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Designing components for thermo-mechanical loads is a challenging process. While mechanical loads like forces or pressure demand a stiff and thick-walled design, thermal loads create temperature gradients, resulting in thermo-mechanical stress from the structure's temperature proportional and, therefore, uneven expansion. In contrast to a pure mechanical load case, an initial design before optimization can already include stress levels beyond the limit of the material. Therefore, common optimization approaches for a preliminary design use exemplary systems with low-temperature gradients, so thermal stresses do not exceed the limit. From there, energy density is used to calculate the topology optimizations sensitivity and therefore decide which elements to remove and which to keep. This paper describes a novel approach for reducing thermo-mechanical stress by following the stress corresponding temperature gradients from the heat source to the sink to calculate a new sensitivity that helps to grow cooling channels. The optimization is exemplarily shown on a piston for internal combustion engines. While handling delta temperatures of 600K, results show a reduction in thermo-mechanical stress while reducing the component's mass. Because the approach reduces critical stress in a component, it allows the initial design (before the topology optimization) to have stress levels way above yield strength.

Generally speaking, excessive side thrust and roller slippage are two different aspects affecting cam-roller mechanisms. In novel large-scale hydraulic drivetrains for offshore wind turbines, the highly dynamic nature of these mechanisms combined with the interplay of cyclic loads, frictional torques and inertia promote slippage at the cam-roller interface. At larger scales, the effects of roller inertia become much more pronounced, as the inertia escalates exponentially with the roller’s radius. This study presents a comparative analysis between radial and offset roller followers in novel large-scale hydraulic drivetrains, where offset followers are incorporated to minimize the side thrust. The framework encompasses a comprehensive kinematic and force analysis, to provide the inputs for two lubrication models integrated into the torque-balance equation, where the possibility of slippage is allowed. The findings reveal that the equivalent side thrust can be reduced by 51% with offset followers. Both configurations experience slippage during the low-load phase, but it rapidly diminishes during the high-load phase. This sudden transition in rolling conditions results in a sharp increase in surface temperature and traction force, emphasizing the importance of minimizing sliding at the interface. However, besides the substantial side thrust reduction, offset followers showed superior tribological performance, mitigating undesirable thermal and frictional effects., Mechatronic Systems Design

Chemotaxis is a fundamental process whereby bacteria seek out nutrient sources and avoid harmful chemicals. For the symbiotic soil bacterium Sinorhizobium meliloti, the chemotaxis system also plays an essential role in the interaction with its legume host. The chemotactic signaling cascade is initiated through interactions of an attractant or repellent compound with chemoreceptors or methyl-accepting chemotaxis proteins (MCPs). S. meliloti possesses eight chemoreceptors to mediate chemotaxis. Six of these receptors are transmembrane proteins with periplasmic ligand-binding domains (LBDs). The specific functions of McpW and McpZ are still unknown. Here, we report the crystal structure of the periplasmic domain of McpZ (McpZPD) at 2.7 angstrom resolution. McpZPD assumes a novel fold consisting of three concatenated four-helix bundle modules. Through phylogenetic analyses, we discovered that this helical tri-modular domain fold arose within the Rhizobiaceae family and is still evolving rapidly. The structure, offering a rare view of a ligand-free dimeric MCP-LBD, reveals a novel dimerization interface. Molecular dynamics calculations suggest ligand binding will induce conformational changes that result in large horizontal helix movements within the membrane-proximal domains of the McpZPD dimer that are accompanied by a 5 angstrom vertical shift of the terminal helix toward the inner cell membrane. These results suggest a mechanism of transmembrane signaling for this family of MCPs that entails both piston-type and scissoring movements. The predicted movements terminate in a conformation that closely mirrors those observed in related ligand-bound MCP-LBDs.

Chemotaxis is a fundamental process whereby bacteria seek out nutrient sources and avoid harmful chemicals. For the symbiotic soil bacterium Sinorhizobium meliloti, the chemotaxis system also plays an essential role in the interaction with its legume host. The chemotactic signaling cascade is initiated through interactions of an attractant or repellent compound with chemoreceptors or methyl-accepting chemotaxis proteins (MCPs). S. meliloti possesses eight chemoreceptors to mediate chemotaxis. Six of these receptors are transmembrane proteins with periplasmic ligand-binding domains (LBDs). The specific functions of McpW and McpZ are still unknown. Here, we report the crystal structure of the periplasmic domain of McpZ (McpZPD) at 2.7 angstrom resolution. McpZPD assumes a novel fold consisting of three concatenated four-helix bundle modules. Through phylogenetic analyses, we discovered that this helical tri-modular domain fold arose within the Rhizobiaceae family and is still evolving rapidly. The structure, offering a rare view of a ligand-free dimeric MCP-LBD, reveals a novel dimerization interface. Molecular dynamics calculations suggest ligand binding will induce conformational changes that result in large horizontal helix movements within the membrane-proximal domains of the McpZPD dimer that are accompanied by a 5 angstrom vertical shift of the terminal helix toward the inner cell membrane. These results suggest a mechanism of transmembrane signaling for this family of MCPs that entails both piston-type and scissoring movements. The predicted movements terminate in a conformation that closely mirrors those observed in related ligand-bound MCP-LBDs.

[ES] Uno de los principales problemas que tiene el uso de técnicas ópticas para el estudio de procesos de combustión en motores de combustión alternativos, es la distorsión causada por las geometrías de las ventanas equipadas en los motores ópticos. Los pistones reales no tienen geometrías planas lo que conlleva a distorsionar las imágenes que se puedan tomar a través de estos durante los ensayos. El objetivo principal de este proyecto es generar una herramienta que consiga corregir la distorsión generada durante los ensayos con el pistón situado en cualquier punto de la carrera. En primer lugar, se tomarán imágenes con diferentes pistones a distintos puntos de la carrera del cilindro. Después de esto, se generará la herramienta que corrija la distorsión causada por las distintas geometrías. Deberá definirse una serie de parámetros geométricos para parametrizar el pistón y que puedan ser fácilmente adaptados a cualquier otra geometría, además del punto de la carrera a la que se encuentre el pistón en el instante que se toma la imagen. Una vez definida la geometría, se calculará una matriz de transformación que corrija la refracción de los rayos según la ley de Snell., [EN] One of the main problems with the use of optical techniques for the study of combustion processes in reciprocating combustion engines is the distortion caused by the geometries of the windows used in the optical engines. Real pistons have complex geometries, which leads to distorting the images that can be taken through them during tests. The main objective of this project is to generate a tool that manages to correct the distortion generated during the tests with the piston located at any point in the stroke. First, images will be taken with different pistons at different points in the cylinder stroke. Then, a flexible tool that corrects the distortion caused by the different geometries will be generated. A series of geometric parameters must be defined to parameterize the piston and it can be easily adapted to any other geometry, in addition to the point of the stroke at which the piston is at the moment the image is taken. Once the geometry is defined, a transformation matrix will be calculated that corrects the refraction of the rays according to Snell's law.

[ES] Se han desarrollado numerosos estudios enfocados a la obtención de la posición exacta del pistón y del PMS tanto de tipo experimental como termodinámico. La detección experimental es una técnica bastante precisa, pero son técnicas laboriosas, costosas e invasivas [2]. Los métodos termodinámicos son más adecuados para su uso en el diagnóstico de la combustión, aunque requieren técnicas experimentales para validar los ajustes. El objetivo del presente proyecto es estudiar la viabilidad del uso de un sensor de posición para la determinación de incertidumbres en el diagnóstico de la combustión en MCIA. Para ello se analiza el potencial del sensor de posición para determinar el PMS y se sientan las bases para la determinación de las deformaciones producidas por la presión y la aceleración en MCIA. El presente proyecto pretende desarrollar una metodología para la medida experimental orientada a la obtención de la posición del pistón y el PMS mediante el empleo de sensores de posición instalados en el orificio del inyector. Para ello se recurre a un método experimental que permita obtener una señal de voltaje que determine la posición exacta del pistón gracias al empleo de un sensor de posición de fibra óptica de tipo reflectivo, el cual es un método con un coste razonable, poco invasivo y tiene potencial para dar un resultado más preciso que los métodos termodinámicos

[ES] Se han desarrollado numerosos estudios enfocados a la obtención de la posición exacta del pistón y del PMS tanto de tipo experimental como termodinámico. La detección experimental es una técnica bastante precisa, pero son técnicas laboriosas, costosas e invasivas [2]. Los métodos termodinámicos son más adecuados para su uso en el diagnóstico de la combustión, aunque requieren técnicas experimentales para validar los ajustes. El objetivo del presente proyecto es estudiar la viabilidad del uso de un sensor de posición para la determinación de incertidumbres en el diagnóstico de la combustión en MCIA. Para ello se analiza el potencial del sensor de posición para determinar el PMS y se sientan las bases para la determinación de las deformaciones producidas por la presión y la aceleración en MCIA. El presente proyecto pretende desarrollar una metodología para la medida experimental orientada a la obtención de la posición del pistón y el PMS mediante el empleo de sensores de posición instalados en el orificio del inyector. Para ello se recurre a un método experimental que permita obtener una señal de voltaje que determine la posición exacta del pistón gracias al empleo de un sensor de posición de fibra óptica de tipo reflectivo, el cual es un método con un coste razonable, poco invasivo y tiene potencial para dar un resultado más preciso que los métodos termodinámicos

