jorgeBriton

La tendencia actual es el downsizing, es decir, reducir lo máximo posible la cilindrada de los motores. Para ello se hace necesario utilizar un turbo-compresor. Para acceder a los graficos de esta nota haz click aqui Turbo-compresor: el nuevo requisito Los pequeños motores a gasolina equipados con turbo-compresor prometen una buena relación potencia/cilindrada motor, bajo consumo y una importante disminución de las emisiones, al mismo tiempo que una más eficiente utilización de los recursos petroleros. La clave para cumplir todas estas demandas es el turbo-compresor. Esto no es más que un dispositivo por el cual una turbina unida por medio de un eje a un compresor permite aumentar el llenado de los cilindros sin ninguna asistencia de energía externa. La turbina recibe el flujo de los gases de escape del motor y el compresor comprime el aire proveniente del filtro y en dirección al múltiple de admisión. La fuente de energía para comprimir el aire que entrará a los cilindros es la temperatura y la presión de los gases de escape. Según su diseño y utilización, la turbina puede llegar a las 300.000 rpm en unos pocos segundos. De esta manera el compresor tendrá la potencia necesaria para comprimir el aire de admisión (normalmente hasta 1.5 bar de presión relativa). La eficiencia y la potencia aumentan al igual que la temperatura de los gases de escape. Cuando el motor funciona en torno a regímenes de carga máxima la temperatura puede ser un serio problema. Este problema no es sólo para el turbo en sí mismo, sino que hay que pensar que las válvulas de escape también están expuestas a este riesgo. En los automóviles modernos equipados con catalizadores, las temperaturas que excedan los 1000ºC pueden ser letales. Pocos segundos de extrema temperatura representan para el motor un daño importante y de alto costo de reparación. Hasta hoy, la única manera de disminuir la temperatura de los gases de escape, y así proteger los componentes mencionados anteriormente, es haciendo uso de mezclas ricas. Esto claro está, en detrimento del consumo de combustible. La combustión de una mezcla rica va a dar como resultado una disminución de temperatura de los gases de escape. Hoy el abanico de posibilidades se abre un poco más y aparecen nuevos sistemas que, por medio de sistemas de control electrónico, permiten enfriar los componentes en riesgo por alta temperatura. Estos sistemas son en su mayoría intercambiadores de calor por medio de agua. Todo en un debido equilibrio. El reducir las temperaturas de operación es, en términos generales bueno, aunque no siempre. Este es por ejemplo el caso del catalizador, que como dijimos su temperatura de funcionamiento no debe superar en general los 1000ºC. El punto crítico es el arranque en frio, donde el catalizador no presenta una buena eficiencia y, por tanto, habrá que esperar entonces a una temperatura de funcionamiento de 400ºC para que el tratamiento de los gases de escape pueda ser llevado a cabo eficientemente por el mismo. Un tema importante desde el punto de vista del desarrollo de un turbo-compresor es el diseño del flujo de gases de escape para aumentar su comportamiento dinámico hasta el punto de máxima potencia motor. 1)Para motores diesel, BMW desarrollo el Twin Scroll, que consiste en dos flujos independientes de los gases de escape que hacen girar la turbina. 2)Otro ejemplo es la sobrealimentación por etapas, con dos turbos que producen un salto escalonado de la presión de alimentación. 3)Lo más eficiente es sin embargo los turbos de geometría variable (VTG) que comienzan a hacerse sentir ni bien uno sale del régimen de ralentí. Del diesel a la gasolina las diferencias son grandes y esto también se refleja en las características que el turbo debe tener. Para empezar, los estudios termodinámicos de un ciclo a presión constante de un motor diesel indican que las temperaturas máximas oscilan entre 600 y 800ºC de acuerdo al diseño del motor. En el caso de un ciclo termodinámico a volumen constante de un motor a gasolina las temperaturas pueden ser de hasta 200ºC superiores. Esto ya nos habla de solicitaciones totalmente distintas para un turbo que equipara a un motor diesel que a un naftero. Por otra parte un motor diesel tendrá un régimen de vueltas máximo de alrededor de 4500 rpm mientras que un naftero será de por lo menos 6000 rpm (en motores deportivos los regímenes pueden ser bastante más elevados). En 2006 los turbos de geometría variable experimentaron un salto tecnológico con el lanzamiento del Porsche 911 turbo. En este auto las temperaturas de escape eran tan elevadas que tuvieron que