Arranque motor térmico en el eje del cigüeñal

Queridos lectores: En este articulo vamos a explicar uno de los sistemas actuales para la puesta en marcha del motor térmico con una batería de alta tensión de un sistema híbrido.

El motor eléctrico, se monta directamente al cigüeñal del motor térmico. Funciona como un generador durante las deceleraciones, motor de arranque y motor de soporte al motor térmico para reducir consumo y aumentar potencia (aumenta el par motor en un 30% y la potencia combinada en un 46%). 

Se trata de un motor síncrono formado por un estator de 3 fases y un rotor de imanes naturales. 

Un sensor de conmutación, detecta en todo momento la posición del rotor y su número de revoluciones.
Este sensor, debe calibrarse con un equipo de diagnosis adecuado cada vez que:

- El módulo MCM se sustituye.
- El sensor se sustituye.
- El motor eléctrico se desmonta y/o sustituye.
- La caja de cambios se desmonta. 

Estructura y funcionamiento del Hyundai IONIQ Híbrido

Como cualquier Vehículo Hibrido Eléctrico (HEV) el IONIQ utiliza como fuente de potencia un motor de combustión y un motor eléctrico, así consigue una muy buena eficacia del combustible y una bajísima emisión de gases en escape.

Como es lógico, la manera más efectiva para que un motor de combustión ni gaste combustible ni emita gases por el escape es que esté parado. Los vehículos MILD-HYBRID (semi-hibridos) y en formato PARALELO, era casi imposible la total desconexión del motor de combustión, tema resuelto por los FULL-HYBRID (Toyota y Lexus) pero Hyundai lo ha logrado con el formato que hoy explicamos en este artículo.

La resistencia a la rodadura y la importancia de los neumáticos

La resistencia a la rodadura representa entre un 20% y un 30% de la energía destinada a mover las ruedas de un vehículo. Esta fuerza se opone al desplazamiento del automóvil y se origina por el fenómeno que ocurre en la zona de contacto del neumático con el asfalto. 

La resistencia a la rodadura representa la segunda fuerza más importante que se opone al movimiento de un vehículo después de la resistencia aerodinámica. No obstante, circulando a bajas velocidades la resistencia a la rodadura se convierte en la fuerza más importante, incluso por delante de la aerodinámica. Por consiguiente, representa para los ingenieros un potencial de mejora importante si el objetivo es reducir el consumo y las emisiones de escape del vehículo. 

Fuerza de resistencia a la rodadura

Se trata de una fuerza que se opone al movimiento de rodadura y es originada cuando el cuerpo que rueda sobre una superficie se deforma, o es la superficie la que se deforma, o pudiera ser que sean ambos a la vez los que se deforman. Esta deformación, aunque sólo sea ligera, es producto de las presiones existentes en los puntos de contacto entre el cuerpo rodante (la rueda) y la superficie de rodadura (el asfalto).

En el caso de la resistencia a la rodadura que se origina en el tren de rodaje de un vehículo hay que tener en cuenta dos orígenes distintos generados por este fenómeno:

• La resistencia a la rodadura originada por los rozamientos internos de los rodamientos de las ruedas.
• La resistencia a la rodadura originada por el contacto entre el neumático y la superficie de la calzada.

Las resistencias causadas por estos dos fenómenos descritos se suman para formar una fuerza única de resistencia en cada una de las ruedas. Sin embargo, la resistencia derivada del contacto entre el neumático y la calzada supone un porcentaje prácticamente totalitario comparado con la resistencia derivada de los rozamientos internos de los rodamientos. En una comparativa, la resistencia derivada de los rozamientos internos de un rodamiento correspondería al 2% ó al 3% de la resistencia total a la rodadura, mientras que la resistencia derivada del contacto entre el neumático y la carretera supone el resto, un 98% ó un 97%.

El neumático está formado por una estructura viscoelástica compuesta por diferentes capas de lonas elaboradas a base de cadenas de polímeros. Un neumático rodando que soporta el peso del vehículo provoca que estas cadenas se rocen, compriman y retuerzan entre sí absorbiendo parte de la energía del movimiento.

Estructura de un neumático

Funcionamiento i-VTEC IMA

El i-VTEC IMA del motor híbrido de Honda de nueva generación, cuenta con un sistema de funcionamiento de la apertura y cierre de válvulas de tres etapas. Estas etapas son, VTEC alto, VTEC bajo y Cilindro a ralentí. Cada una de estas etapas es activada en función de las revoluciones del motor y del estado de funcionamiento del sistema IMA.

 Este sistema combina la tecnología ya desarrollada con la incorporación de dos electroválvulas  y un eje de balancines de tres conductos, para accionar las tres etapas de funcionamiento del i-VTEC. 

La electroválvula 1 se utiliza para cambiar el funcionamiento de VTEC alto a VTEC bajo. Las dos electroválvulas activadas se utilizan para el funcionamiento de Cilindro a ralentí.

Historia de Skoda

Los orígenes de Škoda se remontan al principio de la década de 1890 comenzando como fabricante de bicicletas. Hacia 1894, un joven de 26 años llamado Václav Klement, que era librero de la ciudad de Mladá Boleslav en la actual República Checa, no pudo conseguir las piezas necesarias para reparar su bicicleta alemana. Klement se sintió disgustado, y aunque no tenía conocimientos técnicos previos, decidió abrir su propia tienda de reparación de bicicletas con la ayuda de Václav Laurin en 1895. 

En 1898, tras el traslado a la nueva fábrica que habían construido, compraron una motocicleta Werner con motor ubicado en la horquilla de la rueda delantera, que demostró ser peligrosa y nada fiable. Con el fin de diseñar una máquina más segura, pidieron consejo al especialista en ignición alemán Robert Bosch. La nueva motocicleta fabricada, de nombre Slavia, hizo su debut en 1899.

Sistema VTEC

Las exigencias que se plantean en los motores de combustión interna son cada vez mayores debido a las necesidades de disponer de más potencia y par motor, y por otro lado reducir consumo de combustible para poder cumplir con las normativas legales que cada vez son más estrictas en materia anticontaminación.

En abril de 1989, la marca japonesa Honda introduce en el mercado el sistema de distribución variable de válvulas del motor, denominado VTEC, Variable Valve Timing and Lift Electronic Control.

La principal idea pasa para mejorar la eficiencia volumétrica de un motor de cuatro tiempos de combustión interna. El diseño utiliza dos perfiles de levas para cada válvula y selecciona electrónicamente entre estos, para variar el diagrama de distribución.

Principio de funcionamiento del sistema VTEC

Este sistema de distribución variable utiliza una tercera leva en cada cilindro que entra en funcionamiento a altas revoluciones.

Cuando esta leva trabaja se produce la variación del diagrama de distribución al ser esta de un perfil, en el cual se regula la fase de apertura y también la alzada de la válvula. 

Para un número de revoluciones bajo, el tercer balancín permanece inactivo, hasta que una señal de la unidad de control pone en funcionamiento un actuador hidráulico al cual hace pasar un bulón entre los tres balancines, haciéndolos solidarios. De este modo, ambas válvulas de admisión o escape siguen lo dictado por la leva de diferente geometría. 

La potencia, el par y el régimen de giro de un motor son proporcionales. La ventaja del VTEC reside en ofrecer un buen par motor a un régimen bajo que es donde más se necesita y mucha potencia a altas revoluciones.
El hecho de acoplar distinto tipo de geometría de levas, hace que los momentos de apertura y cierre de válvulas varíen también, avanzando la apertura y retrasando el cierre en regímenes altos.