Category "Mecánica"

MotorBrain. Los motores también evolucionan

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Cuando pensamos en la evolución de un coche eléctrico, a todos nos vienen a la cabeza sus baterías. Pero a pesar de que son una parte fundamenteal de la ecuación, hay otros componentes con la misma importancia.

El motor es uno de ellos. Como muestra encontramos el proyecto MotorBrain. Un programa destinado al desarrollo de un motor eléctrico más eficiente, pequeño y sobre todo, libre de tierras raras. Un proyecto europeo que ha involucrado a empresas y organismos tan importantes como Infineon Technologies, Siemens, o la Universidad Técnica de Dresden.

 

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Entre un 10 y un 15% más de autonomía en los eléctricos gracias a una caja de cambios manual

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De momento ningún fabricante ha apostado por incluir una caja de cambios en ninguno de sus modelos eléctricos. La principal razón pueden ser que supone complicar un conjunto que se caracteriza por su sencillez mecánica.

Pero hay desarrolladores que siguen insistiendo que la mejor forma de mejorar la autonomía y la eficiencia de estos vehículos, es incluyendo una caja de cambios. Yo lo ha hecho Brammo en su moto eléctrica Empulse. Gracias a este sistema, ha logrado mejorar la autonomía, sobre todo en autovía, además de lograr una cifra de aceleración más notoria.

 

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201 CV en cada rueda

La asociación nacional de agencias de certificación australiana, NATA (National Association of Testing Authorities), ha confirmado una potencia de 201 CV y un par máximo de 1 250 Nm para el nuevo motor en rueda de la empresa australiana Evans.

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Los fabricantes nos la juegan con el ciclo NEDC

No es que no fuera precisamente vox populi, pero sorprende conocer detalles al respecto. Resulta que hay unas cuantas razones de peso por las que nuestros fabricantes dan unas cifras de consumo tan estupendas en el ciclo de pruebas europeo, aunque luego resulte literalmente imposible alcanzar esas cifras en la vida real.

Cuando la normativa se redacto hace unos 30 años a nadie se le ocurrió que los fabricantes intentarían hacer todas las trampas posibles, pero lo hacen, y ni siquiera son trampas ya que el reglamento es tan relajado que no hacen nada ilegal. ¿Seguro que queréis saberlo? Un informe de Continent’s Transport And Environment refleja todas estas triquiñuelas usadas por fabricantes. Pasen y vean como hacer trampas en el viejo continente sin romper ninguna regla.


El test tiene dos partes, una en la que se miden la resistencia de carga y aerodinámica y otra de laboratorio donde se usan los datos obtenidos en la primera prueba para ajustar la pista y sus parámetros de resistencia. Así que, con la connivencia de los institutos donde se realizan las pruebas, y modificando unas cuantas cosas en la primera prueba, todo es más fácil en la segunda parte del test.

Es común ajustar los frenos para que las zapatas no toquen los discos en absoluto y reducir así la fricción de rodadura. Además se hinchan los neumáticos a altas presiones para reducir de nuevo la fricción de rodadura y se usan los neumáticos de más bajo consumo posibles. La alineación de las ruedas también se retoca con el mismo fin.

Se tapan y sellan todas las discontinuidades y juntas en la carrocería como en ventanillas, puertas, aletas, techo, etc.. para reducir la fricción aerodinámica al mínimo. Se saca del coche todo lo que sobra para reducir el peso en todo lo posible y se usa la versión con menos extras, la más ligera del modelo. Con estos y otros trucos se pueden obtener hoy día mejoras en el primer test de hasta un 37% respecto al mismo coche sin modificar, y únicamente este truco se traduce ya en un 12% de reducción de combustible.