[ES] Uno de los principales problemas que tiene el uso de técnicas ópticas para el estudio de procesos de combustión en motores de combustión alternativos, es la distorsión causada por las geometrías de las ventanas equipadas en los motores ópticos. Los pistones reales no tienen geometrías planas lo que conlleva a distorsionar las imágenes que se puedan tomar a través de estos durante los ensayos. El objetivo principal de este proyecto es generar una herramienta que consiga corregir la distorsión generada durante los ensayos con el pistón situado en cualquier punto de la carrera. En primer lugar, se tomarán imágenes con diferentes pistones a distintos puntos de la carrera del cilindro. Después de esto, se generará la herramienta que corrija la distorsión causada por las distintas geometrías. Deberá definirse una serie de parámetros geométricos para parametrizar el pistón y que puedan ser fácilmente adaptados a cualquier otra geometría, además del punto de la carrera a la que se encuentre el pistón en el instante que se toma la imagen. Una vez definida la geometría, se calculará una matriz de transformación que corrija la refracción de los rayos según la ley de Snell., [EN] One of the main problems with the use of optical techniques for the study of combustion processes in reciprocating combustion engines is the distortion caused by the geometries of the windows used in the optical engines. Real pistons have complex geometries, which leads to distorting the images that can be taken through them during tests. The main objective of this project is to generate a tool that manages to correct the distortion generated during the tests with the piston located at any point in the stroke. First, images will be taken with different pistons at different points in the cylinder stroke. Then, a flexible tool that corrects the distortion caused by the different geometries will be generated. A series of geometric parameters must be defined to parameterize the piston and it can be easily adapted to any other geometry, in addition to the point of the stroke at which the piston is at the moment the image is taken. Once the geometry is defined, a transformation matrix will be calculated that corrects the refraction of the rays according to Snell's law.

[ES] Se han desarrollado numerosos estudios enfocados a la obtención de la posición exacta del pistón y del PMS tanto de tipo experimental como termodinámico. La detección experimental es una técnica bastante precisa, pero son técnicas laboriosas, costosas e invasivas [2]. Los métodos termodinámicos son más adecuados para su uso en el diagnóstico de la combustión, aunque requieren técnicas experimentales para validar los ajustes. El objetivo del presente proyecto es estudiar la viabilidad del uso de un sensor de posición para la determinación de incertidumbres en el diagnóstico de la combustión en MCIA. Para ello se analiza el potencial del sensor de posición para determinar el PMS y se sientan las bases para la determinación de las deformaciones producidas por la presión y la aceleración en MCIA. El presente proyecto pretende desarrollar una metodología para la medida experimental orientada a la obtención de la posición del pistón y el PMS mediante el empleo de sensores de posición instalados en el orificio del inyector. Para ello se recurre a un método experimental que permita obtener una señal de voltaje que determine la posición exacta del pistón gracias al empleo de un sensor de posición de fibra óptica de tipo reflectivo, el cual es un método con un coste razonable, poco invasivo y tiene potencial para dar un resultado más preciso que los métodos termodinámicos

[ES] Uno de los principales problemas que tiene el uso de técnicas ópticas para el estudio de procesos de combustión en motores de combustión alternativos, es la distorsión causada por las geometrías de las ventanas equipadas en los motores ópticos. Los pistones reales no tienen geometrías planas lo que conlleva a distorsionar las imágenes que se puedan tomar a través de estos durante los ensayos. El objetivo principal de este proyecto es generar una herramienta que consiga corregir la distorsión generada durante los ensayos con el pistón situado en cualquier punto de la carrera. En primer lugar, se tomarán imágenes con diferentes pistones a distintos puntos de la carrera del cilindro. Después de esto, se generará la herramienta que corrija la distorsión causada por las distintas geometrías. Deberá definirse una serie de parámetros geométricos para parametrizar el pistón y que puedan ser fácilmente adaptados a cualquier otra geometría, además del punto de la carrera a la que se encuentre el pistón en el instante que se toma la imagen. Una vez definida la geometría, se calculará una matriz de transformación que corrija la refracción de los rayos según la ley de Snell., [EN] One of the main problems with the use of optical techniques for the study of combustion processes in reciprocating combustion engines is the distortion caused by the geometries of the windows used in the optical engines. Real pistons have complex geometries, which leads to distorting the images that can be taken through them during tests. The main objective of this project is to generate a tool that manages to correct the distortion generated during the tests with the piston located at any point in the stroke. First, images will be taken with different pistons at different points in the cylinder stroke. Then, a flexible tool that corrects the distortion caused by the different geometries will be generated. A series of geometric parameters must be defined to parameterize the piston and it can be easily adapted to any other geometry, in addition to the point of the stroke at which the piston is at the moment the image is taken. Once the geometry is defined, a transformation matrix will be calculated that corrects the refraction of the rays according to Snell's law.

Skanska Grundläggning in Region Special wishes to gain an increased understanding of the extent to which it differs in the wear of percussion hammers and pilot drill crowns, depending on which driving medium is used in down-the-hole drilling, as well as logistical and economic aspects depending on the chosen method. Down-the-hole drilling means that the hammer works down in the borehole and forms one of the components at the far end of the drill string together with a drill bit. The blow of the hammer is created by air or water at high pressure. The piling method that is examined is drilled steel pipe piles, which means that a steel pipe pile is driven into the ground in step with the hammer and the drill bit's advancement. Once the desired depth has been reached, the drill string with the drill bit is pulled out of the casing and then the steel pipe pile is filled with concrete. The study aims to examine the products' lifespans and repair intervals from several different perspectives and set them against reality, as well as what the different methods have for differences regarding logistics and establishment. This is to create a basis for future decisions on the most suitable method of down-the-hole drilling. The beginning of the study consisted of qualitative preliminary interviews to identify and create a problem formulation that was dealt with via a literature study, five semi-structured interviews, eleven questionnaires, internal data from drilling protocols and purchasing. The result shows that there is some difference in wear in the hammer depending on whether it is an air or water powered system, the wear appears in different places and can have an impact on the life of the hammer. The wear that occurs most frequently on drill bit is grinding on the buttons. Geotechnical differences for various projects are a significant factor in the service life of the equipment. An air hammer requires that the air constantly being mixed with lubricating oil and that an ai, Skanska Grundläggning inom Region Special önskar att få en ökad förståelse hur vida det skiljer sig vid slitage av hammare och pilotborrkrona beroende på vilket drivande medium som nyttjas vid sänkhammarborrning, samt logistiska och ekonomiska aspekter beroende på vald metod. Sänkhammarborrning innebär att hammaren arbetar nere i borrhålet och utgör en av komponenterna längst ut på borrsträngen tillsammans med en borrkrona. Hammarens slag skapas av luft eller vatten i högt tryck. Pålningsmetoden som undersöks är borrade stålrörspålar, det betyder att ett foderrör drivs ned i marken i takt med hammaren och borrkronans framfart. Väl när önskat djup uppnåtts lyfts borrsträngen med hammaren och piloten upp ur foderröret för att sedan fyllas upp med betong. Studien syftar till att undersöka produkternas livslängder och reparationsintervall från flera olika perspektiv och ställa dem emot verkligheten, samt vad dem olika metoderna har för olikheter kring logistik och etablering. Detta är för att skapa underlag för framtida beslut om mest lämplig metod av sänkhammarborrning. Studiens begynnelse bestod av kvalitativa förintervjuer för att identifiera och skapa en problemformulering som avhandlades via en litteraturstudie, fem semistrukturerade intervjuer, elva frågeformulär, interna data från borrningsprotokoll och inköp. Resultatet visar att det förekommer viss skillnad i slitage i hammaren beroende på om det är en luft- eller vattenanläggning, slitaget visar sig på olika ställen och kan ha betydelse för hammarens livslängd. Det slitage som uppträder mest frekvent på piloter är nedslipning av stift. Geotekniska egenskaper för olika projekt utgör en betydande faktor för utrustningens livslängd. En lufthammare är i behov av att luften konstant beblandas smörjolja och att en luftkompressor förbrukar mer diesel jämfört med en högtryckspump för motsvarande vattenhammare. Efterhanteringen av vatten som spolas upp anses vara ett bekymmer. För att minska slitage på vattenhammare oc

