DISEÑO Y SIMULACIÓN DE LOS VALORES DE...
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99
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE LOS VALORES DE
CONTRAPRESIÓN Y TEMPERATURA EN EL SISTEMA DE
ESCAPE DEBIDO A PROCESOS DE SOLDADURA
INCORRECTOS
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
ARMANDO WILFRIDO AYNUCA VÁSCONEZ
DIRECTOR: ING. ALEX GUZMÁN
Quito, junio 2016
-
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2016
Reservados todos los derechos de reproducción.
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FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1717356453
APELLIDO Y NOMBRES: ARMANDO WILFRIDO AYNUCA
VASCONEZ
DIRECCIÓN: CONOCOTO CALLE REMIGIO CRESPO
TORAL
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 022341916
TELÉFONO MOVIL: 0995886710
DATOS DE LA OBRA
TITULO: DISEÑO Y SIMULACIÓN DE LOS VALORES
DE CONTRAPRESIÓN Y TEMPERATURA
EN SISTEMA DE ESCAPE DEBIDO A
PROCESOS DE SOLDADURA
INCORRECTOS.
AUTOR O AUTORES: ARMANDO WILFRIDO AYNUCA
VASCONEZ
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN:
03/06/2016
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN:
ING. ALEX GUZMÁN
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: INGENIERO AUTOMOTRIZ
RESUMEN: Mínimo 250 palabras Con este diseño y simulación se determinó
los efectos de contrapresión y temperatura
existentes en el sistema escape del motor,
debido a procesos de soldadura ejecutados
en forma incorrecta, especialmente cuando
se realiza reparaciones de los elementos del
tubo de escape tales como: el cambio de
catalizadores, juntas, y silenciadores. Se
tomó los parámetros de trabajo en el sistema
de escape como temperatura y presión,
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posteriormente se calculó el caudal y
velocidad de los gases de escape, además se
utilizó la información técnica del vehículo en
el proceso de simulación. Para el desarrollo
del diseño del sistema de escape se utilizó un
vehículo de marca Chevrolet Luv 2.2 C/D 4*2
T/M INYEC donde se observó los procesos
de soldadura incorrectos en el sistema de
escape, se tomó los diámetros, espesores y
longitudes de los diferentes elementos que
intervienen en el sistema con el uso de los
instrumentos adecuados como: flexómetro y
calibrador (pie de rey). En el software Solid
Works se diseñó cada elemento que
conforma el sistema de escape, se aplicó
diferentes alturas de la raíz del cordón de
soldadura tales como: 2 mm y 9 mm en las
secciones B-C del sistema de escape, se
utilizó Solid Works Flow Simulation integrado
al propio software; con lo cual se simuló la
dinámica del fluido en el sistema de escape y
se obtuvo valores que están comprendidos
desde 2.001756451 bares hasta 2.002264332
bares y variaciones de temperatura que están
entre 365.1395158 K hasta 365.1409395 K.
Seguido se calculó el flujo másico en cada
caso de la soldadura con la ayuda de los
valores que se determinaron en la simulación,
y se obtuvo que para una soldadura con la
altura de la raíz del cordón de 2 mm se tiene
un flujo másico de ṁ = 0.076995173934 Kg/s
y con una altura de la raíz del cordón de
soldadura de 9 mm se tiene un flujo másico
de ṁ = 0.07628669555 Kg/s y finalmente se
determinó la perdida de potencia que generan
estos valores en la altura de la raíz del cordón
de soldadura de 9 mm, con lo que se obtuvo
una diferencia 0.507881 mbar produciendo
-
una disminución de 0.5 % de la potencia del
motor y para la altura de la raíz del cordón de
soldadura de 2 mm se obtuvo 0.128424 mbar
con una disminución de 0.12% en la potencia
del motor.
PALABRAS CLAVES: Sistema de escape, potencia del motor,
soldadura, contrapresión y temperatura,
simulación, diseño,
ABSTRACT:
With this design and simulation one
determined the existing effects of
backpressure and temperature in the system
leak of the engine, due to processes of weld
executed in incorrect form, specially when
there are realized repairs of the such
elements of the pipe of leak as: the change of
catalysts, meetings, and mufflers. One took
the parameters of work in the system of leak
as temperature and pressure, later there was
calculated the flow and speed of the gases of
leak, in addition the technical information of
the vehicle was in use in the process of
simulation. For the development of the design
of the system of leak there was in use a
vehicle of brand Chevrolet Luv 2.2 C/D 4*2
T/M INYEC where the incorrect processes of
weld were observed in the system of leak,
one took the diameters, thicknesses and
lengths of the different elements that
intervene in the system with the use of the
instruments adapted like: gauge (slide
gauge). In the software Solid Works designed
every element that shapes the system of leak,
there were applied such different heights of
the root of the cord of weld as: 2 mm and 9
mm in the sections B-C of the system of leak,
there was in use Solid Works Flow Simulation
integrated to the own software; with which the
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dynamics of the fluid was simulated in the
system of leak and there were obtained
values that are understood from 2.001756451
bars up to 2.002264332 bars and variations of
temperature that are between 365.1395158 K
up to 365.1409395 K. Followed the flow was
calculated in every case of the weld by the
help of the values that decided in the
simulation, and there was obtained that for a
weld with the height of the root of the cord of
2 mm a flow is had of = 0.076995173934 Kg/s
and with a height of the root of the cord of
weld of 9 mm is flow had of = 0.07628669555
Kg/s and finally there decided the loss of
power that these values generate in the
height of the root of the cord of weld of 9 mm,
with what a difference obtained 0.507881
mbar producing a decrease of 0.5 % of the
power of the engine and for the height of the
root of the cord of weld of 2 mm 0.128424
were obtained mbar by a decrease of 0.12 %
in the power of the engine.
KEYWORDS
Exhaust system , motor power , welding, and
back pressure , temperature , simulation,
design
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio
Digital de la Institución.
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DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, ARMANDO WILFRIDO AYNUCA VASCONEZ, CI 1717356453 autor del proyecto
titulado: DISEÑO Y SIMULACIÓN DE LOS VALORES DE CONTRAPRESIÓN Y
TEMPERATURA EN SISTEMA DE ESCAPE DEBIDO A PROCESOS DE SOLDADURA
INCORRECTOS) previo a la obtención del título de GRADO ACADÉMICO COMO APRECE
EN EL CERTIFICADO DE EGRESAMIENTO en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de
Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de
Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del
referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de
información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública
respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una
copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio
que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual
vigentes.
Quito, 3 de junio del 2016
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DECLARACIÓN
Yo ARMANDO WILFRIDO AYNUCA VÁSCONEZ, declaro que el trabajo
aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para
ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
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CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Diseño y simulación
de los valores de contrapresión y temperatura en el sistema de
escape debido a procesos de soldadura incorrectos”, que, para
aspirar al título de Ingeniero Automotriz fue desarrollado por Armando
W. Aynuca Vásconez, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de
Ciencias de la Ingeniería e Industrias; y cumple con las condiciones
requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 19, 27,
28.
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DEDICATORIA
El presente proyecto se lo dedico a Dios, quien supo guiarme por el buen
camino dándome fuerza para seguir adelante, y a mi madre Jackeline por
ser el pilar más importante y de mostrarme su apoyo incondicional.
Armando W. Aynuca Vásconez
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AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por bendecirme y hacer realidad este sueño anhelado, a
mi madre, a mi padre y a mi hermana por brindarme sus consejos,
compresión, amor y ayuda, con los recursos necesarios para estudiar.
A mi director de tesis por su dedicación quien con su conocimiento y
experiencia supo guiarme.