Para el segundo test se usan otros trucos más sobre la mecánica y las condiciones del test. Uso de lubricantes especiales y lubricación de toda la mecánica a conciencia para mejorar su rendimiento. La temperatura de la sala de pruebas se eleva al máximo permitido, 30ºC, para que el motor trabaje mejor y se modifican parámetros de la centralita para optimizar el consumo. Además es muy común desconectar el alternador durante la prueba reduciendo así la carga sobre el motor. Por supuesto nada de usar sistemas multimedia, gps, aire acondicionado o asientos calefactados ni nada parecido durante la prueba.

La pista de rodadura mecánica sobre la que se prueba el coche se ajusta con los parámetros más laxos posibles en inercia y resistencia gracias a los trucajes de la primera prueba. El conductor o robot usado en la prueba de conducción se entrena para hacer una conducción lo más suave posible. Si la prueba tiene lugar a gran altitud mejor que mejor.

La instrumentación de las pruebas se ajusta también de manera que de los mejores resultados. En el caso del CO2 el fabricante puede declarar hasta un 4% menos de lo que dé la prueba en realidad. Por no hablar de que los métodos de medición son tan relajados que podría ser que en realidad de la supuesta reducción en emisiones de CO2 de los últimos años sólo sea cierta la mitad. O ni eso. Y si no siempre queda retocar los datos tras la prueba. La lista de trucos en la chistera de los fabricantes es muy larga.

Además el test actual es muy poco representativo de las condiciones  actuales de conducción. La diferencia entre lo que declaran los fabricantes a lo que se obtiene en la vida real ha pasado en Alemania por ejemplo del 7% en 2001 al 23% en 2011. En resumen, nos engañan como a tontos.

Esto en parte explica la enorme diferencia existente entre las mediciones EPA y NEDC para un mismo coche. Se impone rápidamente un cambio en la normativa del ciclo europeo para que no haya diferencias tan exageradas entre lo que nos cuentan los fabricantes y los laboratorios independientes, y a ser posible que entre en marcha antes de 2015, de cara a las nuevas regulaciones de emisiones de CO2 que entrarán en vigor entonces.

Por otra parte el nuevo test mundial WLTC, World Light Duty Test Cycle, más real y fiable, esta en desarrollo y debería estar finalizado en 2014 y entrar en servicio en 2016, pero los fabricantes presionan para que no entre en marcha hasta 2021, en gran parte porque no es tan manipulable como el actual.

Si os interesa el tema y os defendéis con el inglés aquí tenéis el pdf original. Muy recomendable su lectura por muchos otros aspectos. Especialmente me ha llamado la atención la gran falacia acerca de la efectividad de Euro5 y Euro6 en la reducción de partículas de los diésel. Demoledor.

Los lemas de los fabricantes deben ser “aquí el que no corre vuela”, y “tonto el último”. Esperemos que alguien con sentido de la responsabilidad y suficiente influencia ponga fin a estas prácticas desleales y que alguien se tome de verdad en serio acabar con la peligrosa adicción al diésel de Europa.

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Fuente | Autobloggreen | Transport Environment (pdf)


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Un nuevo motor de aire líquido

Un nuevo motor de aire ha llegado a la ciudad, y esta vez no es el tan famoso y cada vez menos creíble motor de aire comprimido de MDI, ni el no tan conocido motor de Di Pietro del que alguna vez hemos hablado por aquí. En esta ocasión hablamos del motor Dearman, que funciona a base de aire, pero no comprimido sino directamente aire líquido, o también a base de nitrógeno líquido puro.

Tengo que reconocer que cuando he estado informándome acerca de esta noticia lo he hecho con sentimientos ambivalentes. Me encanta todo aquello relacionado con ciencia y tecnología pero siempre tengo la sensación ante esta clase de cosas de encontrarme ante la siguiente magufada del inventor casero de turno, y no me suele gustar darles publicidad gratuita, pero estoy dispuesto a darle una oportunidad al señor Dearman y os invito a conocer su invento conmigo en los próximos párrafos y a discutir sus posibles contratiempos y sus ventajas.

