Un banco de pruebas de motores es una instalación que se utiliza para desarrollar, caracterizar y probar motores. La instalación, que a menudo se ofrece como producto a los fabricantes de equipos originales de automóviles , permite el funcionamiento del motor en diferentes regímenes operativos y ofrece la medición de varias variables físicas asociadas con el funcionamiento del motor.
Un sofisticado banco de pruebas de motores alberga varios sensores (o transductores ), funciones de adquisición de datos y actuadores para controlar el estado del motor. Los sensores medirían varias variables físicas de interés que, por lo general, incluyen:
La información recopilada a través de los sensores suele procesarse y registrarse mediante sistemas de adquisición de datos. Los actuadores permiten alcanzar un estado deseado del motor (que suele caracterizarse como una combinación única de par motor y velocidad). En el caso de los motores de gasolina, los actuadores pueden incluir un actuador de aceleración de admisión, un dispositivo de carga para el motor, como un motor de inducción . Los bancos de pruebas de motores suelen estar diseñados a medida teniendo en cuenta los requisitos del cliente OEM. A menudo incluyen sistemas de control de retroalimentación basados en microcontroladores con las siguientes características:
Las actividades de investigación y desarrollo (I+D) de motores en los fabricantes de equipos originales de automóviles han hecho necesario el uso de sofisticados bancos de pruebas de motores. Los fabricantes de equipos originales de automóviles suelen estar interesados en desarrollar motores que cumplan los tres objetivos siguientes:
Por lo tanto, un banco de pruebas de motores de I+D permite realizar un ejercicio completo de desarrollo del motor mediante la medición, el control y el registro de varias variables relevantes del motor.
Las pruebas típicas incluyen aquellas que:
La tecnología láser añade herramientas útiles para mejorar el diseño del motor durante las pruebas de motores. Los sensores láser que utilizan velocimetría láser Doppler con sensores LDV de aumento pueden registrar los movimientos de partículas de gas durante todo el ciclo de combustión de 2 tiempos, 4 tiempos o rotativo. Estos sensores de velocímetro de bujía (SPV) se pueden insertar en el orificio de la bujía de la cámara de combustión del motor. Los sensores se pueden ajustar a todos los niveles de profundidad del movimiento de los pistones, que normalmente van de 0 a 50 mm. Los sensores LDV de aumento registrarán la velocidad y la dirección del movimiento de las partículas de gas. El diseño del motor se puede optimizar con los datos registrados y la visualización del ciclo de combustión. El flujo y la dirección de las partículas de gas se pueden mejorar modificando la forma y el tamaño de la cámara, las válvulas, la bujía, los inyectores y los pistones, lo que da como resultado una combustión y un rendimiento mejorados y una reducción de las emisiones. Las cabezas de motor con dos orificios de bujía por cilindro se pueden utilizar para registrar la velocidad y la dirección del movimiento de las partículas de gas en un motor que funciona en condiciones de encendido en vivo. También se pueden añadir SPV a la admisión y al escape para registrar el flujo de partículas en estas áreas y mejorar aún más el diseño del motor. Los sensores LDV con aumento se han utilizado en situaciones aún más extremas para medir el flujo de partículas en los motores de cohetes.