Ideas para mejorar realmente la eficiencia de los vehículos

[joseluis7696]

Si restringes la salida de los gases de escape disminuyes el rendimiento del motor. La mejora podría estar en diseñar el motor de manera que los gases de escape salgan ya del pistón lo menos caliente posible,

La recuperación de parte del calor de escape no requiere necesariamente restringir la salida de gases de manera significativa. Pienso en los generadores termoeléctricos, aunque reconozco que su rendimento es muy bajo. También trabajé hace años con turbinas Rankine de ciclo cerrado, Usaban temperaturas de 120º en la parte alta y 70º en la baja y un fluido orgánico aromático medio secreto, del tipo N-clorobenceno. Eran unos monstruos gigantescos para poder obtener un par de Kw como mucho, solo lo menciono como una idea pero como dije, no sabría cómo hacerlo en forma práctica.En Generación comercial de electricidad a gran escala se usa esa configuración de doble etapa (ciclo combinado), pero es verdad que para un coche no parece viable.

[joseluis7696]

Otra idea (patentable?):
9.- Si conseguimos generar algo de energía eléctrica a bordo (fotovoltaica, termogeneradores, celda de combustible con reformador, turbina de aire comprimido... otros) aparece el problema de cómo acoplarla en un coche a gasolina o diesel sin grandes modificaciones en el tren motriz y sin requerir re-homologación del vehículo. Dado que el aporte eléctrico estaría limitado a un par de Kw, si acaso, sería viable substituir el alternador convencional del coche por uno reversible, que actuase como motor si se le inyecta energía eléctrica. La transmisión continuaría siendo por las misma correa, aunque tal vez haya que duplicarla por la mayor potencia a transmitir (actualmente creo que son unos 50 Amp/13V o 650W).

Me parece una idea buena e incluso patentable, aunque no sea muy profunda. Yo no haría eso, pero dejo aquí la idea por si alguien quiere tentar suerte. El desarrollo patentable sería el alternador/motor reversible y su sistema de control.

[joseluis7696]

Hay un punto muy importante que yo añadiría a tu reflexión; eliminar el paso de movimiento alternativo a circular, que se lleva gran parte del rendimiento del motor alternativo y reflexionar sobre los motores rotativos.

Existió el motor rotativo Wankel, comercializado por Mazda. No sé qué pasó ni porqué fracasó, pero ya no lo hay.

[HOOKE]

El alternador "reversible" ya existe. Es uno de los tantos desarrollos tipo KERS (como el de la F1).

Se trata de poner un motor-generador a la salida del cigueñal y conectado a unas baterías convencionales. Cuando se demanda aceleración actúa en modo motor, ayudando a acelerar el eje motor. Cuando se demanda freno, actúa en modo generador, recargando las baterías.

Había un modelo (¿de BMW?) que eliminaba incluso el volante de inercia (la propia masa del motor-generador actuaba como tal).

Como ganancia marginal te permite también eliminar el motor de arranque, ya que también puede utilizarse para arrancar el motor principal, con lo que reduces peso, eliminas un componente, reduces poleas, correas y partes móviles....

[joseluis7696]

Sí, es difícil inventar nada hoy en día...

Esto no sería un KERS, sería para uso permanente en crucero. Si se podría mejorar con unas baterías de litio para almacenar parte de la energía en las desaceleraciones. A mi me parece un desarrollo comercializable fuera de la F1, pero falta lo esencial, como generar esa energía eléctrica adicional a bordo.
Una turbina de aire comprimido acoplada a un alternador más o menos convencional con una reducción 5:1 o algo así?

[HOOKE]

Sí, es difícil inventar nada hoy en día...

Esto no sería un KERS, sería para uso permanente en crucero. Si se podría mejorar con unas baterías de litio para almacenar parte de la energía en las desaceleraciones. A mi me parece un desarrollo comercializable fuera de la F1, pero falta lo esencial, como generar esa energía eléctrica adicional a bordo.
Una turbina de aire comprimido acoplada a un alternador más o menos convencional con una reducción 5:1 o algo así?

Pero ¿de donde sacas la energía primaria para mover la turbina?......si la sacas del motor, para volverla a meter (con las pérdias del trayencto intermedio) no ganas nada....

Lo único que se me ocurre técnicamente posible es lo de las células termoeléctricas aprovechando el calor residual....pero (habría que hacer los números) me dá que producirán unos pocos miliamperios totalmente insuficientes para un sólo km de trayecto...y si metes el precio que tienen en la ecuación....pues parece inviable.

[Derbyuser]

La inyección de agua ha sido una técnica habitual en grandes motores de aviación de pistones para obtener puntas de potencia en los despegues hasta que se impusieron los turborreactores y turbohélices.

