Estudiantes:

Dany Andrés Murcia Gómez 233739

Robert Harvey Muñoz Cadena 233738

Björn Philipp Castillo Heim 233698

Director: Ing. Fabio Emiro Sierra.

VEHÍCULO ELÉCTRICO UNIPERSONAL

Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica

Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico

XXIV MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS

ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN

Los crecientes niveles de contaminación en el aire de ciudades y áreas altamente pobladas junto ala actual necesidad de adoptar soluciones de transporte de fácil migración o implementacióndirecta a formas de energía ecológicas. En caso plantas, conjuntos residenciales y en general enlugares con limitaciones de velocidad y grandes áreas que necesitan un medio de transporteconfiable, cómodo y viable económicamente es posible implementar un tipo de medio detransporte de baja especificación.

El creciente mercado de soluciones a bajo nivel importadas a nuestro país que aun cuando sonfuertes en cuanto a competencia de costos, realmente no constituyen una alternativa convincentepara tener un impacto significativo en la forma en que concebimos la implementación desoluciones ecológicas

El 87% por ciento de los desplazamientos en vehículos se realizan por menos de 32km y el 93%de los casos solo se transporta una persona

FINANCIADOR: Donaciones + propio

VALOR DEL PROYECTO: $5.200.000

TIEMPO DE DESARROLLO: 3 meses

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La introducción de tecnologías amigables con el ambiente en el

sector del transporte de donde se generan gran cantidad de

emisiones de gases tóxicos se ve limitada por su elevado costo y

difícil acceso ya que no se produce a nivel nacional y se requiere

importar.

REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE

Un medio de trasporte capaz de movilizar a una persona dentro de su

planta a una velocidad máxima de 15km/h.

Una máquina viable económica y tecnológicamente.

Una máquina de fácil mantenimiento y bajo costo de operación.

Una máquina durable.

Satisfacer normatividades en cuanto al impacto ambiental de las soluciones

que emplean en su planta.

ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING)

Competencia directa:

Bicicleta eléctrica:

$1.700.000

Potencia: 250w

Autonomía: 40km

V Max: 35km/h

REVA

Autonomía hasta 120km

Potencia 14.5Kw

V Max: 80km/h

Capacidad 275Kg

Peso en vacío: 565Kg

Precio: $50.000.000

Competencia a nivel mundial

Híbrido de tres ruedas

Autonomía: 50km

V Max: 120km/h

36.000 dólares

$72.540.000

Vehículos eléctricos ecológicos

MELEX

6 baterías x 6V 220Ah

1 persona + 50Kg

Precio: 16.000US $32.000.000.

Carga de 6-8 horas con 50 millas

de autonomía a velocidad máxima

de 25 mph (40 km/h).

Precio: 109.000 US $218.000.000.

Carga de 3.5 horas con 200 millas de

autonomía a velocidad máxima de

125mph (200 Km./h).

DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

Transporte de 1 persona

Capacidad de iniciar el

movimiento

Capacidad de

detenerseCapacidad de ser

controlado

Cortar alimentación

al motor

Accionar el

mecanismo de

frenado

Ser cómodo

Alimentar el sistema

motriz

Transmitir la energía

a las ruedas

Ser ergonómicoReconocer la señal

de arranque

Reconocer la señal

de parada

De manejo intuitivo

De fácil reparación y

mantenimiento

Reconocer ordenes

del operador

Ser estable

Ser confiable

GENERACIÓN DEL CONCEPTO

- La creciente necesidad de un medio de transporte amigable al ambiente.

- Auge de vehículos eléctricos híbridos y solares entre otros.

- Creciente demanda tecnologías medioambientales.

- Existencia de áreas de aplicación de baja especificación.

- Según estadísticas la mayoría de los casos de transporte en vehiculo

requieren llevar una persona solamente y por una distancia relatibalemente

corta (35km).

-Normalmente el peso en adicionales por persona transportada no supera los

20kg.

-Necesidad de implementar nuevas tecnologías de transporte en empresas

grandes

GENERACIÓN DEL CONCEPTO

-Necesidad de comodidad al movilizarse

-Necesidad de seguridad al movilizarse

-Necesidad de una máquina apta para la mayoría de personas adultas

-Necesidad de una máquina de fácil uso

-Necesidad de una máquina de fácil mantenimiento y reparación.

DESARROLLO DE LA IDEA

- Investigación sobre tecnologías ecológicas.

-Investigación de energías no convencionales.

- Investigación de tecnología disponible.

- Investigación de tecnología disponible en el país.

- Observación de modelos existentes.

