20 DE MAYO DE 2023
.
GO KART
N° Numero de control Nombre
1. 20160875
Alonso Angélica.
ÁGUILAS Aguilar
SUPERIORES
.
2. 20160861
Ávila Pérez Agustín.
3. 19160364
Castillo Saavedra Cristian Alberto.
4. 19160454
Lugo Flores Cynthia Vianey.
5. 19160340
Mata Hernández Nuria.
6. 19160366
Muñoz Martínez Roxana Elizabeth
7. 19160725
Mariscal Moreno Gloria Yazmín
8. 19160361
Martínez Silos Miguel Alejandro
9. 19160665
Rivera Ávila Roció Guadalupe.
10. 19160365
Rivera Flores Diego Iván.
11. 19160349
Torres Pérez Moisés Oswaldo.
12. 9160370
Tapia Rodríguez Diana Laura..
13. 19160395
Zúñiga Hernández Gloria
Asesores:
Hulda Zulema Del Ángel López.
Diana Leticia Espericueta González.
José Manuel Esparza Leyva.
Contenido
Introducción. ................................................................................................................................................. 4
Planteamiento del problema......................................................................................................................... 5
Hipótesis. ....................................................................................................................................................... 5
Objetivo general. ........................................................................................................................................... 6
Objetivos específicos. .................................................................................................................................... 6
Justificación. .................................................................................................................................................. 6
Society of Automotive Eniggers .................................................................................................................... 7
Chasis......................................................................................................................................................... 7
Equilibrio del chasis. .................................................................................................................................. 8
Rigidez. ...................................................................................................................................................... 8
Altura del chasis. ....................................................................................................................................... 8
Partes auxiliarles del chasis. ...................................................................................................................... 9
Ruedas. ...................................................................................................................................................... 9
Ajuste de presión en los neumáticos. ......................................................................................................... 10
Temperatura de neumáticos. .................................................................................................................. 10
Compuestos de los neumáticos. ............................................................................................................. 10
Peso total de los neumáticos. ................................................................................................................. 11
Motor. ......................................................................................................................................................... 11
Sistema Admisión. ....................................................................................................................................... 11
Carburador. ................................................................................................................................................. 12
Bujía. ............................................................................................................................................................ 13
Escape.......................................................................................................................................................... 13
Sistema de dirección. .................................................................................................................................. 14
REGLAMNETO DE LA SAE PARA EL SISTEMDE DIRECCIÓN. ......................................................................... 15
Lubricantes(aceite) ...................................................................................................................................... 16
Grados de invierno y grados de verano. ..................................................................................................... 16
Requerimientos de Grados de Viscosidad de Invierno. .............................................................................. 17
Arranque a bajas temperaturas. ............................................................................................................. 17
Requerimientos de los Grados de Viscosidad de Verano............................................................................ 17
Aceites Monogrados y Multigrados ............................................................................................................ 18
Asiento......................................................................................................................................................... 19
Ergonomía y Antropometría........................................................................................................................ 19
Diseño automotriz ....................................................................................................................................... 19
Consideraciones técnicas del asiento ergonómico según la SAE. ............................................................... 20
Desarrollo de proyecto. ............................................................................................................................... 21
Planeación estratégica (GANTT) .............................................................................................................. 21
B) ............................................................................................................................................................. 23
C)VSM ...................................................................................................................................................... 24
D. Ingeniería del proyecto ........................................................................................................................... 25
E) .................................................................................................................................................................. 26
Conclusiones................................................................................................................................................ 27
ANEXOS ....................................................................................................................................................... 28
Anexo 1. ................................................................................................................................................... 28
Anexo 2. ................................................................................................................................................... 28
Anexo 3 .................................................................................................................................................... 29
Anexo 4 .................................................................................................................................................... 29
Anexo 5 .................................................................................................................................................... 30
Anexo 6 .................................................................................................................................................... 30
Bibliografía. ................................................................................................................................................. 31
I.
Planos de diseño en SolidWorks de la estructura del go kart. ............................................................ 32
Ensamblaje. ................................................................................................................................................. 36
Descripción de materiales a utilizar y lista de partes. ................................................................................. 12
Materiales a utilizar reutilizables. ........................................................................................................... 12
2.
Asiento......................................................................................................................................... 12
3.
Volante. ....................................................................................................................................... 13
4.
Llantas o ruedas........................................................................................................................... 13
5.
Columna de dirección. ................................................................................................................. 14
6.
Caja de dirección Volkswagen combi 1970-1972. ....................................................................... 14
7.
Chumacera de piso 3 pulgadas. ................................................................................................... 15
8.
Horquilla. ..................................................................................................................................... 15
9.
Terminales. .................................................................................................................................. 16
10.
Pedal de freno. ........................................................................................................................ 16
11.
Motor motoneta itálika 150cc. ................................................................................................ 17
12.
Cadena. .................................................................................................................................... 17
13.
Estrella (corona de avance). .................................................................................................... 18
14.
Pedal acelerador. ..................................................................................................................... 18
15.
Eje de trasmisión. .................................................................................................................... 18
16.
Tanque de gasolina.................................................................................................................. 19
17.
Pernos, tuercas y arandelas..................................................................................................... 19
18.
Frenos de disco accionado mecánicamente. .......................................................................... 20
19.
Rodamientos de eje de trasmisión. ......................................................................................... 20
20.
Batería. .................................................................................................................................... 20
Componentes. ............................................................................................................................................. 21
Carrocería (chasis). .................................................................................................................................. 21
Sistema de Transmisión............................................................................................................................... 21
Funcionamiento: ......................................................................................................................................... 22
Sistema de Frenos. ...................................................................................................................................... 23
Funcionamiento. ..................................................................................................................................... 23
Sistema de dirección. .................................................................................................................................. 23
Funcionamiento. ..................................................................................................................................... 24
I.
Presupuesto de capital estimado vs utilizado. .................................................................................... 25
II.
Secuencia de fabricación. .................................................................................................................... 27
Actividades: ............................................................................................................................................. 27
VI. Prueba documental de la fabricación. ................................................................................................... 28
Go Kart finalizado. ....................................................................................................................................... 37
VII. Descripción del equipo de seguridad. ................................................................................................... 38
Introducción.