Skanska Grundläggning in Region Special wishes to gain an increased understanding of the extent to which it differs in the wear of percussion hammers and pilot drill crowns, depending on which driving medium is used in down-the-hole drilling, as well as logistical and economic aspects depending on the chosen method. Down-the-hole drilling means that the hammer works down in the borehole and forms one of the components at the far end of the drill string together with a drill bit. The blow of the hammer is created by air or water at high pressure. The piling method that is examined is drilled steel pipe piles, which means that a steel pipe pile is driven into the ground in step with the hammer and the drill bit's advancement. Once the desired depth has been reached, the drill string with the drill bit is pulled out of the casing and then the steel pipe pile is filled with concrete. The study aims to examine the products' lifespans and repair intervals from several different perspectives and set them against reality, as well as what the different methods have for differences regarding logistics and establishment. This is to create a basis for future decisions on the most suitable method of down-the-hole drilling. The beginning of the study consisted of qualitative preliminary interviews to identify and create a problem formulation that was dealt with via a literature study, five semi-structured interviews, eleven questionnaires, internal data from drilling protocols and purchasing. The result shows that there is some difference in wear in the hammer depending on whether it is an air or water powered system, the wear appears in different places and can have an impact on the life of the hammer. The wear that occurs most frequently on drill bit is grinding on the buttons. Geotechnical differences for various projects are a significant factor in the service life of the equipment. An air hammer requires that the air constantly being mixed with lubricating oil and that an ai, Skanska Grundläggning inom Region Special önskar att få en ökad förståelse hur vida det skiljer sig vid slitage av hammare och pilotborrkrona beroende på vilket drivande medium som nyttjas vid sänkhammarborrning, samt logistiska och ekonomiska aspekter beroende på vald metod. Sänkhammarborrning innebär att hammaren arbetar nere i borrhålet och utgör en av komponenterna längst ut på borrsträngen tillsammans med en borrkrona. Hammarens slag skapas av luft eller vatten i högt tryck. Pålningsmetoden som undersöks är borrade stålrörspålar, det betyder att ett foderrör drivs ned i marken i takt med hammaren och borrkronans framfart. Väl när önskat djup uppnåtts lyfts borrsträngen med hammaren och piloten upp ur foderröret för att sedan fyllas upp med betong. Studien syftar till att undersöka produkternas livslängder och reparationsintervall från flera olika perspektiv och ställa dem emot verkligheten, samt vad dem olika metoderna har för olikheter kring logistik och etablering. Detta är för att skapa underlag för framtida beslut om mest lämplig metod av sänkhammarborrning. Studiens begynnelse bestod av kvalitativa förintervjuer för att identifiera och skapa en problemformulering som avhandlades via en litteraturstudie, fem semistrukturerade intervjuer, elva frågeformulär, interna data från borrningsprotokoll och inköp. Resultatet visar att det förekommer viss skillnad i slitage i hammaren beroende på om det är en luft- eller vattenanläggning, slitaget visar sig på olika ställen och kan ha betydelse för hammarens livslängd. Det slitage som uppträder mest frekvent på piloter är nedslipning av stift. Geotekniska egenskaper för olika projekt utgör en betydande faktor för utrustningens livslängd. En lufthammare är i behov av att luften konstant beblandas smörjolja och att en luftkompressor förbrukar mer diesel jämfört med en högtryckspump för motsvarande vattenhammare. Efterhanteringen av vatten som spolas upp anses vara ett bekymmer. För att minska slitage på vattenhammare oc

Pistons for reciprocating compressors for industrial applications are often made of specialised materials. These prove to have problems with manufacture due to the high quality and short production times needed in combination with a low production volume per design. Additive manufacturing, specifically selective laser melting, could solve the production problems, provided that the material retains the needed mechanical properties. Ti6Al4V is the most appropriate material for this application. The most important mechanical properties for the application are the fatigue limit and the stress intensity factor, which are not well established properties for printed materials. For this reason fatigue limit and stress intensity factor tests were performed for both stress relieved and hot-isostatic pressed test pieces on longitudinal and transverse directions. Strength, toughness and fatigue limit is higher in hot-isostatic pressed test pieces of Ti6Al4V, and these are proven to be appropriate for application in compressor pistons. However the fatigue limit of stress relieved Ti6Al4V is lower, anisotropic, and has more scatter, and as such is insufficient for the application, which is due to deleteriously oriented microstructure and the presence of porosities. This can be solved by changing the printing parameters – laser power, cooling rate or heat treatment – although the exact combination of parameters for optimised values is not known and will be part-specific., Materials Science and Engineering

[ES] El objeto de trabajo de esta memoria es una mayor elevación, del salvaescaleras que se lleva construyendo en Caldema Industrias S.L avalado por dos años de experiencia, sin modificar el pistón que se está utilizando. Así, actualmente tiene una impulsión directa o 1:1 y queremos conseguir una suspensión 1:2, es decir elevar dos veces la altura del recorrido del pistón. Para ello, realizaremos los cálculos estructurales y dinámicos para las nuevas características que poseerá el nuevo salvaescaleras. Así como la elección de los componentes mecánicos, que nos ayudarán a conseguir nuestro objetivo de elevación, y su cabida dentro del salvaescaleras

[ES] Actualmente el uso de bombas de calor y enfriadoras está ampliamente extendido en el sector industrial y en el doméstico. La climatización de edificios o la conservación de alimentos son tan sólo algunas de las innumerables aplicaciones de estas unidades. Estos equipos basan su funcionamiento en el ciclo simple de compresión de vapor identificando como componentes principales los intercambiadores de calor (condensador y evaporador), la válvula de expansión y el compresor. En relación a este último elemento, el compresor, debemos tomar especial cuidado a la hora de seleccionarlo durante el diseño de estas unidades. El objetivo será proveer a la unidad de la capacidad de refrigeración o calefacción objetivo definida en el diseño junto con un bajo consumo eléctrico del compresor. Es por ello que una caracterización adecuada del compresor es de vital importancia a la hora de diseñar estos equipos. En relación a la caracterización de compresores, el estándar AHRI 540 define los modelos empíricos que deben ajustar los fabricantes con el objetivo de especificar sus valores de consumo eléctrico y capacidad en catálogo. Lamentablemente el estándar no da indicaciones de donde situar los putos experimentales en el mapa de trabajo necesarios para el ajuste de los modelos, quedando ampliamente demostrado que una mala definición de estos puntos puede tener como resultado un elevado error en la predicción de los modelos. En este proyecto el estudiante, partiendo de una amplia caracterización experimental de diversos compresores de pistón, realizará la confección de las matrices experimentales haciendo uso de metodologías avanzadas de estadística, los denominados diseños experimentales óptimos. Estás matrices incluirán el mínimo número de puntos necesarios para obtener un elevado grado de precisión de los modelos ajustados. Con ello se pretende cubrir las deficiencias de la actual normativa y definir una metodología clara y de fácil aplicación a la hora de definir las matrices

[ES] El objeto de trabajo de esta memoria es una mayor elevación, del salvaescaleras que se lleva construyendo en Caldema Industrias S.L avalado por dos años de experiencia, sin modificar el pistón que se está utilizando. Así, actualmente tiene una impulsión directa o 1:1 y queremos conseguir una suspensión 1:2, es decir elevar dos veces la altura del recorrido del pistón. Para ello, realizaremos los cálculos estructurales y dinámicos para las nuevas características que poseerá el nuevo salvaescaleras. Así como la elección de los componentes mecánicos, que nos ayudarán a conseguir nuestro objetivo de elevación, y su cabida dentro del salvaescaleras

[ES] El objeto de trabajo de esta memoria es una mayor elevación, del salvaescaleras que se lleva construyendo en Caldema Industrias S.L avalado por dos años de experiencia, sin modificar el pistón que se está utilizando. Así, actualmente tiene una impulsión directa o 1:1 y queremos conseguir una suspensión 1:2, es decir elevar dos veces la altura del recorrido del pistón. Para ello, realizaremos los cálculos estructurales y dinámicos para las nuevas características que poseerá el nuevo salvaescaleras. Así como la elección de los componentes mecánicos, que nos ayudarán a conseguir nuestro objetivo de elevación, y su cabida dentro del salvaescaleras

[ES] El objeto de trabajo de esta memoria es una mayor elevación, del salvaescaleras que se lleva construyendo en Caldema Industrias S.L avalado por dos años de experiencia, sin modificar el pistón que se está utilizando. Así, actualmente tiene una impulsión directa o 1:1 y queremos conseguir una suspensión 1:2, es decir elevar dos veces la altura del recorrido del pistón. Para ello, realizaremos los cálculos estructurales y dinámicos para las nuevas características que poseerá el nuevo salvaescaleras. Así como la elección de los componentes mecánicos, que nos ayudarán a conseguir nuestro objetivo de elevación, y su cabida dentro del salvaescaleras

[ES] Actualmente el uso de bombas de calor y enfriadoras está ampliamente extendido en el sector industrial y en el doméstico. La climatización de edificios o la conservación de alimentos son tan sólo algunas de las innumerables aplicaciones de estas unidades. Estos equipos basan su funcionamiento en el ciclo simple de compresión de vapor identificando como componentes principales los intercambiadores de calor (condensador y evaporador), la válvula de expansión y el compresor. En relación a este último elemento, el compresor, debemos tomar especial cuidado a la hora de seleccionarlo durante el diseño de estas unidades. El objetivo será proveer a la unidad de la capacidad de refrigeración o calefacción objetivo definida en el diseño junto con un bajo consumo eléctrico del compresor. Es por ello que una caracterización adecuada del compresor es de vital importancia a la hora de diseñar estos equipos. En relación a la caracterización de compresores, el estándar AHRI 540 define los modelos empíricos que deben ajustar los fabricantes con el objetivo de especificar sus valores de consumo eléctrico y capacidad en catálogo. Lamentablemente el estándar no da indicaciones de donde situar los putos experimentales en el mapa de trabajo necesarios para el ajuste de los modelos, quedando ampliamente demostrado que una mala definición de estos puntos puede tener como resultado un elevado error en la predicción de los modelos. En este proyecto el estudiante, partiendo de una amplia caracterización experimental de diversos compresores de pistón, realizará la confección de las matrices experimentales haciendo uso de metodologías avanzadas de estadística, los denominados diseños experimentales óptimos. Estás matrices incluirán el mínimo número de puntos necesarios para obtener un elevado grado de precisión de los modelos ajustados. Con ello se pretende cubrir las deficiencias de la actual normativa y definir una metodología clara y de fácil aplicación a la hora de definir las matrices