Al parecer el señor Peter Dearman, prototipo de caballero inglés con taller casero abarrotado de cachivaches, concibió la idea hace ya unos 40 años, pero no fue hasta hace poco que la desempolvó y se puso a trabajar en ella más en serio. Tan en serio que incluso ha conseguido que el Instituto de Ingenieros Mecánicos de Londres y algunas universidades se interesen por su invento y pongan manos a la obra en acelerar su desarrollo.

A grandes rasgos el motor Dearman es bastante sencillo y muy similar a los motores térmicos de toda la vida. Primero el aire se comprime hasta que 710 litros de aire se convierten en un litro de aire líquido a -196º C. El aire líquido y extremadamente frío se almacena en un depósito aislado que no necesita estar presurizado. Para mover el vehículo el aire líquido se inyecta en la cámara del pistón, donde al entrar en contacto con un medio más caliente, se calienta y rápidamente se convierte en gas presurizado expandiéndose y moviendo de esta forma el pistón.

En principio como podéis ver nada nuevo bajo el sol. Hasta aquí desde luego no se puede poner ninguna pega al invento. Funcionar funciona, la física es cierta, no hay trampa ni cartón. A continuación podéis ver un vídeo del señor Dearman y los primeros pasos que ha dado su invento, capaz incluso de mover un pequeño coche compacto.

Como ventajas es fácil ver que el sistema dispone de unas cuantas, no hay residuos contaminantes, no hay combustión, no hay humos, solo aire y vapor de agua. El aire no se almacena a altas presiones como en el MDI, evitando esos gigantescos depósitos a tantas atmósferas, aunque si está muy pero que muy frío, y una fuga o rotura seguiría siendo peligrosa. El repostaje es perfectamente posible, y desde luego no debería ser más complicado que repostar hidrógeno.

Es previsible además que el coste de todo el sistema pudiera ser inferior al de un coche eléctrico y sin ninguna duda inferior al de hidrógeno. No lleva elementos raros y caros y tampoco hay baterías que se degraden, aunque seguiría teniendo mucha más complejidad mecánica que un coche eléctrico. Por último, pero no menos importante, el aire está en todas partes y no hace falta extraerlo con electrolisis ni del gas natural ni del petroleo. Además la industria de licuefacción de aire esta sin duda muy desarrollada. A primera vista todo son bendiciones para este sistema.

Pero ahora echemos un vistazo a sus desventajas. Al igual que el motor de MDI el coche parece algo ruidoso comparado con un eléctrico pero esto es una nimiedad y  no es nada que un buen aislamiento no pueda mitigar adecuadamente. Afirman sus desarrolladores que el sistema posee una densidad de energía comparable a las baterías de litio “avanzadas”. La energía específica es de menos de 100 wh/kg y la densidad menor de 100 wh/l. Bastante menos que algunas baterías actuales que pueden llegar a los 200 wh/kg. Esta tabla nos lo aclara un poco.

Lo que está claro es que a igual peso que un eléctrico su autonomía será menor, y eso que en estos momentos del desarrollo casi siempre se exagera a mejor. En cambio a las baterías se les presupone todavía un largo camino de progreso por delante, por lo que no tardarán en dejar atrás la densidad del sistema de Dearman. Tampoco tiene forma de regenerar energía en la frenada, a no ser que lo hibriden.

Desde luego lo que no mencionan es el rendimiento del motor, ni el consumo de litros de aire a los 100. Y aún no hemos entrado en lo más importante, de toda la energía consumida en el proceso de comprimir y licuar el aire, ¿cuanta llega a las ruedas? Recordemos que aunque el aire está en todas partes comprimirlo hasta ser un líquido conlleva un enorme gasto de energía eléctrica. ¿Merecerá la pena?

Muchas y muy importantes dudas despierta el sistema, al que aún le queda tiempo por delante para poder mostrar algo real y tangible. Esperan tener un primer prototipo funcional del motor a mediados del año 2013 que sirva como base para pruebas reales, así que no empecéis aún a comprimir aire en casa todavía.

