Diseño De Automoviles
El diseño de automóviles, también
conocido como diseño
automovilístico o diseño de automoción, es la
profesión implicada en el desarrollo de un automóvil. Normalmente está referido al diseño de automóviles de turismo, pero normalmente también
se refiere a motocicletas, camiones, autobuses y furgonetas. hoy en día, es llevado a cabo por un gran equipo que
reúne diferentes disciplinas. En este contexto se refiere sobre todo a
desarrollar el aspecto o la estética visual del vehículo, aunque también está
implicado en la creación del concepto del producto. El diseño de automóviles es
practicado por los diseñadores que tienen generalmente una orientación en arte,
pero sobre todo, un grado en diseño industrial o diseño del transporte.
Elementos de diseño
La tarea del equipo
de diseño está repartida generalmente en tres aspectos principales: el diseño
exterior, el diseño interior, el color y los agregados aplicados. El diseño gráfico es también un aspecto del diseño
de automóviles. Esta fase es compartida entre el equipo de diseño y el
diseñador al mando del equipo tomara las medidas para el fin a que se destina.
Diseño exterior
El estilista
responsable del diseño del exterior del vehículo desarrolla las proporciones,
la forma, y
las superficies del vehículo. El diseño exterior se hace por una serie de
dibujos digitales o manuales. Se ejecutan y se aprueban dibujos progresivamente
más detallados. La arcilla y o los modelos digitales se desarrollan, junto con
de los dibujos. Los datos de estos modelos entonces se utilizan para crear una
maqueta del mismo tamaño del diseño final (cuerpo en blanco). Con máquinas
freadoras CNC de 3 y 5 ejes, el modelo, primero se diseña en un programa de
computadora, y en seguida “se talla” con la máquina y usando grandes cantidades
de arcilla . Incluso en tiempos del software 3d de clase superior y de los
modelos virtuales, el modelo en arcilla sigue siendo la herramienta más
importante para evaluar el diseño exterior de un coche y por lo tanto usado a
través de la industria.
Diseño interior
El estilista
responsable del diseño del interior del vehículo desarrolla las proporciones,
la forma, y las superficies para el tablero, los asientos, los paneles de
ajuste, etc. Aquí el énfasis está en la ergonomía y
la comodidad de los pasajeros. El procedimiento es igual que con el diseño
exterior (bosquejo, modelo digital y modelo en arcilla).
Diseño del color y detalles
El diseñador del
color y los detalles (o color y los materiales) es responsable de la
investigación, el diseño, y el desarrollo de todos los colores y materiales
interiores y exteriores usados en un vehículo. Éstos incluyen las pinturas,
plásticos, el diseño de la tela, forrado con cuero, alfombra, agregados de
madera, y así sucesivamente. El color, el contraste, la textura, y el patrón se
deben combinar cuidadosamente para dar al vehículo un ambiente y una
personalidad interiores únicos. Estos diseñadores trabajan de cerca con los
diseñadores exteriores e interiores.
La inspiración de los
diseñadores provienen de otras disciplinas del diseño, por ejemplo: diseño industrial, diseño de modas, mobiliario doméstico,
y arquitectura. La investigación
específica en tendencias globales está dirigida para proyectos en dos a tres
años en el futuro. Crean paneles de tendencia de esta investigación para no
perder de vista las influencias del diseño mientras se relacionan con la
industria automovilística. El diseñador entonces utiliza esta información para
desarrollar temas y conceptos que deben ser refinados adicionalmente y haberse
probado en los modelos del vehículo.
El equipo de diseño
también desarrolla la gráfica para los artículos por ejemplo: divisas,
etiquetas, diales, interruptores o llamas, rayas de competencia, también
objetos conocidos como lowriders etc.
Avances en la tecnología automotriz
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 detecnología rodante.
Carrocería
Constituye
el elemento de protección y alojamiento para los ocupantes y los órganos
mecánicos. Tradicionalmente se soportaba en un chasis, siendo hoy día
estructural,por motivos de peso y de seguridad, pasando el chasis a formar
parte integrante de la misma . El chasis sin embargo permanece por motivos de
robustez, para los vehículos industriales y de transporte a partir de un cierto
tonelaje, así como para los Todo-terreno de mayores exigencias.
Suspensión
y dirección
La
suspensión es el conjunto de mecanismos que conforman la unión al suelo de la
carrocería y los órganos mecánicos internos , en una primera época con un
objetivo de confort de los ocupantes, aunque hoy día ha pasado a ocupar un
lugar mucho más primordial el aspecto de seguridad = estabilidad. La dirección
es el mecanismo básico que permite dirigir al vehículo , ya que al contrario
del ferrocarril, las ruedas no van guiadas.
