Aprèn - José Ramón Martínez Piñol

La necesidad del equipo de MotoSpirit ESEIAAT de tener que diseñar y fabricar una batería para un prototipo de motocicleta eléctrica de competición hace que se inicie este proyecto. Las características de la batería están determinadas específicamente por el reglamento de la competición y optimizadas para que se reduzcan sus dimensiones y peso.

Due to the need to manufacture a competition electric motorcycle prototype for participation in an electric motorcycle championship among universities around the world, the battery design process and adaptation will be explained below to it from the components that make it up. In these types of vehicles, the battery is responsible for supplying the necessary power to be able to turn the engine at a speed sufficient for the vehicle's transmission systems to provide a speed to the wheel that offers a velocity great enough for to be able to compete with the rest of the teams for the championship victory. Therefore, all those factors that can affect the operation of the battery and the parameters that must be fit by it in order to materialize its design successfully will be taken into account.

Degut a la necessitat d'haver de fabricar un prototip de motocicleta electrica de competicio per a la participació o en un campionat de motocicletes elèctriques entre universitats d'arreu del mon, a continuació s'explicarà el procès de disseny de la bateria i l'adaptació ella dels components que la formen. En aquests tipus de vehicles, la bateria es l'encarregada de subministrar la potència necessaria per poder fer girar el motor a la velocitat suficient com perquè els sistemes de transmissio del vehicle proporcionin una velocitat a la roda que ofereixi una celeritat suficientment gran com per a poder competir amb la resta d'equips per la victoria del campionat. Així doncs, es tindran en compte tots aquells factors que puguin afectar al funcionament de la bateria i els parametres que ha de complir aquesta per poder materialitzar amb èxit el seu disseny.

Estudi de disseny d'una pinça de fre per a mountain bikes

Trabajo final de grado

Sanromà Amores, Pol

Tutor/a - Director/a: Martínez Piñol, José Ramón; Sánchez Romero, Montserrat

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Ver detalle Acceso al texto completo

Les bicicletes i el món que les envolta, estan creixent a les societats de manera exponencial. A causa de la pandèmia i el canvi climàtic que ens afecta cada vegada més, hi ha més partidaris de l'ús de la bicicleta com a mitjà de transport propi. A la vegada, les modalitats de ciclisme s'estan professionalitzant més, obtenint dissenys de bicicletes més òptims i amb unes prestacions millors. A més a més, cal destacar la innovació de les bicicletes elèctriques que cada vegada tenen més adeptes, gràcies a les ajudes que incorporen. Tantes innovacions i millores, però realment són efectives o són únicament fruit de la necessitat de crear nous dissenys cada any? Al llarg de la memòria, el que es pretén és estudiar i analitzar si les diferents millores que proposen les grans marques de components són realment útils i efectives. Per començar el projecte, s'iniciarà amb una anàlisi històrica dels frens que hi ha hagut al llarg de la història, per tal de posar context als dissenys actuals. D'aquests, s'establirà com a estudi el fre de disc hidràulic, ja que com s'exposarà, són els frens més utilitzats i els quals tenen una projecció de futur major. Per això el que es mostrarà, és l'estudi de totes les forces que apareixen al voltant de la frenada d'una bicicleta, elaborant una anàlisi des del sistema complet fins a la pastilla de fre. Posteriorment, un cop analitzades en profunditat totes les expressions, caldrà estudiar com afecten les diferents alternatives suggerides a la frenada. De manera que amb l'ús de valors reals, es realitzaran els càlculs per extreure conclusions dels resultats. Les objeccions que s'extrauran per a cada alternativa, es basaran des d'una mentalitat crítica amb la millora de la frenada, com també des del punt de vista de si aquestes innovacions són compatibles amb l'actual, o cal un canvi en les bicicletes, fet que perjudicaria augmentant el nombre de residus per incompatibilitats.