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Fuentes | Economist | Dearman Engine


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Un motor eléctrico para autobuses eléctricos desarrollado en España

La empresa Merkum Energética, con base en A Coruña, ha confirmado el desarrollo de un motor eléctrico que según los responsables de la empresa gallega, podría ser el de mejor relación peso/potencia del mercado, ya que con apenas 100 kilos de peso proporciona una potencia de 272 CV, lo que permitiría a un autobús eléctrico disponer de una buena potencia desde bajas revoluciones, y además poder lograr unas buenas cifras de autonomía.

Según Juan Figueiredo, director general de Merkum Energética, un autobús dotado de este motor podría sin grandes problemas alcanzar una autonomía de unos 350 kilómetros con cada carga, llegando hasta los 500 kilómetros con el correspondiente pack de baterías, lo que en la práctica permite comenzar la transición hacía los buses eléctricos ya mismo. Este motor comenzará las pruebas de campo en colaboración con la empresa Castrosua, que será la encargada de comprobar la efectividad de estos motores instalados en sus modelos y que recientemente ha estado en conversaciones con el fabricante chino BYD, además de investigar en el sector de los autobuses híbridos.

El objetivo del proyecto es realizar los estudios de I+D+I para la integración equipos, componentes de electrónica de potencia, motores eléctricos, mediante la construcción de prototipos y ensayos que  permitan el desarrollo de sistemas de tracción totalmente eléctricos, para autobuses urbanos. El propósito técnico es diseñar un nuevo sistema de tracción 100% eléctrico que sea altamente eficiente y que se pueda montar sobre los bastidores de los autobuses actuales.

Según Figueiredo. “El motor de imanes permanentes es un desarrollo innovador dentro de la tecnología de motores sincrónicos, ya que combina una alta precisión con un diseño simple y robusto. Es capaz de entregar un muy alto par desde tamaños reducidos a baja velocidad, lo que se traduce en un rendimiento más alto y una salida más rápida

Como hemos visto en varias ocasiones, además de una circulación mucho más limpia y silenciosa, el uso de motores eléctricos en el transporte por carretera de pasajeros supondrá también un importante ahorro económico para las empresas, que ven como los costes operativos por culpa de los costes de los carburantes y los mantenimientos mecánicos no paran de subir, y ante lo que se hacen falta imprescindibles alternativas, y nada mejor que tecnología propia para lograrlo.

En estos momentos el proyecto avanza a velocidad de crucero y después de diseñar, fabricar y seleccionar los equipos que van a integrar el sistema de tracción, se encuentran preparando la bancada de ensayos para el estudio del comportamiento del conjunto, y donde las simulaciones han arrojado excelentes resultados.

Gracias Tapie8 por el aviso

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Fuente | La voz de Galicia


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Leafhack, ampliando la autonomía del Nissan Leaf

Muchos recordaréis a los chicos de Enginer, unos pioneros en la modificación de híbridos como el Prius, que mucho antes de que Toyota lanzara el Prius Plug-in habían puesto en el mercado kits por lo cuales podíamos convertir nuestro coche en enchufable y extender la autonomía del coche en modo eléctrico hasta varias decenas de kilómetros.

Ahora se han atrevido a meter mano en el Nissan Leaf en una modificación mucho más compleja que a diferencia de la desarrollada para el Prius, esta no puede ser retirada facilmente, y que nos permite extender la autonomía de nuestro coche de forma importante. Básicamente lo que nos ofrece Enginer es instalar un sistema de baterías de litio fosfato a 48 V compuesto por tres capacidades diferentes, 4, 8 y 12 kWh, lo que ampliará nuestra autonomía según el tamaño del pack instalado.