Parte de la formación de un ingeniero industrial es aplicar los conocimientos adquiridos
en algún proyecto, un ejemplo de ello es la realización de un go kart hecho de la manera
más conveniente para el estudiante, analizando los mejores materiales, el tipo de motor
y el diseño más adecuado para el correcto funcionamiento del mismo.
Los go karts son un tipo de vehículo pequeño con diferentes diseños, dimensiones y
pesos, sus partes más importantes son el chasis, neumáticos y motor, una de su principal
función son las carreras competitivas. Formado de cuatro ruedas no alineadas.
¿Cuál es la mejor forma de hacer un go kart? ¿Cuáles son los materiales más adecuados
para hacerlo?
El objetivo principal de este proyecto es que el estudiante realice un go kart, de tal manera
que analice o debata con sus compañeros de equipo cual es el material indicado para
hacerlo, las partes que pueden reutilizar, la optimización tanto de materiales como de
tiempo y la buena administración del presupuesto y las personas involucradas.
A continuación, se muestran los materiales utilizados para la realización del go kart, así
como el presupuesto utilizado y la forma en que se estuvo fabricando.
Planteamiento del problema.
En la formación de los estudiantes hay actividades que los ayudan a comprender mejor
los temas vistos en clase, si esto no se hiciera los conocimientos adquiridos quedarían
solo como teoría y no aportaría ninguna experiencia a ellos, es por eso que se decidió
implementar un proyecto integrador en el cual se pueda aplicar los temas vistos en las
clases de especialidad de la carrera de Ingeniería Industrial.
Se requiere la fabricación de un go kart a lo largo del semestre febrero-junio 2023 con la
participación de al menos 14 estudiantes y no mayor a 17 que se involucren en el
desarrollo de este proyecto para lograr que el go kart tenga la posibilidad participar en
una carrera competitiva el día 26 de mayo del 2023. Esta actividad podría ser
increíblemente útil para aprender habilidades prácticas como trabajo en equipo, solución
de problemas y manejo de herramientas.
Se pretende que al término del proyecto integrador los estudiantes adquieran experiencia
en administrar tiempos y presupuestos, optimizar costos, trabajar en equipo y saber
dirigirlo.
Hipótesis.
Con los materiales requeridos y el procedimiento correcto armar un go kart, este logra
funcionar correctamente a una velocidad promedio, y a su vez tener la capacidad de
ganar una carrera.
Objetivo general.
Se busca el aprender a trabajar en equipo aplicando las habilidades y los conocimientos
adquiridos a lo largo de la carrera de ingeniería para la elaboración y presentación de un
go kart.
Objetivos específicos.
❖ Organización del equipo para buscar materiales reciclables para la elaboración de la
estructura del go kart.
❖ Adaptar con materiales resisten para que el piloto al momento de subirse no tenga
accidentes.
❖ Lograr que el motor del go kart funcione y encienda correctamente para poder
presentarlo.
❖ Desarrollar habilidades en equipo y conocimiento para la construcción del Go Kart.
Justificación.
Con este proyecto obtendremos beneficios, dentro de los cuales están aprobar las
materias cursadas de espacialidad en los últimos semestres de la carrera además de la
relación y aprendizajes de compañeros nuevos, desarrollo de nuevas habilidades, nos
permite reforzar los conocimientos teóricos impartidos en clases en lo que respecta a la
calibración, como beneficio para nuestro historial el cual podremos incluir en nuestro CV
para nuevos trabajos en la industria automotriz de esta forma aporta el desarrollo integral
y competitivo.
Society of Automotive Eniggers
Chasis.
Estructura del conjunto del kart que ensambla las partes mecánicas y la carrocería
comprendida a cualquier pieza solidaria de dicha estructura está formado por un conjunto
de aceros formados no atornillados formando una estructura rígida.
La mayoría de la gente insiste en la competitividad de su motor del kart, pero en realidad
se puede decir que lo más importante es el chasis ya que se considera el esqueleto del
que sujeta la totalidad del kart. Los chasis de karts están clasificados en los estados
unidos como open, caged, straingth, offset. Los chasis aprobados por la CIK-FIA son
strainth y open. (Francisco Salazar 2002).
Figura 1- chassis go-kart
. Los karts tipo open no tienen cabina de piloto.
. Los karts tipo caged tienen una cabina del piloto alrededor del conductor son más
usadas en carreras dirt.
. En los karts de tipo straingth el piloto se sienta en el centro del kart son usados para
carreras sprint.
. En los karts tipo offster el piloto se sienta a ala izquierda del kart, son usados para
carrearas de velocidad en las que solo se gira ala izquierda.
Equilibrio del chasis.
El equilibrado del chasis es una condición a comprobar antes de realizar algún tipo de
ajuste, un chasis debe estar perfectamente equilibrado para poder construir una
plataforma adecuada en un suelo totalmente plano debe de apoyar las cuatro ruedas sin
cojear. A veces los apoyos constantes los pasos por bordillos etc. Producen una cierta
flexión permanente en el chasis.
Rigidez.
La carencia de las suspensiones hace que la rigidez sea un factor importante en la
estabilidad del kart como principio básico a menor rigidez corresponde a mayor capacidad
de ella y por lo tanto menor posibilidad de deslizamiento más agarre mayor rigidez, menos
agarre. Existe una tendencia en aumentar el tamaño de los tubos y el diámetro del eje y
el uso de tirantes en tren trasero para intentar compensar el aumento de agarre.
Sin embargo, un chasis muy rígido puede perder la capacidad de este para un óptimo
agarre en piso deslizante, por eso algunos recientes modelos del chasis se aporta por
una mayor capacidad de rigidez. En ocasiones de pista deslizante o con dificultad de
agarre además con una dificultad de desplazamiento es conveniente que el chasis tenga
la mayor capacidad posible, por lo tanto, es conveniente quitar barras estabilizadoras o
tirantes o disminuir su tención aflojando los enganches será un agarre adecuado.
El uso de barras estabilizadoras adicionales en la parte delantera o trasera permite
graduar el aumento de rigidez en cada eje (Francisco Salazar 2002).
Altura del chasis.
Los ajustes de altura permiten además de la adecuación del estado del peso y
dimensiones o precisión de los neumáticos variar la altura del centro de gravedad y
reajustar en general el reparto de masas. La altura del chasis tiene más importancia de
lo que parece y también se emplea para ajustar el reparto del peso y del agarre subir la
altura del chasis en un extremo ya sea atrás o adelante incrementa ligeramente el agarre
en el extremo que se alza.
