Diseño y construcción de un chasis tubular de un vehículo eléctrico monoplaza tipo NEV para personas parapléjicas

Abstract

El objetivo principal del presente trabajo fue diseñar y construir un chasis con un perfil tubular de un vehículo eléctrico monoplaza tipo NEV al cual se le implementaron los sistemas de suspensión, dirección y frenado del Chevrolet Spark y los amortiguadores del Daewoo Matiz en la parte posterior junto a los motores eléctricos que sirven de tracción. Se realizó la investigación teórica y las diferentes metodologías empleadas para la construcción de un vehículo con similares características, además se identificó la población que posee discapacidad en el Ecuador. Las herramientas computacionales utilizadas fueron SolidWorks®, Siemens NX 12®, y MATLAB®/Simulink®. Se dibujaron los posibles bocetos y se seleccionó el más adecuado a esquematizar; se croquizó el perfil del tubo a usar siendo de diámetro de 1 pulgada y 2 mm de espesor. Una vez realizado el bastidor se procedió a realizar el cálculo de las cargas siendo la fuerza final de 10 000 N la carga a aplicarse en colisión frontal, colisión lateral, colisión posterior y en volcamiento, y una fuerza de 1 000 N para la rigidez torsional. Asimismo, se efectuó el análisis ergonómico, el cálculo del área frontal y la simulación aerodinámica CFD del vehículo con una fuerza de arrastre aerodinámico de 58,319 N y coeficiente de arrastre aerodinámico de 0,663. La simulación estática permitió ver las deformaciones máximas obteniéndose como resultados en impacto frontal 8,189 mm; impacto lateral 13,607 mm; impacto posterior 6,574 mm; y en volcamiento 15,415 mm; como también una rigidez torsional del tren delantero de 11 811,069 [(N-m)/deg] y rigidez torsional del tren posterior de 11 300,795 [(N-m)/deg]. Además, la postura del usuario bajo los percentiles del 50 % y 95 % con la base de datos ANSUR I reflejaron una buena posición ergonómica en el habitáculo del coche, como también el correcto dimensionamiento al no exceder la velocidad máxima de 35 km/h o su equivalente de 9,722 m/s para una masa máxima del chasis de 450 kg entre carga muerta y carga viva.