Sistemas
de transmisión y frenado
La transmisión es el conjunto de
mecanismos que permiten transmitir el par motor a las ruedas, aumentándolo
hasta el valor necesario para el arranque y el desplazamiento a cualquier
velocidad, mediante una serie de desmultiplicaciones . Asimismo permite arrancar
el vehículo desde parado, mantener el motor en marcha estando el vehículo
inmóvil, y permitir su movimiento hacia atrás por ejemplo para aparcar.
El sistema de frenos permite al
conductor conservar en cualquier instante un control sobre la velocidad del
vehículo, durante la conducción normal y en casos de peligro, de modo tal que
siempre su fuerza sea superior a la de la potencia de tracción del motor.
Motor
El automóvil ha sido propulsado
desde sus inicios por diferentes tipos de motores, como por ejemplo el
eléctrico, el de vapor y preferentemente el motor de combustión interna
alternativo .El elevado peso del sistema de caldera y agua y la autonomía
reducida del sistema eléctrico, junto con la disponibilidad de combustibles
baratos hicieron que el motor de combustión interna alternativo primero el de
gasolina (Ciclo Otto) y luego el motor diesel eliminasen por completo a los
otros dos.
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 aguantaran la potencia y
rozamiento que generaban; además de pecar de un exceso de consumo de aceite.
Actualmente sólo lo equipa el Mazda RX-8.
Motor de dos tiempos
Motor de explosión
Motor de mezcla pobre
Motor diésel
Motor Wankel
Alimentación
El carburador, originalmente el
sistema de alimentación dominante, fue sustituido por los diferentes sistemas
de inyección de combustible, en particular la inyección electrónica. La
inyección permitió mejoras sustanciales, como una combustión más completa y
limpia, y el corte de inyección en reducciones y en el límite de revoluciones
por minuto. Los sistemas de inyección se pueden diferenciar entre:
Inyección multipunto y monopunto
Inyección directa e indirecta
Bomba de inyección rotativa
Common-rail
Tipos de inyectores
Inyectores electromagnéticos
Inyectores piezoeléctricos
inyectores eléctricos
Sobrealimentación.
Generalmente, la mezcla de aire y
combustible entra a la cámara de combustión a presión ambiente. Los sistemas de
sobrealimentación aumentan esta presión, con lo que se puede lograr más presión
de combustión, y por lo tanto más potencia.
Turbocompresor
De geometría fija y variable
(VTG)
Compresor volumétrico
Compresor G
Compresor Lysholm
Compresor Roots
Comprex
Válvulas
La distribución de válvulas es el
sistema que abre y cierra las válvulas en un motor de cuatro tiempos. Según
lleve el accionamiento de las válvulas y su disposición, existen los motores
SV, los OHV, los SOHC y los DOHC. Según como se configure además los tiempos de
apertura de las válvulas en la Renovación de la carga., se puede favorecer la
potencia en distintas franjas de velocidad del motor. Para mejorar la potencia
en toda la gama, se utiliza el sistema de distribución variable.
Combustibles
Artículo principal: Combustible.
Cáñamo
Etanol
Gasolina
Gasóleo
Petrodiésel
Biodiésel
Gas natural
Gas natural comprimido
Gas licuado del petróleo
Chasis
El resto del vehículo debe estar
acorde con el motor y debe dar las condiciones suficientes de seguridad y
comodidad.
Cajas de cambios
Aunque hace mucho que existen los
cambios automáticos, en muchos países se siguen utilizando mucho los cambios
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 motocicletas.
Transmisión variable continua -
Permite tener la relación de marchas que se quiera, no hay que elegir entre 5,6
o 7 marchas.
Doble Embrague
La caja de cambios de doble
embrague es un tipo de caja de cambios semiautomática secuencial, cuyo
funcionamiento se basa en la utilización de un sistema robotizado de doble
embrague y doble conjunto de selectores de marchas; uno para las marchas pares
y otro para las impares. Además, consta de un doble piñón de diferencial, lo
que le permite reducir sus dimensiones y lograr los escalamientos necesarios en
la división de revoluciones del motor. Su funcionamiento se puede seleccionar
entre el modo totalmente automático y el modo manual/secuencial, con mandos al
volante o en la misma palanca selectora.
