Banco de pruebas para medida de fricción en pistones

Resumen

Se ha desarrollado un banco de pruebas con el propósito de estudiar las fuerzas de fricción que experimentan los pistones en un motor de combustión interna. Estas fuerzas se han medido utilizando el método IMEP desarrollado por Uras y Patterson. Este método se basa en el balance de fuerzas que actúan sobre el pistón determinándose la fuerza de fricción con la medida simultánea de la presión de los gases de combustión y la fuerza en la biela. Con el propósito de realizar el estudio en condiciones reales, se ha utilizado un motor de gasolina que fue adaptado a monocilíndrico. El motor térmico se acopla a un motor eléctrico que cumple las funciones de arranque y arrastre. El pistón y la biela del cilindro 1 se dejan activos. Los elementos en los otros tres
cilindros se remplazan por contrapesos y se añade masa al volante para disminuir el desequilibrio producido. Se describen las modificaciones hechas al motor y a los sistemas periféricos. Para medir los esfuerzos en las bielas, éstas se han instrumentado con galgas extensométricas conectadas en puente de Wheatstone completo para compensar las variaciones de temperatura y pandeo. El cable que lleva la señal de la galga al amplificador es conducido por un brazo sujeto a la cabeza de la biela y a una estructura construida fuera del motor, modificando para ello ligeramente el bloque del mismo. La presión de los gases en el cilindro se mide con un transductor piezoeléctrico integrado en la bujía. Igualmente se utilizan diversos instrumentos para el control del funciona
miento del motor. Se describen y justifican las soluciones técnicas adoptadas, así como los diferentes ensayos que se realizan con el propósito de comparar la fricción en distintas condiciones de operación del motor y se presentan algunos resultados que muestran la viabilidad del banco diseñado.