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investigacion de autos hibridos de fisicoquimica ...

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UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA (CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS)      

NOMBRE DEL ALUMNA: Stefania Ortiz Sánchez NOMBRE DE LA CARRERA: Lic. En Químico Farmacéutico Biólogo (QFB) SECCIÓN: D01 NOMBRE DE LA TAREA: Investigación sobre los Vehículos Híbridos. NOMBRE DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE: Fisicoquímica I para Farmacéuticos NOMBRE DEL DOCENTE: Dra. Jazmín del Rocío Soltero Sánchez

¿Cómo trabajan los híbridos? Los vehículos híbridos-eléctricos (VHEs) combinan las ventajas de los motores de gasolina con los motores eléctricos y se pueden configurar para diferentes objetivos, como mejorar el ahorro de combustible, aumentar su fuerza, o proveer fuerza adicional para el uso del sistema eléctrico o los componentes electrónicos. Algunas de las tecnologías avanzadas que usan los híbridos típicamente incluyen 

Frenado regenerativo. El frenado regenerativo recaptura la energía que normalmente se pierde durante el frenado o durante el movimiento en punto muerto. Utiliza el movimiento hacia adelante de los neumáticos para mover el motor. Esto genera electricidad y ayuda a detener el vehículo.

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Asistente del motor eléctrico. El motor eléctrico provee fuerza adicional para auxiliar al acelerar, para rebasar a otro auto, o en una pendiente. Esto permite que se utilice un motor más pequeño más eficientemente. En algunos vehículos, el motor por sí solo proporciona la energía cuando se maneja en condiciones de baja velocidad, y que es cuando generalmente el motor de combustión interna es menos eficiente.

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Encendio/apagado automático. Apaga el motor cuando el vehículo se detiene y lo enciende cuando se pisa el acelerador. Esto previene que se desperdicie energía cuando el auto se deja encendido pero sin mover (a ralenti).

Tipos de vehículos híbridos Dentro de esta tecnología existen tres tipos de híbridos , según su funcionamiento:

-En serie: en los híbridos en serie, el vehículo se mueve con la potencia que suministra el motor eléctrico, utilizando la electricidad suministrada por el generador accionado por el motor de combustión interna. La ventaja de este tipo de vehículos reside en las prestaciones y autonomía que aporta el motor eléctrico en ciudad, a través del generador y de las propias baterías. -En paralelo: En el caso de los híbridos en paralelo, tanto el motor eléctrico como el de combustión interna están conectados a las ruedas del vehículo, pudiendo trabajar de forma conjunta o por separado. Esta particularidad los hace especialmente interesantes desde el punto de vista del consumo y las emisiones, el motor eléctrico permite un ahorro notable de combustible y cero emisiones a la atmósfera, alimentado con la energía almacenada en las baterías instaladas en el coche. Estas baterías pueden recargarse estando parado mediante una toma-corriente o bien en marcha a través del generador acoplado al motor de combustión interna. En este último caso, la fuerza que llega a las ruedas procede tanto del motor eléctrico, alimentado por la electricidad que producen el generador, como del motor de combustión. -Combinada: esta tecnología hace que el motor de combustión pueda propulsar el vehículo y cargar las baterías según las necesidades del sistema. El motor eléctrico funciona solo a bajas velocidades, mientras que a alta velocidad, ambos motores trabajan conjuntamente. Según si existe la posibilidad de recargar la batería a la red eléctrica, los vehículos híbridos se dividen entre enchufables y no enchufables . Historia La invención del motor híbrido surge de la necesidad de mejorar el ahorro de combustible en los vehículos actuales y aumentar su potencia, combinando las prestaciones de los motores de gasolina con los motores eléctricos. Dos fuentes de potencia que pueden trabajar juntas, por separado o en paralelo, en función del tipo de uso para el que están diseñados. Pero veamos el funcionamiento del motor híbrido de un coche y que diferencias existen. Los coches eléctricos se remontan a la primera mitad del siglo XIX. El primer diseño de vehículo eléctrico (imagen inferior) fue obra del húngaro Ányos Jedlik en 1828, pero no podemos considerarlo un coche. También hay información sobre un diseño de Sibrandus Stratingh y Christopher Becker en 1835 de vehículo eléctrico a escala. El primer carruaje eléctrico (coche, para entendernos) fue obra del escocés Robert Anderson en 1832-1839. Poco después, Thomas Davenport y Robert Davidson perfeccionaron el concepto. La invención de la batería recargable consiguió eliminar el problema de las primeras pilas, que al agotarse eran inútiles. Hacia finales de siglo los motores eléctricos movían turismos, transportes urbanos y también camiones. Fue en 1890