Piston is an important part of engine, which reciprocates inside the engine cylinder by application of pressure causes due to combustion of fuel inside engine cylinder. As engine have evolved over the years, piston have evolved with them. They are getting shorter and lighter, and use smaller skirts cylindrical “body” of the piston. Never pistons are obtained made of aluminum alloy, which increases strength of piston. One of the biggest advancement in piston technology is use of piston “tops” or “crowns”, the part that enters the combustion chamber and is subjected to combustion. While older piston tops mainly flat, many now features bowls on top that have different effect on combustion process

Piston is an important part of engine, which reciprocates inside the engine cylinder by application of pressure causes due to combustion of fuel inside engine cylinder. As engine have evolved over the years, piston have evolved with them. They are getting shorter and lighter, and use smaller skirts cylindrical “body” of the piston. Never pistons are obtained made of aluminum alloy, which increases strength of piston. One of the biggest advancement in piston technology is use of piston “tops” or “crowns”, the part that enters the combustion chamber and is subjected to combustion. While older piston tops mainly flat, many now features bowls on top that have different effect on combustion process

Piston is an important part of engine, which reciprocates inside the engine cylinder by application of pressure causes due to combustion of fuel inside engine cylinder. As engine have evolved over the years, piston have evolved with them. They are getting shorter and lighter, and use smaller skirts cylindrical “body” of the piston. Never pistons are obtained made of aluminum alloy, which increases strength of piston. One of the biggest advancement in piston technology is use of piston “tops” or “crowns”, the part that enters the combustion chamber and is subjected to combustion. While older piston tops mainly flat, many now features bowls on top that have different effect on combustion process

Piston is an important part of engine, which reciprocates inside the engine cylinder by application of pressure causes due to combustion of fuel inside engine cylinder. As engine have evolved over the years, piston have evolved with them. They are getting shorter and lighter, and use smaller skirts cylindrical “body” of the piston. Never pistons are obtained made of aluminum alloy, which increases strength of piston. One of the biggest advancement in piston technology is use of piston “tops” or “crowns”, the part that enters the combustion chamber and is subjected to combustion. While older piston tops mainly flat, many now features bowls on top that have different effect on combustion process

Piston is an important part of engine, which reciprocates inside the engine cylinder by application of pressure causes due to combustion of fuel inside engine cylinder. As engine have evolved over the years, piston have evolved with them. They are getting shorter and lighter, and use smaller skirts cylindrical “body” of the piston. Never pistons are obtained made of aluminum alloy, which increases strength of piston. One of the biggest advancement in piston technology is use of piston “tops” or “crowns”, the part that enters the combustion chamber and is subjected to combustion. While older piston tops mainly flat, many now features bowls on top that have different effect on combustion process

Piston is an important part of engine, which reciprocates inside the engine cylinder by application of pressure causes due to combustion of fuel inside engine cylinder. As engine have evolved over the years, piston have evolved with them. They are getting shorter and lighter, and use smaller skirts cylindrical “body” of the piston. Never pistons are obtained made of aluminum alloy, which increases strength of piston. One of the biggest advancement in piston technology is use of piston “tops” or “crowns”, the part that enters the combustion chamber and is subjected to combustion. While older piston tops mainly flat, many now features bowls on top that have different effect on combustion process

Piston is an important part of engine, which reciprocates inside the engine cylinder by application of pressure causes due to combustion of fuel inside engine cylinder. As engine have evolved over the years, piston have evolved with them. They are getting shorter and lighter, and use smaller skirts cylindrical “body” of the piston. Never pistons are obtained made of aluminum alloy, which increases strength of piston. One of the biggest advancement in piston technology is use of piston “tops” or “crowns”, the part that enters the combustion chamber and is subjected to combustion. While older piston tops mainly flat, many now features bowls on top that have different effect on combustion process

Piston is an important part of engine, which reciprocates inside the engine cylinder by application of pressure causes due to combustion of fuel inside engine cylinder. As engine have evolved over the years, piston have evolved with them. They are getting shorter and lighter, and use smaller skirts cylindrical “body” of the piston. Never pistons are obtained made of aluminum alloy, which increases strength of piston. One of the biggest advancement in piston technology is use of piston “tops” or “crowns”, the part that enters the combustion chamber and is subjected to combustion. While older piston tops mainly flat, many now features bowls on top that have different effect on combustion process

Freevalve AB develops camless valvetrains for internal combustion engines using pneumatic and hydraulic systems. An air compressor is used to generate pressure in the pneumatic system. To further increase efficiency of the Freevalve system, a new compressor tailored to its purpose, is being developed in house. This thesis is part of the development of this compressor, which is a reciprocating piston compressor. The piston and connecting rod are the two main components developed within the frames of the thesis. A dynamic model is set up for load case and crankshaft balancing analysis. Prototypes of pistons and connecting rods for the compressor were designed and manufactured with the objective of providing a stable testing platform for the complete Freevalve system. The components were then further analysed with topology optimisation to further improve the system. The prototype features a piston made from aluminium 7075-T6 and a connecting rod and piston pin made from 17-4 PH hardened stainless steel. The total prototype assembly mass is 926 grams, including the crankshaft. For the topology optimisation, two alternatives for the piston were designed, one to be machined in 7075-T6, and the other to be printed in AlSi10Mg using Direct Metal Laser Sintering (DMLS). The machined piston does not have the possibility to follow the optimisation results perfectly. However with the better mechanical properties of the 7075-T6 alloy, the final mass of the two pistons differs only by 4 grams. The final mass of the optimised assembly is 741 grams. As a result, the imbalanced inertial force is lowered by 28%., Freevalve AB utvecklar kamlösa ventilsystem till förbränningsmotorer med hjälp av pneumatiska samt hydrauliska system. En luftkompressor används för att generera tryck till den pneumatiska kretsen. För att öka effektiviteten hos Freevalves ventilsystem skall en ny kompressor, designad specifikt för applikationen, utvecklas av företaget. Den här uppsatsen är en del av utvecklingen av denna kompressor, som är av typen kolvkompressor. Kolven samt vevstaken är huvudkomponenterna som undersöks inom ramarna av denna rapport. En dynamisk modell skapas för beräkning av lastfallet på dessa komponenter samt för en balansanalys av kompressorns tillhörande vevaxel. Prototyper för kolven och vevstaken designades och tillverkades med målet att förse stabila testmöjligheter av det kompletta Freevalve systemet i en kontrollerad laborationsmiljö. Efter att prototyperna designades, topologioptimerades även dessa komponenter för en viktreducerad vidareutveckling av systemet. För topologioptimeringen av kolven, designades två alternativa lösningar: en version för fräsning och en för DMLS printing. Kolven som är optimerad för printing har bättre möjligheter att följa det optimerade resultatet än den frästa versionen. Materialegenskaperna gällande styrka är dock sämre hos den printade kolven jämfört med den frästa, vilket resulterar i att den inte klarar lika höga spänningar och därmed blir viktskillnaden mellan båda typerna minimal. Metoderna som har använts under projektets gång innefattar finita element metoden, topologioptimering och generella konstruktörsmetoder för mekanisk design.

Рассмотрена конструкция двигателя внутреннего сгорания, способная изменять степень сжатия и ход поршня, что позволяет увеличить мощность при низких показателях степени сжатия, а при высоких снизить расход топлива. Достигается путем изменения положения поршня относительно цилиндра. Основная конструктивная особенность состоит в дополнительных элементах: траверсе, эксцентриковом валу, механизме, меняющем наклон траверсы., The design of the internal combustion engine is considered, which is able to change the compression ratio and the stroke of the piston, which allows you to increase the power at low compression ratios, and at high to reduce fuel consumption. Achieved by changing the position of the piston relative to the cylinder. The main design feature consists of additional elements: a traverse, an eccentric shaft, a mechanism that changes the slope of the traverse.

[ES] Este trabajo fin de máster realizado en Stuttgart forma parte de un proyecto de investigación sobre motores de pistón en la aeronáutica. Como el título dice, este trabajo se ha focalizado en los modelos de pérdidas de calor y de fricción. El objetivo final de este TFM es proveer de información sobre las pérdidas energéticas al proyecto general de diseño de novedosos motores de combustión interna alternativos en aviación. Se ha estudiado en profundidad las correlaciones de transferencia de calor que se han desarrollado durante el último siglo (Annand, Woschni, Hohenberg, Sitkei and Ramanaiah, Bargende...), así como un análisis más suave de las correlaciones para hallar el torque o la presion media efectiva que genera la fricción en motores de combustión interna alternativos (Zweiri, Taraza, Rezeka and Henein...). La mayoría de las correlaciones usadas son transitorias, es decir existe un valor para estas pérdidas en cada punto del cigüeñal. Se ha implementado un software que calcula las pérdidas de manera automática para unos parámetros geométricos y termodinámicos dados. Así, se ha podido hacer un estudio paramétrico en cuanto a pérdidas de calor de un novedoso motor BMW, en el que se han modificado los términos que componen la ecuación de potencia para un MCIA (Presión media efectiva, Diámetro del cilindro, Carrera del pistón, Número de revoluciones y Número de cilindros). La principal conclusión del trabajo es que, en general, la modificación de los parámetros geométricos y termodinámicos de un MCIA trae consigo importantes modificaciones en las pérdidas de calor, siendo este efecto muy importante para parámetros como la Presión media efectiva y Diámetro del clilindro. Se propone continuar el proyecto realizando un estudio paramétrico de las pérdidas de fricción modificando los mismos términos del primer caso.