Todo esto nos lleva a la conclusión de que tipo de chasis utilices en tu kart y de las
modificaciones adoptados dependen del tipo de circuito que se vaya a correr.
Partes auxiliarles del chasis.
Todos los elementos que contribuyen al correcto funcionamiento del kart y como
dispositivos facultativos sujetos a ser la conformidad con la reglamentación con la
reglamentación a excepción de las partes principales del kart, las partes auxiliares no
pueden tener la función de transmitir fuerzas desde la pista hacia el chasis-tubular.
Los elementos auxiliares del chasis son:
1. Fijación de los frenos, motor, escape, volante, asiento, pedales, paragolpes y
silencioso de admisión.
2. Todas las placas y todos los soportes.
3. Otros puntos de fijación.
4. Secciones y tubos de refuerzo.
5. Frenos y discos de freno.
Ruedas.
La rueda está definida por la llanta con el neumático, que sirve para la dirección y/o
propulsión del Kart. Estas son algunas características:
•
El número de ruedas se establece en 4, dos delanteros y dos traseros, así como
el número de neumáticos.
•
Sólo los neumáticos pueden entrar en contacto con el suelo cuando el piloto esté
a bordo.
•
Las ruedas y neumáticos de un kart son mucho más pequeñas que las usadas en
un coche normal.
•
Las llantas están hechas de aleaciones de magnesio o de aluminio.
•
Las ruedas pueden llegar a soportar fuerzas en las curvas mayores a 20m/s2,
dependiendo del chasis, del motor, y de su configuración.
La elección del tipo de ruedas es uno de los temas que más suscita más controversia ya
sea que sean neumáticos blandos o más duros, según la temperatura, la abrasión de la
pista, la duración de la carrera etc. (Francisco Salazar 2002).
Figura 2. Llantas go-kart
Ajuste de presión en los neumáticos.
Otro de los temas importantes en cuanto a las ruedas del kart es el ajuste de la presión
en los neumáticos. En realidad, el ajuste óptimo depende de muchos factores: el equilibrio
del kart, el tipo de gomas, la composición y temperatura de la pista, el peso del piloto,
etc. Y, por supuesto, de algunas particulares manías. Se observan partidarios de
presiones muy bajas, tan bajas que el kart des enllanta en cuanto se fuerza la goma en
algún giro. Y, a pesar de eso, seguir con ese tipo de presiones carrera tras carrera.
La regla general que hay que interpretar con sumo cuidado es mayor precisión genera
mayor calor y rigidez, entonces si más presión implica mayor temperatura se deberá
aumentar la presión para conseguir mayor agarre.
Temperatura de neumáticos.
Es conveniente subir ligeramente la presión cunado baja la temperatura en la pista y
bajarla cuando aquella sube, se usa el mayor aumento de presión para intentar adquirir
mayor temperatura de la goma.
Compuestos de los neumáticos.
Cuando más blandas son las gomas menos precisión requieren, las gomas duras admiten
mayor precisión ya que adquieren temperatura lentamente.
Peso total de los neumáticos.
Cuanto mayor es el peso del kart tanto mayor carga exige al neumático así en la banda
de rodadura como en los laterales para flexar. Esto hace que la temperatura aumente, lo
que se puede compensar bajando la presión. Por tanto, kart más pesado, menor presión.
Motor.
Por motor se entiende el conjunto moto propulsor del vehículo en estado de marcha,
comprendiendo un bloque de cilindros, carter, eventualmente caja de velocidades, un
sistema de encendido, uno o varios carburadores (no posee sistema de inyección) y un
tubo de escape (silencioso).
Figura 3. Motor de go-kart
Sistema Admisión.
Es el primer tiempo del ciclo de un motor de cuatro tiempos. Se inicia con la apertura de
la válvula (o las válvulas) de admisión, mientras el pistón inicia su carrera de descenso
desde el punto muerto superior (PMS) al punto muerto inferior (PMI). La succión que se
crea se aprovecha para introducir la mezcla en el cilindro. Durante esta fase, la válvula
de escape permanece totalmente cerrada, y para que se llene mejor el cilindro
aprovechando la inercia de los gases, hay una ligera variación del ciclo teórico: la válvula
de admisión se abre un poco antes de que el pistón llegue al PMS e inicie el descenso, y
se cierra con un ligero retraso respecto al PMI. Durante este tiempo de admisión, el
cigüeñal ha dado media vuelta. (Francisco Salazar 2002).
Figura 4. Sistema de Admisión go-kart
Carburador.
Carburar significa mezclar el aire atmosférico con los gases o vapores de los carburantes
para hacerlos combustibles o detonantes, el carburador está diseñado para producir una
fina niebla formada por gasolina y aire en la proporción adecuada, que debido a la chispa
de la bujía hace explosión en el interior del cilindro en lo que se denomina fase se
combustión
Figura 5. Carburador go-kart
Los carburadores basan su funcionamiento en un dispositivo denominado "tubo de
Venturi", de forma que se acelera el aire de admisión a su paso por el carburador. Al
acelerarse, el aire provoca un vacío que chupa de la gasolina. (Su principio de
funcionamiento es idéntico al de los perfumadores clásicos). Los carburadores constan
por lo general de una cuba en la que se regula el nivel de carburante que llega desde el
depósito a través de una válvula de aguja. (Francisco Salazar 2002).
Bujía.
Proporciona la chispa que enciende el combustible en los motores de gasolina. Se
compone de un cuerpo de acero que es el que está en contacto con el bloque del motor,
acabado en un electrodo de masa. El electrodo central suele ser de cobre, níquel o
platino, y está separado del cuerpo de la bujía mediante un material aislante realizado en
material cerámico. En el interior, también hay una resistencia que anula posibles
interferencias electromagnéticas.
Entre los factores importantes a tener en cuenta en una bujía está la separación entre
electrodos, que debe ser adecuada para que la corriente produzca una chispa capaz de
prender el combustible.
Es importante el grado térmico, pues las bujías trabajan con unas temperaturas tan
elevadas que el control de esta temperatura en los electrodos resulta vital. Normalmente,
un motor tiene una bujía por cada cilindro, aunque algunos fabricantes tienen motores
con dos bujías por cilindro, para mejorar la combustión de la mezcla. (Francisco Salazar
2002).
Figura 6. Bujía go-kart
Escape.
