Mecánica básica

[Abdon]

http://es. tinypic .com/r/2j178ti/9
Motor Diesel del ejercito americano
http://es. tinypic .com/r/2d7ihiw/9
Primera y única ocasión de moto con motor Diesel fabricada en serie.

[Abdon]

Algo he hecho mal que aparecen los enlaces y no las imágenes. La intención es preguntaros, ¿Por qué si? o ¿Por qué no? motos con motores Diesel.

[Abdon]

[img]http://i63. tinypic .com/9i7dhg.jpg[/img]
Otra moto con motor Diesel

[QaSaR]

Mmmmh seguro que Albertini sabrá explicartelo mejor, pero yo me aventuraría a decir que un motor diesel, para una moto, tendria un par de "problemas" de adaptación...
El primero que se me ocurre, es que para que fuera "rival" para un motor de gasolina, debería tener un cubicaje algo mayor, los motores diesel de por sí, no son muy "potentes" y eso nos lleva al segundo problema, los motores en los que estas pensando que llevan actualmente los coches, son con turbo... y ponerle un sistema de turbo a un motor de 200,300,500cc diesel en una moto... complica aun más las cosas, cuando para obtener el mismo rendimiento, con un motor de 125 o 250cc gasolina ya tiras... y más si es 2T...
Una cosilla mas que se me ocurre, es el tema de la contaminación, no sé si en un sistema diesel muy sencillo, de 200 o 300cc sin turbo, los gases que emitiria, sin catalizadores y sistemas antiparticulas no serían un poco excesivos...

Eso es lo que se me ocurre, o lo que podria aventurar ahora mismo... Que opinais? Albertini?

Q.

[Albertini]

El frio es potencia.

En un motor cuanto más aire seas capaz de meter en la cámara, mayor potencia obtendrás y el aire frío es más denso, contiene más oxigeno. Un motor diesel, lo vemos cada día, es turbocomprimido para poder igualar las prestaciones de un gasolina a similar desplazamiento. De otra forma el diesel es más grande. Pero cómo enfriamos ese aire?, con un intercooler, un radiador. El frío es potencia y el aire al comprimirse se calienta, y mucho, con lo que aumenta de nuevo su volumen. Un motor con intercooler mejora entre un 10 y un 15% su potencia.

Pero en un moto un interccooler es volumen, y peso. También es un motor más pesado por la mayor compresión, sobretodo si tenemos que aumentar el cubicaje y solo tiene como ventaja el menor consumo (siempre que sea solo atmosférico) y un mejor par teórico, que luego no se nota en aceleración.

Pero en una moto militar?, con que funcionan el resto de los vehículos militares?. en USA con JP-8 un queroseno compatible y universal con todos los motores diesel y de aviación, así como navales. Reduce la logística en caso de guerra y puede que sea la explicación de por qué fabrican una moto con un motor diesel.

Para la calle, y a día de hoy, no tiene sentido. Tampoco parece el futuro cuando los diesel para coche están en entredicho por las emisiones de HC en las ciudades

[Abdon]

Adjunto un enlace muy interesante sobre motos a motor Diesel, donde comentan el motivo de las motos diesel en el ejercito americano, como veréis Albertini ha dado en el clavo.
http://www.motofan.com/noticias/por-que ... esel/18698

[Albertini]

Adjunto un enlace muy interesante sobre motos a motor Diesel, donde comentan el motivo de las motos diesel en el ejercito americano, como veréis Albertini ha dado en el clavo.
http://www.motofan.com/noticias/por-que ... esel/18698

Tomaaaaa!

[Albertini]

Madrid y Barcelona empiezan la carrera por la eliminación del motor de combustión de las ciudades. Los fabricantes cada día ponen más esfuerzos en sus motores eléctricos y ya es posible comprar motos con motores así. Pero cómo funciona un motor eléctrico?.

El funcionamiento básico es fácil, evidentemente no son todos iguales y cada fabricante busca mejor rendimiento, pero la teoría es idéntica para todos y se trata de un cilindro con un estator y un rotor.

El estator es la parte fija del motor y la encargada de crear un campo magnético giratorio que empuja al rotor. Está compuesto por un anillo con un número de bobinas dispuesto uniformemente sobre este. Las bobinas al pasar una corriente eléctrica por ellas crean un campo positivo o negativo. Funciona con corriente trifásica de tal forma que el desplazamiento de fase cada 120º proporciona el desplazamiento de ese campo. Obviamente, al ser trifásico, las bobinas son múltiplos de 3 en todos los casos. 18 en el caso de la foto.

