1. Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXVI MUESTRA
DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
DESARROLLO DE CHASIS PARA UN VEHICULO ELECTRICO
MULTIFUNCIONAL DE TRANSPORTE LIGERO
Luis Alexander Ávila Calderón
Jonathan David Salamanca Mora
Jorge Andrés Sarmiento Becerra
Bogotá D.C., junio de 2010
2.
3. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
El proyecto surge a partir de la necesidad del grupo KartUN que
requiere disponer de la estructura para un vehículo multifuncional
tipo kart, según la propuesta presentada por el grupo, titulada
“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN VEHÍCULO ELÉCTRICO
MULTIFUNCIONAL DE TRANSPORTE LIGERO” que fue realizada
dentro de la convocatoria de proyectos SINERGIA y remitida a la
facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia, la
cual aprobó y dio apoyo para su desarrollo.
El costo total del proyecto es de 12 Millones de pesos. Para el
chasis se destinaron 5’500.000 (Sin incluir costos de diseño).
La duración del proyecto global es de un año, la componente
estructural se proyectó para un semestre.
4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEÑO
El problema es que el grupo no dispone de
un chasis que tenga los detalles
constitutivos para la adecuación de:
Sistema de potencia eléctrico
(Motor y Baterías)
Sistema regenerativo de frenado
5. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
Ofrece apoyos para los sistemas de potencia
Soporta cargas dinámicas y estáticas
Correcta distribución del peso
De fácil mantenimiento
Estética agradable
Liviano
Ofrece multifuncionalidad
Respuesta correcta a la dirección
Ofrece comodidad
Brinda seguridad
8. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL
Soportar cargas
dinámicas
Soportar cargas
Soportar cargas
estáticas
Aislar elementos
eléctricos
Proteger contra
Proteger al piloto
impactos
Contar con
Proporcionar dimensiones
ergonomía proporcionadas y
adecuadas
Transportar
Ser elemento herramental
estructural principal
del vehiculo tipo Kart Transportar carga
adicional
Cumplir funciones
adicionales Transportar un
pasajero adicional
Permitir control
independiente en la
tracción trasera
Distribuir
adecuadamente el
peso
Servir de soporte al
sistema de dirección
Permitir
maniobrabilidad en
curvas y en rectas a
alta y baja velocidad
Poseer elementos
de soporte para
baterias
Permitir montaje de
elementos de
potencia
Poseer soporte para
el motor
9. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
12 Conceptos generados
Evaluación a partir de los
requerimientos del cliente
Selección de conceptos tomando en
cuenta los requerimientos del cliente
14. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
Se proporciona una estructura de chasis tipo kart adecuada
para el montaje de:
Sistema de potencia eléctrico (Motor y Baterías)
Sistema regenerativo de frenado
El valor social consiste en establecer bases para la
generación de desarrollos académicos posteriores frente
alternativas de diseño de vehículos eléctricos.
15. ANÁLISIS ECONÓMICO
Concepto Costo Descripción
Costos de Diseño $3,000,000.00 Según horas de diseño,
modelamiento y trabajo de ingeniería
Costos de Materiales $3,900,000.00 Tubería matriz, Piezas generalmente
primarias y auxiliares del kart.
Costos de fabricación, $1,300,000.00 Servicios por fabricación y ensamble
ensamble y puesta a
punto
Costos de Transporte $500,000.00 Desplazamientos para cotizaciones y
transportes del kart
TOTAL $8,700,000.00
16. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
El análisis dinámico vehicular constituye la herramienta fundamental de
validación en el proceso de diseño estructural, por las cambios que puede
generar.
La evaluación por elementos finitos respalda los resultados teóricos del
desarrollo del chasis.
A pesar de la simplicidad aparente de una estructura chasis tipo kart , el
proceso de diseño que esta implica es profundo debido a los conceptos
ingenieriles que este requiere.
RECOMENDACIONES
Tener en cuenta el tiempo en los procesos de fabricación.
Establecer limites adecuados al alcance del proyecto.
Asistir a las conferencias ofrecidas por el grupo KartUN.
17. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
[1] Commission internationale de karting, “Technical regulations”, disponible: http://www.cikfia.com/web/karting/webkarting.nsf/home?readform
[2] Easy kart, “Reglamento deportivo nacional”.
[3] Documentación Grupo kartUN.
[4] Imágenes tomadas de: www.kartelec.com
[5] Imagen tomada de: http://www.e-innovationen.de.vu/
[6] Wilson A. Jorge E, González G. Liliana, Salas. Jorge. “Diseño y construcción de Kart dual categoría universitaria”. Universidad Nacional de
Colombia, Bogotá, 2009.
[7] Giraldo R. Ludwing Darío. “Análisis y modelado dinámico de un vehículo sin suspensión (kart)”. Universidad de los Andes, Bogotá, 2003.
[8] Ávila Niño, Santiago. “efecto de la variación del centro de gravedad en el comportamiento dinámico de un vehículo sin suspensión (kart)”.
Universidad de los Andes, Bogotá, 2008.
[9] Biancolini, marco Evangelos. “Integrated Multi-Body/FEM analysis of vehicle dynamic behaviour”. Universidad “Tor Vergata”, Roma, Italia.
[10] Alireza arghavan, mohammadjavad kheirkhahan, mehran hemmati. “Kart steering system optimizing and simulation”.
[11] Biancolini, marco Evangelos. “Integrated Multi-Body/FEM analysis of vehicle dynamic behaviour”. Universidad “Tor Vergata”, Roma, Italia.
[12] Alireza arghavan, mohammadjavad kheirkhahan, mehran hemmati. “Kart steering system optimizing and simulation”.
[13] Estatura promedio masculina por país. disponible: http://www.skyscraperlife.com/latin-bar/19798-estatura-promedio-masculina-por-pais.html
[14] OPTIMA Batteries, OPTIMA yellowTop R 3,7.
[15] INTERMEC, Transmisión por correas dentadas de tiempo y sincrónicas, Manual de selección.
[16] Norton, Robert L. Diseño de maquinas
[17] Shigley, Joseph E. Diseño en ingeniería Mecánica, Sexta edición, Méjico 2005.
[18] CORTÉS SALAMANCA, G. E. (2002). Estudio de la rigidez torsional de un chasis kart. Universidad de los Andes, Ingeniería Mecánica,
Bogotá.
HERRAMIENTAS DE INGENIERIA
Matlab. v.2008. ® Ansys .v.12. ® Solid Edge V.20. ®
Statgraphics. Excel. Solver Workbench. V12. ®
18. MUCHAS GRACIAS
Luis Alexander Ávila Calderón
laavilac@unal.edu.co
Jonathan David salamanca Mora
jdsalamancam@unal.edu.co
Jorge Andrés Sarmiento Becerra
jasarmientob@unal.edu.co