cuando W.H. Patton tuvo la idea de hacer un tranvía con propulsión híbrida en serie, con un motor de gas y eléctricos. Los primeros híbridos del Mundo En 1896 los británicos H. J. Dowsing y L. Epstein patentaron ideas sobre hibridación en paralelo, que posteriormente fueron utilizadas en Estados Unidos para mover vehículos grandes, como camiones o autobuses. Dowsing llegó a montar en un Arnold una dinamo que o bien arrancaba el motor de gasolina, propulsaba o bien recargaba baterías, tal vez fue el primer híbrido de la Historia. El español Emilio de la Cuadra fundó en 1898 una empresa, Compañía General Española de Coches Automóviles E. de la Cuadra Sociedad en Comandita, para fabricar vehículos junto a los suizo Carlos Vellino y Marc Charles Birkigt Anen. En 1899 la gama inicial de cuatro modelos constaba de un carruaje biplaza, una camioneta, un camión y un autobús (imagen superior), todos eléctricos. Opcionalmente podían tener un motor de gasolina unido a un generador que se encargaba de recargar las baterías constantemente (híbrido en serie). Los acumuladores eléctricos dieron problemas y no tuvo éxito su presentación comercial. Históricamente no se les ha reconocido. Sólo se fabricaron unas pocas unidades, la empresa suspendió pagos en 1901 y luego fue el germen de Hispano-Suiza. Los hermanos belgas Henri Pieper y Nicolás Pieper construyeron en 1899 su Voiturette, con un motor de gasolina unido a uno eléctrico bajo el asiento. A velocidad de crucero el motor eléctrico generaba electricidad para las baterías, para luego dar potencia extra al subir pendientes o acelerar. Se dedicaron a su comercialización hasta vender la empresa a Henry Pescatore. Mientras tanto, en Estados Unidos la Batton Motor Vehicle Corp preparó un camión híbrido que utilizaba la patente de L. Epstein, pero poco más se sabe de este modelo. En 1900 fue presentado el primer autobús híbrido, en el mismo país, por la empresa Fischer (que hoy día sobrevive y se dedica a lo mismo). La aportación de Porsche También en 1899 un empleado de Jacob Lohner & Co hace su primer diseño de un coche híbrido, con motor eléctrico y de gasolina. Su nombre era Ferdinand Porsche y tenía 24 años. Su diseño consistía en un motor de gasolina que giraba a velocidad constante, alimentando una dinamo, para cargar unas baterías eléctricas. Además, el arranque del motor de gasolina se hacía mediante la misma dinamo. La energía eléctrica se utilizaba para mover motores eléctricos en el eje delantero metidos dentro de las ruedas, el excedente se almacenaba. Es considerado el primer coche híbrido de producción del Mundo y el primer vehículo de tracción