[img]http://i65. tinypic .com/4ql7v8.jpg[/img]

Y el esquema de conexionado es el siguiente, del tipo estrella, que no nos importa mucho pero queda bien decirlo. De tal forma que cada bobina consecutiva va unida a cada fase hasta completar las tres y vuelta a empezar.

[img]http://i65. tinypic .com/14b1dl5.jpg[/img]

La segunda parte es el Rotor y es la parte que gira dentro del estator y bueno, es un imán, con una polaridad fija, que el pobre se ve obligado a girar por culpa de los cambios de polaridad del estator ya que los polos de igual signo se atraen..... que nooo, que es la revés.

[img]http://i63. tinypic .com/2ni8nyw.jpg[/img]

Así que ahí lo tenéis, el rotor. En este caso de imanes, pero también pueden ser bobinas. cada imán tiene una polaridad y en función del campo inducido unos será repelidos por la bobina y otros serán atraídos por otra bobina creado un movimiento giratorio.

A partir de ahí, tendremos nuestra transmisión y el movimiento final de la rueda.

[Albertini]

Y, hemos terminado?. no. todavía queda resolver cómo se realiza esa transmisión, y qué pasa con las retenciones? y otro problema algo más complejo. Funciona con corriente trifásica y eso está muy bien en una industria donde la linea de alta tensión que llega al polígono usa esa corriente pero me da que las baterías de los coches cargan corriente continua y gracias.

Seguiremos.

[QaSaR]

Mmmmh... pues como algo muy desconocido para mi, me gustaria preguntar precisamente que es corriente trifasica, cuales son sus "peculiaridades" y si no lo he entendido mal, quiere decir que el estartor no tiene una polaridad fija? que las bobinas del estartor van "variando" su carga y polaridad para lograr ese "giro" del rotor?

cuenta cuenta...

Q.

[Albertini]

Buff, me pillas pero bien. He de reconocer que la electricidad no es mi fuerte pero ni de lejos. La historia es muy antigua y realmente interesante con la rivalidad entre Tesla y Edison con su corriente alterna y corriente continua (AC-DC. si, como el grupo )

La ventaja de la corriente alterna es su capacidad para aumentar la tensión mediante el uso de una alternador lo que hace que su transporte sea más sencillo y económico con respecto a la continua.

La trifásica aumenta todavía más la tensión al mandar tres fases en la misma longitud de onda que monofásica. La tensión (el 125. 220, 360 v) mide la diferencia de potencial, es decir la capacidad de un campo para mover una partícula. El tráfico funciona a 360.

Siento no poder explicarlo mejor

[Javi2016]

Jo, Albertini, qué bien te explicas.
Por tratar de contribuir un poco:

1º) El motor que nos ha explicado Albertini, es básicamente el generador de corriente que tenemos en las motos (el alternador), pero al revés (en lugar de girar y producir la corriente, consume la corriente y gira).

2º) Cuantas más fases tenemos, la corriente es más uniforme. Si en un eje cartesiano dibujamos una curva en forma de onda, con una fase positiva y otra negativa (recordemos que hablar de corriente alterna), la tensión varía desde, pongamos, + 15V hasta -15V, pasando por 0.
Si añadimos otra onda, desplazada la mitad del recorrido (180º, de los 360º de una circunferencia), antes de que una fase llegue a 0V, para cambiar el sentido, en la mita de su trayectoria la otra fase está aumentando su diferencia de potencial, por lo que la fase positiva pongamos que varía de +15V a 8V, por ejemplo, y la negativa igual (no "habría" tensión en el rango de +8V a -8V, al solaparse las ondas).
Si en lugar de dos ondas, tuviéramos tres, desfasadas 120º, la tensión, por ejemplo, variaría entre +15V y +10V en su parte positiva, y lo mismo en la negativa.
Se podría añadir más fases, pero empíricamente se demuestra que la corriente alterna trifásica es la más eficiente (coste de producción/rendimiento).

3º) Nuestros alternadores se mueven gracias a un motor de combustión, parte de la energía se emplea en el desplazamiento, y otro parte es rectificada para que la tensión a almacenar sea solo positiva, o solo negativa, de tal modo que cuando ya no es corriente alterna, sino continua, se puede almacenar en una batería.
Con la evolución que están teniendo las baterías, es posible almacenar una cantidad de energía que empieza a permitir mover un motor eléctrico (siguiendo el sistema del alternador al contrario) con una autonomía que permite plantearse una utilidad real.

