Diseño y fabricación del sistema de acople entre el motor eléctrico y la caja de cambios en vehículos convertidos a eléctricos para mejorar la eficiencia y durabilidad en condiciones de altura

Abstract

La conversión de vehículos de combustión interna a eléctricos requiere soluciones de ingeniería precisas para garantizar la transmisión de potencia, especialmente en zonas geográficas de altura donde las condiciones ambientales desafían la gestión térmica y mecánica. El presente trabajo tuvo como objetivo diseñar y fabricar un sistema de acople rígido entre un motor eléctrico de inducción y la caja de cambios original de un Chevrolet Corsa 1.4L, con el fin de optimizar la eficiencia y durabilidad operativa a 2800 m.s.n.m. La metodología empleó un enfoque mixto que inició con el levantamiento dimensional y modelado CAD, seguido de validaciones numéricas mediante análisis de elementos finitos (FEA) estáticos, dinámicos y térmicos para la selección del acero AISI 4140 bonificado, y finalizó con la manufactura de precisión y pruebas experimentales en la ruta Ibarra-Zuleta. Los resultados obtenidos demostraron un factor de seguridad mínimo de 2.72 ante cargas de torque pico, una ausencia total de resonancia vibratoria al operar lejos de la frecuencia natural de 504 Hz y una estabilidad térmica real de 70°C, validando una eficiencia de transmisión mecánica teórica superior al 97%. Se concluye que el sistema desarrollado asegura la integridad estructural y la fiabilidad operativa requerida,constituyendo una solución técnica viable para la electromovilidad en entornos andinos.