fabricarse piezas especiales a base de materiales resistentes a altas temperaturas. VW también dio pasos importantes combinando turbo-compresores y compresores para lograr una sobrealimentación por etapas con sus sistemas Twincharger-TSI. Hoy por hoy el objetivo de quienes diseñan turbo-compresores es el mismo, lograr alta eficiencia basándose en sistemas que sean relativamente simples. Más allá que la tecnología existe, no siempre se utiliza por motivos económicos. El mercado no siempre está dispuesto a pagar un precio elevado por un componente que tenga ciertas ventajas técnicas, y por aquellos pocos que sí lo deseen los costos de desarrollo no son viables. La tendencia hoy es la implementación de sistemas bi-turbo, con la ventaja de un dimensionamiento del turbo-compresor más pequeño, con menores inercias y mayor agilidad a la hora de conducir. De esta manera se reduce considerablemente el tiempo muerto que existe entre la demanda de par motor (cuando el conductor aprieta el acelerador) y el momento motor efectivo con el fin de acelerar al vehículo. ¿Por qué es crítico el arranque en frio? Porque las emisiones y el consumo se miden en un ciclo de conducción de acuerdo al mercado donde el vehículo será comercializado (algunos de ellos son NEFZ para Europa y FTP75 para USA). Un arranque en frio significa una mayor resistencia interna del motor y un alto grado de emisiones nocivas debido a la baja temperatura del catalizador, y por ende una mala performance en los ensayos de homologación. Más artículos e información sobre Mecánica Automotriz... Haz click acá

Más artículos de Mecánica Automotriz...haz un click aquí Un mecanismo de biela y manivela tiene como objetivo transformar el movimiento rectilíneo alternativo en un movimiento circular de rotación (y viceversa). Los motores de combustión interna tradicionales utilizan este principio, y el movimiento rectilíneo alternativo del pistón es transformado en un movimiento de rotación del cigüeñal. El diseño de un motor debe realizarse desde un punto de vista termodinámico, geométrico y vibracional (entre otros), calculando así el trabajo útil por ciclo, la cinemática y dinámica del sistema, y las solicitaciones mecánicas y térmicas a la que estarán sometidos todos los componentes. es preciso saber la posición exacta del pistón para evitar interferencia con las válvulas durante su fase de apertura r/l, una relación fundamental Muchas características del motor durante su concepción quedarán determinadas por esta relación denominada λ, donde r es el radio de la manivela (del cigüeñal) y l la longitud de la biela. Esto determinará entre otras cosas la rapidez del pistón (a un número de rpm determinado), su carrera y la dinámica del motor en sí mismo. Mediante estos dos parámetros geométricos (r y l) podremos calcular en primer lugar la posición exacta del pistón para cada ángulo de giro del cigüeñal, y en segundo lugar las fuerzas de inercia actuantes. Esto es muy importante porque es preciso saber la ubicación del pistón para así asegurarse que no haya interferencia con las válvulas durante su fase de apertura. El desplazamiento del pistón y(φ) con respecto al punto muerto superior (PMS) quedará determinado por la siguiente ecuación. Si bien esta ecuación no resulta muy amigable a primera vista, su entendimiento es más sencillo si la graficamos. Para eso vamos a considerar r=50mm (es decir, el radio de la manivela de 50mm) y 0<λ<1 con intervalos de 0,1. Es decir que para cada relación r/l vamos a obtener una curva como se observa a continuación. Aquí observamos el desplazamiento del pistón con respecto al PMS en función del ángulo del cigüeñal. Para un ángulo de 0° constatamos que el desplazamiento es nulo, es decir que el pistón se encuentra en el PMS. La carrera descendente tiene lugar entre los 0° y 180°, es en este último punto donde el pistón descendió 100mm (con respecto al PMS) y por lo tanto se ubica en el punto muerto inferior (PMI). Entre los 180° y 360° tiene lugar la carrera ascendente. Ésta termina a los 360° con un desplazamiento nulo con respecto al PMS. En este gráfico se observa claramente lo que podría ser la carrera de admisión y compresión. Para un motor de 4 tiempos, se necesitan 2 vueltas motor para cumplir un ciclo de trabajo, es decir 720°. En estas dos vueltas del cigüeñal se llevan a cabo las 4 carreras necesarias, la admisión, compresión, expansión o combustión y escape. Estas 4 carreras están claramente identificadas en el siguiente diagrama. La relación λ es fundamental para el diseño de un motor. Determina las características del motor que tendrán que ser tomadas en cuenta según la aplicación/función del mismo. Un motor estacionario para un generador eléctrico o una locomotora necesitan distintas velocidades de funcionamiento y par motor que, por ejemplo, un pequeño motor de gasolina para un vehículo familiar. Para vehículos livianos de categoría M1, λ toma valores entre 0.15 y 0.35. Vale aclarar también que en los gráficos anteriores una relación λ=0 es en la práctica imposible de conseguir (esto significaría r=0 o bien una biela infinitamente larga). La intención de graficar este valor es a fin de entender la expresión matemática únicamente. MAS ARTICULOS ...CLICK AQUI

