Los motores de combustión interna han sido utilizados por los automóviles desde hace mucho tiempo. La tecnología ha evolucionado dramáticamente en estos años, pero el principio se mantiene igual. Entra un líquido volátil, explota, impulsa un pistón y este da vuelta a una manivela

MÉXICO, D,F; 13 agosto 2007.- La fuente de energía ha funcionado hasta el momento, pero ahora resulta evidente que requerimos de una nueva forma de energía para mover a nuestros vehículos. En este momento la alternativa más factible parece ser la de motores eléctricos alimentados por lo que se ha denominado celdas de combustible.

Las celdas de combustible operan a partir de hidrógeno y generan la electricidad que requieren los motores eléctricos para su operación. Las ventajas de las celdas es que lo hacen generando únicamente vapor de agua de su operación y eliminan completamente los problemas de contaminación en el auto.

Sin embargo, las celdas todavía están muy lejos de ser realidad para vehículos de producción en serie. Pero los fabricantes de autos han encontrado un punto intermedio entre la tecnología de celdas de combustible y la tecnología actual; los vehículos híbridos operan en este punto intermedio.

Los vehículos híbridos operan tanto con un motor eléctrico como con un motor de gasolina. La idea es utilizar lo menos posible al motor de gasolina y lo más posible al eléctrico.

Es claro que la energía proviene directa y únicamente del motor de gasolina, pero la idea es aprovechar lo más posible esa energía almacenándola y utilizándola en un motor de alta eficiencia como lo son los de corriente.

La tecnología híbrida permitirá experimentar con una parte de los sistemas eléctricos que deberán de estar en los vehículos de celdas.

Los sistemas auxiliares al conductor, el sistema de carga de batería (que al parecer seguirán siendo necesarias en los vehículos de celda), los sistemas regeneradores de energía y los requerimientos aerodinámicos de un vehículo híbrido son muy similares a los que estarán en los vehículos de celdas.

Han sido diseñados como una tecnología de transición. Difícilmente se podría creer que una mezcla entre estas dos tecnologías sería la solución al problema, pero definitivamente es una forma de ganar tiempo. Los híbridos reducen la dependencia del petróleo y reducen también el impacto al medio ambiente.

Es casi seguro que la tecnología híbrida no estará con nosotros mucho tiempo como los motores de combustión, pero sí promete ser una buena alternativa mientras se perfecciona una tecnología superior.

¿Cómo funcionan los híbridos?

Un híbrido se caracteriza por usar dos fuentes de energía para moverse, generalmente electricidad y un combustible.

Estos autos usan la energía que normalmente se pierde al frenar para recargar sus baterías.En el caso del Toyota Prius, el motor eléctrico es además utilizado como generador para recargar la batería.

Modalidades de trabajo

Baja velocidad: A velocidades bajas y cuando no se requiere una gran aceleración, el motor eléctrico funciona abasteciéndose únicamente de la batería.

Cuando la carga de la batería es poca, el motor de combustión entra en acción moviendo el generador y cargándola. El motor eléctrico sigue haciendo la mayor parte del trabajo para iniciar el movimiento en las ruedas.

Máxima aceleración: El motor eléctrico y el motor de combustión hacen mancuerna para abastecer del máximo de potencia a las ruedas delanteras.

La batería cede toda la potencia disponible durante la exigencia de aceleración máxima, y la transmisión continuamente variable lleva al motor de gasolina al régimen de revoluciones en donde genera su potencia máxima y lo mantiene ahí variando la relación de velocidad.

Velocidades altas: A velocidades de autopista, la operación del Prius es principalmente con el motor de combustión.

Este motor de cuatro cilindros es capaz de mantener la velocidad y abastecer de energía al motor eléctrico para circular a una velocidad constante.

Desaceleraciones y frenado: Cuando se frena el Prius, el motor eléctrico se convierte en generador, oponiendo resistencia al movimiento de las ruedas. En esta modalidad la carga del generador se dirige directamente a la batería.

Al frenar de forma abrupta o de emergencia, el frenado ocurre también de la forma tradicional, con fricción en los frenos de disco delanteros y tambores traseros.

Inmovilidad: Cuando el Prius está detenido por completo tanto el motor eléctrico como el de gasolina dejan de operar.

Sólo cuando es necesario recargar la batería entra en acción el motor de combustión y en cuanto la batería vuelve a los niveles normales de operación deja de operar.

Hybrid Synergy Drive

El sistema desarrollado por Toyota para administrar la potencia se llama “Hybrid Synergy Drive System”.

Este sistema se encarga de monitorear el estado del vehículo en todo momento.

Esto incluye condiciones como la carga de la batería, velocidad del auto y la demanda de potencia del conductor por mencionar algunos. Con base a estos parámetros, el sistema decide el estado en el que deberán estar ambos motores.

Gracias a este sistema las transiciones entre el sistema de gasolina y el eléctrico son suaves y poco perceptibles desde la cabina.

Motor de combustión interna

Desplazamiento de 1.5 litros, cuatro cilindros Fabricado en aluminio, genera 76 caballos de potencia.Cuenta con doble árbol de levas y apertura variable de válvulas

Motor eléctrico

Motor sincrónico de corriente alterna y con imanes permanentes.

Su potencia es de 50kW, un equivalente a 67 hp y los produce en el rango de las 1,200 a las 1,540 rpm.

En el Prius, el motor eléctrico es también utilizado como generador para recargar la batería.

Batería

Está considerada por Toyota dentro de la garantía que cubre a los componentes del equipo híbrido por 8 años ó 160 mil kilómetros.

La batería de Níquel-Metal tiene una potencia de salida de 21kW y opera a un voltaje de 201.6 volts.

Transmisión

Es llamada “Electronically Controlled Continuously Variable Transmission” o ECVT.

Esta transmisión continuamente variable opera con diferentes relaciones entre motores ruedas dependiendo de la velocidad y las condiciones de demanda por parte del conductor.

Su operación es completamente electrónica.
Emisiones anuales de SMOG para un vehículo típico (24,140.16 km.).

Hidrocarburos + NOx (libras)
1966 Auto nuevo 486
Porcentaje 2007 Auto nuevo 5
Híbrido AT-PZEV 1
Focus PZEV 1

(Reforma)

 

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