Un poco antes de que el pistón termine su carrera de trabajo (ciclo de expansión) se abre
la válvula de escape, con lo que los gases quemados, que tienen una presión en el
cilindro mayor que la que existe en el exterior, comienzan a salir.
Durante el ciclo de escape propiamente dicho, el pistón empieza a subir de nuevo desde
el PMI al PMS y empuja los gases quemados. Una vez que termina este ciclo, el proceso
comienza de nuevo.
Figura 7. Sistema de escape go- kart
Sistema de dirección.
El conjunto de mecanismos que componen el sistema de dirección tiene la misma
orientación de las ruedas delanteras para que el vehículo tome la trayectoria deseada por
el conductor está conformado por el volante, columna volante, varillas de dirección y
pivotes de dirección.
Siendo la dirección uno de los órganos más importantes en el vehículo junto con el
sistema de frenos ya que de estos elementos depende la seguridad de las personas, se
debe de reunir una serie de cualidades que proporcione al conductor la seguridad y
comodidad necesaria en la conducción como la seguridad, comodidad, precisión y
reversibilidad.
El sistema de dirección debe afectar al menos a dos ruedas. El sistema de dirección debe
tener los límites
de dirección correctos que impidan a los acoplamientos de dirección
cerrar (la inversión de un copamiento de cuatro barras en uno de los pivotes). Los límites
pueden ser colocados sobre las verticales sobre la cremallera y deben impedir a los
neumáticos ponerse en contacto con la suspensión, la carrocería, o partes del bastidor
durante los eventos en pista.
En un sistema de dirección aceptable el juego libre está limitado a un total de 7 grados
medido en el volante. La dirección de la rueda trasera está permitida solo si la mecánica
limita el ángulo de giro de las ruedas traseras a ±3 grados.
La dirección de las ruedas debe estar conectada de forma mecánica a las ruedas
delanteras. Por ejemplo, el manejo la dirección por medio de cables está prohibida. Las
ruedas deben tener 203,2mm de diámetro como mínimo. Se deben llevar
neumáticos de lluvia y de seco. Estos deben cumplir la normativa oficial y no
pueden ser cambiados tras las pruebas estáticas.
El volante debe tener un perímetro circular y debe estar unido a la columna de la dirección
con un enganche de desconexión rápida. El conductor debe poder hacer la
desconexión rápidamente mientras conduce con los guantes.
Los conductores deben poder salir del vehículo en no más de 5 segundos. El tiempo de
la salida comienza con el conductor en la posición de conducción, usando el equipo
requerido de seguridad (González, 2016).
REGLAMNETO DE LA SAE PARA EL SISTEMDE DIRECCIÓN.
1. El volante debe estar mecánicamente relacionado con las ruedas.
2. El sistema de dirección debe tener paradas de dirección positivas que impiden a los
encadenamientos que conducen cerrarse (la inversión de un encadenamiento de
cuatro barras en uno de los pivotes). Las paradas pueden ser colocadas en el estante
y debe impedir a los neumáticos ponerse en contacto con suspensión, cuerpo, o en
marcar a miembros durante los acontecimientos de pista.
3. Sistema de dirección aceptable juego libre es limitado a siete grados (7°) total medido
en la dirección rueda.
4. El volante debe ser atado a la columna con un rápido desconectan. El conductor debe
ser capaz actúe los rápidos desconectan mientras en la posición de conducción
normal con guantes.
5. El volante debe tener un perímetro continuo que está cerca de la circular o cerca oval,
es decir el externo el perfil de perímetro puede tener algunas secciones directas, pero
ningunas secciones cóncavas. “H”, “la Cifra 8”, o recorte las ruedas no son permitidas.
6. En cualquier posición angular, la cumbre del volante no debe ser más alto que la
superficie (Hancco, 2011).
Lubricantes(aceite)
Generalmente, todo equipo mecánico para su óptimo desempeño debe ser lubricado, con
el propósito primordial de reducir la fricción y el desgaste. Si estos factores no son
controlados, se puede presentar una baja eficiencia en la operación, daños en los
sistemas críticos y finalmente el deterioro de la máquina. En este sentido, la viscosidad
de los aceites lubricantes es fundamental, debido a que en la mayoría de los casos es la
que determina la capacidad del producto para formar una película lubricante entre las
superficies en movimiento relativo, para mantenerlas separadas y minimizar así el
contacto entre estas (Prodimsa, 2020).
La viscosidad se define como la resistencia interna que opone cualquier fluido a fluir bajo
la acción de una fuerza externa, entiéndase gravedad o esfuerzo de corte.
A través del tiempo, la viscosidad se ha considerado como la propiedad de mayor
importancia en los aceites lubricantes, lo que propició el desarrollo de muchas
metodologías para su determinación y, paralelamente, diversos sistemas de clasificación
con base en la misma (Prodimsa, 2020).
La Sociedad de Ingenieros Automotrices de los Estados Unidos (SAE, en inglés),
estableció una clasificación de viscosidad para los lubricantes desarrollados para su uso
en motores de combustión interna (diesel, gasolina y gas).
Esta clasificación de lubricantes está definida según la especificación SAE J-300-09 y en
la actualidad contempla 11 grados de viscosidad, divididos en grados de invierno y grados
de verano.
Grados de invierno y grados de verano.
Los grados de viscosidad para invierno van acompañados por la letra “W”, haciendo
referencia a la estación climatológica de invierno (“Winter”, en inglés) y se basan
principalmente en el cumplimiento de requerimientos de comportamiento a baja
temperatura, aunque también deben cumplir con requerimientos a alta temperatura. Los
grados de verano no van acompañados por alguna letra y sus requisitos de
comportamiento son a altas temperaturas (Prodimsa, 2020).
Figura 8. Clasificación de viscosidad SAE J-300-09
Requerimientos de Grados de Viscosidad de Invierno.
Arranque a bajas temperaturas.
La capacidad del lubricante para permitir el fácil arranque del motor bajo condiciones de
bajas temperaturas, en virtud de su poca resistencia al movimiento o baja viscosidad
dinámica a altos esfuerzos de corte, la cual es evaluada por ASTM D-5293-10, método
de ensayo estándar para determinar la viscosidad aparente de aceites de motor entre -5
y -35°c, utilizando el simulador de arranque en frío. Este ensayo se correlaciona con el
fenómeno que se presenta en el cigüeñal de un motor de combustión interna cuando gira
dentro del baño de aceite durante el arranque a bajas temperaturas (Prodimsa, 2020).
