JUSTIFICACIONDescripción del problema. A raíz de la pre compresión en el turbocompresor el aire se calienta y se expande con la consecuencia de una reducción en la masa de aire por cilindro, por lo tanto también la densidad y el contenido de oxígeno. Esto hace surgir efectos negativos sobre la combustión generando una pérdida de potencia y torque.

Para el proyecto del vehículo táctico Goliath debemos optimizar todos los sistemas para obtener máximos resultados sin sacrificar la confiabilidad, también es importante que el vehículo cumpla con todas las normas de emisiones creando el menor impacto ambiental.

Objetivo General ¿Por qué se hace? Pretendemos enfriar el aire antes de que llegue a la cámara de combustión haciéndolo pasar por el radiador de aire, se consigue disminuir la temperatura del aire en un 40% con esto se obtiene una mejora de potencia y par motor gracias al aumento de la masa de aire aproximadamente del 25% al 30%

La razón por la cual vamos a adaptar un intercooler al motor es con el fin de mejorar su rendimiento y muchos otros aspectos que se mencionaran en el texto.

¿Cuál es la función del intercooler?El intercooler es un Intercambiador (radiador) aire-aire o aire-agua que se encarga de enfriar el aire comprimido por el turbocompresor de un motor de combustión Interna.

En el caso del turbo los gases salen a un temperatura de unos 90-120 3 C. Este calentamiento es indeseado, porque los gases al calentarse pierden densidad, con lo que la masa de oxígeno por unidad de volumen disminuyen. Esto provoca que la potencia del motor disminuya, ya que hay menos oxígeno para la combustión.

El intercooler rebaja la temperatura del aire de admisión a unos 60 3C, con lo que la ganancia de potencia gracias al intercooler está en torno al 10-15%, respecto a un motor solamente turboalimentado (sin intercooler).

El sistema intercooler consiste en un intercambiador de calor en el que se introduce el aire que sale del turbocompresor para enfriarlo antes de introducirlo en los cilindros del motor.

Esto tiene un impacto distintivo sobre el efecto de carga ya que el aire tiene una densidad mucho más alta, es decir más moléculas de aire por centímetro cúbico. El resultado: un marcado incremento en la entrada del aire y mucha mejor salida del motor.

Objetivo Específico ¿Para qué se hace?Generalmente, el uso del intercooler en los motores turbo, nos provee de varios beneficios:

o Incremento de la potencia y eficiencia del motor.o Menor consumo de carburante nos lleva a una mejor economía. o Menor valor de emisiones del motor, menos polución (y esto respeta más el medio

ambiente). o Menor presión térmica en el motor y su equipo. o Gran durabilidad en todos los componentes sujetos a altas cargas térmicas esto las

mantienen fuera del sector crítico alargando el tiempo de vida de las piezas.

Metas cuantitativas concepto Para el análisis, planeación, y ejecución del proyecto se tomaran las medidas necesarias para hallar el diámetro, espesor y altura que tendrá el intercooler posteriormente se modelara en el programa Solid Works junto con el motor y se ensamblara una vez todo quede hecho en el programa se procederá a hacer la implementación del intercooler al conjunto de admisión del turbo ya una vez terminado se harán las pruebas para verificar las mejoras que tendrá el motor.

Ya que el proyecto no se podrá desarrollar en su totalidad hasta que aprueben el presupuesto y se hagan las compras de los materiales necesarios para hacer el desarme y armada del motor la compra del intercooler y demás materiales entonces no se desarrollara ni se hará ningún avance en el motor del

vehículo táctico Goliath solo se hará el modelado y el ensamble en el programa Soli Woks esto tiene un tiempo estipulado de dos meses aproximada mente.

Marco teórico

PROYECTO GOLIATH

Optimización del sistema de potencia (MOTOR).

Perdida de la eficacia en el turbo por calentamiento causado por la pre compresión.

TEMA

PROBLEMA

HIPOTESIS

OBJETIVO

AREA DE ESTUDIO

En el turbocompresor el aire se calienta y se expande con la consecuencia de una reducción en la masa de aire por cilindro, por lo tanto también la densidad y el contenido de oxígeno. Esto hace surgir efectos negativos sobre la combustión generando una pérdida de potencia y torque.

MOTOR

Pretendemos enfriar el aire antes de que llegue a la cámara de combustión haciéndolo pasar por el radiador de aire, se

consigue disminuir la temperatura del aire en un 40% con esto se obtiene una mejora de potencia y par motor gracias al

aumento de la masa de aire aproximadamente del 25% al 30%.

Motor sin intercooler

En esta imagen se puede ver la admisión el escape y el turbo con sus respectivas tuberías de conexión.

Motor con intercooler

Lo que se pretende hacer en el proyecto es modificar la tubería de conexión que sale del turbo hacia la admisión para que el transcurso del aire pase por el intercooler.