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i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN..................................................................................................... x
ABSTRACT ................................................................................................. xii
1. INTRODUCCIÓN .................................................................................... 1
2. MARCO TEÓRICO ................................................................................. 3
2.1. VEHÍCULO ...................................................................................... 3
2.1.1. SISTEMAS DE FUNCIONAMIENTO DEL VEHÍCULO ................. 3
2.2. MOTORES DE COMBUSTION INTERNA ....................................... 3
2.3. MOTORES DE 4 TIEMPOS............................................................. 4
2.3.1. FORMAS Y CONSTRUCIONES DE LOS MOTORES ................. 5
2.3.2. MOTOR OTTO ............................................................................. 6
2.3.3. CICLO DE COMBUSTIÓN ........................................................... 7
2.4. SISTEMA DEL ESCAPE DEL MOTOR ........................................... 8
2.4.1. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE ESCAPE ................................. 9
2.4.1.1. Colector ................................................................................ 9
2.4.1.2. Catalizador .......................................................................... 10
2.4.1.3. Silenciador .......................................................................... 10
2.4.1.4. Elementos de unión ............................................................ 11
2.4.2. TUBO DE ESCAPE.................................................................... 12
2.4.3. GASES DEL SISTEMA DE ESCAPE ......................................... 12
2.4.3.1. Gases inofensivos ............................................................... 13
2.4.3.2. Gases contaminantes ......................................................... 13
2.4.4. COMPONENTES DEL GASES DE COMBUSTIÓN ................... 13
2.4.4.1. Monóxido de carbono.......................................................... 14
-
ii
2.4.4.2. Hidrocarburos ..................................................................... 14
2.4.4.3. Óxido de nitrógeno .............................................................. 14
2.4.4.4. Dióxido de carbono ............................................................. 14
2.4.4.5. Vapor de agua .................................................................... 14
2.4.5. CONTRAPRESIóN EN EL SISTEMA DE ESCAPE .................... 15
2.4.5.1. Contrapresión de los gases................................................. 15
2.4.6. TEMPERATURA EN EL SISTEMA DE ESCAPE ....................... 16
2.5. PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE ESCAPE ... 16
2.5.1. TUBO DE ACERO INOXIDABLE ............................................... 16
2.5.1.1. Datos técnicos de fabricación del tubo de escape............... 17
2.5.1.2. Propiedades químicas de los tubos de escape ................... 18
2.5.2. PROCESO DE SOLDADURA DEL TUBO DE ESCAPE ............ 19
2.5.2.1. Soldadura eléctrica por arco en atmosfera inerte con
electrodo de tungsteno (TIG) ............................................................ 20
2.5.2.2. Soldadura eléctrica por arco bajo protección de gas con
alimentación continua de electrodo solido (GMAW) .......................... 21
2.5.3. CORDÓN DE SOLDADURA ...................................................... 22
2.5.3.1. Tipos de cordones de soldadura ......................................... 23
2.5.4. PROCESO DE DOBLADO EN LOS TUBOS .............................. 24
2.6. DINÁMICA DE FLUIDOS ............................................................... 24
2.6.1. TÉRMINOS DE FLUIDOS .......................................................... 24
2.6.1.1. Presión................................................................................ 25
2.6.1.2. Fluido .................................................................................. 25
2.6.2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS ........................................... 25
2.6.2.1. Densidad............................................................................. 25
2.6.2.2. Peso especifico ................................................................... 26
2.6.2.3. Viscosidad .......................................................................... 26
2.6.3. RAPIDEZ DE FLUJO DEL FLUIDO ........................................... 27
2.6.3.1. Caudal ................................................................................ 27
2.6.3.2. Rapidez de flujo de peso ..................................................... 27
2.6.3.3. Rapidez de flujo de masa .................................................... 28
2.6.4. ECUACIÓN DE LA CONTINUIDAD ........................................... 28
-
iii
2.6.4.1. Ecuación de continuidad para fluidos comprensibles .......... 29
2.6.5. TIPO DE FLUJO EN TUBERÍAS ................................................ 30
2.6.5.1. Flujo laminar ....................................................................... 30
2.6.5.2. Flujo turbulento ................................................................... 30
2.6.6. NÚMERO DE REYNOLDS ......................................................... 31
2.6.6.1. Número de Reynolds críticos .............................................. 31
2.7. CÁLCULOS DEL MOTOR ............................................................. 31
2.7.1. CILINDRADA ............................................................................. 31
2.7.2. CILINDRADA TOTAL ................................................................. 32
2.7.3. REVOLUCIONES POR MINUTO DEL MOTOR ......................... 32
3. METODOLOGÍA .................................................................................. 33
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................. 35
4.1. CÁLCULOS EN ELSISTEMA DE ESCAPE ................................... 35
4.1.1. CAUDAL Y VELOCIDAD DE LOS GASES DE ESCAPE ........... 36
4.1.1.1. Cilindrada ............................................................................ 36
4.1.2. TOMA DE DIMENSIONES DEL SISTEMA DE ESCAPE ........... 39
4.1.3. TOMA DE PRESION DEL SISTEMA DE ESCAPE .................... 40
4.1.4. TEMPERATURA DEL TUBO DE ESCAPE ................................ 40
4.1.4.1. Medición de la temperatura ................................................. 40
4.2. MODELADO DEL SISTEMA DE ESCAPE .................................... 41
4.2.1. CROQUIS DE LOS ELEMENTOS ............................................. 41
4.2.1.1. Sección A-B ........................................................................ 41
4.2.1.2. Sección B-C ........................................................................ 43
4.2.1.3. Ubicación del cordón de soldadura ..................................... 43
4.2.1.4. Catalizador C-D .................................................................. 45
4.2.1.5. Sección D-E ........................................................................ 46
4.2.1.6. Silenciador E-F ................................................................... 47
4.2.1.7. Sección F-G ........................................................................ 49
-
iv
4.3. SIMULACIÓN DEL FLUIDO EN EL TUBO DE ESCAPE ............... 50
4.3.1. EL ANÁLISIS DEL SISTEMA DE ESCAPE ................................ 52
4.3.2. RESULTADOS EN LA SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE
ESCAPE ............................................................................................... 60
4.3.3. ANÁLISIS ENTRE LA ALTURA DE LA RAÍZ DE CORDÓN DE
SOLDADURA 2MM - 9MM ................................................................... 63
4.3.3.1. Variación de temperatura .................................................... 63
4.3.3.2. Variación de presión ........................................................... 64
4.3.3.3. Variación de velocidad ........................................................ 65
4.3.4. RESULTADO SE LA SIMULACIÓN EN TABLAS ....................... 66
4.3.5. CÁLCULO DE FLUJO MÁSICO ................................................. 69
4.3.6. RELACIÓN CON LA POTENCIA DEL MOTOR ......................... 70
4.3.6.1. Altura de la raíz del cordón de 9mm .................................... 70
4.3.6.2. Altura de la raíz del cordón de 2 mm ................................... 70
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................ 71
5.1. CONCLUSIONES .......................................................................... 71
5.2. RECOMENDACIONES .................................................................. 71
GLOSARIO………………………………………………………………………..73
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………...74
ANEXOS…………………………………………………………………………...78
-
v
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Componentes de los gases de combustión ................................... 13
Tabla 2. Datos de fabricación de tubos de acero inoxidable ........................ 17
Tabla 3. Dimisiones de tubos inoxidables .................................................... 18
Tabla 4. Propiedades del tubo inoxidable .................................................... 19
Tabla 5. Datos técnicos de un vehículo marca Chevrolet Luv c/d ................ 35
Tabla 6. Valores del Caudal y velocidad vs Rpm ......................................... 38
Tabla 7. Temperatura, presión y velocidad sección AB soldadura 2 mm ..... 66
Tabla 8. Temperatura, presión y velocidad sección AB soldadura 9 mm ..... 68
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vi
NDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Representación del proceso de intercambio de gases de cuatro
tiempos en el diagrama ........................................................................ 5
Figura 2. Forma constructiva de los motores ................................................ 6
Figura 3. Motor Otto ...................................................................................... 6
Figura 4. Sistema del escape de un vehículo ................................................ 8
Figura 5. Colector con catalizador cercano al motor ..................................... 9
Figura 6. Catalizador con monolitos cerámicos ........................................... 10
Figura 7. Silenciador ................................................................................... 10
Figura 8. Elementos de unión del tubo de escape ...................................... 11
Figura 9. Tubo de escape ........................................................................... 12
Figura 10. Tubo de escape (acero inoxidable) ............................................ 17
Figura 11. Clasificación de los tipos de soldadura...................................... 19
Figura 12. Soldadura Tig............................................................................. 20
Figura 13. Soldadura Mig ............................................................................ 21
Figura 14. Cordón de soldadura .................................................................. 22
Figura 15. Disposición de tipos de soldadura .............................................. 23
Figura 16. Gradiente de un fluido en movimiento ........................................ 26
Figura 17. Sistema de cambio de sección, presión y velocidad .................. 29
Figura 18. Flujo laminar .............................................................................. 30
Figura 19. Flujo turbulento .......................................................................... 30
Figura 20. Procesos incorrectos de soldadura en el tubo de escape .......... 36
Figura 21. Caudal vs rpm del motor ............................................................ 38
Figura 22. Velocidad de los gases vs rpm del motor ................................... 39
Figura 23. Toma de dimensiones del tubo de escape ................................. 39
Figura 24. Toma de temperaturas en las diferentes secciones ................... 40