El sistema de instalación de Leafhack supone una modificación permanente, donde el pack está conectado a la batería del Leaf mediante la toma frontal donde habitalmente enchufamos el coche a la corriente, lo que en teoría supone circular como si el coche estuviese conectado al enchufe de nuestra casa todo el tiempo. Como la toma frontal queda inutilizada, Enginer ha habilitado una nueva entrada de 5 amperios de nivel 2 donde podremos recargar de forma convencional.
La autonomía que podamos obtener dependerá de la capacidad de la batería y esta partirá desde los 32 kilómetros extra del pack de 4 kWh hasta los 64 kilómetros del pack de 12 kWh. Por su parte el coste del sistema, sin mano de obra, comienza en los 2.780 euros de la versión de 4 kWh, hasta los 5.980 euros de la versión de 12 kWh, precios a los que tendremos que sumar la instalación.
Pero añadir más baterías al coche supondrá también aumentar su peso, por lo que es de esperar que las prestaciones originales sufran una pequeña degradación, y el Leaf pasará a pesar con el pack pequeño 72.57 kilos adicionales, mientras que si optamos por el pack de 12 kWh incrementaremos el peso como si siempre llevásemos a dos adultos con nosotros, 163 kilos extra, que además nos restarán gran parte del escaso espacio de carga.
¿Tiene sentido esta modificación? con el Nissan Leaf 2013 a la vuelta de la esquina, con una autonomía que se verá aumentada en un 25%, no lo será para los que quieran comprarse una unidad ahora mismo, pero para aquellos que tengan el coche en propiedad y necesiten incrementar la autonomía, se trata de una solución técnicamente muy compleja que anulará cualquier garantía que pueda quedar, pero que a cambio nos permite disfrutar de un extra de energía que pueda permitirnos en el mejor de los casos aumentar la autonomía hasta superar los 220 kilómetros con cada carga.

También puede ser una solución para aquellos que después de un uso intensivo comiencen a perder capacidad en sus baterías originales, una pérdida que si Nissan nos ofrece una alternativa de reparación muy costosa, servirá como opción de bajo coste, teórico claro.
Por supuesto hay preguntas como si será necesario en nuestro país homologar esta modificación, que pasará en caso de accidente, el comportamiento dinámico con el nuevo peso, y otras muchas cuestiones técnicas (como la refrigeración de esta batería) que iremos resolviendo según vayamos obteniendo más información de esta nueva modificación del Nissan Leaf.
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Fuente | Greencarreports

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Un aire acondicionado ‘verde’ para el coche eléctrico


El Instituto Andaluz de Tecnología (IAT) está llevando a cabo, dentro de un programa promovido desde la Unión Europea, el rediseño ecológico de algunos sistemas que componen el coche eléctrico. Desde la capital andaluza, una de las ciudades mas cálidas del país, un equipo de i+D estudia la manera de aumentar el rendimiento energético del sistema de climatización de los coches eléctricos, con el fin de reducir consumo y mejorar de este modo la autonomía.

“La meta es lograr que el vehículo eléctrico sea sostenible y medioambientalmente aceptable en todo el ciclo de vida: desde la adquisición de los materiales, pasando por el diseño, la producción y el ensamblaje, hasta la venta y destrucción (o reciclaje) de sus componentes”, explica Miguel Ángel Luque, director general del IAT. La iniciativa europea en la que se ha embarcado se desarrollará durante dos años y cuenta con un presupuesto de 1,21 millones de euros financiado por los Fondos Feder.

El ecorrediseño del aire acondicionado ha recalado en Sevilla, en las manos de los profesionales del IAT. Las razones saltan a la vista: el calor extremo de la ciudad proporciona las condiciones óptimas para analizar el comportamiento del sistema e introducir una serie de mejoras. En estos momentos, el organismo se encuentra sumergido en la fase de estudio, que se prolongará por cuatro meses. 

Como punto de partida, han incorporado una serie de sensores a una unidad del Think City, para monitorizar todas las variables del sistema y tener una idea bastante precisa de los datos que afectan a la eficiencia de climatización. A partir de ahí, su labor se centrará en reducir ese impacto del aire acondicionado en la autonomía del coche. En esta segunda etapa ya se trabajará en el rediseño de las piezas para rebajar su impacto medioambiental.