[ES] Este trabajo fin de máster realizado en Stuttgart forma parte de un proyecto de investigación sobre motores de pistón en la aeronáutica. Como el título dice, este trabajo se ha focalizado en los modelos de pérdidas de calor y de fricción. El objetivo final de este TFM es proveer de información sobre las pérdidas energéticas al proyecto general de diseño de novedosos motores de combustión interna alternativos en aviación. Se ha estudiado en profundidad las correlaciones de transferencia de calor que se han desarrollado durante el último siglo (Annand, Woschni, Hohenberg, Sitkei and Ramanaiah, Bargende...), así como un análisis más suave de las correlaciones para hallar el torque o la presion media efectiva que genera la fricción en motores de combustión interna alternativos (Zweiri, Taraza, Rezeka and Henein...). La mayoría de las correlaciones usadas son transitorias, es decir existe un valor para estas pérdidas en cada punto del cigüeñal. Se ha implementado un software que calcula las pérdidas de manera automática para unos parámetros geométricos y termodinámicos dados. Así, se ha podido hacer un estudio paramétrico en cuanto a pérdidas de calor de un novedoso motor BMW, en el que se han modificado los términos que componen la ecuación de potencia para un MCIA (Presión media efectiva, Diámetro del cilindro, Carrera del pistón, Número de revoluciones y Número de cilindros). La principal conclusión del trabajo es que, en general, la modificación de los parámetros geométricos y termodinámicos de un MCIA trae consigo importantes modificaciones en las pérdidas de calor, siendo este efecto muy importante para parámetros como la Presión media efectiva y Diámetro del clilindro. Se propone continuar el proyecto realizando un estudio paramétrico de las pérdidas de fricción modificando los mismos términos del primer caso.

[ES] En la actualidad, se emplea la hidráulica para multitud de ámbitos donde se requieren unos esfuerzos elevados. Los principales sectores que destacan son: maquinaria industrial, agrícola, naval, elevación, moldeo, etc. El presente trabajo se centra en la maquinaria industrial, especialmente en la realización de un sistema para el empuje de una bancada de trabajo para una máquina específica. Las premisas necesarias para poder realizar el desarrollo del trabajo son conocer las diferentes características que posee el producto y los resultados que se pueden obtener de él. De este modo, esto permitirá realizar un diseño apropiado de un cilindro hidráulico con los parámetros y necesidades que necesita el cliente., [EN] Today, hydraulics is used in many areas where high demands are made. The main sectors that stand out are: industrial, agricultural, naval machinery, lifting, moulding, etc. The present work focuses on industrial machinery, especially on the realization of a system for pushing a workbench for a specific machine. The necessary premises to be able to carry out the development of the work are to know the different characteristics that the product has and the results that can be obtained from it. In this way, it will be possible to carry out an appropriate design of a hydraulic cylinder with the parameters and needs that the customer needs.

[ES] En la actualidad, se emplea la hidráulica para multitud de ámbitos donde se requieren unos esfuerzos elevados. Los principales sectores que destacan son: maquinaria industrial, agrícola, naval, elevación, moldeo, etc. El presente trabajo se centra en la maquinaria industrial, especialmente en la realización de un sistema para el empuje de una bancada de trabajo para una máquina específica. Las premisas necesarias para poder realizar el desarrollo del trabajo son conocer las diferentes características que posee el producto y los resultados que se pueden obtener de él. De este modo, esto permitirá realizar un diseño apropiado de un cilindro hidráulico con los parámetros y necesidades que necesita el cliente., [EN] Today, hydraulics is used in many areas where high demands are made. The main sectors that stand out are: industrial, agricultural, naval machinery, lifting, moulding, etc. The present work focuses on industrial machinery, especially on the realization of a system for pushing a workbench for a specific machine. The necessary premises to be able to carry out the development of the work are to know the different characteristics that the product has and the results that can be obtained from it. In this way, it will be possible to carry out an appropriate design of a hydraulic cylinder with the parameters and needs that the customer needs.

[ES] Este trabajo fin de máster realizado en Stuttgart forma parte de un proyecto de investigación sobre motores de pistón en la aeronáutica. Como el título dice, este trabajo se ha focalizado en los modelos de pérdidas de calor y de fricción. El objetivo final de este TFM es proveer de información sobre las pérdidas energéticas al proyecto general de diseño de novedosos motores de combustión interna alternativos en aviación. Se ha estudiado en profundidad las correlaciones de transferencia de calor que se han desarrollado durante el último siglo (Annand, Woschni, Hohenberg, Sitkei and Ramanaiah, Bargende...), así como un análisis más suave de las correlaciones para hallar el torque o la presion media efectiva que genera la fricción en motores de combustión interna alternativos (Zweiri, Taraza, Rezeka and Henein...). La mayoría de las correlaciones usadas son transitorias, es decir existe un valor para estas pérdidas en cada punto del cigüeñal. Se ha implementado un software que calcula las pérdidas de manera automática para unos parámetros geométricos y termodinámicos dados. Así, se ha podido hacer un estudio paramétrico en cuanto a pérdidas de calor de un novedoso motor BMW, en el que se han modificado los términos que componen la ecuación de potencia para un MCIA (Presión media efectiva, Diámetro del cilindro, Carrera del pistón, Número de revoluciones y Número de cilindros). La principal conclusión del trabajo es que, en general, la modificación de los parámetros geométricos y termodinámicos de un MCIA trae consigo importantes modificaciones en las pérdidas de calor, siendo este efecto muy importante para parámetros como la Presión media efectiva y Diámetro del clilindro. Se propone continuar el proyecto realizando un estudio paramétrico de las pérdidas de fricción modificando los mismos términos del primer caso.

Denna rapport redogör framtagningen av en beräkningsmodell för slagtider av pneumatiska cylindrar och manöverdon. Slagtiderna för ett manöverdon kan bestämmas genom experimentella tester. För att underlätta och minska tiden som krävs i samband med testerna skapas en beräkningsmodell som presenterar teoretiska värden för slagtiderna. Denna beräkningsmodell stämmer kvalitativt överens med de experimentella tester som också genomförs i detta arbete. Testerna genomförs först på en enkel pneumatisk cylinder vilket bidrar till kunskaper om slagkarakteristik och slagtider. Denna kunskap är till hjälp för utveckling av beräkningsmodellen. Under testerna mäts bland annat slagtid, kammartryck och kolvens förflyttning vid en mängd olika driftförhållanden. Testerna visar att en av de mest kritiska parametrarna för beräkningsmodellen är C-värdet, en parameter som beskriver flödeskarakteristiken för pneumatiska komponenter. För att få beräkningsmodellen att fungera väl behöver ett så korrekt C-värde som möjligt användas. Beräkningsmetodiken består i stora drag av samband för fyllning och tömning av pneumatiska volymer samt tryckförändringar i cylinderkamrarna vid kompression och expansion. Med en kombination av dessa ekvationer är det möjligt att beräkna slagtiden. Eftersom beräkningsmodellen vill hållas relativt enkel görs ett antal antaganden om systemets parametrar. Dessa antaganden utvärderas efter deras påverkan på slagtiden. Validering mot experimentella resultat visar att beräkningsmodellen generellt fungerar bättre vid höga matningstryck och kritiska flöden. När matningstrycket är lågt och underkritiska flöden erhålls påverkas slagtiden av många fler parametrar, vilket gör att beräkningsmodellen får något sämre precision. Detta resultat är inte helt oväntat eftersom sambandet för kritiskt flöde är relativt enkelt., This thesis work describes the development of a calculation model for stroke times of pneumatic cylinders and actuators. The stroke time of an actuator can be determined by experimental tests. To facilitate and reduce the time required in connection with the tests, a calculation model is created which presents theoretical values of the stroke time. This calculation model is qualitatively consistent with the experimental tests carried out in this work. The tests are first carried out on a simple pneumatic cylinder, which contributes to knowledge of stroke characteristics and stroke times. This knowledge is helpful for the development of the calculation model. During the tests the stroke time, chamber pressure and piston movement are measured in a variety of operating conditions. The tests show that one of the most critical parameters for the calculation model is the C value, a parameter that describes the flow characteristics of pneumatic components. To make the calculation model reliable, a reasonable C value need to be used. The calculation method consists largely of equations for filling and emptying of pneumatic volumes as well as pressure changes in the cylinder chambers during compression and expansion. With a combination of these equations it is possible to calculate the stroke time. Since the calculation model wants to be kept relatively simple, several assumptions are made about parameters in the system. These assumptions are evaluated according to their potential and impact on the stroke time. Validation experiments show that the calculation model generally works better at high supply pressures and critical flows. When the supply pressure is low and subcritical flow are obtained, the stroke time is affected by many more parameters, which lower the precision of the calculation model. This result is not entirely unexpected since the critical flow equations are relatively simple.