Figura 25. Temperaturas de sistema de escape ......................................... 41
Figura 26. Geometría tubo sección A-B ...................................................... 42
Figura 27. Comando base barrido; sección A-B .......................................... 42
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vii
Figura 28. Comando saliente extruir; sección BC........................................ 43
Figura 29. Corte transversal del tubo de escape; sección B-C .................... 44
Figura 30. Altura de los cordones de soldadura en tubo de escape ............ 44
Figura 31. Comando saliente extruir; Catalizador C-D ................................ 45
Figura 32. Comando saliente extruir, panel ................................................. 45
Figura 33. Comando saliente extruir, tubería sección D-E .......................... 46
Figura 34. Comando saliente extruirseccion tranversal silenciador E-F ...... 47
Figura 35. Placas intermedias matriz circular. ............................................ 47
Figura 36. Disposición placas, silenciador EF ............................................. 48
Figura 37. Silenciador E-F .......................................................................... 48
Figura 38. Sección F-G escape................................................................... 49
Figura 39. Sección FG escape .................................................................... 49
Figura 40. Isometría sistema de escape, Solid Works 2015 ........................ 50
Figura 41. Resumen de condiciones del mallado. ....................................... 52
Figura 42. Ensamble parte fija –sección AB ................................................ 52
Figura 43.Selección wizard ......................................................................... 53
Figura 44. Selección sistema de unidades .................................................. 53
Figura 45. Selección sistema de unidades .................................................. 54
Figura 46. Selección sistema de unidades .................................................. 54
Figura 47. Selección condiciones iniciales. ................................................. 55
Figura 48.Selección condiciones iniciales. .................................................. 55
Figura 49. Verificar volumen interno ensamble ........................................... 56
Figura 50. Dominio computacional. ............................................................. 57
Figura 51. Boundary-Conditions .................................................................. 57
Figura 52. Boundary-Conditions entrada ..................................................... 58
Figura 53. Boundary-Conditions salida. ...................................................... 58
Figura 54. Boundary-Conditions salida ....................................................... 59
Figura 55. Boundary-Conditions salida. ...................................................... 60
Figura 56. Cut plots vista lateral presión 2 mm ........................................... 61
Figura 57. Cut plots vista lateral presión 2 mm ........................................... 61
Figura 58. Cut plots vista lateral presión 9 mm ........................................... 62
Figura 59. Cut plots vista lateral presión 9 mm ........................................... 62
-
viii
Figura 60. Temperatura-Altura de cordón de soldadura 2 mm .................... 63
Figura 61. Temperatura- altura del cordón de soldadura de 9 mm .............. 64
Figura 62. Presión-Altura de cordón de soldadura 2 mm ............................ 64
Figura 63. Presión-Altura de cordón de soldadura 9 mm ............................ 65
Figura 64. Velocidad-Altura de cordón de soldadura 2 mm ......................... 65
Figura 65. Velocidad - altura de cordón de soldadura 9 mm ...................... 66
Figura 66. Curva de presión ........................................................................ 67
Figura 67. Curva de temperatura ................................................................ 67
Figura 68. Curva de presión ........................................................................ 68
Figura 69.Curva de temperatura ................................................................. 69
-
ix
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo 1. Simulación de sistema de escape ............................................... 78
Anexo 2. Tabla de presión, temperatura y velocidad 2 mm ......................... 86
Anexo 3. Tabla de presión, temperatura y velocidad 9 mm ......................... 88
Anexo 4. Norma INEN 2415:2008 ............................................................... 92
Anexo 5. Planos isometricos del sistema de escape ................................... 98
Anexo 6. Plano del sistema de escape ......................................................... 1
-
x
RESUMEN
Con este diseño y simulación se determinó los efectos de contrapresión y
temperatura existentes en el sistema escape del motor, debido a procesos
de soldadura ejecutados en forma incorrecta, especialmente cuando se
realiza reparaciones de los elementos del tubo de escape tales como: el
cambio de catalizadores, juntas, y silenciadores. Se tomó los parámetros de
trabajo en el sistema de escape como temperatura y presión, posteriormente
se calculó el caudal y velocidad de los gases de escape, además se utilizó
la información técnica del vehículo en el proceso de simulación. Para el
desarrollo del diseño del sistema de escape se utilizó un vehículo de marca
Chevrolet Luv 2.2 C/D 4*2 T/M INYEC donde se observó los procesos de
soldadura incorrectos en el sistema de escape, se tomó los diámetros,
espesores y longitudes de los diferentes elementos que intervienen en el
sistema con el uso de los instrumentos adecuados como: flexómetro y
calibrador (pie de rey). En el software Solid Works se diseñó cada elemento
que conforma el sistema de escape, se aplicó diferentes alturas de la raíz del
cordón de soldadura tales como: 2 mm y 9 mm en las secciones B-C del
sistema de escape, se utilizó Solid Works Flow Simulation integrado al
propio software; con lo cual se simuló la dinámica del fluido en el sistema de
escape y se obtuvo valores que están comprendidos desde 2.001756451 bar
hasta 2.002264332 bar y variaciones de temperatura que están entre
365.1395158 K hasta 365.1409395 K. Seguido se calculó el flujo másico en
cada caso de la soldadura con la ayuda de los valores que se determinaron
en la simulación, y se obtuvo que para una soldadura con la altura de la
raíz del cordón de 2 mm se tiene un flujo másico de ṁ = 0.076995173934
Kg/s y con una altura de la raíz del cordón de soldadura de 9 mm se tiene
un flujo másico de ṁ = 0.07628669555 Kg/s y finalmente se determinó la
perdida de potencia que generan estos valores en la altura de la raíz del
cordón de soldadura de 9 mm, con lo que se obtuvo una diferencia 0.507881
mbar produciendo una disminución de 0.5 % de la potencia del motor y para
-
xi
la altura de la raíz del cordón de soldadura de 2 mm se obtuvo 0.128424
mbar con una disminución de 0.12% en la potencia del motor.
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xii
ABSTRACT
With this design and simulation one determined the existing effects of
backpressure and temperature in the system leak of the engine, due to
processes of weld executed in incorrect form, specially when there are
realized repairs of the such elements of the pipe of leak as: the change of
catalysts, meetings, and mufflers. One took the parameters of work in the
system of leak as temperature and pressure, later there was calculated the
flow and speed of the gases of leak, in addition the technical information of
the vehicle was in use in the process of simulation. For the development of
the design of the system of leak there was in use a vehicle of brand
Chevrolet Luv 2.2 C/D 4*2 T/M INYEC where the incorrect processes of weld
were observed in the system of leak, one took the diameters, thicknesses
and lengths of the different elements that intervene in the system with the
use of the instruments adapted like: gauge (slide gauge). In the software
Solid Works designed every element that shapes the system of leak, there
were applied such different heights of the root of the cord of weld as: 2 mm
and 9 mm in the sections B-C of the system of leak, there was in use Solid
Works Flow Simulation integrated to the own software; with which the
dynamics of the fluid was simulated in the system of leak and there were
obtained values that are understood from 2.001756451 bars up to
2.002264332 bars and variations of temperature that are between
365.1395158 K up to 365.1409395 K. Followed the flow was calculated in
every case of the weld by the help of the values that decided in the
simulation, and there was obtained that for a weld with the height of the root
of the cord of 2 mm a flow is had of = 0.076995173934 Kg/s and with a
height of the root of the cord of weld of 9 mm is flow had of = 0.07628669555
Kg/s and finally there decided the loss of power that these values generate in
the height of the root of the cord of weld of 9 mm, with what a difference
obtained 0.507881 mbar producing a decrease of 0.5 % of the power of the
engine and for the height of the root of the cord of weld of 2 mm 0.128424
were obtained mbar by a decrease of 0.12 % in the power of the engine.
-
99
1. INTRODUCCIÓN
Un motor de combustión interna de ciclo Otto, aprovecha aproximadamente
el 30% de la energía de los gases a suceder la explosión en la cámara de
combustión, el 70% restante son pérdidas que se producen por rozamientos
mecánicos, por transferencias de calor, etc. Dado que las válvulas tienen
características y propiedades ideales donde se puede extraer esta energía
que se produce. El desarrollo de los avances tecnológicos en los
automóviles a gasolina se ha producido por un gran impacto en la industria
lo que es una necesidad de ampliar los conocimientos de Ingeniería
Automotriz. En el Ecuador se realizan cambios y reparación del sistema de
escape, pero en el mercado de la industria Automotriz muchos talleres
artesanales realizan estos procedimientos de una forma empírica, esto ha
causado que exista una variación en la altura de raíz del cordón de
soldadura en el sistema de escape, razón por la que este estudio permitirá
observar las variables que se presentan en el sistema de escape así como
las afecciones de contrapresión y temperatura. El sistema de escape se ha
caracterizado por su importancia debido al manejo de variables que influyen
en el rendimiento del motor, por lo que una variación en el diámetro de
soldadura afectará a la contrapresión y temperatura, causando un mal
funcionamiento del motor. Donde un proceso empírico de soldadura puede
ser un factor que origine variables que afecten la dinámica del fluido en tubo
de escape. La escasa investigación en el análisis de contrapresión y
temperatura por parte de los profesionales para el manejo de los estándares
de soldadura en el tubo de escape son la causa principal para que se
realicen procesos de soldadura incorrectos.
Para el desarrollo de este proyecto se planteó como objetivo general el
diseñar y simular los valores de contrapresión y temperatura en el sistema
de escape debido a los procesos de soldadura incorrectos para determinar el
porcentaje de diminución de potencia y rendimiento del motor que se
produce a causa de la variación de estos valores.
-
2
Además se logró determinar los tipos de soldadura que se utilizan en el
mantenimiento y reparación del tubo de escape, así como también se
consiguió determinar los parámetros de trabajo tales como: presión,
temperatura, caudal y velocidad de los gases de escape; los mismos que se
utilizaron para diseñar y realizar la simulación obteniendo datos que influyen
en la potencia del motor.
-
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1. VEHÍCULO
El automóvil se define como transporte de personas o codas, o de ambas la
vez. Un vehículo se mueve exclusivamente por sí mismo, sin depender del
exterior y circula sin rieles. Las partes móviles que hacen que el vehículo se
ponga en marcha, se detenga y de la vuelta, son pocos muy similares a
cualquier vehículo.