Transmisión
La potencia del motor se
transmite a las ruedas motrices, que impulsan al automóvil. la potencia hay que
transmitirla al suelo a través de las ruedas de un eje o de ambos. En un
principio los automóviles eran de tracción trasera debido a que las ruedas
directrices, que eran las delanteras, no podían recibir la potencia del motor
al mismo tiempo. Hoy en día hay una gran mayoría de vehículos con tracción
delantera. Es más simple, barata y tiene menos pérdidas de energía por
rozamiento, aunque la tracción trasera es más adecuada para automóviles deportivos
por sus cualidades dinámicas. Los automóviles todoterreno suelen tener tracción
a las cuatro ruedas, aunque otros tipos de automóviles también utilizan este
sistema.
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.
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 solamente 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 Citroën, barra estabilizadora.
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 una 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, reduciendo 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. Una gran mejora de los discos de freno son los discos de carbono y
cerámicos que poseen una 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.
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, criptón 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.
Combustibles
Combustible es
cualquier material capaz de liberar energía cuando se oxida de forma violenta
con desprendimiento de calor poco a poco. Supone la liberación de una energía de
su forma potencial (energía de
enlace) a una forma utilizable sea directamente (energía
térmica) o energía mecánica (motores térmicos)
dejando como residuo calor (energía térmica), dióxido de carbono y algún otro
compuesto quimico. En general se trata de sustancias susceptibles de quemarse,
pero hay excepciones que se explican a continuación.
Hay varios tipos de combustibles:
§ Entre
los combustibles
sólidos se incluyen el carbón,
la madera y
la turba.
El carbón se quema en calderas para calentaragua que puede vaporizarse para
mover máquinas a vapor o
directamente para producir calor utilizable en usos térmicos (calefacción). La
turba y la madera se utilizan principalmente para la calefacción doméstica e
industrial, aunque la turba se ha utilizado para la generación de
energía y las locomotoras que utilizaban madera como
combustible eran comunes en el pasado.
§ Entre
los combustibles fluidos, se encuentran los líquidos como el gasóleo,
el queroseno o
la gasolina (o
nafta) y losgaseosos, como el gas natural o
los gases
licuados de petróleo (GLP), representados por el propano y
el butano.
Las gasolinas, gasóleos y hasta los gases, se utilizan paramotores de combustión interna.El combustible se
utiliza en autos lo que contamina grandes ciudades y tambien el medio ambiente
En los cuerpos de los
animales, el combustible principal está constituido por carbohidratos, lípidos, proteínas,
que proporcionan energía para el movimiento de los músculos,
el crecimiento y los procesos de renovación y regeneración celular, mediante
una combustión lenta, dejando también, como residuo, energía térmica, que sirve
para mantener el cuerpo a la temperatura adecuada para que funcionen los
procesos vitales.
Se llaman
también combustibles a las sustancias empleadas para producir
la reacción nuclear en el proceso
de fisión,
aunque este proceso no es propiamente una combustión.
Tampoco es
propiamente un combustible el hidrógeno,
cuando se utiliza para proporcionar energía (y en grandes cantidades) en el
proceso de fusión nuclear,
en el que se funden atómicamente dos átomos de hidrógeno para convertirse en
uno de helio,
con gran liberación de energía. Este medio de obtener energía no ha sido
dominado en su totalidad por el hombre (salvo en su forma más violenta:
la bomba nuclear
de hidrógeno, conocida también como Bomba H) pero en el universo
es común, específicamente como fuente de energía de las estrellas.
Características
La principal característica de un
combustible es el calor desprendido por la combustión completa una unidad de
masa (kilogramo)
de combustible, llamado poder
calorífico, se mide en julios partido
por kilogramo,
en el sistema
internacional (SI)
(normalmente en kilojulios por kilogramo, ya que el julio es una unidad muy
pequeña). En el obsoleto sistema técnico de unidades, en calorías partido
por kilogramo y en el sistema anglosajón en BTU por libra.
Tabla de poderes caloríficos de sustancias combustibles
Combustible
|
MJ/kg
|
kcal/kg
|
53,6
|
12 800
|
|
48,55
|
11 600
|
|
46,0
|
11 000
|
|
42,7
|
10 200
|
|
40,2
|
9 600
|
|
34,7
|
8 300
|
|
32,6
|
7 800
|
|
29,3
|
7 000
|
|
28,2
|
6 740
|
|
20,0
|
4 800
|
|
19,7
|
4 700
|
|
16,7
|
4 000
|