Requerimientos de los Grados de Viscosidad de Verano.
Mínimo de viscosidad a altas temperaturas. La propiedad del lubricante para garantizar,
a altas temperaturas, una película fluida entre las partes en movimiento, con un intervalo
de viscosidad cinemática a 100°C para cada grado en particular, (ASTM D-44506) método de ensayo estándar para determinar la viscosidad cinemática de fluidos
opacos y transparentes. La capacidad del lubricante para proporcionar una película fluida
entre las superficies en movimiento a las temperaturas de operación de los motores.
Aceites Monogrados y Multigrados
Cuando un lubricante es formulado para cumplir con sólo uno de los requisitos de la tabla,
es decir, baja temperatura (W, invierno) o alta temperatura (verano), se dice que este
aceite es un “mono grado” (por ejemplo: SAE 30). Por otro lado, cuando un aceite cumple
con un grado de invierno y uno de verano, se dice que es “multigrado” (por ejemplo: SAE
10W-30); es decir, este aceite se comporta como un SAE 10W a bajas temperaturas y
como un SAE 30 en altas temperaturas. Para lograr este comportamiento, los aceites
multigrados suelen ser formulados con aditivos que le permiten fluir a bajas temperaturas
evitando la formación de geles o ceras, denominados depresores de punto de
fluidez (PPD, en inglés), y aditivos que le mejoran el índice de viscosidad, para poder
mantener la viscosidad a altas temperaturas, llamados mejoradores del índice de
viscosidad.
Figura 9. Determinación del punto de fluidez de aceites lubricantes
En la actualidad, la mayoría, si no todos, los fabricantes de motores a gasolina y Diesel
recomiendan el uso de aceites multigrados por las ventajas que presentan en cuanto a
economía de combustible y consumo de aceite, entre otros.
El sistema de certificación y licenciamiento establecido por el API (Instituto Americano del
Petróleo) para aceites de motor, establece que los únicos grados de viscosidad que
pueden proporcionar economía de combustible y colocar esa leyenda en sus envases,
son los que cumplen con los grados SAE 0W-XX, 5W-XX Y 10W-XX. Entendiendo que
XX puede ser SAE 20 y, 30. Los demás grados como serían 15W-XX, 20W-XX y 25WXX, no pueden colocar en sus envases el sello del API (interfaz de programación de
aplicaciones) como lubricantes que satisfacen los requisitos de economía de combustible
(Prodimsa, 2020).
Asiento
Los asientos destinados para competencia generalmente se construyen bajo normas
estrictas y materiales de excelente calidad que se deben acatarse para su uso en
vehículos y permitir un rendimiento adecuado del piloto, asegurando tanto el confort y
funcionabilidad.
Ergonomía y Antropometría
La ergonomía y antropometría son dos conceptos que se utilizan al diseñar un elemento,
por un lado, ergonomía viene a ser el estudio científico de las relaciones entre el hombre
y su medio ambiente laboral, mientras que la antropometría es el estudio en concreto
(González, 2016).
Figura 9. Medidas anatómicas generales.
Por lo tanto, para poder obtener un buen diseño del asiento y firewall se aplican estos
dos conceptos que sumado a las restricciones de la norma SAE, dan como resultado un
diseño adecuado, confortable y apto para el correcto desempeño del piloto (González,
2016).
Diseño automotriz
El diseño centrado en el usuario está en aumento en todas las áreas de diseño automotriz
que considera los diversos problemas ergonómicos. Además, debido al interés que
genera el conocimiento de las dimensiones humanas y los factores que intervienen en el
desarrollo óptimo de las actividades y funciones, la antropometría se ha convertido en
una ciencia indispensable para el desarrollo de objetos y espacios que cumplan con
requerimientos específicos (González, 2016) .
Figura 10. Diseño del entorno del conductor.
Consideraciones técnicas del asiento ergonómico según la SAE.
El asiento y firewall, al igual que el resto de componentes del monoplaza están sujetos a
restricciones para garantizar su correcto desenvolvimiento durante las pruebas de pista.
Las restricciones a las cuales están sujetos los elementos son tanto geométricas, que
hace referencia a la ubicación del resto de sistemas del vehículo y como intervienen en
el diseño del asiento y firewall, además de las restricciones de fabricación, que
determinan la exactitud y calidad de los elementos manufacturados basados en la
tecnología utilizada (González, 2016)
Figura 11. Restricciones SAE del asiento.
Desarrollo de proyecto.
Planeación estratégica (GANTT)
B)
C)VSM
D. Ingeniería del proyecto.
E)
SISTEMA
N° COMPONENTES
1
2
MATERIALES
10 m de tubo de acero Cortadora,
1 pulgada.
segueta,
Asiento.
soldadora,
Chasis
flexómetro,
3
1
m¨2
lamina de lima
acero.
acero,
para
pistola
de pintura.
Dirección
4
Volante
5
Ejes
6
Columna de dirección
Cortadora,
7
Varillas de dirección
soldadora, Kit
8
Rotulas
de
9
Llantas
herramienta.
10 Tornillos
11 Pinza
12 Soporte
Freno
13 Disco
Kit
14 Tornillos de montaje
herramienta.
de
15 Pedal
16 Estrella (corona).
Trasmisión
17 Rodamientos
Cortadora,
18 Motor
soldadora, Kit
19 Pedal
de
20 Cadena
herramienta.
21 Batería
Imágenes
Conclusiones.
•
La investigación teórico- contribuye a la toma de decisiones ante los
interrogantes que se generan durante la etapa de diseño y fabricación del
chasis, así mismo permite determinar parámetros y restricciones que afectan
en el modelo final de la estructura.
•
El análisis de la estructura determina que es capaz de soportar la carga
máxima generadas durante su funcionamiento.
•
Al comparar los resultados de las distribución de pesos real del vehículo
obtenida durante los objetos de medición con la distribución de pesos teórica
calculada mediante software de diseño se puede afirmar que existe una
mínima variación de aproximación de los resultados, por lo tanto podemos
concluir que la utilización de software de diseño como herramienta para el
cálculo del centro de gravedad de un prototipo es un método muy práctico y
eficaz que no requiere de extensos cálculos matemáticos para lograr una
aproximación acertada de los resultados.
