Modelado y simulación de un motor de CD con transmisión de velocidad en Bond Graph

Abstract

This thesis performs the modeling and simulation of an engine with transmission of speeds, from a model with active and passive components to a model described in Bond Graph using the 20Sim tool, which serves to make modeling and simulation for multidomain dynamic systems. The systems that are possible are also designed thanks to the tools that the Bond Graph possesses to describe the behavior of the systems they model, in order to observe and experiment in addition to checking based on an input that is constantly changing, which it would be the same, for example, for changes in the gear ratio of the transmission of speeds and these as they affect the speed of rotation of the engine. Mention is made of the different types of transformers, with some characteristics, the reason why is that some devices such as transformers and gyrators are modeled. The simple model of what a speed transmission is, the way it works, a gear ratio, which is important for vehicles with internal combustion engines, A brief way to describe the operation of a DC motor, its background, as well as the Bond Graph design is done quickly and easily. A description of the system modeling procedure is made, from its basic components, to its key vectors and equations of state. Simulations of the DC motor with a fixed and variable speed transmission are made, making use of the model made in the iconic diagram, it is modeled using Bond Graph and they are simulated together to obtain the Graphs corresponding to each case and make comparisons and show that the Using Bond Graph modeling is an easy and efficient way to obtain the behavior of any dynamical system.

La presente tesis realiza el modelado y simulación de un motor de CD con transmisión de velocidades, desde un modelo con componentes activos y pasivos a un modelo descrito en Bond Graph mediante la herramienta 20Sim, el cual sirve para hacer modelado y simulación para sistemas dinámicos multidominio. También se diseñan los sistemas que son posibles gracias a las herramientas que posee el Bond Graph para describir el dicho comportamiento de los sistemas que modelen, con la finalidad de observar y experimentar además de comprobar en base a una entrada que este cambiando constantemente, lo que sería igual por ejemplo a los cambios en la relación de engranes de la transmisión de velocidades y estos como afectan a la velocidad de giro del motor. Se hace mención de los distintos tipos de transformadores, con algunas características, la razón del porque es que se modelan algunos dispositivos como transformadores y giradores. El modelo simple de lo que es una transmisión de velocidad, la forma en que funciona, una relación de engranes, la cual es importante para los vehículos con motores de combustión interna, Una forma breve de describir el funcionamiento de un motor de CD, sus antecedentes, además del diseño en Bond Graph se hace de una forma rápida y sencilla. Se hace una descripción del procedimiento del modelado de sistemas, desde sus componentes básicos, hasta sus vectores clave y ecuaciones de estado. Se hacen simulaciones del motor de CD con una transmisión de velocidad fija y variable, haciendo uso del modelo hecho en diagrama icónico, se modela usando Bond Graph y se simulan en conjunto para obtener las gráficas correspondientes a cada caso y hacer comparaciones y mostrar que el uso del modelado en Bond Graph es una forma fácil y eficiente de obtener el comportamiento de cualquier sistema dinámico.