2.1.1. SISTEMAS DE FUNCIONAMIENTO DEL VEHÍCULO
La mayoría de los vehículos funcionan como los mismos principios
mecánicos estos son:
Motor
Sistema de transmisión
Sistema de lubricación
Sistema eléctrico
Sistema admisión
Sistema de escape
Sistemas de suspensión
Sistema de frenos
Sistema de refrigeración
2.2. MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
Las máquinas que son las más utilizadas en la industria automotriz son las
máquinas de combustión interna donde generan una potencia transformando
la energía química de la combustión en calor, y esta a su vez se transforma
el calor en trabajo mecánico. Esta transformación que tienen la energía
química en calor se realiza por el proceso de combustión; la conversión de
-
4
energía térmica en trabajo mecánico se puede realizar mediante una
transformación a un medio de trabajo donde la presión puede aumentar para
realizar este trabajo cuando al final se expande.
En un motor de combustión interna el pistón comprime la mezcla de
aire/combustible, con la que ésta se inflama originado un trabajo útil en el
giro del cigüeñal para poder generar un movimiento. En la combustión del
combustible, su mayor parte está conformada por hidrocarburos pero con la
presencia de oxígeno. La combustión que se produce en el interior del motor
de se conoce como combustión interna, si la combustión se realiza en la
parte externa de un motor es una combustión externa (Bosch, 2005).
2.3. MOTORES DE 4 TIEMPOS
Para controlar el intercambio de gases, el cigüeñal acciona un árbol de
distribución (árbol de levas) que gira a la mitad del número de revoluciones
del motor. El árbol de levas abre contra los resortes las válvulas de
intercambio de gases de distinto dimensionando, para la expulsión de los
gases consumidos y para la aspiración de aire fresco. Poco antes de
alcanzar el punto muerto inferior se abre la válvula de escape y dada la
relación de compresión supercrítica, aprox. 50% de los gases de combustión
abandonan la cámara de combustión durante esta fase previa. El émbolo en
movimiento asciende y descendente como se observa en la figura 1 (Bosch,
2005).
Este segundo tiempo del intercambio de gases dura hasta superar
brevemente el PMI (punto muerto inferior). Con la contrapresión y la
combustión se suceden los dos tiempos restantes del procedimiento de 4
tiempos. Poco antes de alcanzar el PMS (punto muerto superior) del émbolo,
se abre la válvula de admisión, con la válvula de escape todavía abierta.
Para distinguirlo de PMS (punto muerto superior) de encendido, en el que
finaliza la combustión. A esta posición del cigüeñal también se le llama punto
muerto superior de intercambio de gases o punto muerto superior de
solapamiento porque en esta zona se solapan los procesos de admisión y
-
5
escape que están claramente separados. Poco antes de alcanzar el punto
muerto inferior, la válvula de escape se cierra y a través de la válvula de
admisión abierta el embolo en movimiento descendente puede aspirar aire
fresco (Bosch, 2005).
Figura 1. Representación del proceso de intercambio de gases de cuatro tiempos en el diagrama
(Bosch, 2005)
2.3.1. FORMAS Y CONSTRUCIONES DE LOS MOTORES
La forma constructiva está formada por una cámara, la culata, la camisa, y el
pistón que son los que intervienen en el motor como se observa en la figura
2 (Bosch, 2005).
Motores en línea: Tienen una disposición del cilindro en una línea.
Motores en V: Tienen una disposición de los cilindros en dos planos en
forma de V.
Motores en estrella: La disposición los cilindros están enfrentados entre
sí.
Motor U: La forma de los cilindro es paralela
Motores opuestos: La disposición de los émbolos son de sentido opuesto.
-
6
Figura 2. Forma constructiva de los motores (Bosch, 2005)
2.3.2. MOTOR OTTO
El motor Otto es el más empleado en la industria automotriz donde su
trabajo se realiza con una transformación de energía calorífica en energía
mecánica que funciona con 4 tiempos.
En el motor Otto, el pistón se desplaza por el cilindro haciendo una carrera
alternativa gracias a un sistema biela-manivela que forman el movimiento
lineal del pistón y movimiento circular por parte del cigüeñal Como se
observa en la figura 3 (Ciclo teórico , 2014).
Figura 3. Motor Otto (Motor Historia de coches, 2016)
-
7
Los tiempos del motor Otto son:
Admisión
Compresión
Trabajo
Escape
2.3.3. CICLO DE COMBUSTIÓN
La primera reacción térmica que se produce entre el aporte de energía de
encendido entre la chispa y la reacción exotérmica de la mezcla
aire/combustible, el tiempo de inflamación es constante y va depender la
composición de la mezcla. Para la cual conlleva un retardo en el encendido
que aumenta a medida que las revoluciones del motor (Ciclo teórico , 2014).
En los motores de gasolina en el instante que el pistón alcanza el punto más
alto (PMS) de su carrera ascendente y la mezcla ha sido totalmente
comprimido, lo que ocurre una chispa que salta entre los polos de la bujía,
provocando un encendido de la mezcla aire/combustible que se encuentra
en la cámara. La inflamación en el cilindro no es súbita y violenta porque la
mezcla aire/ combustible se quema progresivamente en la cámara, aunque
es muy corto el tiempo la expansión de los gases de combustión también es
progresiva y el pistón recibe una fuerza de empuje en vez de un golpe
violento de explosión. La acción de quemar progresivamente el combustible
se denomina combustión de la mezcla, como la combustión se produce en el
interior de los cilindros, estos motores se clasifican como motores de
combustión interna. La presión sube considerablemente a 40 bar por lo tanto
la temperatura también sube de entre 2100°C y 2300°C. El empuje del
pistón hacia abajo durante el tiempo de expansión, hace girar el cigüeñal
(Bosch, 2005).
El pistón sube hasta el punto muerto superior (PMS) y la mayor parte de los
gases de combustión, todavía bajo presión, salen del cilindro hacia la
atmósfera a través de la válvula de escape estas siguen la trayectoria del
-
8
sistema de escape. La presión desciende hasta llegar a una atmósfera y la
temperatura oscila entre los 800°C. La carrera ascendente del pistón cuando
la válvula de escape está abierta, es un medio efectivo para expulsar del
cilindro del motor los gases quemados en la combustión. Estos cuatro
tiempos constituyen el ciclo de funcionamiento del motor Otto.
2.4. SISTEMA DEL ESCAPE DEL MOTOR
La instalación de los gases de escape tiene como objetivo eliminar los
productos nocivos de los gases de escape que se genera en el
funcionamiento del motor de combustión interna, según las normas legales
internacionales y nacionales. Cumple la misma función en amortiguar el
ruido generado por los gases de escape y sus derivados en un punto
favorable para uso del automóvil.
Para poder mantener la potencia que se produce en el motor y a su vez
tener una mayor eficiencia para poder aprovechar estos parámetros que se
tienen presentes (Bosch, 2005).
Figura 4. Sistema del escape de un vehículo (Bosch, 2005)
En el momento que se abre la válvula de escape, los gases producto de la
combustión salen desde la cámara a una gran velocidad y a unas altas
temperaturas a través del sistema de escape, para proceder a continuación
al colector del escape y hasta la parte final del tubo de escape.
-
9
Con la ayuda de la figura 4. Se observa ciertos componentes que ayudan al
sistema de escape para poder mantener un nivel de ruido bajo, como el
silenciador y otros dispositivos que evitan la contaminación de medio
ambiente como un catalizador (Rodriguez, 2012).
2.4.1. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE ESCAPE
Los elementos del sistema escape son muy importante para poder tener una
potencia, eficiencia y consumo de combustible adecuados, a su vez
disminuir los gases contaminantes que se producen en la combustión.
2.4.1.1. Colector
El colector es uno de los compontes de mayor importancia, son conductos
de los gases de escape que existen en el los canales de escape de cada
cilindro hasta llegar al tubo de escape como se muestra en la Figura 5.
Figura 5. Colector con catalizador cercano al motor (Bosch, 2005)
Hay diferentes geometrías del colector que influyen en la potencia del motor
o en el comportamiento acústico que se tiene en los gases del escape y a su
vez también en la temperatura del sistema de escape. En muchos casos el
colector se encuentra en sitio aislado del fluido del aire para aumentar de
una forma mayor las altas temperaturas de los gases y así poder tener un
óptimo funcionamiento del catalizador (Paz, 2004).
-
10
2.4.1.2. Catalizador
El catalizador tiene la función de disminuir los elementos contaminantes que
están contenidos en los gases de escape, aplicando una técnica de catálisis.
Se encuentra ubicado en el tubo de escape muy cerca al motor para poder
aprovechar las elevadas temperaturas, que se logra alcanzar de un
aproximado de 400 y 700 grados centígrados, como se observa en la figura
6 (Rodriguez, 2012).
Figura 6. Catalizador con monolitos cerámicos (Bosch, 2005)
2.4.1.3. Silenciador
Los silenciadores deben reducir la pulsación de la presión de los gases de
escape e intentar hacerla lo más inaudible posible poder tener un
rendimiento óptimo del sisma en sí. Para ello existen esencialmente los
principios físicos como en la figura 7.
Figura 7. Silenciador (Bosch, 2005)
-
11
- Reflexión
- Absorción
Estos dos principios que se utilizan en el sistema de escape que también
sirven para diferenciar los distintos tipos de silenciadores, aunque la mayoría
trabajan combinando reflexión y absorción (Bosch, 2005).