ANEXOS
En este anexo se indica el estado del go kart considerando la elaboración y mejora
del vehículo. Y se proyecta con el estado final y alcanzado con la propuesta del
resultado final.
Es importante conocer que para la elaboración de un Go kart se cuenta con: un
chasis (comprendida la carrocería) los neumáticos, el motor, la dirección y la
transmisión. Entre otros componentes mencionados. También se observa el diseño
establecido de dicho vehículo con la ayuda del programa elegido SOLIDWORK,
mostrando sus vistas y los componentes en cada anexo.
Anexo 1. Parte delantera de los Inicios de Go kart antes del lavado,
armado/Proceso de ensamblado-armado parte delantera.
Anexo 2. Sistema de suspensión y motor.
Anexo 3. Diseño de Go Kart establecido en el programa SOLIDWORK.
Anexo 4. Vista lateral del diseño establecido en el programa SOLIDWORK.
Anexo 5. Vista lateral del diseño establecido en el programa SOLIDWORK.
Anexo 6. Vista trasera del diseño establecido en el Go Kart mediante el programa
SOLIDWORK.
Bibliografía.
González, F. S. (07 de 06 de 2016). DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ASIENTO
ERGONÓMICO EN FIBRA NATURAL APLICADO A UN VEHÍCULO DE
COMPETENCIA.
Obtenido
de
https://repositorio.uisek.edu.ec/bitstream/123456789/2674/27/2016%20ESP
OCH%20ASIENTO%20ERGON%C3%93MICO.pdf.
Hancco, R. (05 de Junio de 2011). (SCRIBD, Editor) Obtenido de Sistema de
Direccion:
https://es.scribd.com/doc/46348547/Sistema-de-Direccion-y-
Frenos-de-Fsae.
Prodimsa.
(17
de
mayo
de
2020).
Prodimsa.
Obtenido
de
https://prodimsa.com/asistencia-tecnica/preguntas-frecuentesfaq/viscosidad-sae/.
Como escribir un planteamiento del problema paso a paso (con ejemplo) |
Indeed.com
https://zaguan.unizar.es/record/5673/files/TAZ-PFC-2011-125.pdf.
I.
Planos de diseño en SolidWorks de la estructura del go kart.
Ilustración 1 Imagen del go kart.
Ilustración 2 Vista lateral derecho superior.
Ilustración 3 Vista lateral
Ilustración 4 Vista frontal superior.
Ilustración 5 Vista frontal.
Ilustración 6 Vista trasera.
Ilustración 7 Vista superior trasera.
Ensamblaje.
Descripción de materiales a utilizar y lista de partes.
Materiales a utilizar reutilizables.
1. Tabular cuadrado 1 x 1 c18, 25 m.
Tubo cuadrado se utiliza generalmente para fines estructurales y de mantenimiento.
Especificaciones técnicas.
Calibre
18"
Material
Acero estructural soldable
Medidas
1" X 1"
Tipo
Cuadrado.
Figura 1. Tabular cuadrado.
2. Asiento.
Cómodo diseño de asiento grande, adopta material respetuoso con el medio
ambiente, compatible con karting. El conductor debe tener un lugar en dónde
sentarse y necesitas diseñar partes de la carrocería para alojar un asiento.
Figura 2. Asiento de go kart.
3. Volante.
El volante de dirección en el go kart, es el mecanismo responsable de controlar la
dirección. El encargado de manejar el volante de dirección, es el conductor del go
kart.
. Figura 3. Volante de auto adaptado para go kart.
4. Llantas o ruedas.
La rueda es una pieza mecánica circular que gira alrededor de un eje. Capacidad
de adherencia al asfalto depende en gran parte la seguridad de nuestro
desplazamiento. Sin embargo, y pese a su importancia, son pocos los que conocen
el significado de los números inscritos en el lateral. Y es que saber cómo leer un
neumático es imprescindible para cualquier conductor, ya no solo para acertar a la
hora de elegir unas cubiertas nuevas sino, también, en términos de eficiencia a la
hora de conducir.
Figura 4. Llantas o ruedas de motoneta y para go kats.
5. Columna de dirección.
Se trata de un elemento de la mecánica de un coche que es el encargado de realizar
la conexión entre el volante y el sistema de dirección. La columna de dirección
transmite, gracias al volante, la dirección que desea tomar el conductor.
Figura 5. Tubo de dirección.
6. Caja de dirección Volkswagen combi 1970-1972.
Tiene como función permitir al conductor dirigir las ruedas directrices de modo
que este pueda controlar la trayectoria del mismo con precisión y sin esfuerzo.
Figura 6. caja de dirección de go kart.
7. Chumacera de piso 3 pulgadas.
Soporte de columna de dirección, las chumaceras son usados para brindar apoyo a
ejes de rotación. Este tipo de cojinetes son colocados en línea paralela al eje del
árbol. Su diseño les permite proporcionar un gran apoyo a la rotación,
especialmente en el manejo de cargas que pueden ir desde ligeras hasta pesadas.
Figura 7. Soporte de eje de coluna de dirección.
8. Horquilla.
La Rotula Horquilla es el punto de conexión entre la manguera de la rueda y de
la horquilla.
Figura 8. Rotulas de punto de conexión con las ruedas delanteras.
9. Terminales.
Es una pieza de metal, durable y resistente con forma de L que es de suma
importancia en el sistema de dirección del go kart. Lo que hace es guiar el
movimiento de la caja de dirección hacia las ruedas, de manera controlada para
evitar que la transmisión de movimiento caja-dirección-rueda sea muy rígido.
Figura 9. Terminales de giro de movimiento de las llantas.
10. Pedal de freno.
Consiste en una palanca que permite trasmitir la fuerza ejercida sobre un
cable de acero guiado a través de una funda, hasta las pinzas de proceso
frenado.
Figura 10. Pedal de freno.
11. Motor motoneta itálika 150cc.
El motor es la máquina, especialmente una impulsada por combustión interna,
suministra energía motriz para el go kart.
Figura 11. Motor.
12. Cadena.
La cadena de transmisión del go kart es una de las partes imprescindibles de
nuestro go kart. Es el elemento que lleva el giro desde el motor hasta las ruedas
traseras.
Figura 12. Cadena de transmisión.
13. Estrella (corona de avance).
Es una rueda con engranajes o dientes a lo largo de su aro, elemento utilizado para
la transmisión de potencia a las ruedas por transmisión de cadena de velocidad.