Mi primer coche, un Renault Siete con un motor de 1.037 cm3 y unos 45 CV conocido como grupo sierra (de los más fiables de la época de los 70) consumía unos 7 l/100 Km, contaminaba mucho, requería mantenimiento cada 5.000 km y constantes puestas a punto. A mi coche actual (con cuatro años y 110 CV) le saco consumos de 4 l/100 Km, tiene unas emisiones ridículas en comparación, se mantiene cada 25.000 Km y no ha pisado el taller para otra cosa en 112.000 Km. No se puede decir que no se ha avanzado en consumo, rendimiento, reducción de emisiones y fiabilidad. Pero eso no quiere decir que no se pueda mejorar más.

Sin embargo, el mayor ahorro en combustible, neumáticos y mecánica en general está en el estilo de conducción. Disponer de 110 CV no quiere decir que haya que usarlos a cada momento para, también a cada momento, tener que emplear los frenos para disipar la energía acumulada en el vehículo a base de acelerones deportivos y velocidades inadecuadas. Quizás el mayor ahorro se conseguiría si los exámenes de conducción fuesen mucho más exigentes en el sentido de verificar que el examinando domina las técnicas adecuadas para consumir estrictamente lo necesario, técnicas que, además, redundan en una mayor seguridad vial.

Saludos

[joseluis7696]

Pero ¿de donde sacas la energía primaria para mover la turbina?......si la sacas del motor, para volverla a meter (con las pérdias del trayencto intermedio) no ganas nada....

Por supuesto. todas esas posibilidades de ayuda a la potencia del motor deben generarse externamente, si es aire comprimido con compresor impulsado por fotovoltaicos (creo que para una aplicación así, independiente de la red, el ministro S. todavía no ha conseguido prohibirla o penalizarla), o mediante energía eléctrica -posiblemente- barata en horas nocturnas.

Yo por supuesto descarto todo lo que se genere a bordo proveniente del motor. Lo que sí se podría aprovechar a bordo es parte de la energía de desaceleración, mediante el sistema del alternador reversible y unas baterías de Litio. Como los híbridos, pero sin la enorme complicación del bloque motriz de esos sistemas. Algo casi casero, e incluso modular, digamos.
Modular: un bloque generador a aire comprimido y/o un sistema de paneles fotovoltaicos flexibles sobre el techo del coche, y/o una celda de combustible a reformador de metanol y/o ...todo a la vez?

[cacho]

Lo de la inyección de agua se hacía en motores de aviación de la IIGM y en coches deportivos. Por ejemplo, los mas viejos del lugar recordarán el Renault de F1 de los años 70, cuando convivían motores turbo y atmosféricos. Dicho coche llevaba un motor turbo apretadísimo, con inyección de agua, lo que (junto con su color), le hicieron merecedor del mote "La Tetera Amarilla" por la nube de vapor que despedía por el escape

A mediados de los 70 me leia todas las "Autopista" y "Velocidad" que caian en mis manos,y nunca vi nada de eso.A ver si me poneis algún enlace fiable que trate del tema que ya me estais intrigando.
Cualquiera de esos sistemas que proponeis ahorrarian bastante menos que apagar el aire acondicionado,a cambio de complicar y encarecer enormemente el coche.Y ninguno estamos dispuestos a pasar calor en verano.
Para ser montado en un vehículo,un motor tiene que cumplir unas condiciones determinadas.No puedes poner uno de vapor,porque tendrías que encenderlo media hora antes;no puedes poner un reactor porque quemarías al de atrás;y de momento no puedes poner uno eléctrico porque no da la autonomía a la que estamos acostumbrados.El Wankel era muy suave y silencioso pero consumía más y duraba menos y por eso no se usa.
Por mi podeis seguir pensando la manera de mejorar cualquier cosa,pero unos números a grosso modo
no vendrían mal.Por ejemplo,superficie a cubrir de paneles solares en un coche:¿5m 2 ?;rendimiento teniendo en cuenta que un lado siempre estará a la sombra y ninguno estará bien orientado: ¿10%?;entonces la potencia a recoger sería del orden de 500 w,siempreque le aparquemos al sol y no se nuble.500 w para ayudar a los 100000 del motor no parece gran cosa.

[HOOKE]

Hombre, fiable, fiable, no tengo nada firmado ante notario ....así, a bote pronto, me suena que los motores Pratt & Witney (radiales) de la IIGM que equipaban los Corsair y los Republic Thunderbolt llevaban inyección de agua.....hazte una búsqueda por google de esos motores y seguro que sale algo...

En cuanto a lo otro, está claro que ni paneles solares y células termoeléctricas van a poder aportar nada destacable (y por tanto rentable, dado el alto precio relativo de dichos componentes).