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Fuente | Diario de Sevilla


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Tesla, la recarga del vehículo eléctrico y el Renault ZOE, lo mejor de la semama

Esta semana los temas más populares del blog están encabezados por las promesas cumplidas por parte de Tesla y su Model S, que han pasado por las manos de la revista Inside Line que ha podido poner a prueba en un circuito las capacidades dinámicas de este modelo, que no sólo cumple lo prometido, si no que incluso lo mejora, con una aceleración hasta los 100 km/h que pasa de los 4,4 oficiales a los 4,3 segundos obtenidos por los redactores.

Como siempre los temas de recargas también tienen su impacto, y en este caso la explicación de Endesa sobre los diferentes formatos disponibles en nuestro mercado, arrojan un poco de luz a un tema muy confuso para los menos informados. También como siempre tiene su espacio del Renault ZOE, que se ha demostrado como el tercer modelo eléctrico más eficiente del mercado, y el primero de su clase, sólo superados por los pequeños MIA y Smera.

También ha dado para una larga conversación el tema de los talleres mecánicos y los coches eléctricos, un binomio que no parece tener una relación tan cercana como con los coches con motor de explosión, y que amenaza con mandar a la ruina a la mayor parte de los mecánicos independientes, que no encontrarán trabajo en los coches eléctricos, mecánicamente mucho más sencillos que los dotados de un motor de combustión.

Otra noticia interesante de esta semana es la que nos confirma que el principal obstáculo para que las ventas de coches eléctricos alcancen cifras notables es el precio, ni la autonomía ni los tiempos de recarga, el problema es el precio, y queda demostrado con las importantes cifras de ventas que están logrando las unidades que el grupo PSA está liquidando en Francia del C-Zero y el iOn, que pueden ser adquiridas desde sólo 10.900 euros, casi un tercio de su precio de salida.

Pero además de precio, todos queremos coches eléctricos cada vez mejores en todos los sentidos, y eso parece que nos ofrecerá la próxima actualización del Nissan Leaf, una versión que llegará el próximo año con una autonomía que crecerá según los rumores un 25% respecto a la actual, gracias a un nuevo sistema de gestión energética y un mejor sistema de climatización.

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Los coches eléctricos, una ruina para los talleres

Una de las principales características que diferencian a los coches eléctricos de los dotados de un motor de combustión, es su menor dependencia de los talleres, fruto de una mecánica infinitamente más sencilla que supondrá un gasto en recambios casi nula.

Esto supondrá con el paso de los años un tremendo cambio que afectará de forma muy directa a los talleres independientes, que viven en gran parte de la venta de elementos como correas de distribución, filtros del aceite y otros recambios que no están presentes en los coches eléctricos. Según el propietario de un conocido taller de Nueva York, esto supondrá irremediablemente la ruina de un sector que vive de la complejidad de los actuales motores de combustión.

Pero serán las pastillas de freno las que supondrán el mayor golpe a este tipo de negocio, y según este propietario, la sustitución de este elemento supone cerca del 40% de los ingresos, unos ingresos que caerán por culpa de los coches eléctricos y los híbridos donde el freno regenerativo se ocupa de gran parte del trabajo de frenado, y los cambios de pastillas pueden pasar de los actuales 24.000 kilómetros de media de los coches con motor de explosión, a los 72.000 de los eléctricos.

Según los mecánicos, si todos se cambian a los coches eléctricos será una catástrofe, y los ingresos caerán de forma brutal, ya que un vehículo de estas características, como el Nissan Leaf, apenas necesita un cambio de filtros del aire cada 50.000 kilómetros, y cambio de neumáticos, el resto de operaciones habituales en un coche convencional pasarán a la historia.

Como vemos, todo tiene su lado bueno y su lado negativo, aunque para consuelo de los talleres, todavía quedan muchos años antes de que los eléctricos sean mayoría en nuestras carreteras, por lo que de momento puedes seguir con su centenario negocio.

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Fuente | Greencarreports


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