Figura 13. Corona de avance.
14. Pedal acelerador.
Dispositivo, utilizado en el go kart, que permite a un operador modular la potencia
del motor de forma remota.
Figura 14. pedal acelerador.
15. Eje de trasmisión.
Eje de transmisión permite enviar la potencia que produce el motor hacia las
ruedas del vehículo.
Figura 15. Eje de trasmisión.
16. Tanque de gasolina.
Es el que contiene o almacena el combustible y que permite el buen desempeño
del go kart. El tanque de gasolina, está situado en la parte trasera del go kart.
Figura 16. Depósitos de gasolina.
17. Pernos, tuercas y arandelas.
Están todos bajo la categoría de sujetadores no permanentes o
temporales. Son piezas mecánicas removibles que comparten una función
común para sujetar/fijar, unir y mantener los materiales juntos , pueden
utilizarse para incrementar la resistencia a una carga en el go kart.
Figura 17. Pernos, tuercas y arandelas.
18. Frenos de disco accionado mecánicamente.
Dispositivo empleado para garantizar la reducción de la velocidad de cada una de
las ruedas del go kart, hasta llegar a detenerlo.
Figura 18. Freno de hidráulico disco.
19. Rodamientos de eje de trasmisión.
Son usados para brindar apoyo a ejes de rotación. Su diseño les permite
proporcionar un gran apoyo a la rotación, especialmente en el manejo de cargas
que pueden ir desde ligeras hasta pesadas.
Figura 19. Eje de trasmisión.
20. Batería.
Es el dispositivo encargado de almacenar y suministrar la energía eléctrica
necesaria para que el go kart arranque.
Figura 20. Batería.
Componentes.
Carrocería (chasis).
El chasis es la estructura principal del go kart, donde se ensamblarán las partes
mecánicas. Está formado por un puñado de tubos de acero soldados juntos.
Descripción de chasis.
Estructura tubular que sostiene la mayoría de los componentes del go kart, está
diseñada para soportar cargas dinámicas generadas por impactos en accidentes,
así como también producidas por la aceleración o desaceleración en movimientos
lineales o curvos durante el circuito de la competencia. El chasis cumple con normas
de seguridad y está homologado por la CIK-FIA, para ser aceptado en los diferentes
campeonatos por categorías.
.
Figura 1. Diseño de chasis de go kart.
Sistema de Transmisión.
Es el encargado de trasmitir la potencia generada en el motor hasta las ruedas. Está
compuesta por el motor, caja de cambios, transmisión por cadena, eje, rodamientos
y llantas.
El sistema de trasmisión del go kats es un acoplamiento, que se compone por un
soporte y rodamientos acoplados al eje de trasmisión.
La transmisión del go kart está formada por:
•
Piñón.
•
Cadena.
•
Corona.
Eje conductor.
Piñón conductor.
Estrella.
Corona conducida.
Eje conducido.
Funcionamiento:
Trasmisión CVT trasmitida por banda, el piñón es la rueda motora que recibe el
movimiento directamente del motor, mientras que la corona en la rueda impulsada.
Donde se interpone la cadena, cuya función es trasmitir el movimiento del piñón
(conductor), a la corona (conducida).
Especificaciones técnicas del motor que se le ensamblo al go kart para la trasmisión
de potencia.
Tipo de motor:
4 tiempos
Cilindrada
149.6 cc
Velocidad máxima
80 km/k
Potencia máxima
8.31 Hp
Torque máximo
8.8 N-m
Rendimiento de combustible
28 km/L
Trasmisión final
Automática/por banda
Sistema de Frenos.
El go kart necesitan detenerse.
Por lo cual, cuenta con una pieza metálica redonda que funcione como freno de
disco y dos zapatas de frenos colocados en el eje de transmisión, el sistema de
frenos del go kats es un acoplamiento, que se compone por un soporte y
rodamientos.
Funcionamiento.
Cuenta con un Sistema de frenos hidráulicos delantero de moto que fue adaptado
con accionamiento hidráulico, accionado el conductor con fuerza mediante un
pedal, generando presión mediante un circuito hidráulico (líquido), para accionar
las pastillas y detener o bajar la velocidad
Figura 2. Sistema de frenos de disco, acción mecánica.
Sistema de dirección.
Sistema que se encarga de dar dirección al go kart, con el objetivo de realizar el
correcto trazado en las cuervas, evasión de obstáculos y maniobras de conducción.
El conjunto de mecanismos que componen el sistema de dirección del go kart tiene
la misión de orientar las ruedas delanteras para que el go kart tome la trayectoria
deseada por el conductor. Está formado por: volante, columna volante, varillas de
dirección, horquillas, chumaceras, caja de dirección y terminales.
Funcionamiento.
La función principal de la columna de dirección en el go karts es la de conectar el
volante con el resto de la dirección caja de dirección, permitiendo dirigir el vehículo
hacia donde el conductor desea.
Cuando el conductor hace girar el volante, el piñón de la columna de dirección, con
un mecanismo de cremallera, rota a través de un eje dentado y permite el
movimiento de manera lateral, accionando a su vez las ruedas directrices gracias a
las barras de accionamiento. Este eje dentado es el encargado de convertir el
movimiento circular que se provoca con el giro del volante, en el movimiento lineal
que se produce en el eje transversal del vehículo.
Figura 3. Caja de dirección de go kart.
I.
Presupuesto de capital estimado vs utilizado.
Materiales.
Nombre.
Costo
$ Nombre.
Costo
estimado.
utilizado.
Tabular de 1 pulgada, $2000.00
Tabular
25 m.
pulgada, 25 m.
Pintura para chasis.
$700.00
de
Pintura
1 $400.00
para $850.00
chasis.
Asiento de go kart.
$1,500,00
Asiento.
$450.00
Volante de go kart.
$200.00
Volante
$200.00
Ruedas de go kart.
$4,000.00
Ruedas
o $1,000.00
llantas.
Dirección de go kart.
$1,200.00
Columna
de $400.00
dirección.
Columna de dirección $1,000.00
Caja
de go kart.
dirección.
de $1,300.00
Pedal de freno.
$300.00
Chumacera.
$320.00
Motor de go kart.
$2,400.00
Horquilla
$640.00
Terminales
$500.00
Rotulas
$800.00
Pedal de freno.
