de tipo turismo y analizar el comportamiento estructural de sus componentes principales. Una de las primeras preocupaciones que ha surgido a la hora de hacer el TFG, es la de no disponer de los datos de las fuerzas a las que se verá sometido el sistema. Por eso el primer paso ha sido buscar un método que lo realice. Después se ha elaborado el diseño de un primer modelo geométrico del motor. Para ello se ha comenzando por la obtención de las dimensiones principales con la utilización de tablas y parámetros habituales. A partir de estas dimensiones se han podido calcular los valores de las presiones del ciclo termodinámico y tras su cálculo se ha terminado obteniendo las dimensiones secundarias. Una vez terminado este primer modelo, ha sido sometido a los análisis de sólido rígido y flexible. Los resultados se han utilizado como base para diseñar un segundo modelo y después se ha comprobado mediante nuevos análisis la mejora de este. Finalmente se han realizado los planos del segundo modelo.

Laburpena Gradu Amaierako Lan (GAE) honetan turismoan erabiliko den auto baten motorraren azterketa dinamikoa egingo da. Konkretuki, eragindako piztea duen lau aldiko motorra izango da eta analisia osagai nagusienena izango da. Horretarako simulaziorako Ansys programa erabiliko da. GAE hau hasterakoan, pistoietan sortzen diren indarrak nola lortuko ziren izan zen lehenengo kezka. Balio hauek barik ezin zirelako geroago zetozten analisiak egin. Beraz, hasteko, balio horiek lortzeko metodo bat bilatu da. Behin hori ziurtatuta dagoela, hurrengoko betebeharra lehengo modelo baten disenua egitea da. Horretarako hiru fase jarraitu dira. Hasierakoan dimentsio nagusiak lortu dira, gero horiekin presioa baloreak lortu dira eta amaitzeko bigarren dimentsioak atera dira. Hurrengo pausua modelo horren analisiak egitea izan da. Analisi horien emaitzak edukita bigarren modelo bat prestatu da emaitzetan oinarrituta. Gero diseñu berriaren analisiak egin dira ziurtatzeko hobekuntzak egin direla eta amaitzeko honen planoak egin dira.

Abstract On this final degree project (FDG) the dynamic analysis of the principal components of a four stroke engine with four cylinders has been carried out. This engine is going to be assumed for a vehicular engine and it will be a spark-ignition type. Ansys will be the software used for the simulations of the motor during its motion. First of all, a research to get a method for calculating the forces in the piston is going to be done. This is because it was going to be very difficult to make the simulations without them, so it was 2 the first thing to do. Then the calculations of the first design have been done. Taking into account the values of these dimensions, the value of the forces in the piston have been calculated and finally the secondary dimensions have been obtained. The next step is doing the two types of analysis, rigid dynamics and transient structural. The results have been used for the design of the second model. To continue, a new transient analysis of it has been performed, in order to check that the modifications have been good enough. To conclude, the planes corresponding to all the parts of the second model have been produced.