Denna rapport redogör framtagningen av en beräkningsmodell för slagtider av pneumatiska cylindrar och manöverdon. Slagtiderna för ett manöverdon kan bestämmas genom experimentella tester. För att underlätta och minska tiden som krävs i samband med testerna skapas en beräkningsmodell som presenterar teoretiska värden för slagtiderna. Denna beräkningsmodell stämmer kvalitativt överens med de experimentella tester som också genomförs i detta arbete. Testerna genomförs först på en enkel pneumatisk cylinder vilket bidrar till kunskaper om slagkarakteristik och slagtider. Denna kunskap är till hjälp för utveckling av beräkningsmodellen. Under testerna mäts bland annat slagtid, kammartryck och kolvens förflyttning vid en mängd olika driftförhållanden. Testerna visar att en av de mest kritiska parametrarna för beräkningsmodellen är C-värdet, en parameter som beskriver flödeskarakteristiken för pneumatiska komponenter. För att få beräkningsmodellen att fungera väl behöver ett så korrekt C-värde som möjligt användas. Beräkningsmetodiken består i stora drag av samband för fyllning och tömning av pneumatiska volymer samt tryckförändringar i cylinderkamrarna vid kompression och expansion. Med en kombination av dessa ekvationer är det möjligt att beräkna slagtiden. Eftersom beräkningsmodellen vill hållas relativt enkel görs ett antal antaganden om systemets parametrar. Dessa antaganden utvärderas efter deras påverkan på slagtiden. Validering mot experimentella resultat visar att beräkningsmodellen generellt fungerar bättre vid höga matningstryck och kritiska flöden. När matningstrycket är lågt och underkritiska flöden erhålls påverkas slagtiden av många fler parametrar, vilket gör att beräkningsmodellen får något sämre precision. Detta resultat är inte helt oväntat eftersom sambandet för kritiskt flöde är relativt enkelt., This thesis work describes the development of a calculation model for stroke times of pneumatic cylinders and actuators. The stroke time of an actuator can be determined by experimental tests. To facilitate and reduce the time required in connection with the tests, a calculation model is created which presents theoretical values of the stroke time. This calculation model is qualitatively consistent with the experimental tests carried out in this work. The tests are first carried out on a simple pneumatic cylinder, which contributes to knowledge of stroke characteristics and stroke times. This knowledge is helpful for the development of the calculation model. During the tests the stroke time, chamber pressure and piston movement are measured in a variety of operating conditions. The tests show that one of the most critical parameters for the calculation model is the C value, a parameter that describes the flow characteristics of pneumatic components. To make the calculation model reliable, a reasonable C value need to be used. The calculation method consists largely of equations for filling and emptying of pneumatic volumes as well as pressure changes in the cylinder chambers during compression and expansion. With a combination of these equations it is possible to calculate the stroke time. Since the calculation model wants to be kept relatively simple, several assumptions are made about parameters in the system. These assumptions are evaluated according to their potential and impact on the stroke time. Validation experiments show that the calculation model generally works better at high supply pressures and critical flows. When the supply pressure is low and subcritical flow are obtained, the stroke time is affected by many more parameters, which lower the precision of the calculation model. This result is not entirely unexpected since the critical flow equations are relatively simple.

Магістерська дисертація: 123 стор., 35 табл., 9 рис., 6 додатки. Об'єкт роботи – розробленням технології виготовлення виливків "Поршень" масою 220 кг із сталі марки 35Л за технологією лиття в піщано-глинясті форми та "Фланець" масою 0,4 кг із сталі марки 15Л за технологією лиття за моделями, що витоплюються. Предмет роботи – розробка технології ливарної форми, організація ливарного цеху. Результати роботи – розроблені технології для виготовлення сталевих виливків, виконано технічне планування ливарного цеху та його устатковання. Результати роботи можуть бути рекомендовані для впровадження при виробництві виливків із залізовуглецевих сплавів в умовах серійного виробництва. Галузь використання − машинобудування. У дипломному проекті також проведено основні розрахунки організаційно-економічних чинників, техніка безпеки і охорона праці та бізнес-проект., Master's Thesis: 123 pages, 35 tables, 9 figures, 6 supplements. Object of work - development of technology of production of castings "Piston" weighing 220 kg of steel grade 35L by casting technology in sand-clay molds and "Flange" weighing 0.4 kg of steel grade 15L by casting technology on the models that are heated. The subject of work is the development of foundry technology, organization of foundry shop. The results of the work - developed technologies for the production of steel castings, the technical design of the foundry and its equipment. The results of the work can be recommended for implementation in the production of castings from iron-carbon alloys in the conditions of mass production. The field of use is mechanical engineering. The diploma project also provides basic calculations of organizational and economic factors, safety and health and business project.

[EN] In this work, the distortion of the Fresnel Zone Plate focusing profile generated by a piston emitter in ultrasound applications is significantly reduced through the use of phase correction rings, which compensate the effect of the piston emitter radiation diagram. Both simulation and experimental results demonstrate the improvement achieved with this design method over the conventional case.

In combustion engines a large percentage of mechanical losses result from friction, for example within the cylinder liner. In order to reduce the friction between cylinder liner and piston, micro dimples in the surface decrease the internal friction of combustion engines. These dimples hold back lubricant from being pressed out of the tribological contact zone which enhances the friction behaviour. Competing processes such as laser material removal allow micro dimples to be generated at high productivity. Therefore the process time of machining micro dimples needs to be reduced in order to maintain low production costs. For this purpose a rotating single-toothed tool is used in an axially parallel turn-milling process. The aim of this paper is to show the investigation of productive machining and the effect of the micro dimples in heavy duty cylinder liners. The cutting behaviour is investigated by analyzing micro dimples cut at high speed concerning their burr formation and geometrical deviations.

En este trabajo se estudiarán los sistemas de lubricación de los motores marinos lentos de dos tiempos Diésel, especialmente los sistemas destinados a lubricar las camisas de los cilindros. Para ello, en una primera parte del trabajo, se analizara el funcionamiento, composición, características y ensayos relacionados con los aceites lubricantes para llegar a explicar las características de los aceite lubricantes especiales para las camisas de los cilindros de dichos motores marinos. En una segunda parte se estudiaran los principales sistemas de lubricación de camisas existentes en el mercado.

[CASTELLÀ] El sistema de frenos de un vehículo es de vital importancia, ya que es el encargado de detener el vehículo. A medida que va pasando el tiempo se van investigando mejoras en las pinzas de freno para que sean más fiables. Por ese motivo el actual proyecto tratará de diseñar unas pinzas de freno delanteras para un tipo de motocicletas única y exclusivamente para circuito cerrado llamadas Minimotard. Como mejora, se realizará un diseño y estudio de fuerzas para obtener unas pinzas de freno con pistones de diferentes diámetros, este motivo viene dado para que las pastillas se desgasten de forma uniforme. Para ello se calcularán desde un principio unas ecuaciones estáticas que se compararán con unas ecuaciones dinámicas, éstas determinarán que fuerza realiza el neumático delantero con un coeficiente de rodadura del neumático igual a uno, que facilitará el cálculo de la fuerza de mordiente que deberá realizar la pinza de freno para detener el vehículo en cuestión. Se calcularán los diferentes diámetros, ayudándonos de un estudio que realizarán varias personas en la leva de freno, y aprobaremos el valor menor, más tarde se usará para determinar que fuerza en la leva de freno puede realizar un piloto y se determinará el tiempo y el espacio de frenada en la motocicleta. En cuanto a los diámetros de los pistones de la pinza de freno se deberá prestar atención a los que hay en la empresa, comenzando por el menor que en el caso del proyecto es de 22,5mm y con las ecuaciones descritas anteriormente calcular el siguiente diámetro de pistón que vencerá a la fuerza de fricción de la pastilla contra el cuerpo de la pinza de freno, más la correspondiente fuerza de frenada que ha de realizar el vehículo. Finalmente se han obtenido unos resultados tales que, la fuerza en la maneta es de 127,53 N, la máxima fuerza de frenado en la parte delantera es del orden de 2150,75 N y el cálculo de un pistón mayor del que partíamos es de 24,69mm. De este modo, se escogerá uno de 25mm de, [ANGLÈS] The system of brakes of a vehicle is absolutely important because it is the ones which stop off. Whenever technology and studies are improving day by day, the investigation of brake caliper are also being developed. This fact produces a more reliable mechanism. For this reason, this project tries to design front brake caliper for an unique type of motorbike. Those calipers will exclusively use in a closed circuit. They are called “Minimotard”. In order to improve the system, it will make a design and study of strengths to obtain them of different diameters. This objective is carried out in order to cause the uniform-wearing down of them. At the begging, some static equations will be calculated and compared with some dynamic equations. Those last ones will determinate which strength will do the front pneumatic with a coefficient of tread equal to one which facilitates the calculation of the strength of mordant that the brake caliper will make in order to stop the vehicle. The different diameters will be calculated and the lower value will be selected. Later, it will be used for determinate which strength of brake cam can make a motorbike pilot, adding information about time and space of stopping. Regarding the diameter of piston of the brake caliper, it will have to pay attention which ones there are in the company. Our study starts with the lower value diameter, 22,5mm and with the equations previously described; it will be possible to calculate the diameter of the piston which will overcome to the friction coefficient of the brake pads against the body of the brake caliper plus the brake strength which carry out the vehicle. To sum up, the results shows that the strenght of the handle indicates 127,53 N and the máximum strenght of brake in the front part of motorbike is on the order of 2150,75N. The calculation of a larger piston that we started it was 24.69mm and although one of 25mm in diameter will be chosen because it is slightly larger, and it will be

[EN] In this work, the distortion of the Fresnel Zone Plate focusing profile generated by a piston emitter in ultrasound applications is significantly reduced through the use of phase correction rings, which compensate the effect of the piston emitter radiation diagram. Both simulation and experimental results demonstrate the improvement achieved with this design method over the conventional case.