$200.00
Motor.
$3,520.00
Cadena.
$900.00
Cadena
de $1,000.00
trasmisión.
Estrella (corona de $600.00
avance).
Pedal acelerador.
$400.00
Trasmisión para go $1,600.00
kart.
Tanque de gasolina $1,600.00
para go kart
Pernos y arandelas.
$120.00
Estrella (corona $400.00
de avance).
$
Sistema de freno de $840.00
Pedal
$200.00
go kart.
acelerador.
Eje
de $400.00
trasmisión.
Tanque
de $50.00
gasolina
Pernos, tuercas $150.00
y arandelas.
Frenos de disco $580.00
accionado
mecánicamente.
Tubo
de $280.00
transferencia.
Cables de freno $100.00
y acelerador.
Amortiguadores
de
$250.00
motoneta
150 italika.
Total:
$19,560.00
Total:
$13,890.00
II.
Secuencia de fabricación.
Actividades:
✓ Realizar el diseño del go kart, plano y medidas.
✓ Cotización de materiales.
✓ Adquisición de materiales para fabricación del chasis, sistema de dirección,
trasmisión, suspensión y frenos.
✓ Fabricación de chasis medición, corte, lijado, unión de chasis soldadura,
preparación para pintado, pintado.
✓ Ensamble de sistema de dirección.
✓ Ensamble de sistema de suspensión.
✓ Ensamble de sistema de transmisión.
✓ Ensamble de sistema de frenos.
✓ Ajuste de sistemas.
VI. Prueba documental de la fabricación.
Se comenzó con la fabricación a partir del modelo hecho en SolidWork; teniendo
como primera parte una base que será el soporte para nuestros ejes, llantas,
asiento, etc. A partir de ello y juntando el material con el cual se va a trabajar, se
comenzó a soldar los tubos que serán nuestra base.
1. Molde en SoliWork
Se creó un molde en la aplicación de Solod
Work, en la cual nos basamos para trabajar.
Siendo este, el inicio de la estructura de
nuestro Go Kart.
2. Recolección de materiales.
Después de buscar y comparar lugares,
precios
y
resistencia
del
material;
se
compraron distintos tubos que vimos nos
serán útil.
Los cuales separamos según su tamaño,
resistencia y en el orden en que los
utilizaremos.
3. Medir
Acorde a las mediciones previas que se
proporcionó en la plantilla de Solid.
Utilizando
como
material
un
marcador
permanente y legible, cinta de medir y un lugar
de apoyo.
4. Cortar
Con ayuda de otros compañeros, haciendo
uso de un contrapeso para cortar con una
segueta con arco.
Algunos tubos contaban con un pedazo extra
que no era de utilidad, por ende, era necesario
cortarlo.
5. Lijado
Teniendo ya cortados los tubos a las medidas
requeridas, pasamos a lijar para más adelante
soldar.
6. Soldar
El primer día que comenzamos a trabajar
tuvimos que acomodar los tubos según
nuestro documento de Solid, al igual tener
nuestro equipo de seguridad (guantes, careta,
etc).
Tardamos aproximadamente 3 días en tener
nuestra base ensamblada, trabajando 4 a 5
horas por día para terminar.
Siendo dos de nuestros compañeros los más
capacitados y con conocimiento previo para
realizar esta actividad de Soldar nuestra base
de Go Kart.
Soldando los cuatro extremos de nuestra
base, en la cual irá nuestro asiento de piloto,
la unión del volante, ejes y respaldo.
Teniendo como complicaciones, el tardar en
soldar, tomar las medidas, que los tubos
estuvieran alineados, entre otros.
7. Base
Al terminar de soldar, obtuvimos nuestra base
según nuestra plantilla de Solid, con las
medidas correspondientes.
Igual ensamblando el lugar del volante, unido
a nuestra base.
8. Insertar tuercas
Como siguiente paso instalamos los costados
del Go Kart que hace la función de puestas a
los costados.
Esto soldando de igual manera, para mayor
soporte.
Haciendo uso de Pinzas de presión y Llaves
españolas de ½ ‘’ esto para hacer girar la
tuerca y ajustar el barandal costado.
9. Limpieza
Como último (y el avance que tenemos) como
tardamos tiempo en realizar alguna otra
actividad, tuvimos tubos ya desgastados y
telarañas.
Con ayuda de una hidro lavadora, pudimos
realizar una limpieza más rápida, así quitando
polvo, sarro y telarañas.
Limpiando llantas, eje, respaldo, el área donde
se encuentra el motor y la base.
10.
Pintado
Ya con chasis seco, se procedemos a colocar
papel periódico en el área donde no se quiere
pintar y para no maltratar las áreas mecánicas
Después de cubrir las áreas mecánicas,
procedemos a pintar el chasis de color negro
con pintura de aceite
Las ruedas delanteras se pintaron de color
rosa fosforescente las ruedas traseras se
pintaron de color verde fosforescente
El respaldo se pintó de los mismos que los
neumáticos.
Instalamos el motor de 150 cc. Así dando por
finalizado nuestro armado del Go Kart.
Go Kart finalizado.
VII. Descripción del equipo de seguridad.
Casco: es la pieza más importante de todo el equipo, ya que ayuda
a proteger la cabeza y el rostro ante posibles accidentes de
gravedad. La visera ayuda a aislar el rostro del piloto de elementos
extraños que pudiesen dañarle la vista por la gran velocidad, como
puede ser polvo, arenilla, tierra, caucho.
Balaclava: esto es opcional no es algo indispensable, solo se
recomienda su uso para aportar mayor comodidad y seguridad. Su
objetivo es absorber la sudoración producida al conducir durante
largos períodos de tiempo.
Overol: realizado generalmente en material ignífugo y antideslizante
para evitar quemaduras o raspones. Fabricados con dos capas de
materiales, generalmente antrón (fibra de nylon) por fuera y algodón
por dentro. Algunos poseen protectores hechos de kevlar en los
codos y rodillas para brindar mayor protección al piloto.
Chaleco protector de costillas: esta prenda es
más importantes para la protección del piloto, tras el
uso del casco, es muy común dañarse las costillas
debido a los golpes de la espalda contra los costados
del asiento.
Guantes: elaborados en material no ignífugo. Ayudan a
proteger las manos de posibles raspones o golpes, así como
también proporcionan una mejor adherencia al volante.