2.4.1.4. Elementos de unión
Los tubos tienen la función de unir a los elementos como: catalizador y
silenciador. En algunos casos de los motores de vehículos de una dimensión
menor existen también soluciones como la unión en un mismo cuerpo del
catalizador y el silenciador integrados.
Los tubos, el catalizador y los silenciadores se unen con conexiones y
pestañas dentro de la instalación global de los gases de escape. Algunas
instalaciones primarias están totalmente soldadas para un montaje rápido.
Toda la instalación global de los gases de escape está unida a los bajos del
vehículo mediante elementos de suspensión elásticos, como se observa en
la figura 8.
Figura 8. Elementos de unión del tubo de escape
(Bosch, 2005)
La instalación de los gases de escape también puede ir desacoplada del
bloque del motor a través de un elemento de desacople para no provocar
sobre cargas excesivas a la instalación de los gases (Bosch, 2005).
-
12
2.4.2. TUBO DE ESCAPE
En el instante de la trayectoria a lo largo del tubo de escape, los gases
tiende a enfriarse; en ciertos casos cuando el funcionamiento a mínima
potencia permite que los gases pueden llegar a una temperatura menor de
100 ºC en el interior del tubo de escape, lo que implica que exista un
abundante vapor de agua probablemente en el final del tubo.
Los tramos del tubo de escape deben ser de poco peso, y relativamente
flexibles para poder evitar las cargas adicionales por la dilatación y
concentraciones por los cambios de temperatura que existen, como se
observa en la figura 9 (Cm Gasstrack, 2012).
Figura 9. Tubo de escape (Bizkaia, 2002)
2.4.3. GASES DEL SISTEMA DE ESCAPE
La energía química contenida en el combustible, cuando es quemada es
liberada en forma de calor produciendo trabajo. Para que el combustible se
queme es necesario que exista oxígeno (aire), y ese porcentaje de aire
admitido introducido varía de acuerdo a las necesidades del motor y al tipo
de combustible. Cuando la quema es completa, todo el carbono presente en
el combustible reacciona con el oxígeno formando dióxido de carbono; todo
el hidrógeno presente en el combustible, también reacciona con el oxígeno
-
13
formando vapor de agua; y finalmente todo el hidrógeno existente en el aire
admitido, no participa en la reacción siendo expedido de la misma manera (
As-sl, 2013).
2.4.3.1. Gases inofensivos
El oxígeno es unos de los gases más comunes para que se produzca la
combustión y se encuentran en una concentración del 21%.
2.4.3.2. Gases contaminantes
Existen varios contaminantes pero los más importantes son: CO (Monóxido
de carbono), Hidrocarburos no combustionados (HC), y el NOx (Óxido de
nitrógeno).
2.4.4. COMPONENTES DE LOS GASES DE COMBUSTIÓN
Los Componentes de los gases de combustión se observan en la tabla 1.
Tabla 1. Componentes de los gases de combustión
ELEMENTO NOMBRE
Agua
Dióxido de carbono
Nitrógeno
Monóxido de carbono
Óxido de nitrógeno
Hidrogeno
Metano
Óxido de azufre
Oxigeno
( As-sl, 2013)
-
14
2.4.4.1. Monóxido de carbono
El monóxido de carbono es: gas incoloro, inodoro, e insípido. En las
personas disminuye la capacidad de la absorción del oxígeno en la sangre y
en el cuerpo produce envenenamiento en concentraciones altas y a tiempos
largos la exposición puede provocar estos síntomas en el cuerpo humano,
una de las causa que se produzca el monóxido de carbono es la ausencia de
oxigene en la combustión ( As-sl, 2013).
2.4.4.2. Hidrocarburos
Los hidrocarburos están presentes en los gases de escape algunos
hidrocarburos pueden ser alifáticos (alcano, alquenos, alquinos, y sus
derivados), estos son inodoros.
2.4.4.3. Óxido de nitrógeno
Es un gas incoloro, inodoro e inspirado que la atmósfera se convierte en
dióxido de nitrógeno lentamente. El en su forma pura es venenoso, el
óxido de nitrógeno es un causante de daños forestales.
2.4.4.4. Dióxido de carbono
Es un subproducto por la causa de la combustión y es expulsado en los días
fríos por lo que se observa como humo blanco, en muchos de los casos sale
por el tubo de escape como un goteo.
2.4.4.5. Vapor de agua
Este gas siempre está presente en el proceso de combustión a pesar de no
ser considerado con un gas tóxico, pero en una forma indirecta resulta muy
perjudicial para el medio ambiente y es el causante del calentamiento global.
-
15
2.4.5. CONTRAPRESIÓN EN EL SISTEMA DE ESCAPE
Existen varios parámetros que se encuentran presentes en los gases de
combustión del motor, como es el caudal, la presión, temperatura, longitud y
etc.
2.4.5.1. Contrapresión de los gases
La contrapresión es una medida de la resistencia al flujo libre de los gases a
través de los diferentes componentes del sistema de escape, estas pueden
ser ocasionadas por:
Tuberías con una larga longitud
Cambios de diámetros del tubo escape
Cambios de dirección del tubo de escape
En el sistema de escape cuando existe una contrapresión o presión de
retorno puede producir problemas en el vehículo a pesar de tener estas
variables que producen cambios es importen tener un buen control en el
mantenimiento del tubo de escape.
Una pérdida de potencia
Aumento de consumo de combustible
Aumento de temperatura
Aplicando los valores de caudal y temperatura de los gases de escape dado
por los fabricantes del motor obtiene la ecuación 1.
[1]
Dónde:
: Contrapresión en la tubería de escape en ( )
: Longitud total equivalente de la tubería en (m)
: Caudal de gas de escape en (m3/ s)
: Diámetro de la tubería en (m)
: Temperatura del gas escape (K)
-
16
En la industria automotriz hay muchos diseños de sistemas de escape donde
estos son realizados por procesos incorrectos soldadura ya que estos tipos
de diseños incrementan el valor de contrapresión y temperatura (Bombas
Zeda, 2014).
2.4.6. TEMPERATURA EN EL SISTEMA DE ESCAPE
La temperatura de los gases de combustión están a muy altas temperatura,
que convergen en el múltiple de escape y siguen su trayectoria hacia el tubo
de escape hasta los diferentes componentes del sistema escape como:
catalizador, silenciador tuberías hasta terminar en la parte final del tubo de
escape donde estos gases terminaran en la atmosfera, si descarta que a
medida que los gases de escape pasan por todo el sistema llegan disminuir
(Paz, 2004).
2.5. PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE
ESCAPE
El sistema de escape debe conducir el fluido que se produce en la fase de
combustión del motor hacia el ambiente, donde este contenga curvaturas o
exista un rozamiento entre el fluido y la paredes del conducto para ello es
muy importante analizar las características de los materiales.
- Tubos de acero inoxidable
- Soldadura de los elementos del sistema de escape
- Doblado de tubo
2.5.1. TUBO DE ACERO INOXIDABLE
En el sistema de escape se construye con este tipo de material ya que este
tipo de material tiene como característica una baja rugosidad, una buena
resistencia mecánica, resistencia a la corrosión, una buena conductividad
-
17
térmica y bajo coeficiente de dilatación que permite soldar fácilmente la
estructura además de tener un acabado superficial excelente como se
muestra en la figura 10.
Figura 10. Tubo de escape (acero inoxidable) (Bmw Faq , 2013)
2.5.1.1. Datos técnicos de fabricación del tubo de escape
En la tabla 2 se utilizan los diferentes tipos de dimensiones en la fabricación
de tubos de escape.
Tabla 2. Datos de fabricación de tubos de acero inoxidable
DESIGNACIÓN COMERCIAL ESPESORES LONGITUDES
ESTÁNDAR
DN (1) NPS (2) (mm) (pulg) (m) (pies)
40 -
115 1 1/2 - 4 1/2
1.40 –
1.90
0.055 -
0.075
6.00
6.50
20.00
21.33
(Materiales los Andes , 2015)
Los tubos de escape son suministrados aceite o son lubricados para evitar la
corrosión a corto plazo. Tubos de Acero Laminados en Frío para Escape
Sección Circular como se muestra en la tabla 3.
http://www.materialeslosandes.com/tproductos.php?pagina=unicon_automotriz_escape#notashttp://www.materialeslosandes.com/tproductos.php?pagina=unicon_automotriz_escape#notas
-
18
Tabla 3. Dimisiones de tubos inoxidables
DIMENSIONES ESPESOR NOMINAL
PESO
GRADO DE ACERO
DESIGNACIÓN
DIÁMETRO E
Mm mm Kg/m
1 1/2 38.10 1.90 1.70
1 5/8 41.28 1.50 1.38
1 5/8 41.28 1.90 1.84
1 3/4 44.45 1.40 1.49
1 3/4 44.45 1.90 1.99
1 7/8 47.63 1.40 1.60
1 7/8 47.63 1.90 2.14
2 50.80 1.50 1.71
B
2 50.80 1.90 2.29
2 1/4 57.15 1.40 1.92
2 1/4 57.15 1.90 2.59
2 1/2 63.50 1.40 2.14
2 1/2 63.50 1.90 2.89
3 76.20 1.40 2.58
3 76.20 1.90 3.48
3 1/2 88.90 1.40 3.02
3 1/2 88.90 1.90 4.08
4 101.60 1.40 3.46
4 101.60 1.90 4.67
(Materiales los Andes , 2015)
Tolerancias: Diámetro Externo:
± 0.52 mm (± 0.02") para diámetros menores a 63.50 mm.