4º) Además, ya no nos conformamos con cargar baterías y usarlas para mover el motor, sino que queremos la mayor eficiencia. Por ejemplo, para que duren más las baterías, se aprovecha la energía de la frenada recargando en lo que se pueda las baterías.

Bueno, está claro que no me explico ni de cerca como el maestro, pero bueno, si a alguien le sirve, estupendo!

[Albertini]

Bueno, pues sigo metiéndome en este fregado de explicar la electricidad y como muy bien ha adelantado Javi2016 el problema de la reducción se solventa haciendo que la máquina funciona al revés.

De la misma forma que la electricidad circulando crea un campo electromagnético, un campo electromagnético crea un movimiento de electrones en un bobinado. Así funciona efectivamente el alternador que nos indica Javi2016

[img]http://i64. tinypic .com/ei7a0p.png[/img]

Efectivamente, sin ser la misma máquina, es básicamente un motor eléctrico. En este caso no tenemos la disposición en estrella y vemos que hay 4 bobina en un solo circuito. El inductor está generando un campo positivo en 2 y negativo en otras dos así que tendremos a la salida....corriente alterna.

Pero me salgo del tema. ¿qué pasa cuando queremos frenar nuestro coche?. Tenemos nuestra rueda unida al rotor y este está dentro del estator.

Entonces, uno, podemos tenemos un dispositivo que desconecte la rueda del rotor para poderla frenar sin inducir una corriente, un embrague vamos, y en consecuencia poner unos frenos mayores ya que no disponemos de freno motor (suena muy mal en un puerto, verdad?)
Dos, podemos dejar la rueda conectada y mediante una resistencia disipar esa electricidad inducida en forma de calor...(no suena muy bien para un coche, verdad)(esto lo hacen los ascensores cuando bajamos)
Y Tres, podemos recuperar esa energía como hacen hoy en día todos los coches eléctricos y algunos con sistemas del tipo Kers. Quiero hacer notar aquí los sistemas regenerativos no son consecuencia de la genialidad de un tipo sino una necesidad de tener freno motor y de que algo tenemos que hacer con la electricidad inducida.

Vuelvo al ejemplo del ascensor. cuando sube, el motor consume electricidad para elevar la carga, pero cuando baja, no, cuando baja induce electricidad que unos fabricantes queman en una resistencia (no la puedes devolver a la red) y otros .... otros, usan esa electricidad para algún sistema de recuperación de energía (complicado y poco útil en realidad).

[QaSaR]

Javi, te has explicado perfectamente, si recuperamos los posts en el que Albertini y yo intentábamos explicar el tema del desplazamiento de un motor de combustión, hay un esquema que saqué por ahí que podría aplicarse perfectamente a tu explicación de la corriente trifase, pues es un principio similar.
Si aplicamos el "movimiento" de subida y bajada de un pistón, en el tiempo, el resultado es una honda sinusoidal como la que comentas.



Si aplicamos eso teniendo en cuenta 1, 2 o 4 cilindros podemos ver un gráfico parecido a lo que comentas. Cuando un cilindro ha llegado a su punto máximo y empieza a descender, hay otro que esta subiendo... dependiendo del desplazamiento. Esto mismo aplicado a una honda eléctrica... pero yo pensaba que las motos electricas funcionaban con corriente continua!!

Q.

[Javi2016]

Y podrían hacerlo. La prueba es bien sencilla: conectas una pila (que siempre es corriente continua) a un motorcillo eléctrico, y gira.
Pero si hablamos de eficiencia del motor y prestaciones, la alimentación trifásica se lleva la palma.

[Albertini]

El último componente de un motor eléctrico para un vehículo (que necesite potencia) es un aparato que conecta las batería y el motor y se llama inversor. La misión de este aparato es convertir la corriente continua en alterna y viceversa. Los inversores están presentes en casi cada aparato. Los tiene un ordenador, tu teléfono, el televisor...que al final usan corriente continua. También los tiene una central fotovoltaica o eólica...

Y cómo funcionan?. pues de manera muy sencilla, unos transistores abren y cierran un circuito dando lugar a una onda cuadrada, luego unos condensadores (si, los de flujo) suavizan la onda al cargarse y descargarse, que e para lo que sirven...y finalmente un transformador se encarga de la obtener la tensión de salida deseada. Fácil?