The manufacture of a tire is a long, complex and meticulous process. One of the most important steps is the verification process. It has to be verified that the tire has the properties demanded by the client. One of the verification processes once the tire is finished is done through the "HiLiTe2". The ¿HiLiTe¿ is designed to investigate frictional behaviour of rubber samples on a variety of test surfaces. Properties: - Test Samples: rubber tire samples - Sliding speed: 0.1 - 10 m / s - Normal force applied: 100 ¿ 2000 N - Length of test tracks: 5 m - Temperatures: -20 °C ... +40 °C - Additional equipment: Thermal camera, high-speed camera. - Tests on asphalt, concrete, snow & ice possible. The main problem is that the actual ¿HiLiTe¿ is not adapted to the current testing requirements. It also presents an outdated design. The present project will seek to address these problems through the achievement of the goals set out below: - Increase the normal force (2000 N) applied by the introduction of two pneumatic cylinders. - Realize a new design to be able to exchange these cylinders in a simple and fast way. - Insert two pistons that are capable of pull up the chassis when the pressure introduced into the system is 6 bar. - Carry out a new mechanical design that is capable of withstanding the normal load of 2000 N. - Introduction of a new linear potentiometer with a maximum stroke of 40 mm. - New design of the sample holder., [ES] El “HiLiTe” es un banco de pruebas donde se realizan ensayos de fricción de la goma del neumático. Pruebas sobre asfalto, hormigón, nieve y hielo. Las nuevas condiciones a cumplir son: - Muestras: muestras de goma de neumático - Velocidad: 0.1 - 10 m/s - Fuerza Normal aplicada 100 – 2000 N - Longitud de la carretera: 5 m - Temperaturas: -20ºC……+40ºC - Equipo adicional: cámara térmica y cámara para alta velocidad. Los principales problemas que plantea la actual máquina es que no está adaptada a los actuales requerimientos de ensayo. En el presente proyecto se tratará de solucionar estos problemas mediante la consecución de los objetivos que se establecen a continuación: • Aumentar la fuerza normal aplicada hasta 2000 N. • Nuevo diseño mecánico que sea capaz de subir el chasis con la presión de 6 bar y con un recorrido de 40 mm. • Realizar un nuevo diseño mecánico que sea capaz de soportar la fuerza normal de 2000 N. • Introducción de un nuevo potenciómetro lineal con un recorrido de 40mm. • Nuevo diseño del portamuestras., [CA] Aquest banc de proves serveix per a realitzar assajos de fricció de la goma del pneumàtic. Proves asfalt, formigó, neu i gel. Les noves condicions a complir són: - Mostres: mostres de goma de pneumàtic - Velocitat: 0.1 - 10 m / s - Força Normal aplicada 100 - 2000N - Longitud de la carretera: 5 m - Temperatures: -20ºC ...... + 40ºC - Equip adicional: càmera tèrmica i càmera per a alta velocitat. Els principals problemes que planteja l'actual màquina és que no està adaptada als actuals requeriments d'assaig. En el present projecte es tractarà de solucionar aquests problemes mitjançant la consecució dels objectius que s'estableixen a continuació: • Augmentar la força normal aplicada fins 2000 N. • Nou disseny mecànic que siga capaç de pujar el xassís amb la pressió de 6 bar i amb un recorregut de 40 mm. • Realitzar un nou disseny mecànic que siga capaç de suportar la força normal de 2000 N. • Introducció d'un nou potenciòmetre lineal amb un recorregut de 40 mm. • Nou disseny del portamostres.

The manufacture of a tire is a long, complex and meticulous process. One of the most important steps is the verification process. It has to be verified that the tire has the properties demanded by the client. One of the verification processes once the tire is finished is done through the "HiLiTe2". The ¿HiLiTe¿ is designed to investigate frictional behaviour of rubber samples on a variety of test surfaces. Properties: - Test Samples: rubber tire samples - Sliding speed: 0.1 - 10 m / s - Normal force applied: 100 ¿ 2000 N - Length of test tracks: 5 m - Temperatures: -20 °C ... +40 °C - Additional equipment: Thermal camera, high-speed camera. - Tests on asphalt, concrete, snow & ice possible. The main problem is that the actual ¿HiLiTe¿ is not adapted to the current testing requirements. It also presents an outdated design. The present project will seek to address these problems through the achievement of the goals set out below: - Increase the normal force (2000 N) applied by the introduction of two pneumatic cylinders. - Realize a new design to be able to exchange these cylinders in a simple and fast way. - Insert two pistons that are capable of pull up the chassis when the pressure introduced into the system is 6 bar. - Carry out a new mechanical design that is capable of withstanding the normal load of 2000 N. - Introduction of a new linear potentiometer with a maximum stroke of 40 mm. - New design of the sample holder., [ES] El “HiLiTe” es un banco de pruebas donde se realizan ensayos de fricción de la goma del neumático. Pruebas sobre asfalto, hormigón, nieve y hielo. Las nuevas condiciones a cumplir son: - Muestras: muestras de goma de neumático - Velocidad: 0.1 - 10 m/s - Fuerza Normal aplicada 100 – 2000 N - Longitud de la carretera: 5 m - Temperaturas: -20ºC……+40ºC - Equipo adicional: cámara térmica y cámara para alta velocidad. Los principales problemas que plantea la actual máquina es que no está adaptada a los actuales requerimientos de ensayo. En el presente proyecto se tratará de solucionar estos problemas mediante la consecución de los objetivos que se establecen a continuación: • Aumentar la fuerza normal aplicada hasta 2000 N. • Nuevo diseño mecánico que sea capaz de subir el chasis con la presión de 6 bar y con un recorrido de 40 mm. • Realizar un nuevo diseño mecánico que sea capaz de soportar la fuerza normal de 2000 N. • Introducción de un nuevo potenciómetro lineal con un recorrido de 40mm. • Nuevo diseño del portamuestras., [CA] Aquest banc de proves serveix per a realitzar assajos de fricció de la goma del pneumàtic. Proves asfalt, formigó, neu i gel. Les noves condicions a complir són: - Mostres: mostres de goma de pneumàtic - Velocitat: 0.1 - 10 m / s - Força Normal aplicada 100 - 2000N - Longitud de la carretera: 5 m - Temperatures: -20ºC ...... + 40ºC - Equip adicional: càmera tèrmica i càmera per a alta velocitat. Els principals problemes que planteja l'actual màquina és que no està adaptada als actuals requeriments d'assaig. En el present projecte es tractarà de solucionar aquests problemes mitjançant la consecució dels objectius que s'estableixen a continuació: • Augmentar la força normal aplicada fins 2000 N. • Nou disseny mecànic que siga capaç de pujar el xassís amb la pressió de 6 bar i amb un recorregut de 40 mm. • Realitzar un nou disseny mecànic que siga capaç de suportar la força normal de 2000 N. • Introducció d'un nou potenciòmetre lineal amb un recorregut de 40 mm. • Nou disseny del portamostres.

The manufacture of a tire is a long, complex and meticulous process. One of the most important steps is the verification process. It has to be verified that the tire has the properties demanded by the client. One of the verification processes once the tire is finished is done through the "HiLiTe2". The ¿HiLiTe¿ is designed to investigate frictional behaviour of rubber samples on a variety of test surfaces. Properties: - Test Samples: rubber tire samples - Sliding speed: 0.1 - 10 m / s - Normal force applied: 100 ¿ 2000 N - Length of test tracks: 5 m - Temperatures: -20 °C ... +40 °C - Additional equipment: Thermal camera, high-speed camera. - Tests on asphalt, concrete, snow & ice possible. The main problem is that the actual ¿HiLiTe¿ is not adapted to the current testing requirements. It also presents an outdated design. The present project will seek to address these problems through the achievement of the goals set out below: - Increase the normal force (2000 N) applied by the introduction of two pneumatic cylinders. - Realize a new design to be able to exchange these cylinders in a simple and fast way. - Insert two pistons that are capable of pull up the chassis when the pressure introduced into the system is 6 bar. - Carry out a new mechanical design that is capable of withstanding the normal load of 2000 N. - Introduction of a new linear potentiometer with a maximum stroke of 40 mm. - New design of the sample holder., [ES] El “HiLiTe” es un banco de pruebas donde se realizan ensayos de fricción de la goma del neumático. Pruebas sobre asfalto, hormigón, nieve y hielo. Las nuevas condiciones a cumplir son: - Muestras: muestras de goma de neumático - Velocidad: 0.1 - 10 m/s - Fuerza Normal aplicada 100 – 2000 N - Longitud de la carretera: 5 m - Temperaturas: -20ºC……+40ºC - Equipo adicional: cámara térmica y cámara para alta velocidad. Los principales problemas que plantea la actual máquina es que no está adaptada a los actuales requerimientos de ensayo. En el presente proyecto se tratará de solucionar estos problemas mediante la consecución de los objetivos que se establecen a continuación: • Aumentar la fuerza normal aplicada hasta 2000 N. • Nuevo diseño mecánico que sea capaz de subir el chasis con la presión de 6 bar y con un recorrido de 40 mm. • Realizar un nuevo diseño mecánico que sea capaz de soportar la fuerza normal de 2000 N. • Introducción de un nuevo potenciómetro lineal con un recorrido de 40mm. • Nuevo diseño del portamuestras., [CA] Aquest banc de proves serveix per a realitzar assajos de fricció de la goma del pneumàtic. Proves asfalt, formigó, neu i gel. Les noves condicions a complir són: - Mostres: mostres de goma de pneumàtic - Velocitat: 0.1 - 10 m / s - Força Normal aplicada 100 - 2000N - Longitud de la carretera: 5 m - Temperatures: -20ºC ...... + 40ºC - Equip adicional: càmera tèrmica i càmera per a alta velocitat. Els principals problemes que planteja l'actual màquina és que no està adaptada als actuals requeriments d'assaig. En el present projecte es tractarà de solucionar aquests problemes mitjançant la consecució dels objectius que s'estableixen a continuació: • Augmentar la força normal aplicada fins 2000 N. • Nou disseny mecànic que siga capaç de pujar el xassís amb la pressió de 6 bar i amb un recorregut de 40 mm. • Realitzar un nou disseny mecànic que siga capaç de suportar la força normal de 2000 N. • Introducció d'un nou potenciòmetre lineal amb un recorregut de 40 mm. • Nou disseny del portamostres.

