This study investigates the impact of temperature variations on the torque capacity of shrink-fit junctions in water-jacketed permanent magnet synchronous motors. Focusing on both baseline and improved designs; torque capacities were evaluated across a temperature range from −40 °C to 120 °C under different material conditions: Least material condition, nominal, and maximum material condition. The baseline design exhibited torque capacities from 7648 Nm to 9032 Nm at −40 °C, decreasing significantly to 549 Nm to 1533 Nm at 120 °C. The improved design showed enhanced performance, with torque capacities ranging from 8055 Nm to 9247 Nm at −40 °C and from 842 Nm to 1618 Nm at 120 °C. The maximum improvement was observed at 120 °C for least material conditions, with a 55.4% increase, and the minimum improvement at −40 °C for maximum material conditions, with a 2.4% increase. Our findings demonstrate a significant increase in torque capacity by up to 20% under varied thermal conditions. These results underscore the effectiveness of design modifications in enhancing thermal stability and torque capacity, making the improved design a more reliable choice for high-performance applications subject to significant thermal fluctuations. This research highlights the critical role of material selection, thermal management, and precise design adjustments in optimizing the performance and reliability of permanent magnet synchronous motors.
El objetivo principal de este trabajo es evaluar las prestaciones mecánicas y de opacidad de los combustibles diésel y mezclas de diésel/biodiésel en vehículos tipo camioneta a 2810 msnm, mediante pruebas dinamométricas. Para el estudio, se seleccionaron dos camionetas en las que se experimentaron cuatro mezclas: B10 (10% biodiésel), B20 (20% biodiésel), B10A (10% biodiésel con aditivos), y B20A (20% biodiésel con aditivos). Se determina la incidencia en el rendimiento mecánico del vehículo a partir de la realización de pruebas de potencia, par motor y opacidad. Se obtiene que la mezcla B10A es la más óptima para reemplazar al diésel puro, logrando mantener el par motor y la potencia sin variaciones significativas con relación al diésel para un nivel del 95.0 % de confianza. Se concluye que a medida que aumenta el porcentaje de biodiésel se disminuye en 2.37 % el par motor y en 1.37 % la potencia con relación al diésel. Además, los combustibles con mezclas de biodiésel y con la adicción de aditivo reducen la emanación de hollín bajo el criterio de opacidad hasta aproximadamente un 37%.
The continuous expansion of the vehicle fleet contributes to escalating emissions, with the transportation sector accounting for approximately 21% of CO2 emissions, based on 2023 data. Focused on reducing emissions and reliance on fossil fuels, the study observes the shift from internal combustion vehicles to electric and hybrid models since 2017. Despite advancements, these vehicles still lack optimal efficiency and suffer from limited range, deterring potential buyers. This article aims to evaluate the range-extending technologies for electric vehicles, emphasizing efficiency, low pollution, and integration compatibility. An algorithm incorporating equations representing mechanical or electrical component curves is developed for Extended-Range Electric Vehicles, facilitating insight into potential range extender behavior. The core objectives of this study involve optimizing the entire powertrain system to ensure peak efficiency. Experimental tests demonstrate that integrating an auxiliary power unit enhances range, with an internal combustion engine generator configuration extending the travel distance by 35.35% at a constant speed. Moreover, with the use of an Equivalent Consumption Minimization Strategy control, the distance traveled increases up to 39.28% on standard driving cycles. The proposed methodology, validated through practical implementations, allows for comprehensive energy analyses, providing a precise understanding of vehicle platform performance with integrated range extenders.
The efficiency of electric motors is highly dependent on their operating temperature, with lower temperatures contributing to enhanced performance, reliability, and extended service life. This study presents a comprehensive review of state-of-the-art cooling technologies and evaluates their impact on the thermal behavior of a commercial motor–generator system in high-demand applications. A baseline model of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) was developed using MotorCAD 2023® software, which was supported by reverse engineering techniques to accurately replicate the motor’s physical and thermal characteristics. Subsequently, multiple cooling strategies were simulated under consistent operating conditions to assess their effectiveness. These strategies include conventional axial water jackets as well as advanced oil-based methods such as shaft cooling and direct oil spray to the windings. The integration of these systems in hybrid configurations was also explored to maximize thermal efficiency. Simulation results reveal that hybrid cooling significantly reduces the temperature of critical components such as stator windings and permanent magnets. This reduction in thermal stress improves current efficiency, power output, and torque capacity, enabling reliable motor operation across a broader range of speeds and under sustained high-load conditions. The findings highlight the effectiveness of hybrid cooling systems in optimizing both thermal management and operational performance of electric machines.
En el presente trabajo, se caracteriza la aplicación de la conducción eficiente con respecto a la conducción normal para la evaluación de las emisiones contaminantes y de la economía de combustible de un motor de combustión interna de encendido provocado, a 2810 msnm. Como estudio de caso se utilizó un vehículo de cilindraje 1498 cm3 de inyección indirecta a gasolina. Se realizaron las pruebas en un dinamómetro de chasis aplicando el ciclo Japonés Modo 10-15. Mediante la experimentación se obtuvo el consumo específico de combustible y las concentraciones de CO, HC y NOx. Con estos datos de emisión se calcularon los factores de cada gas contaminante. Los resultados obtenidos revelan que el consumo de combustible y el factor de emisión de óxidos nitrosos (NOx) se reducen en un 19.8 % y en un 10 % respectivamente al aplicar una conducción eficiente en relación a una conducción normal. Para el caso del factor de emisión de monóxido de carbono CO y HC las diferencias no son significativas.
Los materiales compuestos y la fabricación por impresión 3D son en la actualidad una alternativa en la fabricación de autopartes. La presente investigación tuvo como objetivo caracterizar el material compuesto con matriz de resina fotopolimérica reforzada con fibras naturales de abacá y cabuya fabricados por impresión 3D, para su aplicación en la fabricación de autopartes. Como objeto de estudio se seleccionó la rejilla direccional del ducto de aire acondicionado de un automotor; mediante análisis experimental y simulación computacional se compararon sus características mecánicas. Para la fabricación de las probetas de ensayos se propuso una fracción volumétrica de fibra refuerzo del composite del 20 % en los dos tipos de fibras, el ensayo a flexión se procedió según la norma ASTM 790. Como resultado de la caracterización mecánica de los materiales fabricados se obtuvo que el esfuerzo máximo a flexión de los compuestos reforzados con abacá (77,53 MPa) y cabuya (83,26 MPa) disminuyeron con respecto al material matriz (92,77 MPa). El módulo de elasticidad a la flexión que presentaron compuestos reforzados con abacá (2211,33 MPa) y cabuya (1806,03 MPa) aumentaron con respecto al material matriz (1689,64 MPa), lo que se traduce en un aumento de la rigidez de los materiales caracterizados, haciendo posible la sustitución del material matriz.