Projeto de adaptação do banco de ensaio de endurance de bombas de óleo às condições do motor

Abstract

A indústria automóvel encontra-se em constante evolução e mudança principalmente pelos novos desafios ambientais e a permanente expetativa de satisfação dos seus clientes normalmente assente na fiabilidade/durabilidade dos veículos e seus componentes. Neste âmbito a utilização tecnologias avançadas ao nível da definição, produção e teste dos componentes é fundamental para manter a competitividade neste sector. A rápida evolução deste setor leva a que algumas vezes os novos avanços na definição e produção dos componentes não seja acompanhada pelos procedimentos e equipamentos de ensaio destes, já que estes envolvem custos muito elevados e a elaboração de novos procedimentos de ensaio demoram bastante tempo a serem definidos e aprovados. Devido aos prazos extremamente curtos de desenvolvimento de novos componentes neste sector, normalmente a fase de ensaios e validação destes componentes é realizada com base numa recondução de procedimentos de ensaio anteriores em equipamentos pré-existentes. Esta situação conduz a que muitas das vezes os ensaios realizados aos componentes em banco de ensaio não sejam os mais representativos do funcionamento em ambiente real dos componentes, conduzindo posteriormente a desfasamento entre os resultados reais de fiabilidade e performance dos componentes e os quantificados no banco de ensaios do componente. Neste âmbito, o trabalho desenvolvido, em estágio curricular, consistiu no projeto e desenvolvimento de propostas de adaptações a realizar num banco de ensaios de endurance de bombas de óleo já existente na empresa RENAULT CACIA S.A, de modo a que este permita replicar de forma mais fidedigna as condições de ensaio do banco de ensaios motor instalado na unidade industrial da Renault em Valladolid, sendo este último mais representativo das condições de funcionamento real das bombas óleo no veículo. As condições de ensaio a replicar estendem-se principalmente ao nível da pressão à saída da bomba em fun- ção do regime de acionamento. Para tal, e utilizando o banco de ensaio de endurance da empresa RENAULT CACIA S.A., foram realizados, ensaios de caracterização hidráulica. Os ensaios visam, essencialmente, avaliar o comportamento hidráulico da bomba de acordo com o circuito hidráulico inicial, isto é, antes de qualquer adaptação. Complementarmente foram efetuadas medições de perdas de carga, evolução da pressão à saída da bomba consoante o regime de rotação e caracterização hidráulica segundo um determinado ciclo de ensaio. Posteriormente, os resultados foram comparados com os resultados provenientes dos ensaios realizados em banco motor de Valladolid, sob as mesmas condições iniciais de ensaio e com o mesmo tipo de bomba. Após a análise e discussão de resultados, foram desenvolvidas propostas de projeto para a adaptação do banco de ensaios de endurance da bomba de óleo, de modo a que este consiga assegurar a replicação dos parâmetros de ensaio verificados no banco ensaio motor. As adaptações a realizar visam, a implementação de um circuito de lubrificação independente, a adaptação de uma válvula proporcional reguladora de caudal no circuito de ensaio e a implementação de um suporte do encoder para cada estação de ensaio.

Automotive industry is in constant evolution and change, mainly due to new environmental challenges and constant expectation of fulfillment from its own customers normally lies down on reliability/durability of vehicles and its components. Regarding this, the usage of advanced technologies at concept, production and testing level of components, is crucial in order to keep competitively among this field. A quick evolution from this field leads, sometimes, to new accomplishments on definition and production of components that are not piloted by procedures and testing equipment, so they involve higher costs and formulation of new testing procedures that could take too much time to be realized and approved. Due to the extremely short deadlines for the development of new components in this field of industry, usually the testing and validating step of these components is based on the reinstatement of earlier testing procedures in pre-existing equipment. This is a situation in which the test systems are no longer representative of the real-world operation of the components, leading to a mismatch between the results from the actual component reliability and performance and those from the component testing bench. In this context, the work developed, as a curricular internship, consisted in the design and development of proposals for adaptations to be performed in an existing oil pump endurance testing bench in the company RENAULT CACIA SA, in order to allow it to replicate, in a more reliable way (as much as possible), the test conditions of the engine testing bench installed in the Renault industrial plant in Valladolid, the latter being more representative of the real running conditions of the oil pumps in vehicles. The test conditions to replicate are, mainly, the pressure at the pump's exit as a function of the drive rotation. To do so, by using the endurance testing bench on the company RENAULT CACIA S.A., were performed, hydraulic characterization tests. The tests themselves aim to, essentially, evaluate the oil pump's hydraulic behavior according to the initial hydraulic circuit, i.e. before any adaptation. Additionally, it were performed measurements regarding hydraulic head losses, evolution of the pressure at the pump's exit as a function of the drive rotation and hydraulic characterization according to a speci ed testing cycle. Later, it were compared the results with those from the engine testing bench from Valladolid, under the same initial test conditions and the same type of pump. After data analysis and discussion, project proposals were developed for the oil pump endurance testing bench adaptation, in such a way this bench could succeed on the replication of test parameters verified at the engine testing bench. The following adaptations to perform aim, an application of an independent lubricating circuit, an adaptation of a control ow proportional valve and an application of an encoder support for each station of the endurance testing bench