- Selección de la tecnología a aplicar.

- Viabilidad de implementación de soluciones concebidas.

- Análisis económico de factibilidad.

- Construcción del prototipo.

PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE DISEÑO DOMINANTE Y

JUSTIFICACIÓN

-Diseño ergonómico.

-Constitución liviana.

-Motor independiente por

rueda de tracción.

-Sistemas de control

electrónico.

-Motores de corriente

continua.

-Baterías de alta

especificación.

- Múltiples opciones de

recarga.

GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL PRODUCTO

-Fabricación con herramientas de

mano.

-Compra de elementos

seleccionados.

-Maquinado de piezas complejas

-Soldadura especial para aluminio.

-Recursividad en la consecución de

materiales

PRUEBAS:

Duración de la carga: 1hora

Autonomía: 1HORA

Velocidad Máxima: 17km/h

Pendiente Máxima: 25º

Velocidad pico en curvas:

10km/h. 180º radio 2m

Distancia de frenado: 1.5m

Visibilidad Nocturna

Delantera: 5m focal

Trasera: 15m

Control en reversa: Excelente

Radio de giro:

mínimo recomendado: 2.5m

DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA

-Vehiculo de tres ruedas

-2 Baterías de Plomo de 70Ah 12V.

-3 Baterías secas 7Ah 12V.

-Dirección Mecánica.

-Transmisión Mecánica por cadena.

-Sistema de freno de disco.

-Motor de 1800W 130VDC.

-Control de velocidad por alimentación

al motor.

-Chasis en Aluminio Extruído 6063-T5

-Tenedor y otras piezas en acero al

carbón SAE1020

APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO

-Se motiva la implementación y desarrollo

de tecnologías amigables con el ambiente.

-Se aporta el inicio de un desarrollo

tecnológico para que futuras generaciones

puedan avanzar sobre el mismo.

-Se despierta el interés de la sociedad al

tener un acercamiento a esta tecnología

ya que en el momento es poco común y

costosa.

-Dar un primer paso en cuanto a la

motivación a pensar en este tipo de

transportes como una solución no tan

lejana y de posible aplicación a corto

plazo, por su carácter ambiental.

ANÁLISIS ECONÓMICO

Costo de operación:

Precio de la energía en la red del KWH: $284.0134 estrato 4.

Costo de operación: $190/hora.

Costos de fabricación:

Materiales: $1.500.000.

Insumos: $1.000.000.

Manufactura: $700.000.

SUBTOTAL: $3.200.000.

Costo de Diseño:

$2.000.000.

COSTO TOTAL: $5.200.000.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

-La ciudadanía cercana al sitio de construcción del prototipo mostró

mucho interés en el desarrollo e implementación de esta tecnología.

-El prototipo es capaz de operar por una distancia corta con uno de

sus neumáticos traseros pinchados.

-El prototipo cumple con lo planeado en cuanto a la velocidad

alcanzada y en cuanto a su autonomía.

-El prototipo es cómodo y de fácil manejo

-Cambiar el Mecanismo de frenado por un mecanismo hidráulico.

-Utilizar un sistema de dirección capaz de soportar el peso de las

baterías delanteras para suavizar el mismo.

-Implementar baterías de litio livianas.

• www.cleangreencar.co.nz

• http://news.bbc.co.uk/2/shared/spl/hi/guides/457000/457029/html/nn4page1.stm

• http://environmentalism.blog.com/1644749

• http://electricvehiclesite.com/2007/03/19/electric-vehicles-2007-honda-civic-hybrid-review

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• www.solarc.de/cms/pages/es/productos/productos-industriales/reguladores-de-carga.php

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• Motor.com.co

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• www.formulasun.org/education/seles9.html

• www.winstonsolar.org/info/intro.html

• Dell-Winston School Solar Car Challenge.

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• NORTON ROBERT, “Diseño de Máquinas”, Prentice Hall, 1999. SECUNDARIO.

• ROBERT L. MOTT, “Diseño de Elementos de Máquinas”, Prentice Hall, 2°Ed. 1995. SECUNDARIO

• SHIGLEY Y MISCHKE, “Diseño en Ingeniería Mecánica”, McGraw-Hill, 6°Ed. 2002. NÚCLEO.

• Revista Motor 29 de abril de 2009, No 487\ISSN0121-9820, Articulo “F-CELL ROADSTER”pag 22-24

• Proyecto “Vehículo solar” Energías alternativas, Fabio Emiro Sierra 2008-I

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y HERRAMIENTAS DE

INGENIERÍA EMPLEADAS

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