± 1% para diámetros mayores o iguales a 63.50 mm.
Longitud: Tolerancia ± 50 mm (± 2") para todas las medidas.
Espesor de la Pared: ± 10% para todas las medidas.
Peso: ± 10% para todas las medidas.
2.5.1.2. Propiedades químicas de los tubos de escape
En la fabricación de tubos inoxidables debe cumplir unas ciertas propiedades
químicas y mecánicas como se muestra en tabla 4.
-
19
Tabla 4. Propiedades del tubo inoxidable
PROPIEDADES QUÍMICAS (VALORES MÁXIMOS)
PROPIEDADES MECÁNICAS VALORES REFERENCIALES
C Carbono
Mn Manganeso
P Fósforo
S Azufre
Cu y Ni
Cobre y
Níquel
Tracción (psi)
Fluencia (psi)
% Elongación
0,02 – 0.08
0.50 0.020 0.0350 0.20 ......... 22.000 – 35.000
>= 36
(Materiales los Andes , 2015)
2.5.2. PROCESO DE SOLDADURA DEL TUBO DE ESCAPE
El proceso de soldadura consta de la unión rígida dos o más materiales
sólidos sin la ayuda de un elemento adicional. Este proceso se puede
realizar de una manera que intervenga la temperatura o no, con presión o
no, con fusión o no y también utilizando el material de aporte que se lo
emplea en muchos casos. Los que son más utilizados en la industria
automotriz ecuatoriana en el mantenimiento y fabricación Como se observa
en la figura 10 (Depertamento de materiales EPN, 2009).
Figura 11. Clasificación de los tipos de soldadura (Galbarro, 2014)
-
20
2.5.2.1. Soldadura eléctrica por arco en atmosfera inerte con electrodo
de tungsteno (TIG)
El proceso TIG (Tungsten Inert Gas) se usa ampliamente y es muy
adecuado para soldar acero inoxidable. Un gas inerte (normalmente argón)
se usa para proteger del aire al metal fundido de la soldadura. Si se
necesita, se agrega metal de aporte en forma de alambre dentro del arco,
bien manual o automáticamente. El proceso se ilustra en la Figura 6.
Mediante el proceso TIG se puede soldar materiales tan finos como algunas
centésimas hasta espesores grandes, pero normalmente se usa hasta 6.4
mm como se observa en la figura 12 (Acerind S.C., 2012).
Figura 12. Soldadura Tig
(Depertamento de materiales EPN, 2009)
Algunas ventajas de este proceso de soldadura incluyen:
- No hay escoria que eliminar, lo cual minimiza las tareas de limpieza
posterior.
- Es un proceso de soldadura que se puede utilizar en todas posiciones, lo
cual lo hace especialmente apto para la soldadura de cañerías.
- No hay salpicaduras de soldadura que limpiar.
- Prácticamente no hay una variación en la composición química de la
aleación del metal de base durante la soldadura.
-
21
Los aceros inoxidables son fáciles de soldar con el proceso TIG. Las
aleaciones son relativamente insensibles a una pobre protección gaseosa,
comparadas con metales reactivos, tales como titanio o zirconio. Sin
embargo, es una buena práctica proveer de una buena protección gaseosa,
tanto a la soldadura como al respaldo, lo mismo que mantener al metal de
aporte dentro del escudo gaseoso durante la soldadura (Acerind S.C.,
2012).
2.5.2.2. Soldadura eléctrica por arco bajo protección de gas con
alimentación continua de electrodo solido (GMAW)
En el proceso MIG (metal inert gas, cuando se utiliza un escudo gaseoso de
gas inerte) o MAG (metal active gas, cuando se utiliza un gas activo), se
establece un arco entre el electrodo consumible, un alambre desnudo y la
pieza. El arco y la soldadura se protegen de la atmósfera mediante un
escudo gaseoso, compuesto principalmente por gases inertes, argón y/o
helio. Con el objeto de obtener una mejor acción del arco y una mejor
mojabilidad en la soldadura, se utilizan opcionalmente pequeñas cantidades
de gases activos, tales como dióxido de carbono, oxígeno e hidrógeno como
se observa en la figura 13 (Acerind S.C., 2012).
Figura 13. Soldadura Mig
(Galbarro, 2014)
-
22
Algunas ventajas del proceso MIG sobre los otros procesos de soldadura
incluyen:
- Mayores velocidades de soldadura.
- No hay escoria que eliminar, lo cual facilita el proceso de limpieza
posterior.
- Facilidad de automatización.
- Buena transferencia de elementos a través del arco.
2.5.3. CORDÓN DE SOLDADURA
El cordón de soldadura tiene tres partes bien diferenciadas como se observa
en la figura 14.
Figura 14. Cordón de soldadura ( Herreria Alaimo , 2014)
- Zona de soldadura: Es la zona central, que está formada
fundamentalmente por el metal de aportación.
- Zona de penetración. Es la parte de las piezas que ha sido fundida por los
electrodos. La mayor o menor profundidad de esta zona define la
penetración de la soldadura. Una soldadura de poca penetración es una
soldadura generalmente defectuosa.
- Zona de transición. Es la más próxima a la zona de penetración en el
proceso de soldadura.
- La garganta: es la altura del máximo triángulo isósceles donde sus lados
iguales están formados en las caras de las dos piezas a unir y es
inscribible en la sección transversal de la soldadura.
-
23
En esta zona, donde no sufre la fusión, si contiene unas altas temperaturas,
dicha estas han soportado un tratamiento térmico con posibles
consecuencias que son negativas provocando tensiones internas.
Las dimensiones que sirven para determinar un cordón de soldadura son la
garganta y la longitud que intervienen en los procesos de soldaduras
(Depertamento de materiales EPN, 2009).
2.5.3.1. Tipos de cordones de soldadura
Los cordones de soldadura se pueden clasificar como se muestra en la
figura 15.
Por la posición geométrica de las piezas a unir.
- Soldaduras a tope
- Soldaduras en ángulo
Por la posición del cordón de soldadura respecto al esfuerzo
- Cordón frontal
- Cordón lateral
- Cordón oblicuo
Figura 15. Disposición de tipos de soldadura (I.E.S. Cristobal de Monroy, 2010)
-
24
2.5.4. PROCESO DE DOBLADO EN LOS TUBOS
Es un proceso de conformación en frío que produce una curva permanente
de acuerdo con la forma de una matriz, al tiempo que conserva la forma de
la sección transversal del caño, sea esta redondeada, cuadrada, rectangular
o extrudida.
Constituye el elemento principal del proceso de doblado, ya que moldea el
tubo con un determinado radio de curvatura. Está constituida por dos partes
que poseen una acanaladura central, cuya profundidad es generalmente la
mitad del diámetro del tubo como se observa en la figura 16 (Espacio de
Marketing, 2014).
Esas partes son:
- Una porción curvada, cuya longitud depende del grado de doblado
necesario e incluye un exceso para compensar la recuperación elástica
que se produce después del doblado.
- Una porción recta, diseñada para sujetar la parte del tubo inmediatamente
después del doblado.
Figura 16. Maquina dobladora
(Espacio de Marketing, 2014)
2.6. DINÁMICA DE FLUIDOS
2.6.1. TÉRMINOS DE FLUIDOS
Al combustionar la mezcla de gasolina /aire que se dan en la admisión se
transforma, mediante un proceso químico, en diferentes gases.
-
25
2.6.1.1. Presión
Es cantidad de fuerza que se ejerce sobre una unidad de área o superficie,
como se expresa en la ecuación 2 (Mott R. , 2006).
[2]
Dónde:
: Presión (Pa)
: Fuerza (N)
: Área (m2)
2.6.1.2. Fluido
“Están sujetos a variaciones grandes de presión, en función del sistema en
que se utilizan. Estos pueden ser líquidos y gases” (Mott R. , 2006).
Los gases se comprimen con facilidad.
Los líquidos se comprimen muy poco.
2.6.2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
2.6.2.1. Densidad
La densidad es la cantidad de masa por unida de volumen de una sustancia
donde se utiliza la letra griega (rho) para la densidad como en la ecuación
3 (Mott R. , 2006).
[3]
Dónde:
: Densidad (kg/m3)
: Masa (m)
: Volumen (m2)
-
26
2.6.2.2. Peso especifico
El peso específico es la cantidad de peso por unidad de volumen de una
sustancia, utilizando la letra griega (gamma) para detonar el peso
específico, como en la ecuación 4 (Mott R. , 2006).
[4]
Dónde:
: Peso específico (N/m3)
: Peso (N)
: Volumen (m3)
2.6.2.3. Viscosidad
Un fluido en movimiento, en él se desarrolla una tensión de corte detonada
con la letra griega (tao). La viscosidad puede ser definida como la fuerza
necesaria para mover una capa unitaria sobre otra capa de la misma
sustancia (Mott R. , 2006).