Me gustan los camiones, los 4×4, los tractores y también me gustan los autos deportivos. También me gustan los barcos, aviones, helicópteros y todo lo que tenga motor y se mueva. Cuando decidí estudiar ingeniería mecánica no tenia esto muy claro, pero luego con el pasar del tiempo me fui dando cuenta del por qué tome la decisión de seguir esta carrera. La diferencia entre un mecánico y un ingeniero mecánico A quien le gusta esto únicamente debería por ende seguir algo relacionado a reparación, mecánica o incluso pensar en tener su propio taller mecánico. Mi problema era que a mí me gustaba eso, pero también me gustaba el hecho de conocer las cosas más en detalle. Con esto no me refiero a saber de memoria el par de ajuste de la tapa de cilindros de determinado motor, para eso existen los manuales. En ese momento no entendía nada de inyección electrónica, apenas había desarmado un par de carburadores junto a mi padre, o lo había ayudado a arreglar el auto viejo que siempre se rompía en el momento menos indicado. Esto fue algo fundamental, porque indicaba que no me interesaba solo cambiar piezas o componentes sino entender su funcionamiento y su concepción/diseño. La otra gran cosa que siempre me apasionó fue manejar, o simplemente andar en auto. Para ser más claro, imagínate un perro que esta todo el día encerrado y de repente el dueño le dice “vamos a pasear” y toma la correa. Esa misma intensidad de alegría sentía yo cuando había que andar en auto, y más aun cuando podía conducir uno. La diferencia entre un conductor de camión y un ingeniero de puesta a punto de vehículos (como soy yo) es que a mí me gusta conducir y entender exactamente lo que pasaba en cada instante en que realizo una maniobra. Si te gustan los vehículos, la mecánica y conducir… diría que formas parte de ese 70% de las personas que sienten cierta pasión por los coches o autos. Una vez que hayas pensado todo esto en detalle podrás tener una pequeña noción si la ingeniería podría ser la carrera adecuada para ti. El que te gusten los autos, los motores o conducir no es lo único que se necesita para seguir ingeniería mecánica. De hecho, a los conductores de camiones de larga distancia les gustan los motores, los camiones, la ruta, conducir pero sin embargo seguramente no les interese hacer un trabajo de cálculo para entender las cosas en mayor profundidad. Les gusta conducir, entender cómo funciona su camión y disfrutar de la ruta. Si quieres saber más sobre desarrollo, diseño de coches o vehículos, visita motor en marcha. Tips y consejos para tu carrera de ingeniero y pasión por los vehículos.

Tesla Model S - El auto de Silicon Valley que hace honor a Nikola Tesla. Es la única marca que no produjo/produce emisiones ya que todos sus modelos fueron/son eléctricos. Si bien la empresa no atraviesa su mejor momento económico, sus productos son revolucionarios y de alta calidad. Es muy difícil ver un Tesla en la calle, sobre todo porque el mayor mercado se encuentra en USA. En Europa se lo vende sobre todo en Holanda y Suiza. El Model S es su variante de alta gama capaz de transportar hasta 7 personas. El ingenio, la innovación y el desarrollo electrotécnico fueron las características mas importantes de Nikola Tesla. Los autos Tesla se caracterizan por lo mismo. — in Stuttgart, Germany. Más sobre ingeniería mecánica y autos Haz un Click aquí

