La energía y el consumo

Uno de los caminos para economizar energía, es la disminución del peso, y actualmente se usan diferentes recursos para lograrlo, incluyendo materiales extralivianos - Volkswagen.

Hace algunos años atrás, se buscaba permanentemente –en especial en automóviles de media y alta categoría- reforzar la seguridad activa y pasiva, aumentar el nivel de confort, reducir los ruidos y vibraciones, y disminuir las emisiones contaminantes. Todo esto sin duda, hacía aumentar el peso total y las dimensiones de los vehículos, y como consecuencia el consumo de combustible. En estos caminos de búsqueda de los constructores, podrían destacarse tres puntos principales; 1- El mejoramiento de la combustión. 2- La disminución del peso. 3- La reducción de las fricciones (internas y externas). Cabe aclarar que si se trata del frotamiento, o de las fricciones internas, se trata del motor y de la transmisión fundamentalmente, y su reducción depende en cierta forma de los derivados del petróleo, y sobre todo, de los lubricantes que juegan un papel preponderante, sin olvidar la optimización de los cojinetes y bujes antifricción. Si hablamos de las resistencias externas, la más importante es la aerodinámica, teniendo en cuenta que a velocidades superiores a los 120 km/h., el porcentaje de potencia absorbida por el motor, supera el 60 por ciento, y para disminuir el valor de esta fuerza, es necesario reducir la superficie frontal del vehículo de modo tal que el coeficiente de penetración en el aire sea bajo (Cx).

   

(1) Para economizar energía, en el camino de los constructores, ya sea en motores Diesel o de ciclo Otto, está presente la optimización de la combustión - M. Benz.
(2) El rendimiento de los aceites lubricantes, y la eficacia de los sistemas de lubricación, especialmente en el “arranque en frío”, son fundamentales para disminuir el consumo.

Otra resistencia importante a tener en cuenta, para el gasto de energía, es la resistencia al rodamiento. Una pequeña reducción de dicha resistencia equivale a una economía de consumo interesante, y en la actualidad, mucho depende de los progresos técnicos de los neumáticos. Respecto al mejoramiento de la combustión, un estudio cada vez más profundo de los sistemas de admisión y escape (múltiples, conductos y válvulas), de los sistemas de sobrealimentación mono o biturbo (TGV o VNT), combinado (compresor- turbosobrealimentador), diseño y precisión del sistema de inyección directa, diseño o arquitectura de la cámara, y de la optimización en la calidad del combustible utilizado, hacen que el proceso de combustión, sea cada vez más completo. Esto redunda, en un mayor aprovechamiento del combustible, es decir de una mayor economía, de energía, y de una menor generación de residuos contaminantes del escape.



El diseño o arquitectura de la cámara y la calidad del combustible, hacen que el proceso de combustión sea cada vez más completo - M. Benz.

   

(1) Las terminales automotrices apuestan ultimamente, a las nuevas generaciones de motores Diesel, con inyección directa de alta presión - Volkswagen V8 TDI de 4.2 litros.
(2) Tapa de cilindros construida en aleación de aluminio.

Respecto a la disminución del consumo en frío, las conclusiones son que en la etapa del arranque en frío, es cuanto más alta se dá la fricción, y esto puede significar hasta un 40 por ciento del consumo de la energía. En la mayoría de las ciudades de algunos países, casi el 50 por ciento de los recorridos realizados en automóvil, son demasiado cortos para que el motor y el aceite lubricante, tomen la temperatura de régimen o de trabajo. Para un vehículo de consumo medio, en un régimen estabilizado, dicho consumo aumenta considerablemente en el primer kilómetro recorrido con el motor en frío. Es precisamente en frío, que el rendimiento de los distintos lubricantes se destaca, es sabido que la viscosidad del aceite disminuye cuando la temperatura aumenta. Entonces el uso de un aceite lubricante de rendimiento se torna una ventaja. El segundo camino de búsqueda posible es: la disminución del peso. Generalizando, se considera que una disminución de 100 kg. De peso en un automóvil, se traduce en una disminución del consumo de casi 0,5 litros cada 100 km. En estas condiciones, el control del peso del vehículo es un objetivo a tener muy en cuenta. Actual-mente, se utilizan diferentes recursos que son: uso de materiales muy livianos, como el plástico, el aluminio, el magnesio. La optimización de la forma de los componentes, y el desarrollo de nuevos métodos de fabricación. Desde hace algunos años, y generalmente en los autos de alta gama, se viene utilizando el aluminio. En la actualidad, la myor parte de los motores térmicos, sus pistones, tapas de cilindro, carters y radiadores, inclusive blocks cilindros, son de aluminio. Sin duda, reemplazar al acero por aluminio, puede hacer disminuir el peso del vehículo en un alto porcentaje, y las perspectivas del aluminio en la industria del automóvil son excelentes. La última posibilidad de alivianamiento, es la del uso de los polímeros, que cada día es mayor, y se la puede encontrar en paragolpes, planchas de bordo, depósitos de combustible, tuberías y canalizaciones de aire, colectores de admisión del motor, etc. En la actualidad, estos polímeros significan un porcentaje interesante y creciente, con una evolución en sus propiedades mecánicas, con un moldeo fácil, lo cual determina que su uso está asegurado. No se puede dejar de lado, a los materiales composites del tipo aultra-livianos, ya que son motivo de una investigación constante. Respecto al mejoramiento del rendimiento del motor, esto es sin duda otro camino de búsqueda, de investigación, la optimización del rendimiento del motor, y aquí podrían tenerse en consideración dos objetivos; uno actual y otro a largo plazo. En lo inmediato, los constructores y las terminales, apuestan a los nuevas generaciones de motores de ciclo Diesel a inyección directa de alta presión con inyección directa, el gasoil.



Sistema “Common rail” de alta presión de inyección directa, usado en los motores gasoleros de los últimos años: 1- Inyectores multichorro 2- “Common rail” 3- Bomba de alta presión.