martes, 24 de diciembre de 2019

Sobrealimentación de dos etapas

La sobrealimentación, también conocida como inducción forzada, consiste en aumentar la entrada de aire en el cilindro, para obtenerlo el motor equipa un compresor en el conducto de admisión, el cual comprime el aire antes de introducirlo, de este modo se logra aumentar la masa de aire admitida en un mismo volumen y por consiguiente la cantidad de combustible. Con ello es posible mejorar el rendimiento y aumentar la potencia manteniendo la cilindrada.

1- Rodamiento de lubricación.
2- Actuador de vacío.
3- Turbina de admisión.
4- Carcasa/caracola de admisión.
5- Salida de aire hacia la admisión.
6- Orificio de engrase.
7- Carcasa/caracola de escape.
8- Turbina de escape.

La utilización de dos turbocompresores de diferente diámetro flexibiliza y aumenta el margen de trabajo de sobrealimentación. Para obtener una elevada presión de sobrealimentación y rápida respuesta a bajo régimen, se recurre a una turbina relativamente pequeña de muy baja inercia y rápida aceleración, que por otra parte sería incapaz de mantener la presión al aumentar el régimen de giro del motor.

En el margen de trabajo superior, la presión de sobrealimentación necesaria se consigue mediante una turbina de mayor tamaño, impulsada sin problemas por la gran cantidad y velocidad de los gases de escape a partir de medio régimen de rotación del motor.

El trabajo de ambas turbinas junto a su descarga se gobierna mediante una válvula "by-pass" y una Wastegate en el escape, una mariposa en el conducto de sobrepresión, en función del régimen de giro, estado de carga, temperatura del motor y la necesidad de sobrealimentación.

viernes, 20 de diciembre de 2019

Coche eléctrico a batería VS coche eléctrico a hidrógeno.

¿Cuál podría ser el futuro?

Introducción


Hoy día, dos de las opciones de energías alternativas más prometedoras con el potencial de ser libres de emisiones de dióxido de carbono (CO2) y de emisiones contaminantes para la movilidad y son:

- El abastecimiento de energía eléctrica, a través de una red de suministro para la recarga de sistemas de almacenamiento de energía eléctrica (en fase de desarrollo).

- El abastecimiento de hidrógeno como combustible, a través de una red de distribución (a día de hoy  básicamente inexistente).

En este artículo voy a tratar de explicar de manera directa y detallada cuál de estas dos alternativas energéticas podría tener más futuro. Un futuro abocado a afrontar el  desafío que supone el cambio del modelo energético en la movilidad del mañana: la movilidad sostenible. Para ello, recogeré todas las ventajas e inconvenientes de cada uno de estos dos modelos de abastecimiento de energía. El propósito es poder realizar una comparativa y que ustedes puedan sacar sus propias conclusiones.

Previamente explicaré de manera resumida en qué consiste la tecnología de un vehículo eléctrico que funciona con hidrógeno y en qué consiste la tecnología de otro que funciona a baterías recargables.

Vehículo eléctrico a hidrógeno.

Este tipo de vehículo incorpora un sistema de tracción que utiliza un motor eléctrico para mover las ruedas a través de una transmisión o grupo reductor. Ciertamente, el sistema de tracción es exactamente igual que el de un coche eléctrico a batería. Sin embargo, la diferencia entre ambos radica en la procedencia del abastecimiento eléctrico para el motor.


En el caso del vehículo eléctrico a hidrógeno, el abastecimiento eléctrico del motor procede básicamente de una pila de combustible. Este componente está compuesto por múltiples células de combustible cuya misión es formar moléculas del agua por electrólisis inversa.


Este proceso consiste en unir átomos de oxígeno con átomos de hidrógeno. Como resultado de esta unión se genera calor, agua en forma de vapor y un sobrante de electrones que genera la corriente eléctrica utilizada para alimentar el motor eléctrico. El oxígeno es extraído del aire y bombeado a las células de combustible y el nitrógeno sobrante del aire también es retornado a la atmósfera.

>Peso: 1850 Kg. 

Además, el coche a pila de combustible también necesita una batería de tracción. Se trata de una batería de alta tensión que sirve para acumular la energía generada por la pila de combustible y también por el motor eléctrico cuando funciona como generador durante las frenadas regenerativas (de esta forma también se mejora el rendimiento del vehículo aumentando su autonomía). Al mismo tiempo, la batería de tracción también se utiliza como pulmón de energía, de forma que puede sumarse al abastecimiento del motor eléctrico bajo altas demandas de potencia puntuales. Así, la pila de combustible se emplea como generador de electricidad suministrando energía al motor y a la batería a largo plazo. Y la batería sirve como reserva de energía eléctrica destinada a satisfacer los picos de alta demanda de potencia. El peso del sistema de energía es de 250kg (batería + pila de comb. + tanques de H2).
>Funcionamiento del sistema FCV.

A su vez, la pila de combustible necesita “el combustible” para generar la energía eléctrica. Este combustible es el hidrógeno (H2). Con el objetivo de aumentar la autonomía es necesario incrementar la densidad del hidrógeno almacenado. Por ello se utilizan varios tanques de hidrógeno comprimido a alta presión (unos 300 bares). Con todo esto, el vehículo puede tener una autonomía algo superior a 450 Km, con una eficiencia de casi el 64% = (85% + 75%).

- La eficiencia de los tanques de hidrógeno y la pila de combustible es de 85%.- La eficiencia del motor eléctrico (<95%) + la eficiencia de la batería (98%) + la eficiencia de la unidad electrónica de control de potencia (85%) + la eficiencia de la transmisión (95%) da como resultado total un 75% de eficiencia del sistema de tracción.

jueves, 12 de diciembre de 2019

Evolución del sistema de dirección

El sistema de dirección está constituido por un conjunto de mecanismos que permiten orientar las ruedas delanteras por medio del giro del volante situado en el interior del vehículo.

El sistema constituido por los elementos de dirección forma parte de los dispositivos de seguridad activa. Influye en la estabilidad de marcha ya que procura que ninguna rueda sea arrastrada por el resto, aspecto que se logra gracias al alineado de la dirección en combinación con la geometría del vehículo. Las consecuencias directas de una buena estabilidad de marcha son el aumento del confort y de seguridad.

Por lo que respecta a los sistemas de asistencia cuando el vehículo está maniobrando, la evolución es muy significativa, la tecnología de asistencia hidráulica ha cedido el paso a la tecnología electromecánica.

Los sistemas de dirección han evolucionado buscando seguridad de marcha y sobre todo confort en la conducción. Hoy en día se encuentran sistemas compactos dónde incluso las ruedas traseras son directrices.

>Principales componentes del sistema de dirección.

Cualquier sistema de dirección debe cumplir las siguientes características:
  • Seguridad: Los componentes, el material junto al diseño, deben proporcionar suficientes garantías para que éstos soporten los esfuerzos y fatigas sin que ello derive en problemas que pongan en peligro la integridad de los ocupantes del vehículo.
  • Estabilidad: Un vehículo estable tanto en rectas como en curvas garantiza un trazado correcto. En este sentido las cotas de dirección son de vital importancia.
  • Precisión: El vehículo debe obedecer en todo momento la demanda del conductor al actuar sobre el volante y hacerlo de forma precisa. El sistema debe carecer de toda holgura entre componentes.
  • Reversibilidad: Es la propiedad que hace que las ruedas retornen a la posición de línea recta en el momento en que el conductor deje de actuar sobre el volante. Esto se consigue mediante las cotas de la dirección tales como los ángulos de avance o salida.

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