El diseño y la realización de un neumático resulta de la combinación de dos elementos: técnica y experiencia. Pasada la etapa inicial de diseño frente a la computadora, son los ensayos en la práctica los que definen el éxito del dibujo. Es allí donde se deja el terreno de la teoría y se traslada a la realidad. Cuáles son los problemas más recurrentes al diseñar un neumático Antes de que un neumático sea tallado manualmente, debe pasar una estricta fase de diseño. En primer lugar se establecen los objetivos para el cual será utilizado, ya sea un neumático de verano, de invierno, deportivo, o uno que deba ser montado en una llanta de aleación liviana. En base a esto se definirá su construcción interna, la carcasa y las paredes laterales. Estos dos conceptos se contraponen en un neumático que deberá afrontar ambas circunstancias durante su vida útil. Paralelo a esto, debe trabajarse el diseño del dibujo de la banda de rodadura. Es aquí donde comienzan los primeros conflictos de diseño. Para un buen comportamiento en curvas y altas performances de frenado sobre una superficie seca es necesario que la superficie de contacto entre el neumático y el suelo sea lo mayor posible. Por el contrario, para aumentar la performance de frenado y evitar los efectos de aquaplaning en una superficie mojada, es necesario tener una superficie de contacto pequeña. Estos dos conceptos se contraponen en un neumático que deberá afrontar ambas circunstancias durante su vida útil. En el caso de los neumáticos de invierno, pequeñas ranuras suplementarias (también llamadas “estrías”) deben realizarse sobre cada bloque de caucho situado en la superficie de la banda de rodadura. Cuál es el dibujo más adecuado para tu neumático No sólo el largo de las ranuras juega un rol importante en el diseño sino también la forma y su dirección A la hora de diseñar el dibujo de un neumático es importante considerar la longitud total de las ranuras transversales (comprendidas en la superficie de contacto con el suelo) en la dirección perpendicular en que avanza el vehículo. Esto va a dar un índice de tracción característico. ¡Esta longitud total de ranuras puede llegar hasta 2.5m! No sólo el largo de las ranuras juega un rol importante en el diseño sino también su forma y orientación. Las ranuras perpendiculares a la dirección de movimiento del vehículo aumentan las performances de frenado y tracción, mientras que las ranuras longitudinales optimizan el comportamiento del mismo durante las curvas. Comúnmente se utilizan ranuras en forma de zig-zag, siendo estas un compromiso práctico desde el punto de vista de la fabricación y la performance del neumático. 
A pesar de las buenas prestaciones que ofrecen las ranuras, es fundamental mantener cada pequeño bloque de caucho de la banda de rodadura con cierta rigidez. El desafío es siempre tener un balance adecuado entre la adherencia y rigidez. ¡Manos a la obra! Ranuras longitudinales para mejorar el comportamiento en curvas, transversales para optimizar la performance de tracción y frenado; todo se define en la oficina de diseño. Es allí donde por medio de modelos de cálculo y computadoras se define, se diseña, se calcula y se optimiza el dibujo que llevará el neumático. Una vez definido se hará una plantilla que será utilizada para marcar el neumático liso y le dará la forma deseada. Sobre el neumático se talla el surco de las ranuras, los canales y hasta el estriado final en el caso de los neumáticos de invierno, para aumentar su adherencia en la nieve y hielo. Las herramientas utilizadas son muy variadas. Desde diferentes tipos de cuchillas, con distintos espesores y formas, a los más sofisticados sacabocados de caucho eléctricos. 
El tallado del prototipo de un neumático es un proceso que insume mucho tiempo, llegando hasta 40 horas en el caso de los neumáticos de invierno, y por ende el costo en materia prima y mando de obra es muy elevado. Aún así, este proceso es más económico que la elaboración de un molde hecho únicamente para un sólo prototipo. Más de 2000 de estos neumáticos de ensayo artesanales son fabricados anualmente por la empresa Continental con el fin de estudiar nuevos productos. Los ambientes para las pruebas pueden ser muy variados: nieve, hielo o distintos tipos de asfalto, desde mojado a extremadamente seco y caliente. Los ensayos son a veces de tal exigencia que los neumáticos deben descartarse después de rodar algunos pocos kilómetros.
 Los criterios de aceptación de los diseños son difíciles de establecer, ya que cada lugar del mundo es diferente y su utilización, por tanto, también lo será. 3 factores a tener en cuanta a la hora de elegir un neumático 1)El mercado ofrece hoy una variedad muy amplia de neumáticos. Las opciones aumentan con el pasar del tiempo y la selección del mismo ya no depende únicamente de sus dimensiones, índice de carga y velocidad, sino de su material y dibujo. 2)Antes de elegir el neumático es importante saber las condiciones del medio en que será sometido el vehículo y la forma de conducir. 3)No te olvides que los neumáticos son el nexo fundamental entre el vehículo y el suelo, de ellos dependen las performances, la dinámica de tu vehículo y tu seguridad. No cometas el error de dejar que el precio defina tu selección.