Las bicicletas y el mundo que las rodea, están creciendo en las sociedades de forma exponencial. Debido a la pandemia y al cambio climático que nos afecta cada vez más, hay más partidarios del uso de la bicicleta como medio de transporte propio. A su vez, las modalidades de ciclismo se están profesionalizando más, obteniendo diseños de bicicletas más óptimos y con mejores prestaciones. Además, cabe destacar la innovación de las bicicletas eléctricas que cada vez tienen más adeptos gracias a las ayudas que incorporan. Tantas innovaciones y mejoras, pero ¿realmente son efectivas o son únicamente fruto de la necesidad de crear nuevos diseños cada año? A lo largo de la memoria, lo que se pretende es estudiar y analizar si las distintas mejoras que proponen las grandes marcas de componentes son realmente útiles y efectivas. Para empezar el proyecto, se iniciará con un análisis histórico de los frenos que se han producido a lo largo de la historia, para poner contexto a los diseños actuales. De estos, se establecerá como estudio el freno de disco hidráulico, puesto que como se expondrá, son los frenos más utilizados y los que tienen una proyección de futuro mayor. Por eso lo que se mostrará, es el estudio de todas las fuerzas que aparecen en torno al frenado de una bicicleta, elaborando un análisis desde el sistema completo hasta la pastilla de freno. Posteriormente, una vez analizadas en profundidad todas las expresiones, habrá que estudiar cómo afectan a las diferentes alternativas sugeridas en la frenada. De modo que con el uso de valores reales, se realizarán los cálculos para extraer conclusiones de los resultados. Las objeciones que se extraerán para cada alternativa, se basarán desde una mentalidad crítica, con la mejora del frenado, así como desde el punto de vista de si estas innovaciones son compatibles con la actual, o es necesario un cambio en las bicicletas, lo que perjudicaría aumentando el número de residuos por incompatibilidades.

Bicycles and the world around them are growing exponentially in societies. Due to the pandemic and the climate change that is affecting us more and more, there are more supporters of the use of bicycles as a means of transport. At the same time, cycling modalities are becoming more professional, resulting in more optimal bicycle designs and better performance. In addition, it is worth highlighting the innovation of electric bicycles, which are becoming increasingly popular thanks to the aids they incorporate. So many innovations and improvements, but are they really effective or are they just the result of the need to create new designs every year? Throughout the report, the aim is to study and analyse whether the different improvements proposed by the major component brands are really useful and effective. To begin the project, we will start with a historical analysis of the brakes that have been produced throughout history, in order to put the current designs into context. Of these, the hydraulic disc brake will be established as a study, since, as will be shown, they are the most widely used brakes and those with the greatest future projection. Therefore, what will be shown is the study of all the forces that appear around the braking of a bicycle, analysing from the complete system to the brake pad. Subsequently, once all the expressions have been analysed in depth, it will be necessary to study how they affect the different alternatives suggested for braking. So, using real values, calculations will be made to draw conclusions from the results. The objections that will be extracted for each alternative will be based on a critical mentality, with the improvement of braking, as well as from the point of view of whether these innovations are compatible with the current one, or whether a change in the bicycles is necessary, which would be detrimental to increasing the number of waste products due to incompatibilities.

Estudi del disseny de subcomponents d'una maquina d'estotjar automàtica

Trabajo final de grado

Calejero Madueño, Àlex

Tutor/a - Director/a: Martínez Piñol, José Ramón

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Ver detalle Acceso al texto completo

Avui dia la majoria d'indústries alimentaries, cosmètica i farmacéutica estan començant a contractar proveïdors industrials amb la finalitat d'instal·lar màquines que automatitzin les seves línies de producció. En el passat, les tasques més repetitives de les línies de producció es realitzaven de forma manual, però a mesura que passen els anys cada vegada s'està dissenyant màquines que substitueixen la mà d'obra humana que treballa en aquestes tasques repetitives per màquines. A nivell acadèmic, dissenyar una màquina d'aquest tipus es presenta com una gran oportunitat per estudiar i dimensionar els principals components que poden formar part d'una transmissió de potència, com per exemple la motorització, els acoblaments del motor, les transmissions flexibles per cadena i corretja i els suports dels elements mitjançant rodaments, entre d'altres. Aquest aprenentatge és realment l'objectiu i la justificació final d'aquest Treball de FI de Grau. La metodologia i les eines amb les que s'ha realitzat el projecte ha estat mitjançant el programa SolidWorks, desenvolupat per l'empresa Dassault Systèmes. SolidWorks és un software CAD (disseny assistit per ordinador) el qual s'utilitza per realitzar el modelatge mecànic de peces i assemblatges mecànics en 3D. A més a més també té la capacitat de realitzar plantilles de plànols 2D. El resultat final que s'ha arribat al llarg d'aquest treball ha estat l'estudi i disseny d'un assemblatge el qual forma part d'una màquina d'estotjar vertical automàtica amb canvi de format. L'assemblatge que s'ha dissenyat en el projecte està format per 3 subconjunts diferents: Un magatzem d'estoigs, una transmissió d'husillo i una bancada.