[img]http://i65. tinypic .com/2nicvhd.jpg[/img]

veamos este de un Toyota. Primero la entrada de corriente de la batería en naranja arriba que llega una placa con sus muchos transistores y luego están esos cilindros verticales que son los condensadores. Vemos en la placa cosas como disipadores lo que nos indica que el inversor consume electricidad que disipa como calor. A la derecha unos cilindros negros tumbados son los transformadores. Son tres, y no es casualidad, verdad?. Y finalmente abajo a la izquierda la caja de bornas a la que se conecta el motor eléctrico.

No me digáis que no es un invento?. El problema son como siempre las pérdidas y que los transformadores con los imanes, el bobinado y todo eso pesan mucho, también zumban y pierden rendimiento al calentarse así que deben refrigerarse.

También podéis imaginar que no es un elemento fácil, la frenada regenerartiva no suministra una fuente de corriente constante, ni el motor la usa, así que hay un rango enorme de requerimientos y las necesidades de una electrónica compleja. Este es probablemente el punto donde más se está trabajando. Junto con batería mejores.

[kttolo]

Yo tengo uno de esos y es genial

[Javi2016]

Apasionante!!!

[Albertini]

Una de mitos.

En 1973 una coalición de países árabes ataca Israel durante la fiesta del Yom Kipur. La guerra, de tan solo 19 días, termina con la derrota de los principales países agresores, Siria y Egipto. Los países árabes, molestos con el apoyo de EEUU y países europeos a Israel, deciden un embargo de petróleo a todo país occidental participante o aliado de estos, incluido España.

Esto llevó a la crisis del petróleo de 1973. En medio de una subida de precios, países como EEUU llegaron imponer el racionamiento de combustible y llevaron a que las tres grandes marcas de Detroit firmaran un acuerdo para fabricar coches más eficientes con lo que firmaron la muertes de los muscle cars en EEUU.

Pero también tuvo otra consecuencia, la introducción de los límites de velocidad. Por tanto, estos no se introdujeron por motivos de seguridad vial sino por economía. En España se copió la medida fijando en 1974 el límite de velocidad en 130 km/h. Si, 130, con un tres. En 2011 y a consecuencia de la crisis profunda en España y el encarecimiento del petróleo por las revueltas árabes, se baja de nuevo el límite temporalmente a 110 km/h.

Viene entonces la discusión con un amigo tan enamorado de su coche y de sus magnificas cualidades, es un coche normal de una marca con 4 aros, que asegura que esa norma fue una tontería y que su coche consume claramente menos a 130 km/h que a 110 km/h. Es esto posible?. No. No salvo que su motor sea solo eficaz en una franja de 150 rpm coincidente con la necesaria para ir a 130.

Entre las resistencias que tiene que vencer nuestro vehículo está la producida por la resistencia aerodinámica. Cuando nuestro vehículo avanza debe desplazar el aire que está el lugar que ocuparemos. Todos nos hemos bañado es una piscina y hemos caminado con el agua hasta el cuello. Bueno, se puede, pero es más difícil correr, no?, de repente tenemos que hacer muchas más fuerza.

Pues esta fuerza es:

1/2 d x A x CX x V2. Donde d = densidad del fluido, A= área del objeto, CX = coeficiente aerodinámico y V2= es la velocidad al CUADRADO.

110 al cuadrado es 12.100 y 130 al cuadrado 16.900

por tanto, y dado que un mismo vehículo el resto son constantes, para circular a 130 necesitaremos ejercer casi un 40% más de fuerza para vencer la resistencia aerodinámica. Supongo que no habrá que contar de dónde sale esa fuerza y que no es grátis.

De internet he extraído unos datos de la potencia necesaria en nuestro motor solo para vencer la resistencia aerodinámica a determinadas velocidades y los datos son muy curiosos (obviamente son de un ejercicio teórico sobre un coche teórico a nivel del mar). Recordad que el famoso Veyron necesitó de 1.000 CV para poder superar los 400 km/h

50 Km/h 2 CV
100 Km/h 16 CV
200 Km/h 128 CV
300 Km/h 432 CV

Por tanto, no, ninguno de vuestros coches, motos, scooters, camiones, etc... consumen menos a 130 km/h que a 110 Km/h

[Javi2016]

Impresionante
Nuevamente agradecido por compartir estas cosas