Figura 17. Gradiente de un fluido en movimiento (Mott R. , 2006)
En la figura 17. Se observa el cambio de velocidad en un fluido. Una delgada
capa de fluido se encuentra entre dos placas, una capa es estacionaria
mientras que la otra capa se encuentra en movimiento a una velocidad .
Cuando un fluido real está en contacto a una superficie delantera tiene una
misma velocidad que esta superficie mitra que la otra placa estará en
reposo.
-
27
Existe una pequeña distancia entre las dos placas, la velocidad de cambio
de velocidad respecto a la posición será lineal por la condición de
linealidad, el gradiente de velocidad que es la medida del cambio de
velocidad con respecto a la distancia es definido como . La tensión
de corte del fluido directamente proporcional al gradiente de velocidad
, se puede dar la siguiente ecuación 5 (Robert, 2006).
(
) [5]
Dónde:
: Tensión de corte
: Viscosidad de fluido (kg/ms)
(
): Variación de velocidad con respecto a la distancia
2.6.3. RAPIDEZ DE FLUJO DEL FLUIDO
2.6.3.1. Caudal
La rapidez de flujo de volumen o caudal es la medida más común que se
utiliza, la cual se denota la letra en la siguiente ecuación 6.
[6]
Dónde:
: Caudal (m3/s)
: Área (m2)
: Velocidad (m2/s)
2.6.3.2. Rapidez de flujo de peso
La rapidez de flujo de peso es la cantidad de peso de una sustancia por
unidad de tiempo que pasa por un conducto, donde se denota con la letra
como se observa en la ecuación 7 (Robert, 2006).
-
28
[7]
Dónde:
: Rapidez de flujo de peso
: Peso específico (N/m3)
: Caudal (m3/s)
2.6.3.3. Rapidez de flujo de masa
Flujo másico es la cantidad de masa de una dicha sustancia por unidad de
tiempo que atraviesa en el conducto, para cual se la denota con la letra ,
mediante la ecuación 8 (Mott R. , 2006).
[8]
Dónde:
: Flujo de másico (kg/s)
: Densidad (kg/m3)
: Caudal (m3/s)
2.6.4. ECUACIÓN DE LA CONTINUIDAD
La ecuación de continuidad nos ayuda cuando tenemos un análisis de flujo
de fluidos a través de un tubo con diferentes diámetros variables. Un fluido
que pasa a través de una sección donde llega hasta la segunda sección con
una misma velocidad constante, mediante la igualdad 9 y 10.
[9]
Dónde:
: Caudal (m3/s)
[10]
Dónde:
: Área sección 1 (m2)
: Área sección 2 (m2)
-
29
: Velocidad sección 1 (m2/s)
: Velocidad sección 2 (m2/s)
En la figura 18 aplicando esta fórmula podemos ver las diferentes
velocidades que se tienen en las diferentes secciones. En la ecuación 9 y 10
se emplea para todo tipo de fluido estable el flujo volumétrico es igual en
todas las secciones. Se emplea para velocidades menores a 100 m/s (Mott
R. , 2006).
Figura 18. Sistema de cambio de sección, presión y velocidad (Mott R. , 2006)
2.6.4.1. Ecuación de continuidad para fluidos comprensibles
En este caso se aplica para los gases donde se tiene la siguiente ecuación
11 y 12.
[11]
[12]
Dónde:
: Densidad de la sección (kg/m3)
: Caudal de la sección (m3/s)
-
30
2.6.5. TIPO DE FLUJO EN TUBERÍAS
Existe una perdida por fricción en un sistema de tuberías que va a depender
el tipo de flujo que existe en cuyo caso hay dos tipos de flujos para fluidos
reales que son flujo laminar y flujo turbulento.
2.6.5.1. Flujo laminar
Es un fluido lento en el que parece que las partículas se desplazan en forma
paralela donde se forman capas o láminas, en este caso se les da en las
tuberías circulares.
En donde laminar se dirige por la ley que se relaciona la tensión cortante con
la velocidad de deformación angular, dado que la tensión de corte es la
viscosidad de fluidos por el gradiente de las velocidades como se observa en
la figura 19 (Mott R. , 2006).
Figura 19. Flujo laminar
(Tecnologica mecanica, 2015)
2.6.5.2. Flujo turbulento
Un flujo turbulento las partículas tienen movimiento desordenados así
formando remolimos, en este tipo tienen un trayectoria de una partícula es
impredecible como se observa en la figura 20 (Mott R. , 2006).
Figura 20. Flujo turbulento (Tecnologica mecanica, 2015)
-
31
2.6.6. NÚMERO DE REYNOLDS
Es un valor dimensional que nos ayuda predecir el tipo de flujo laminar o
turbulento al conocer los valores de las variables como se observa en la
ecuación 13 (Mott R. , 2006).
[13]
Dónde:
: Número de Reynolds
: Densidad del flujo (kg/m3)
: La viscosidad del fluido (kg/ms9
: El diámetro del conducto (m)
: La velocidad del flujo (m/s)
2.6.6.1. Número de Reynolds críticos
Aplicación en los flujos de un conducto se toma los valores siguientes:
Para valores el flujo es laminar
Para los valores de es imposible determinar qué tipo
de flujo es laminar o turbulento
Para valores de del flujo es turbulento.
2.7. CÁLCULOS DEL MOTOR
2.7.1. CILINDRADA
La cilindrada de un motor de un cilindro es el volumen o espacio “V” que
queda comprendido entre el punto muerto superior e inferior del recorrido del
pistón; que es “lo que respira el motor”. La carrera del pistón (recorrido del
PMS al PMI) y el diámetro del cilindro se miden en milímetros. Si la carrera
-
32
es igual al diámetro, se dice que el motor es “cuadrado”; si es inferior,
entonces es “supercuadrado”; y si es superior se dice “alargado” (Paz,
2004).
Donde obtenemos la ecuación 14 de la cilindrada unitaria:
[14]
Dónde:
: Cilindrada (m3)
: Diámetro (m)
: Carrera del pistón (m)
2.7.2. CILINDRADA TOTAL
La cilindrada total es el total de volumen que se ocupa en el motor como se
muestra en la ecuación 15.
[15]
Dónde:
: Cilindrada total (m3)
: cilindrada unitaria (m3)
: numero de cilindros del motor
2.7.3. REVOLUCIONES POR MINUTO DEL MOTOR
Para tener en cuenta el tiempo, se toma las rpm (revoluciones por minuto)
que produce el motor utilizando la ecuación 16.
[ 6]
Dónde:
: Revoluciones por minuto del motor (rev/min)
-
33
3. METODOLOGÍA
Para este proyecto se va a utilizar tres tipos de investigaciones que se
aplican de forma conjunta, las cuales son: bibliográfica, análisis y síntesis.
Para el desarrollo se realizó una investigación bibliográfica relacionada a los
parámetros de funcionamiento del sistema de escape en los motores de
combustión interna para posteriormente utilizarlos en la simulación del
sistema en un software.
Esta investigación prosiguió con el análisis de datos de contrapresión y
temperatura en el tubo de escape. Esta información junto con la dinámica de
fluidos permitió desarrollar la simulación y para esto se utilizaron las
sigueintes ecuaciones.
Ecuación 14 cilindrada unitaria del motor que se encuentra en la sección
2.7.1. del marco teórico.
Ecuación 16 revoluciones del motor que se encuentra en la sección 2.7.3.
del marco teórico.
Educación 6 de caudal del fluido que sección 2.6.3.1. del marco teórico que
se entra representado los valores en la tabla 6 y en la figura 22.
Educación 8 del fluido másico que se encuentra en la sección 2.6.3.3. del
marco teórico. El resto de ecuaciones empleadas en la simulación de
sistema de escape se obtienen después de realizar un despeje de las
fórmulas, tales como caudal, revoluciones del motor y velocidad de los gases
de escape detallados en la tabla 6.
Para la toma de datos de utilizó el equipo adecuado así:
Pirómetro: se tomó las medidas de temperatura en diferentes secciones
del sistema de escape, dichos valores se utilizó en la simulación.
Calibrador: con este instrumento se tomó las medidas de las dimensiones,
longitudes y espesores del tubo de escape que se utilizó en el diseño.
Flexómetro: se tomó las medidas más extensas de las secciones del
sistema de escape que se utilizó en el diseño.
Manómetro: se tomó las medidas de presión que se encuentra en el
sistema de escape que se utilizó en la simulación.
-
34
La simulación en Solid Works Flow Simulation permitió simular la dinámica
del flujo de los gases de escape utilizando los datos de la tabla 6 para
finalmente obtener resultados los cuales se muestran en las tablas 7 y 8 con
lo que se graficó las curvas de presión y temperatura mostradas en la figuras
67 a 70.
-
35
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. CÁLCULOS EN ELSISTEMA DE ESCAPE
Se tomó en cuenta la teoría utilizada en el marco teórico para su posterior
utilización en los cálculos de los valores de velocidad de los gases de
escape y caudal de escape. Con la ayuda de estos datos técnicos de un
vehículo que nos ayudó como modelo de pruebas para aplicación de la
simulación.
Las especificaciones técnicas de la camioneta Chevrolet Luv 2.2 cabina
doble, sirvió como modelo para realizar las simulaciones como se observa
en la tabla 5.