delantera (¡qué paradoja!). Tenía 64 km de autonomía sólo con baterías, como el Chevrolet Volt que saldrá en 2010. El Lohner-Porsche también se conoce como Semper Vivus (“siempre vivo”). No había conexión mecánica entre el motor térmico y las ruedas, así que no necesitaba transmisión o embrague, su rendimiento era impresionante: 83%. Se mostró por primera vez el 14 de abril de 1900 en la Exposición Mundial de París, sorprendiendo gratamente a los entusiastas del automóvil. Se fabricaron 300 unidades del Lohner-Porsche y catapultó como ingeniero a Porsche. Hubo una versión de carreras e incluso una 4×4 en 1903. Es decir, el primer coche con traccon total fue un híbrido. Aunque la tecnología de estos vehículos era fiable no podía competir en costes con los coches de gasolina, los Lohner-Porsche se dejaron de fabricar en 1906. La patente fue vendida posteriormente a Emil Jellinek-Mercedes, que trabajó posteriormente en el híbrido Mercedes Electrique Mixte, comercializado por Daimler-Motoren-Gesellschaft. Si seguimos por otro camino de la Historia, llegaríamos a la Mercedes-Benz actual y al grupo Daimler. Funcionamiento del motor híbrido Este tipo de motores se compone de una serie de engranajes que conectan cada uno de los motores a una cadena que aporta movimiento a las ruedas. El motor eléctrico es quien inicia el movimiento del vehículo haciendo girar el engranaje exterior, ganando velocidad sin consumir una gota de gasolina. En cambio, a partir de una cierta velocidad, el motor de combustión interna se activa haciendo girar los 4 engranajes del divisor de potencia y aumentando la potencia del coche. El sistema se completa con un engranaje central conectado a un generador que carga las baterías, accionado por el motor de gasolina y que aporta potencia extra al motor eléctrico. Esta es la clave del funcionamiento del motor híbrido, pero veamos los dos tipos de motores que existen.

Ventajas de los motores híbridos El uso de frenos regenerativos permite a los coches híbridos recoger y reutilizar la energía cinética transformada en eléctrica, que se escapa en forma de calor al frenar. Esta característica hace que estos vehículos híbridos alcancen un mejor rendimiento especialmente en carreteras muy transitadas, donde se concentra la mayor parte del tráfico.

Las ventajas de esta opción de movilidad son muy completas: se reduce el impacto ambiental al contribuir en la disminución de emisiones del vehículo a la atmósfera, existe ahorro de combustible al combinar la tecnología eléctrica con la de combustión y contribuye a reducir la contaminación acústica del tráfico rodado (al tratarse de vehículos más silenciosos en su funcionamiento). En lo referente al tráfico en las grandes ciudades -y sus progresivas restricciones de circulación debido a ordenanzas de movilidad sostenible por causas de movilidad y medioambientales-, las ventajas de los coches híbridos son numerosas, gracias a disponer de la etiqueta de la DGT ECO. La tecnología híbrida abre un amplio abanico de posibilidades del futuro eléctrico de la movilidad. Un camino que, a largo plazo, nos llevará a la expansión y consolidación de los vehículos eco, coches cero emisiones, dotados de inteligencia artificial y que operarán de forma autónoma. Vehiculos hibridos desventajas 1. Son costosos Lamentablemente, los autos híbridos siguen estando en un rango de precios que no es accesible para la mayoría de mexicanos, poco a poco este segmento se ha estado expandiendo, pero todavía falta más. Los híbridos más baratos tienen el enfoque de obtener el mejor rendimiento posible, por lo que el manejo en los autos de entrada no será deportivo o emocionante. Mientras que en los autos más enfocados en el alto desempeño el sistema híbrido otorga una respuesta más rápida e inmediata. 2. Se gasta más en el mantenimiento Los costos de mantenimiento de un híbrido son más caros que en los de un auto con motor de gasolina, debido a que la tecnología implementada requiere de expertos para hacer los servicios. La reparación en caso de un percance o algo por el estilo, también incrementará de costo ya que el costo de las baterías y su sustitución necesita de herramientas especializadas. 3. No la mejor respuesta en los modelos básicos La premisa de los autos híbridos más baratos apuntan hacia la movilidad en las grandes ciudades, tener un mejor rendimiento y tecnología en el vehículo, por lo que su motorización no está enfocada en el alto desempeño. En algunos modelos más básicos los viajes en carretera o simplemente rebasar puede ser una limitante por la respuesta tardía del motor.

Referencias

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