Diseño e implementación en vehículo de una suspensión electromagnética para la recuperación de energía

Resumen

En los últimos años el estudio de sistemas EHSA (Energy Harvesting Shock Absorber) ha sido desarrollado de forma amplia y aparece como una solución viable para la recuperación de energía en sistemas de suspensión. Sin embargo, los trabajos realizados hasta la fecha se realizan en condiciones de prueba y con prototipos de laboratorio, no habiendo llegado de forma exitosa a los vehículos de calle. En la actualidad no existe una metodología probada que permita comparar los distintos sistemas EHSA presentados hasta la fecha, por lo que se vuelve indispensable plantear una serie de normas y pasos que permitan establecer condiciones similares para comparar de forma justa los sistemas y tener elementos de decisión en cuanto a la mejor opción. Así, tras el análisis de los distintos modelos y trabajos existentes en la bibliografía, con distintos grados de libertad, condiciones de terreno, entradas de excitación; se propone en este trabajo una metodología que permita estudiar dichos sistemas en condiciones equiparables. Por otro lado, los sistemas EHSA aplicados a suspensiones deben responder a los requerimientos mínimos de un amortiguador automotriz, basada en parámetros como tipo de carretera, tipo de vehículo y manufactura del amortiguador con valores promedio del factor de amortiguador entre 1 y 5 kN, con estos parámetros se asegura cumplir con las demandas mínimas de confort y seguridad en una suspensión automotriz. Por lo que, una muy buen primera aproximación es alcanzar las prestaciones de esta suspensión comercial con un sistema EHSA. Por lo tanto, en este trabajo se profundiza en emular a través de un husillo de bolas una suspensión comercial explorando diferentes estrategias electrónicas de ajuste para obtener las mismas prestaciones en cuestión de seguridad y confort. Una de las dificultades para la adopción de los sistemas EHSA es que es necesario sustituir todo el sistema de suspensión de los vehículos actuales. En este sentido, la presente tesis propone el uso de un sistema EHSA basado en cuatro barras que puede instalarse en paralelo con cualquier sistema de suspensión, con pequeños cambios, permitiendo una recuperación de energía constante, a la vez que el sistema de recuperación de energía de cuatro barras (Four Links vi Energy Harvesting Shock Absorber) muestra ventajas sobre otros sistemas EHSA, principalmente por su facilidad de montaje, de esta forma resulta de interés modelar, simular e implementar el sistema en un vehículo comercial como un sistema alterno en la recuperación de energía, lo que representa una opción de fácil montaje en vehículos comerciales como un sistema híbrido entre el sistema convencional y el sistema de eslabonamiento con un ajuste de parámetros basados en la metodología propuesta. A través de pruebas en banco nos permitieron validar la viabilidad del sistema EHSA para posteriormente realizar pruebas en un vehículo comercial Podemos decir que en este trabajo de tesis se ha hecho mucho énfasis en el método para asegurar que la implementación permita la menor cantidad de iteraciones para alcanzar un objetivo establecido con elementos de innovación.