Nowadays, a lot of food, cosmetics and pharmaceutical industries are beginning to hire industrial suppliers with the aim of installing machines that could automate their production lines. A long time ago, the most repetitive tasks in the production lines were done manually, but as the years went by, the machines were being designed to replace the human workforce on these repetitive tasks. At the academy level, designing these types of machines is presented as a great opportunity to study and size the main components that can be part of a power transmission, such as motorization, engine couplings, flexible transmissions for chains and belts, support of different elements by means of bearings, among others. This learning is the final target and justification of the Final Degree Project. The tools and methodology in which the project has been carried out has been supported by the SolidWorks program, developed by the company Dassault Systèmes. SolidWorks is a CAD (computer aided design) software that is used to perform 3D mechanical modeling, for instance, mechanical parts and assemblies. Furthermore, it also can make 2D floor plan templates. The result arrived at the length of this report has been the study and design of an assembly which is part of an automatic vertical packaging machine with format change. The assembly designed in this project consist of 3 different sub-assemblies: A conveyor-belt, a spindle transmission, and a bed plate.

Study and design of the front wing of a Formula 1 following the new 2022 regulations

Trabajo final de grado

Arrechedera Morón, Charles Ronaykel

Tutor/a - Director/a: Martínez Piñol, José Ramón

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Acceso al texto completo

Estudi de l'efecte terra d'un Fórmula 1

Trabajo final de grado

Prats Castañé, Sergi

Tutor/a - Director/a: Sánchez Romero, Montserrat; Martínez Piñol, José Ramón

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Ver detalle Acceso al texto completo

L'objectiu principal d'aquest projecte és estudiar l'aerodinàmica d'un dels components de Fórmula 1, concretament el underfloor, tenint en compte el canvi de normativa que hi ha hagut el 2022. Per a això, es dissenya la geometria mitjançant un software de Computational Fluid Dynamic (CFD) comercial. S'estudien nou configuracions diferents, modificant dos paràmetres: L'alçada del monoplaça respecte al terra i la velocitat del flux d'aire. El primer paràmetre s'ha fixat primer en 5cm, després en 10cm i finalment en 15cm. Per a cadascuna d'aquestes alçades, s'ha establert que l'aire entra a 30m/s, 55m/s i 85m/s (100km/h, 200km/h i 300km/h; respectivament). Amb les diferents simulacions, també es podrà comprovar l'equació de Bernoulli, on els punts de major velocitat del underfloor, correspondran a punts amb menor pressió. Abans de realitzar les diferents simulacions, es fa un breu repàs a la història de l'aerodinàmica en la Fórmula 1, des dels seus inicis als anys 50. En aquella època, els monoplaces ja presentaven una geometria bastant aerodinàmica. També s'expliquen les principals novetats (a nivell aerodinàmic) que presenten els monoplaces de 2022, respecte els de 2021. A grans trets, els alerons (davanter i posterior), i el fons pla han estat els canvis més significatius. Per al desenvolupament del projecte, es va optar per el software Ansys, ja que ofereix excel·lents eines de simulació, i no es massa complex. Els passos que s'han seguit per a realitzar les simulacions han estat els següents: Disseny del underfloor en dos dimensions, mallar la geometria obtinguda (s'ha optat per una mida de la malla de 10-3m), establir les condicions de contorn a cada una de les arestes de la geometria, i iniciar la simulació, amb l'objectiu d'obtenir les forces resultants, i el el mapa de pressions i de velocitats de cadascuna de les nou configuracions. Per finalitzar el anàlisis mecànic, s'ha realitzat un gràfic que mostra el comportament del monoplaça, segons la força aplicada i la velocitat d'entrada del flux d'aire.

The aim of this project is to study the aerodynamics of one of the components in Formula 1, specifically the underfloor, considering the changing in regulations that occurred in 2022. Therefore, geometry is designed using a Commercial Computational Fluid Dynamic (CFD) software. Nine different configurations are studied, modifying two parameters: The height of the car relative to the ground and the speed of the air flow. The first parameter has been set first to 5cm, then to 10cm and finally to 15cm. For each of these heights, it has been established that the air enters at 30m/s, 55m/s and 85m/s (100km/h, 200km/h and 300km/h; respectively). With the different simulations, it will also be possible to check the Bernoulli equation, where the highest speed points of the underfloor will correspond to the ones with lower pressure. Before carrying out the different simulations, is it carried a brief review of the history of aerodynamics in Formula 1, from its beginnings in the 1950s. At that time, cars already had a very aerodynamic geometry. It is also explaining the main innovations (at the aerodynamic level) that present the cars of 2022, compared to those of 2021. Broadly speaking, the ailerons (front and rear), and the flat bottom have been the most significant changes. For the development of the project, it was chosen the Ansys software, as it offers excellent simulation tools, and is not too complex. The steps that have been followed to carry out the different simulations have been these ones: Designing the underfloor in two dimensions, meshing the obtained geometry (a mesh size of 10-3m has been chosen), to establish the contour conditions at each of the edges of the geometry, and start the simulation, with the following goals: To obtain the resulting forces, and the map of pressures and velocities of each configuration. To complete the mechanical analysis, a graph was designed showing the behavior of the car, according to the force applied and the speed of the air flow.

