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Motores Híbridos - Química UTN-FRC

Presentación para la Universidad Tecnológica Nacional - FRC
by

Iván Cocach

on 11 March 2014

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Transcript of Motores Híbridos - Química UTN-FRC

Las Baterías deben ser capaces de contener una elevada carga con la menor masa posible (densidad energética) para poder competir con la gasolina en la medida de lo posible y salvando las enormes distancias que existen entre ambas formas de almacenamiento energético.
Los Motores de los
Autos híbridos...
Configuración de un Automóvil Híbrido
Medidas para evitar
la contaminación
La electricidad es más barata de producir que los combustibles derivados del petróleo, de ahí que se calcule que 80% de los vehículos serán híbridos para 2020.
Convertidores Catalíticos
Autos Ecológicos...
Este sistema permite reducir hasta un 90% de los gases nocivos
...transformándolos en otros inofensivos
El Toyota Pirus es el más vendido
Conclusión !
Gracias !!!
-Cocach.
Cómo ahorra un Vehículo
...híbrido?
Ventajas
Motor de Combustión
Motor Eléctrico
Handcraft
MOTORES
Híbridos
Vehículo en el cual
la energía eléctrica
que lo impulsa proviene de baterías
y, alternativamente,
de un motor de combustión interna
que mueve un generador.
VEHÍCULO O
AUTOMÓVIL ELÉCTRICO
HÍBRIDO.
Se destacan 3 tipos de sistemas de propulsión híbridos:
Sistema Paralelo
Sistema Combinado
Sistema en Serie
-Jara.
-Passetti.
1D4
Química general.
-La combustión en un motor de ciclo OTTO procede de la reacción química del combustible (gasolina) formado por Hidrógeno y carbono y el comburente (aire) formado en su mayor parte por oxígeno y nitrógeno.
Su fuente de energía son las baterías.
El motor eléctrico en el auto híbrido puede suministrar
energía a las baterías, así como obtenerla de estas.
La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al cilindro.
El sistema de alimentación de combustible de un motor Otto consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo dosificador de combustible que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado líquido, en las proporciones correctas para poder ser quemado.
-Se introduce en los cilindros la mezcla de aire y combustible finamente pulverizado y se comprime,

-Se hace saltar una chispa que eleva la temperatura y el combustible se quema en presencia del oxígeno del aire, es decir, se oxida rápidamente combinándose el carbono del combustible con el oxígeno del comburente.

La energía química del combustible se libera en forma de calor cuando se quema, transformándose, en el motor, en energía mecánica.
Las Reacciones Químicas aquí...
Nombre (Simb.)
Nitrógeno (N2)
Vapor de agua (H2O)
Anhídrido carbónico (CO2)
Oxígeno y otros (O2)
Contaminantes
Porcentaje.
71 %

9 %

18 %

1 %
1 %

El resultado de la combustión es...
ECUACIÓN DEL "GRADO DE HIBRIDACIÓN"
DOH=
P
motor eléctrico
P
motor eléctrico
+
P
motor de combustión
DOH: Degree of hibridization (grado de hibridación).
una Batería es
un conjunto de células, en cada una de las cuales tiene lugar una reacción química reversible en la que se produce un intercambio de iones y electrones entre sus dos polos.
se destacan 3 diferentes tipos
Plomo-Ácido
Metal-Níquel
Ion-Litio
Fundamentos básicos de una batería
Arranque desde parado
Aceleración
Velocidad de crucero baja
Velocidad de crucero media/alta
Frenado
Situaciones de Conducción
Detenciones
Carga y recarga de las baterías

