Sobrealimentación de dos etapas

La sobrealimentación, también conocida como alimentación 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.

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.

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.

Desgaste del neumático.

El único elemento del vehículo que nos mantiene en contacto con la carretera es el neumático. Es de vital importancia elegir un neumático de calidad y realizar una buena elección en función de las necesidades del vehículo y la zona donde se resida. No es lo mismo vivir en una zona donde llueve muy poco, donde podemos elegir un neumático con unas características determinadas, que una zona lluviosa en la cual deberemos elegir un neumático que en mojado ofrezca mejores características, evitando así posibles sustos y obteniendo buenas sensaciones que nos transmitan seguridad en condiciones adversas.

>A la izquierda neumático de verano, a la derecha neumático de invierno del fabricante GISLAVED

En España existe una normativa, la cual contempla el mínimo legal del dibujo que debe tener el neumático, este es de 1,6 mm, si esta cifra es menor es motivo de sanción. La multa asciende máximo a 200€ por neumático que se encuentre en mal estado y podrían llegar incluso a inmovilizar el vehículo. En el caso de ser un conductor profesional (Autobuses y autocares entre otros) llevar unas ruedas en mal estado se convierte en una multa de 500€ y 6 puntos del carnet.

*Cabe destacar que los 1,6 mm es el mínimo legal para no ser multado, pero lo realmente recomendable sería no rodar con un desgaste inferior a los 3mm, para obtener una seguridad mayor. 

A continuación detallaremos los desgastes más habituales cuando existe un problema y si se pueden solventar.

Desgaste unilateral

·Avería: El neumático presenta un desgaste en uno de los laterales de la banda de rodadura.
·Causa: La causa más frecuente de este tipo de desgaste es por desajuste de la geometría del tren delantero o trasero diseñado por el fabricante del vehículo.
·Solución: Sustituir los neumáticos, alinear la dirección, ajustar las caídas y los avances del tren correspondiente según las especificaciones del fabricante.

Proceso de sustitución de embrague doble de discos múltiples

En la actualidad cada vez son más los automóviles que disponen de cajas de cambios automáticas. Esta tecnología se está aplicando cada vez de forma más generalizada como consecuencia de las mejoras que proporciona al usuario tanto en confort como en reducción del consumo de combustible.

El concepto de una transmisión automática o caja de cambios automática se basa en poder cambiar relaciones de marcha o velocidades de forma automática sin necesidad de que el conductor tenga que realizarlo de forma manual por medio de una palanca de selección. El vehículo solo tiene dos pedales (freno y acelerador) y carece tanto del de embrague como de la palanca de cambios convencional.

Actualmente conviven diferentes cambios automáticos:

• Cambio epicicloidal con convertidor de par.
• Cambios de variador continuo (CVT).
• Cambios robotizados.
• Cambios de doble embrague.

En el siguiente vídeo os dejamos el proceso de sustitución de un embrague doble de discos múltiples, información por cortesía de la plataforma de formación Campuseina.

Doble embrague de discos secos

Este tipo de embrague se utiliza en cajas de cambio que introducen dos primarios, como pueden ser las DSG de 7 velocidades 0AM utilizadas por el grupo VAG.

En estos cambios, un primario es el encargado de transmitir el par a las marchas impares y otro a las pares.

Está compuesto por dos embragues secos denominados K1 y K2, transmiten el par a cada árbol primario respectivamente.