Cálculo y diseño de una pinza de frenos para una motocicleta con diseño generativo para impresión 3d

Trabajo final de grado

Ureña López, Alejandro

Tutor/a - Director/a: Sánchez Romero, Montserrat; Martínez Piñol, José Ramón

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Acceso al texto completo

Study on the hydrofoil application on amphibious aircrafts

Trabajo final de grado

Agirre Mosquera, Iban Amauri

Tutor/a - Director/a: Martínez Piñol, José Ramón

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Ver detalle Acceso al texto completo

Estudi II de disseny d'elements estructurals d'un vehicle elèctric

Trabajo final de grado

Bono Miralles, Marc

Tutor/a - Director/a: Sánchez Romero, Montserrat; Martínez Piñol, José Ramón

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Ver detalle Acceso al texto completo

En aquest treball de final de grau es realitza l'estudi per aconseguir adaptar un dels vehicles lleugers que s'utilitzen a la competició Dakar, en aquest cas, un bugui, perquè passi de funcionar amb un motor de combustió a un elèctric. Es comença dissenyant des de zero un model d'un xassís amb el fi que permeti una compatibilitat pel que fa a l'espai amb els sistemes elèctrics, com pot ser el motor o el variador de freqüència, i amb les dimensions totals del vehicle que estableix el reglament de la competició. També, donat que el nou model té com a rodes motrius les del darrere, i, per tant, el motor també va situat a la part posterior del vehicle, es realitza un disseny pensant en què el model final ha de permetre aguantar l'augment de càrregues que es generen en ell. Així doncs, en aquest document es descriu tot el procés seguit per arribar al model final del xassís, explicant tots els components que han afectat en el disseny d'aquest i tots els càlculs necessaris per justificar que el vehicle pot tenir un bon rendiment en un escenari de competició. Amb tots els requisits tècnics establerts, es comença el dimensionament d'un primer model base i, amb el disseny 3D finalitzat, es realitzen les corresponents simulacions mitjançant l'eina de simulació pel mètode d'elements finits del programari SolidWorks. Una vegada es tenen els resultats de les primeres simulacions, es procedeix a iterar el model 3D fins a arribar a un model final, el qual pugui proporcionar una rigidesa estructural adequada. Cada una de les iteracions amb les seves respectives simulacions queden documentades en aquesta memòria de forma que es pugui entendre tot el procés seguit i les decisions preses en els nous dissenys. També, es realitza un estudi econòmic i d'impacte ambiental i social que permet determinar els costos que suposaria aquest prototip en un escenari real. Finalment, es valora si s'han aconseguit els objectius proposats i les possibilitats per a continuar amb el projecte en un futur.

Estudi del disseny de la industrializació d'un agrupament de cables per automoció

Trabajo final de grado

Nuñez Cuenca, Joan

Tutor/a - Director/a: Martínez Piñol, José Ramón; Sánchez Romero, Montserrat

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Ver detalle Acceso al texto completo

Disseny i anàlisis del xassís d'un vehicle de competició elèctric

Trabajo final de grado

Arolas Monteverde, Marc

Tutor/a - Director/a: Sánchez Romero, Montserrat; Martínez Piñol, José Ramón

Fecha de publicación: 2022

Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT)