Excepto en los modelos recargables mediante red eléctrica (PHEV o REHEV) las baterías se recargan únicamente con el movimiento.
Si la potencia suministrada por el motor es excesiva se almacena el excedente en las baterías, pasando el motor eléctrico a ser un generador.
Si en cambio la potencia del motor térmico es insuficiente, el motor eléctrico utiliza la energía previamente almacenada para realizar la asistencia.
Además de que es mucho más eficiente, es "medioambientalmente" muy útil ya que reduce mucho la emisión de:
Óxidos de nitrógeno (NOx),
Partículas sólidas,
Hidrocarburos sin quemar (HC),
Monóxido de carbono (CO), etc..
¿Qué ventaja tiene hacer funcionar al motor térmico en su régimen ideal?
La contaminación que produce el motor es causada por la combustión,
se trabaja para mejorar esta a través de sus dos factores principales :
Mejora del
Encendido
Mejora de la Alimentación
se busca un mayor ahorro de combustible y un diseño óptimo de todos lo elementos
Lo ideal sería que el combustible se quemara totalmente, y de esta forma obtendríamos una cantidad de contaminantes mínimos
La temperatura a la que se realiza la combustión, presión, mezcla turbulencia, forma parte de la cámara de combustión.
Pero cuando estas sustancias contaminantes se producen se hace necesario tratarlas para eliminarlas en la medida en que esto sea posible.

La cantidad de contaminantes en los gases de escape depende de varios factores.
Los elemento catalíticos que se usan son metales preciosos como el rodio, el platino, etc.
Se colocan en un sustrato de cerámico de celdillas situados en el escape, como un silencioso, de este modo los gases al pasar por estas celdillas entran en contacto con los catalizadores y gracias a ellos se acelera enormemente las reacciones de oxidación.
Se actúa sobre los gases de escape para tratar de completar el proceso de combustión que no ha dado tiempo de completar en la cámara de combustión y que gracias a este sistema se completa la oxidación en el sistema de escape con gran rapidez.

Gas Inicial
Transformado a:
Efectividad
Monóxido de
Carbono
Hidrocarburos
Óxidos de
Nitrógeno
CO
2
HC
NOx
CO
CO
2
+ H O
2
N
2
+ O
2
90%
90%
75%
Desventajas
Reducción de la emisión de gases contaminantes y una mejor eficacia en el consumo de combustible fósil.
Menor contaminación, inclusive menor contaminación acústica ya que el motor del coche híbrido es mucho más silencioso que el convencional.
Este vehículo ecológico es más suave y fácil de usar. Su motor es más eficiente y elástico que el convencional, así como de respuesta más rápida.
El auto híbrido puede funcionar para recorridos cortos con sólo con el motor eléctrico, por ejemplo en la ciudad, que es donde se produce el mayor gasto de combustible.
El vehículo híbrido cuenta con mayor dificultad a la hora de reparar alguna avería o simplemente hacerle una revisión.
Este vehículo ecológico cuenta entre sus componentes con bastante cantidad de materiales escasos en la naturaleza u obtenibles sólo a través de procesos químicos, como el neodimio y el lantano.
El auto híbrido pesa más que uno convencional debido al peso del motor eléctrico y de las baterías, por lo que pese a que es más eficiente en el uso de la energía también gasta más por el peso extra.
Las baterías que utiliza este vehículo ecológico son tóxicas.
caros.
La búsqueda tecnológica de vehículos verdaderamente sustentables abre nuevas
oportunidades de negocio y dos importantes ramas de investigación:

por un lado la
producción de baterías más eficientes
y por otro, la generación de combustibles más
limpios: aire comprimido, biocombustibles, celdas de hidrógeno o energía solar. Estas
tecnologías están actualmente frenadas o en lento crecimiento debido al gran
financiamiento que requieren, el cual debería ser absorbido por compañías privadas y
gobiernos en conjunto. Desde el punto de vista químico hemos visto que son numerosos los procesos químicos simultáneos que se dan en un vehículo híbrido en sus motores de combustión (las redox) y el eléctrico (las reacciones químicas reversibles en las baterías).

Los puntos en contra residen en que las baterías son costosas y tienen restricciones para almacenar energía, además de que son pesadas y toman tiempo para ser recargadas.
UTN
F.R.C. / 2013
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