[ES]Hoy día, el sector de la automoción emplea la fundición para obtener una gran cantidad de las piezas que constituyen un coche. Teniendo en cuenta eso, el objetivo del trabajo presentado consiste en efectuar el diseño de un molde de fundición para la obtención de un pistón. Para ello, empleando un programa de simulación de fundición, se van a estudiar diversas formas de alimentar el molde, se va a discutir la necesidad de usar mazarotas y se determinará la temperatura y la velocidad de vertido de la aleación con el fin de materializar una pieza sana de la forma más económica posible., [EN]Nowadays the engineering sector uses the foundry to produce many of the pieces that make up a car. Taking account of that, the aim of the presented document is to design a foundry mould in order to obtain a piston. For that, using a foundry simulation software based in the finite element method, it is going to analyse different ways to feed the mould, it will be discussed the necessity of using a riser and it will be determined the alloy's temperature and pouring velocity in favour of materialising a healthy piece in the most economical way., [EU]Gaur egun, automobilgintzako sektoreak galdaketa erabiltzen du kotxe bat osatzen duten hainbat zati eskuratzeko. Hori kontuan hartuz, aurkezten den lanaren helburua pistoi bat lortzeko galdaketa molde baten diseinua garatzea da. Hartarako, simulazio galdaketa programa baten bitartez, ikertuko da moldea elikatzeko modu desberdinak, mazaroten erabileraren beharra eztabaidatuko da eta aleazioaren tenperatura eta isuri abiadura zehaztuko dira pieza osasuntsu bat ahalik eta modurik ekonomikoenean gauzatzeko.

The manufacture of a tire is a long, complex and meticulous process. One of the most important steps is the verification process. It has to be verified that the tire has the properties demanded by the client. One of the verification processes once the tire is finished is done through the "HiLiTe2". The ¿HiLiTe¿ is designed to investigate frictional behaviour of rubber samples on a variety of test surfaces. Properties: - Test Samples: rubber tire samples - Sliding speed: 0.1 - 10 m / s - Normal force applied: 100 ¿ 2000 N - Length of test tracks: 5 m - Temperatures: -20 °C ... +40 °C - Additional equipment: Thermal camera, high-speed camera. - Tests on asphalt, concrete, snow & ice possible. The main problem is that the actual ¿HiLiTe¿ is not adapted to the current testing requirements. It also presents an outdated design. The present project will seek to address these problems through the achievement of the goals set out below: - Increase the normal force (2000 N) applied by the introduction of two pneumatic cylinders. - Realize a new design to be able to exchange these cylinders in a simple and fast way. - Insert two pistons that are capable of pull up the chassis when the pressure introduced into the system is 6 bar. - Carry out a new mechanical design that is capable of withstanding the normal load of 2000 N. - Introduction of a new linear potentiometer with a maximum stroke of 40 mm. - New design of the sample holder., [ES] El “HiLiTe” es un banco de pruebas donde se realizan ensayos de fricción de la goma del neumático. Pruebas sobre asfalto, hormigón, nieve y hielo. Las nuevas condiciones a cumplir son: - Muestras: muestras de goma de neumático - Velocidad: 0.1 - 10 m/s - Fuerza Normal aplicada 100 – 2000 N - Longitud de la carretera: 5 m - Temperaturas: -20ºC……+40ºC - Equipo adicional: cámara térmica y cámara para alta velocidad. Los principales problemas que plantea la actual máquina es que no está adaptada a los actuales requerimientos de ensayo. En el presente proyecto se tratará de solucionar estos problemas mediante la consecución de los objetivos que se establecen a continuación: • Aumentar la fuerza normal aplicada hasta 2000 N. • Nuevo diseño mecánico que sea capaz de subir el chasis con la presión de 6 bar y con un recorrido de 40 mm. • Realizar un nuevo diseño mecánico que sea capaz de soportar la fuerza normal de 2000 N. • Introducción de un nuevo potenciómetro lineal con un recorrido de 40mm. • Nuevo diseño del portamuestras., [CA] Aquest banc de proves serveix per a realitzar assajos de fricció de la goma del pneumàtic. Proves asfalt, formigó, neu i gel. Les noves condicions a complir són: - Mostres: mostres de goma de pneumàtic - Velocitat: 0.1 - 10 m / s - Força Normal aplicada 100 - 2000N - Longitud de la carretera: 5 m - Temperatures: -20ºC ...... + 40ºC - Equip adicional: càmera tèrmica i càmera per a alta velocitat. Els principals problemes que planteja l'actual màquina és que no està adaptada als actuals requeriments d'assaig. En el present projecte es tractarà de solucionar aquests problemes mitjançant la consecució dels objectius que s'estableixen a continuació: • Augmentar la força normal aplicada fins 2000 N. • Nou disseny mecànic que siga capaç de pujar el xassís amb la pressió de 6 bar i amb un recorregut de 40 mm. • Realitzar un nou disseny mecànic que siga capaç de suportar la força normal de 2000 N. • Introducció d'un nou potenciòmetre lineal amb un recorregut de 40 mm. • Nou disseny del portamostres.

The project consists of controlling a mechanical piston and thermal resistance using an Arduino’s microcontroller. The piston and the thermal resistance take part of an existing project. This project, known as The electronic nose, has the purpose to measure the aroma of different products. In order to achieve this purpose, this tool is a combination of various sensors used to detect gases by generating signals for an analysis system. The project can be divided in different parts; electrical circuit design of piston and thermal resistance, design mechanical parts and components needed, develop a software able to control the piston and the thermal resistance and communication between software. The piston is installed on the bottom part of hollow cylindrical case and the thermal resistance is located inside a cylindrical base. This base, where the sample for smelling is put up, is bound on the top of the piston. Arduino controls the piston up and down movement and the temperature in the sample’s base. On the other hand, the electronic nose is installed at the top of the case. Through its sensors, The electronic nose is able to measure the aroma of some products. The aroma comes from the gases of the sample and they can be detected by the sensors. The purpose of installing the piston in the electronic nose is to get a pulse signal during the measure of these gases. Moreover, is very important keep the temperature of the sample under control, therefore the software is based on a on/off controller. A on/off controller calculates continuously the difference between a desired temperature set point and the temperature measured during process. In order to minimize this difference value the controller turn on or off the resistance during a specific instant time.

[ES]Hoy día, el sector de la automoción emplea la fundición para obtener una gran cantidad de las piezas que constituyen un coche. Teniendo en cuenta eso, el objetivo del trabajo presentado consiste en efectuar el diseño de un molde de fundición para la obtención de un pistón. Para ello, empleando un programa de simulación de fundición, se van a estudiar diversas formas de alimentar el molde, se va a discutir la necesidad de usar mazarotas y se determinará la temperatura y la velocidad de vertido de la aleación con el fin de materializar una pieza sana de la forma más económica posible., [EN]Nowadays the engineering sector uses the foundry to produce many of the pieces that make up a car. Taking account of that, the aim of the presented document is to design a foundry mould in order to obtain a piston. For that, using a foundry simulation software based in the finite element method, it is going to analyse different ways to feed the mould, it will be discussed the necessity of using a riser and it will be determined the alloy's temperature and pouring velocity in favour of materialising a healthy piece in the most economical way., [EU]Gaur egun, automobilgintzako sektoreak galdaketa erabiltzen du kotxe bat osatzen duten hainbat zati eskuratzeko. Hori kontuan hartuz, aurkezten den lanaren helburua pistoi bat lortzeko galdaketa molde baten diseinua garatzea da. Hartarako, simulazio galdaketa programa baten bitartez, ikertuko da moldea elikatzeko modu desberdinak, mazaroten erabileraren beharra eztabaidatuko da eta aleazioaren tenperatura eta isuri abiadura zehaztuko dira pieza osasuntsu bat ahalik eta modurik ekonomikoenean gauzatzeko.

The project consists of controlling a mechanical piston and thermal resistance using an Arduino’s microcontroller. The piston and the thermal resistance take part of an existing project. This project, known as The electronic nose, has the purpose to measure the aroma of different products. In order to achieve this purpose, this tool is a combination of various sensors used to detect gases by generating signals for an analysis system. The project can be divided in different parts; electrical circuit design of piston and thermal resistance, design mechanical parts and components needed, develop a software able to control the piston and the thermal resistance and communication between software. The piston is installed on the bottom part of hollow cylindrical case and the thermal resistance is located inside a cylindrical base. This base, where the sample for smelling is put up, is bound on the top of the piston. Arduino controls the piston up and down movement and the temperature in the sample’s base. On the other hand, the electronic nose is installed at the top of the case. Through its sensors, The electronic nose is able to measure the aroma of some products. The aroma comes from the gases of the sample and they can be detected by the sensors. The purpose of installing the piston in the electronic nose is to get a pulse signal during the measure of these gases. Moreover, is very important keep the temperature of the sample under control, therefore the software is based on a on/off controller. A on/off controller calculates continuously the difference between a desired temperature set point and the temperature measured during process. In order to minimize this difference value the controller turn on or off the resistance during a specific instant time.