Tecnología del automóvil
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Desde que se inventó el automóvil, este ha acogido multitud de componentes diseñados para él o incorporados posteriormente. Esto convierte al automóvil en un compendio de tecnología rodante.
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[editar] Motor
El motor es el que consigue mover al vehículo. Al comienzo había variedad de motores: de vapor, de combustión interna, eléctricos. Actualmente solo se usan los de combustión interna, pero están apareciendo coches híbridos como el Toyota Prius, que usan también uno eléctrico.
Alrededor de los motores se han desarrollado multitud de subsistemas para mejorar su funcionamiento. El carburador se sustituyó por los diferentes sistemas de inyección de combustible. La inyección permitió mejoras como el corte de inyección en reducciones y en el límite de r.p.m.
- Gasolina
- Inyección multipunto y monopunto
- Inyección directa e indirecta. Esta última casi la única hoy en día.
- La inyección electrónica mejoró el aprovechamiento del combustible.
- Diesel
- El turbo no es exclusivo de los Diesel pero lo aceptan mejor que los gasolina.
- Bomba de inyección rotativa
- Mono-inyector
- El common-rail permitió algunas técnicas como la pre-inyección, que mejoraron el ruido de los Diesel sobre todo en frío. La sucesora de esta fue el multijet de FIAT una inyección repartida en 5.
Los motores de pistones no son perfectos y tienen algunas desventajas que otros como los eléctricos o los de vapor no tenían. Estos motores tenían un par motor mucho más constante que los actuales.
El principal motivo es el sistema de distribución de válvulas. Para reducir este efecto han surgido los sistemas de distribución variable:
Desde 1940 se fabrican motores "Wankel", de mayor rendimiento. Consisten en un rotor casi triangular que gira sobre un eje excéntrico dentro de una cámara elíptica. Consiguen una potencia mucho mayor, igual de fiable y con un par motor más constante que en un motor de pistones. Está basado en la idea original de motor de Otto, pero que no se pudo desarrollar por no existir unos materiales que aguanten la potencia y rozamiento que generaban; además de pecar de un exceso de consumo de aceite. Actualmente solo lo equipan los Mazda RX-8.
[editar] Combustibles
[editar] Chasis
El resto del vehículo debe estar acorde con el motor y debe dar las condiciones suficientes de seguridad y comodidad. Aunque hace mucho que existen los cambios automáticos actualmente en Europa se sigue utilizando mucho los cambio de marchas manuales. También hay sistemas que permiten el cambio automático y pasar a cambio manual. Algunos avances de los sistemas de cambio actuales son:
- Cambios sincronizados. Evita que "rasquen" la marchas.
- Cambios secuenciales. Se cambia subiendo y bajando las marchas de uno en uno mediante un pulsador. Hace muchos años que esta en las motos.
- CVTPermite tener la relación de marchas que se quiera, no hay que elegir entre 5,6 o 7 marchas.
Tras salir de la caja de cambios la potencia hay que transmitirla al suelo a través de las ruedas de un eje o ambos 4x4. En un principio los coches eran de tracción trasera debido que no se podían girar (ruedas directrices) las ruedas tractoras. Hoy en día hay una gran mayoría de vehículos con tracción delantera. Es más simple, barata y tiene menos rozamientos, aunque no presenta las mejores cualidades dinámicas sobre todo para los deportivos.
La diferencia de giro de las ruedas en las curvas (las ruedas exteriores giran más rápido que las interiores), presentaba un problema para transmitir el movimiento a las ruedas. Luego se solucionó utilizando el diferencial. El diferencial presentaba problemas de pérdida de tracción. Si una de las ruedas motrices perdía tracción no se podía mover el coche aunque el resto si la tuviesen. Para solventar este problemas se inventaron varios sistemas:
- El diferencial autoblocante
- El diferencial Ferguson o de acoplamiento viscoso.
- El diferencial Torsen.
- diferenciales bloqueables mediante un pulsador o mediante un mecanismo en los cubos de las ruedas.
- Sistemas electrónicos de control de tracción. Muchos basados en el ABS.
[editar] Suspensión
La suspensión tiene el objetivo de mantener las ruedas pegadas al suelo y evitar en lo posible que las irregularidades del suelo las reciban los pasajeros. Al principio los coches no llevaban amortiguadores, y los elementos elásticos utilizados tienden a rebotar, con lo que las ruedas se despegan y pueden llegar a hacer saltar al coche. Evitar esto es la misión de los amortiguadores.
Al principio solo eran dos discos que rozaban entre ellos para frenar el rebote de muelle. Hoy en día, son hidráulicos o de gas, incluso regulables en dureza como los reológicos, útiles en suspensiones activas.
Normalmente se han usado elementos elásticos metálicos para sostener el peso del vehículo: ballestas, barras de torsión o muelles helicoidales. Pero el aire o el gas, habitualmente nitrógeno, absorbe las oscilaciones del suelo de forma más suave o no rebota, como por ejemplo, los muelles. Esta suspensiones neumáticas se suelen regular fácilmente, la altura, añadiendo más gas y la dureza reduciendo el tamaño de la cámara de gas que sostiene el peso del coche.
Véase también::suspensión hidroneumática de citroen, barra estabilizadora.
[editar] Frenos
Los frenos deben tener capacidad para detener el coche en el menor espacio posible. Además deben tener una buena resistencia a la fatiga y ser fácilmente dosificables. A la hora de un frenada de emergencia lo más habitual es frenar todo lo posible (sobre todo al final), aunque no siempre es lo adecuado, especialmente si no se tiene ABS, que evita que se bloqueen la ruedas, aumentando la distancia de frenado y sobre todo perdiendo la capacidad de dirección.
Otro sistemas que sí aumentan la capacidad de frenado son el BAS y el reparto electrónico de frenada.
Fuera de las ayudas electrónicas los sistemas mecánicos de frenada también han avanzado. Antes se usaban tambores y actualmente se tienden a poner discos de freno incluso en las ruedas traseras. Un gran mejora de los discos de freno son discos de carbono y cerámicos que poseen un resistencia inigualable. Los que se usan en Fórmula 1 se llegan a poner incandescentes y siguen frenando sin problemas. Porsche los incluye en algunos de su deportivos, y superan con creces su prueba específica de resistencia a la fatiga, 25 frenadas seguidas desde el 90% de la velocidad máxima hasta la parada.
Actualmente para trasmitir la orden de frenar se utiliza un circuito hidráulico pero mercedes-Benz está pensando en sustituirlo por un sistema eléctrico.
[editar] Alumbrado
Para poder desplazarse en condiciones de poca iluminación (de noche, túneles, etc.) los automóviles poseen un sistema de iluminación de la vía. Estos han tenido una importante evolución.
Inicialmente utilizaban bombillas incandescentes, basadas en un filamento aislado en una bombilla de vidrio al vacío.
Posteriormente surgieron los focos halógenos, que son los más ampliamente utilizados actualmente, cuya operación es similar a la bombilla incandescente, pero en vez de estar el filamento en vacío, el filamento está en un ambiente en el que se ha introducido un gas halógeno. Los Gases Halógenos son Flúor, Cloro, Bromo y Yodo.
Últimamente se han empezado a utilizar focos de Xenón, que operan basándose en una descarga eléctrica, del tipo de un arco voltaico, en presencia de un gas noble (los gases nobles son Helio, Neón, Argón, Xenón, Kriptón y Radón). Este sistema produce un haz de luz potente, de alta eficiencia, de un color azulado que los caracteriza, manteniendo a la vez un bajo consumo de electricidad.