Ver detalle Acceso al texto completo

No és casualitat que cada vegada més entitats organitzadores d'esdeveniments esportius del motor d'alta competició s'uneixin al repte de l'electrificació i la sostenibilitat. Des de fa anys, l'electrificació en el món de l'automòbil ha esdevingut un procés imparable que avança avui dia a passos agegantats, tot gràcies a la millora de les tecnologies disponibles, les ajudes públiques i la major consciència social sobre el canvi climàtic, mentre els fabricants del sector van posant data de caducitat a les games de vehicles amb motors de combustió. El fet de ser aquest any 2021 el darrer en el que els vehicles de competició de ral·lis en la categoria World Rally Car (Rally1 a partir del 2022) estaran proveïts amb propulsió totalment de combustió és un fet històric. A partir de la temporada que ve els vehicles comptaran amb un tren motriu de propulsió híbrida que augmentarà la potència total a més de 500 CV com a pic de potència. Tot i ser un fet trencador per a les categories dels ral·lis, l'electrificació o hibridació d'alt rendiment competitiu no és quelcom nou, però. De fet, el campionat mundial de Fórmula 1 ja fa més de 6 anys que va entrar en el món de la hibridació, i l'any 2015 va ser creada la categoria de competició Fórmula E on hi disputen monoplaces elèctrics. Fins i tot dins el col·lectiu de les competicions tot-terreny, recentment s'ha instaurat la categoria Rallycross RX2e amb vehicles elèctrics i per la temporada 2022 la nova RX1e se situarà en lloc de l'actual RX1. Mitjançant aquest treball de fi de grau, es vol estudiar i conèixer la viabilitat de proporcionar als vehicles de la categoria Rally1 amb trens de potència totalment elèctrics, similars a aquells que duran aquesta propera temporada els cotxes de Rallycross RX1e. S'estudiarà la possible implantació d'aquestes mecàniques dissenyant un xassís estructuralment compatible amb la normativa de homologació de la FIA vigent.

No es casualidad que cada vez más entidades organizadoras de eventos deportivos del motor de alta competición se unan al reto de la electrificación y sostenibilidad. Desde hace años, la electrificación en el mundo del automóvil se ha convertido en un proceso imparable que avanza hoy en día a pasos agigantados, todo gracias a la mejora de las tecnologías disponibles, las ayudas públicas y la mayor conciencia social sobre el cambio climático , mientras los fabricantes del sector van poniendo fecha de caducidad en las gamas de vehículos con motores de combustión. El hecho de ser este año 2021 el último en el que los vehículos de competición de rallyes en la categoría World Rally Car (Rally1 a partir de 2022) estarán provistos con propulsión totalmente de combustión es un hecho histórico. A partir de la próxima temporada los vehículos contarán con un tren motriz de propulsión híbrida que aumentará la potencia total a más de 500 CV como pico de potencia. A pesar de ser un hecho rompedor para las categorías de los rallyes, la electrificación o hibridación de alto rendimiento competitivo no es algo nuevo. De hecho, el campeonato mundial de Fórmula 1 ya hace más de 6 años que entró en el mundo de la hibridación, y en 2015 fue creada la categoría de competición Fórmula E donde disputan monoplazas eléctricos. Incluso dentro del colectivo de las competiciones todoterreno, recientemente se ha instaurado la categoría Rallycross RX2e con vehículos eléctricos y para la temporada 2022 la nueva RX1e se ubicará en lugar del actual RX1. Mediante este trabajo de fin de grado, se quiere estudiar y conocer la viabilidad de proporcionar a los vehículos de la categoría Rally1 con trenes de potencia totalmente eléctricos, similares a aquellos que llevarán esta próxima temporada los coches de Rallycross RX1e. Se estudiará la posible implantación de estas mecánicas diseñando un chasis estructuralmente compatible con la normativa de homologación de la FIA vigente.

It is no coincidence that continuously more high-competition motor sporting organizations are joining the challenge of electrification and sustainability. For years, electrification in the automotive world has become an unstoppable process that is now advancing by leaps and bounds, thanks to the improvement of available technologies, public aid and greater social awareness for climate change, while manufacturers in the sector are putting an expiration date vehicle ranges with internal combustion engines. The fact that this year 2021 will be the last in which the rally racing vehicles in the World Rally Car category (Rally1 from 2022) will be equipped with fully combustion propulsion is an historical milestone. From next season the vehicles will have a hybrid propulsion train that will increase the total power to more than 500 hp at peak performance. Despite being a breakthrough for rally categories, high-performance electrification or hybridization is not new, however. In fact, the Formula 1 World Championship entered the world of hybridization more than 6 years ago, and in 2015 the Formula E competition category was created where electric cars (and manufacturers alike) were competing against each other. Even within the group of all-terrain competitions, the Rallycross RX2e category with electric vehicles has recently been established and for the 2022 season the new RX1e will replace the current RX1. By way of this final degree thesis, the feasibility of providing vehicles in the Rally1 category with fully electric power trains, similar to those that will be provided for this season's Rallycross RX1e cars, will be studied. The possible implementation of these mechanics will be studied by designing a chassis structurally compatible with current FIA homologation approval regulations.