Para poder adecuar un intercooler a un motor tenemos que tener en cuenta los siguientes datos

Para estos cálculos iniciales, que no podíamos usar el Sistema Métrico Internacional (SI), debido a las unidades del fabricante turbocompresor.

Cálculo de la relación de presiónLa relación de presión viene dada por:

Considerando pn como la presión de sobrealimentación nominal y Patm presión atmosférica como (1 bar = 100 kPa), relación de presión (1) es igual a 1,4.

Cálculo del flujo de masa de airePara el cálculo realizado los siguientes cálculos:

- Cálculo del desplazamiento en pulgadas cúbicas:

Como el número de cilindros en el motor es el cilindro 4 y es 999 cm3, el resultado de la ecuación (2) fue de 243,84 in3.

- El cálculo del caudal volumétrico de aire:

Sabiendo que la velocidad es de 5500 rpm y teniendo en cuenta la eficiencia volumétrica de este cuatro válvulas por cilindros igual a 0,96, tenemos (3) igual a 372.53 m3 / min.

Por lo tanto:

Considerando que la densidad del aire de 0,076 libras / pie3, la ecuación (4) da lugar a 28,31 libras / min.

Puesto que no hay intersección entre los puntos en el mapa de compresor, se determinó que la eficiencia mínimo era de 60%.

Para la presión gráfico razón frente a la temperatura de salida del compresor, tenemos:

Figura 5. Gráfico relación x presión de temperatura de salida del compresor.

Por el gráfico mostrado, que se encuentra temperatura de salida del compresor fue de aproximadamente 180 ° F, que es igual a 82,22 ° C (355,37 K). Este resultado es la temperatura de entrada intercooler.

Estudio de las características operativas de la intercoolerUso de la eficiencia intercooler siguiente ecuación:

Desmontaje del motor del vehículo táctico militar Goliath

Para poder desmontar el motor de forma correcta se debe de desmontar primero que todo el capo del vehículo y para esto tenemos que desconectar las conexiones de las luces de dirección, las altas y bajas.

Procedemos a retirar las tapas que protegen las conexiones, estas están sujetas por unos tornillos los cuales se deben retirar con cuidado y una vez desconectadas las luces preferiblemente puedes colocar las tapas para evitar la pérdida o daño de alguna pieza.

Procedemos a identificar las conexiones y las posiciones de los cables una vez identificados y marcados se desconectan se le retiran las mordazas que sujetan el cableado a la tubería del capo.

Ya desconectados los cableados de las luces que se encuentran en todo el capo se retiran las tuercas y tornillos que mantienen sujeto el capo a un par de estacas que unen al chasis con el capo y permiten su desplazamiento para abrirlo.

Al momento de sacar el capo este sale hacia arriba se tiene que sacar y dejar en un lugar que no estorbe.

Colocar el ¿??????????? Acostado para que en el momento de sacar el motor no intervenga o pueda dañar alguna pieza.

Ya retirado el capo tenemos que desconectar todo lo que una al motor al armazón y al chasis como:

Lo primer que desconectamos es el filtro del gasoil: retiramos la tubería de alimentación que viene de la bomba de combustible, junto con la tubería que va al tanque de combustible y final mente reiteramos los tornillos que sujetan el filtro al chasis.

El turbo del motor está conectada por medio de una tubería a un snorkel, retiramos la tubería que los conecta, esta tubería está compuesta de 2 pares de mordazas que las unen retirarlas y retirar

la tubería.

Retiramos la tubería va a la dirección esta pasa por el frente del radiador.

Ahora procedemos a desmontar el radiador.

Comenzamos desconectando la tubería superior del radiador para poder desocupar el circuito de refrigeración un aves retirada procedemos a retirar la tubería que se encuentra en la parte inferior del radiador y dejamos unos minutos hasta que el radiador este desocupado.

Quitamos los tornillos que ajustan el radiador a los soportes del chasis.

Final mente retiramos el radiador del motor y del chasis.

Para poder sacar el motor debemos dar un último vistazo y mirar que objetos pueden intervenir en el momento de extraer el motor debemos asegurarnos que en el momento de la extracción todo salga bien.

Ya hechos todos los pasos anteriores procedemos a encadenar el motor de tal forma que quede bien sujeto y equilibrado.

Para lograr una extracción exitosa es necesario contar con una grúa la cual nos ayudara a aminorar la fuerza a aplicar en el momento de subir el motor

Ya encadenado y preparado para subirlo soltamos los soportes que unen al motor con el chasis tenemos que tener en cuenta que las cadenas que sujetan el motor ya tienen que estar tensionadas.

En el momento de subir el motor tener en cuenta que nada intervenga con su salida y que debe de estar bien sujeto.