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Análisis de la eficiencia de un disco de freno convencional ventilado con…
Análisis de la eficiencia de un disco de freno convencional ventilado con respecto a un disco hiperventilado mediante mecanizado.
Un vehículo al circular varía continuamente su estado, acelera, frena o gira. Estos fenómenos son producidos por un gran número de fuerzas y su suma se denomina dinámica del vehículo. Si la suma de todas las fuerzas es cero, significa que está en reposo.
Si es diferente de cero, estará en movimiento. A su vez, todas estas fuerzas varían en función de una magnitud física denominada aceleración, responsable de modificar la velocidad y dirección de cualquier objeto.
2.1. Diseño del disco.
Las dimensiones de orificios, ranuras, profundidades y distancias, detalladas en la, fueron elegidas a criterio de los autores, las cuales irán centradas sobre los ejes ya descritos anteriormente.
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Tomando las dimensiones y detalles del disco de frenos se realizó un modelado inicial detallado en la con objetivo de visualizar las formas y geometrías del mismo en el software.
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Sobre el plano inicial se moldearon los ejes principales como se puede observar en la, sobre los cuales irán orificios y ranuras, partes claves para el desarrollo del proyecto, fueron trazados tomando en cuenta la geometría y forma del disco de frenos sobre el que se trabajará posteriormente.
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2.5. Implementación de discos, sensores y sistema de adquisición de datos.
Para la correcta instalación de los discos de freno se requiere: herramienta de retracción de pistón, reloj comparador, llave dinamométrica y otras herramientas.
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Se instaló el sistema de adquisición de datos para el monitoreo de la temperatura de los discos de freno, utilizando la tarjeta Arduino y sensores de temperatura a distancia (MLX90614). Para el fácil acceso y manipulación se procedió con la ubicación de la tarjeta Arduino dentro del habitáculo del automóvil.
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Los sensores de temperatura son instalados muy próximos a los discos ventilados, se ubicó en lámina protectora del disco de freno, fue utilizada como base de soporte para el montaje de los sensores.
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En este apartado se realizó la adquisición de datos de temperatura con discos normales, a diferentes velocidades del vehículo, en la ruta seleccionada (Tambo-Cañar), En la Figura se detallan datos de temperatura monitoreada con discos de frenos hiperventilados obteniendo un rango de temperatura de trabajo que oscila entre 80 ºC y 100 ºC.
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Para la adquisición de datos de temperatura con los discos originales, las pruebas se realizan en la misma ruta seleccionada (Tambo-Cañar), los resultados obtenidos con discos ventilados se detallan obteniéndose un rango de temperatura de trabajo que oscila entre 90 y 130 ºC.
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Gracias al software Solidworks se rediseñó de una manera más fácil y precisa, con lo que posteriormente se pudo mecanizar el disco con la ayuda de una fresadora CNC para obtener resultados de rediseño exactos y fiables.
Los discos de frenos ventilados disiparon el calor de una forma más eficaz que los normales, consiguiendo mejor eficiencia, menor tiempo y distancia de frenado y mayor seguridad durante la conducción. El costo del rediseño tiene un incremento del 30 % con respecto al disco original, justificándose este valor con los datos de tiempo y distancia de frenado obtenido en este estudio.