Tabla 5. Datos técnicos de un vehículo marca Chevrolet Luv c/d
Marca Chevrolet
Modelo Luv cabina doble
Motor C22NE25053530
N cilindros 4 en línea
Potencia 83 kW @ 5000 rpm
Torque máximo 170 Nm @ 3800 rpm
Diámetro del tubo 51 mm
Se tomó este modelo de vehículo de marca Chevrolet Luv c/d por la razón
que este presentaba los procesos de soldadura incorrectos en el sistema de
escape en la reparación del mismo, como se observa en la figura 21,
existen algunos cordones de soldadura que están presentes en las
diferentes secciones del tubo de escape.
-
36
Figura 21. Procesos incorrectos de soldadura en el tubo de escape
4.1.1. CAUDAL Y VELOCIDAD DE LOS GASES DE ESCAPE
4.1.1.1. Cilindrada
La ecuación 15 se utilizó para calcular la cilindrada unitaria.
Para el cálculo de las revoluciones por minuto del motor se empleó la
ecuación 16.
Se deduce que para 2 revoluciones de giro del cigüeñal existe un proceso de
escape, por lo que se determina que cada 2 vueltas del cigüeñal el gas sale
al exterior.
En las 3500 revoluciones por minuto del motor se la utiliza para aprovechar
el máximo torque, máximo potencia y consumo de combustible.
Por lo tanto (3500 rpm), es:
-
37
Entrega el gas veces por segundo en una vuelta, lo que se emplea el
caudal volumétrico para dichas condiciones dadas para el cálculo se usa la
ecuación 6.
Dónde:
Se despeja de la ecuación 6 y se obtiene la velocidad del flujo de gas de
escape:
Dónde:
:
Se realizó una tabla 6 para determinar los diferentes caudales y velocidades
con respecto a la revoluciones por minuto del motor iniciando como 1500
hasta 5500 (rpm) en cada caso obtenido anteriormente en el ejemplo
aplicado la teoría y los datos obtenido.
-
38
Tabla 6. Valores del Caudal y velocidad vs Rpm
Rpm Caudal (
) Velocidad (
)
1500 0.0275 14.29
2500 0.0458 23.81
3500 0.0641 33.34
4500 0.0825 42.87
5500 0.1008 52.37
En la figura 22 se representa las revoluciones por minuto del motor con
referencia al caudal de salida de los gases de escape; con el aumento de las
revoluciones del motor, el caudal tiende de igual manera a aumentar.
Figura 22. Caudal vs rpm del motor
En la figura 23 se representa las revoluciones por minuto del motor con
referencia a la velocidad de los gases de escape; con el aumento de las
revoluciones del motor, la velocidad tiende de igual manera a aumentar.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0,0275 0,0458 0,0641 0,0825 0,1008
RP
M
CAUDAL
-
39
Figura 23. Velocidad de los gases vs rpm del motor
4.1.2. TOMA DE DIMENSIONES DEL SISTEMA DE ESCAPE
La toma de las longitudes se utilizó un flexómetro para las secciones de
mayor longitud para así tener eso valores para el modelado del sistema de
escape.
Figura 24. Toma de dimensiones del tubo de escape
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
14,29 23,81 33,34 42,87 52,37
RP
M
VELOCIDAD DE LOS GASES
-
40
En tubo de escape se utilizó un medidor pie de rey para no tener errores en
la toma de dichos valores como se observa en la figura y así vez se procedió
a la medición del espesor del tubo de escape como se muestra en la figura
24.
4.1.3. TOMA DE PRESION DEL SISTEMA DE ESCAPE
La medición de la presión se utilizó un manómetro que se implementó en el
parte final del múltiple de escape y el inicio del tubo de escape para tener un
dato de ingreso de presión en el sistema de escape para la simulación.
4.1.4. TEMPERATURA DEL TUBO DE ESCAPE
Para la obtención de la temperatura se procedió a utilizar el siguiente equipo:
pirómetro y termómetro, se tomó los datos por tramos como se presentan en
la figura 25 se realizaron varias tomas para la simulación, se tomó la mayor
temperatura en el tubo de escape A.
Figura 25. Toma de temperaturas en las diferentes secciones
4.1.4.1. Medición de la temperatura
Con el instrumento pirómetro y multímetro se procedió a la toma de los
valores de temperatura, el cual se ubicó en la parte de terminal del múltiple
-
41
de escape y el inicio de la sección AB para tener el dato de entrada de
temperatura en la simulación como se muestra en la figura 26.
Figura 26. Temperaturas de sistema de escape
4.2. MODELADO DEL SISTEMA DE ESCAPE
El modelado en 3D del tubo de escape se realiza en el software SolidWorks.
4.2.1. CROQUIS DE LOS ELEMENTOS
4.2.1.1. Sección A-B
Una vez ya definido el sistema de escape, se establece la geometría en el
software Solid Works 2015, como primera sección se realiza el tubo que va
desde el collarín del múltiple de escape en su parte superior hacia su parte
inferior a una sección de mismo diámetro como conducto para unir al
catalizador, en la figura 27 se observa el croquis de la primera sección A-B.
-
42
Figura 27. Geometría tubo sección A-B
Una vez ya definida la trayectoria que va a describir el tubo en la sección A-
B se procede a crear la forma que va a tener la tubería, para el presente
caso una tubería circular de 51 mm en su diámetro exterior, y de espesor 1,5
mm; en el programa bajo el comando BASE- BARRIDO se crea la forma y
se aplica el comando barrido, como se observa en la figura 28,
Figura 28. Comando base barrido; sección A-B
A B
A
B
-
43
El cual para su ejecución requiere de 2 pasos uno crear un croquis con la
trayectoria que seguirá la sección trasversal del tubo, y dos crear la forma
que para el caso se trata de una circunferencia de 51 mm de D exterior y
de espesor 1.5mm.
4.2.1.2. Sección B-C
Para la sección B-C del sistema de escape continuo se mantiene el mismo
diámetro de la primera sección diámetro exterior de 51 mm, y espesor de 1,5
mm; la diferencia a la primera que no hay ninguna trayectoria curva sino una
sección recta de 600 mm de longitud; para lo cual utilizó el comando en
solidWorks SALIENTE EXTRUIR, consiste en dar volumen a una sección
cualquiera para este caso una sección circular con espesor como se muestra
en la figura 29.
Figura 29. Comando saliente extruir; sección BC
4.2.1.3. Ubicación del cordón de soldadura
Se aplicó cordones de sueldas aleatoriamente para poder tener diferentes
resultados en la simulación, se parametrizó la altura del cordón de soldadura
B
C
-
44
con un aumento del mismo con valores mínimo de 2 mm y el valor máximo 9
mm, se trabajó con el mínimo y máximo de altura de cordón de soldadura,
como se observa un corte interno en tubo de escape en la figura 30.
Figura 30. Corte transversal del tubo de escape; sección B-C
Se diseñó 2 modelos para simulación con las diferentes alturas del cordón
de soldadura en el interior del diámetro del tubo de escape, como se
muestra en la figura 31 con dimensiones de 2mm y 9mm de altura del
cordón de soldadura.
Figura 31. Altura de los cordones de soldadura en tubo de escape
B
C
-
45
4.2.1.4. Catalizador C-D
Como tercer elemento, se diseña el catalizador el cual es una caja en donde
se encuentra alojadas platinas dispuestas de manera que forman un panal,
para la disipación del calor generado en el sistema de escape.
Figura 32. Comando saliente extruir; Catalizador C-D
A continuación se muestra el proceso para el desarrollo del catalizador.
Como primer punto se dibuja la sección trasversal del elemento, se aplica el
comando REVOLUCION, y se da forma al cuerpo como se muestra en la
figura 32.
Figura 33. Comando saliente extruir, panel
C
D
C
D
-
46
Una vez realizado el sólido, este se vacío especificando el espesor que tiene
la pared, quedando de esta forma solo la carcasa y en el interior se crea el
panel para la disipación del calor para poder simular en la trayectoria que
tiene el fluido de los gases de combustión como se observa en la figura 33.
4.2.1.5. Sección D-E
En la siguiente sección D-E, como se observa la figura 34 trata de un
elemento comunicador hacia el silenciador, se elabora un tubo circular con
trayectoria rectilínea que comunica a los dos elementos con una longitud de
780 mm, y de diámetro igual a la sección A-B del sistema de escape de
51mm de diámetro exterior y un espesor de 1.5 mm.
Bajo el comando de SALIENTE EXTRUIR, se crea la forma y le extruye a la
distancia requerida.
De esta forma sirve de comunicación entre el catalizador y el silenciador, los
dos elementos con la función principal de disipar el calor en el sistema de
escape y a su vez dirige la trayectoria que tiene los gases de escape para
que en la salida final se obtenga una temperatura igual o un poco mayor a la
temperatura en el ambiente.
Figura 34. Comando saliente extruir, tubería sección D-E
D
E
-
47
4.2.1.6. Silenciador E-F
Para el siguiente elemento es importante determinar el tipo de silenciador
que utiliza el sistema de escape, una vez definido y haber determinado la
geometría exterior del silenciador se elabora el sólido en el programa de la
siguiente forma, primero se crea la sección trasversal del silenciador como
se observa en la figura 35.
Figu