Virtual Engine - A Tool For Military Truck Reliability Increase

Motor virtual - Una herramienta para aumentar la fiabilidad de los camiones militares

El proceso de desarrollo de los motores de combustión interna requiere modelos CAE que den resultados para la fase de concepto en una etapa muy temprana y que puedan ser detallados con mayor detalle en la misma plataforma del programa a medida que avance el proceso de desarrollo. El comportamiento vibratorio y acústico de la cadena cinemática es muy complejo, ya que consta de muchos componentes que están sujetos a cargas que varían enormemente en magnitud y que operan en un amplio rango de velocidades. La interacción del cigüeñal y el cárter es un problema importante que los diseñadores de trenes de potencia tienen que afrontar cuando optimizan las características de vibración y ruido del tren de potencia. El método de elementos finitos (MEF) y los sistemas multicuerpo (MBS) son adecuados para la creación de modelos de cálculo en 3D. Las mediciones sin contacto permiten verificar modelos de cálculo complejos. Todas las simulaciones y mediciones numéricas se realizan en un motor Diesel de seis cilindros en línea.

1. Introducción

Los fabricantes de la industria automovilística militar buscan constantemente maneras de mantener su competitividad llevando primero al mercado productos innovadores. Además, las cuestiones de seguridad, la eficiencia del combustible, los costos de la garantía, el estilo y otros objetivos imponen mayores exigencias y expectativas a la industria automotriz militar para desarrollar productos de alta calidad. Las presiones para cumplir con estos estrictos requisitos y, al mismo tiempo, reducir el tiempo del ciclo de desarrollo de los productos en un 50 por ciento representan un enorme desafío para los investigadores, proveedores, socios de codesarrollo y otros en la cadena de valor del automóvil militar. El tiempo de comercialización es fundamental, porque el valor de la innovación se perderá si los competidores ganan la carrera hacia el piso de la sala de exposición con diseños similares. Un retraso de unas pocas semanas puede resultar en millones de dólares en ingresos perdidos, y la primera empresa que llega al mercado suele obtener millones de participaciones en las ventas. Como resultado, cada vez más fabricantes están descubriendo que la única forma de alcanzar los objetivos de desarrollo es emplear tecnologías de simulación de ingeniería. Este objetivo sólo puede alcanzarse aumentando la cantidad de simulación. Todos los principales fabricantes de camiones militares, así como empresas de una amplia gama de otras industrias manufactureras, están utilizando la creación de prototipos virtuales para evaluar los diseños mediante la simulación y el análisis por computadora, reduciendo así su dependencia de las pruebas de hardware. El objetivo no es eliminar por completo esas pruebas, sino más bien reducir el número de ciclos y orientar el procedimiento empírico hacia la verificación de atributos de rendimiento bien definidos. Estudiando las configuraciones de los productos en las primeras fases de desarrollo, los ingenieros pueden hacer cambios y perfeccionar los diseños de manera fácil y económica. Los estudios han demostrado que el costo del cambio aumenta exponencialmente con cada etapa del desarrollo, por lo que los cambios resultan costosos durante el diseño detallado, muy caros durante las pruebas de los prototipos y tremendamente elevados durante la producción.