Diez avances en el automóvil

1993/06/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Garraioak

1. Sistema de frenado ABS

El sistema de frenado antibloqueo en las ruedas de los aviones se está aplicando en los últimos cincuenta años, pero en los automóviles el sistema ABS tampoco tiene veinte años. La casa BMW fue la que en 1973 instaló este sistema de frenado por primera vez a su coche más grande, el de la serie 7. Cinco años después, la casa Mercedes siguió el mismo camino en sus coches de S.

Bosch tuvo éxito adaptando el sistema electrónico miniaturizado a las duras condiciones del automóvil. El motor del automóvil está rodeado de cambios de temperatura, vibraciones y condiciones duras.

No obstante, en la actualidad el sistema ABS también se instala en cualquier vehículo pequeño o se le ofrece la posibilidad de colocarlo, por importe de 150.000 pts. (7.500 libras) por más.

Cuando el conductor de un automóvil golpea con angustia mientras está en marcha, el pedal del freno se hace demasiado fuerte y demasiado largo. Por eso las ruedas se bloquean deslizando todo el coche. A medida que el coche se acerca al obstáculo, el conductor por sí mismo aprieta más el pedal y choca inevitablemente. El sistema ABS permite que las ruedas permanezcan bloqueadas por completo a pesar de que el pedal se aplasta a pie.

Los captadores electrónicos situados en las ruedas cortan la presión del líquido de freno poco antes de que la rueda quede completamente paralizada. De esta forma se evita que el coche se deslice y el conductor puede evitar el obstáculo accionado por el volante. Con el sistema ABS se puede decir que la rueda gira a una velocidad muy baja hasta casi pararse.

Hay que aclarar que el sistema de frenado ABS no es muy efectivo cuando en invierno hay hielo o nieve pisada en la vía.

2. Reducción del consumo

La casa BMW fue la primera que en 1973 instaló el sistema ABS a su automóvil más grande.

En los últimos años se puede afirmar que el consumo de combustible de los automóviles ha disminuido en un porcentaje anual. El aumento del precio del petróleo en la década de los 70 y el impuesto a los combustibles tienen que ver con ello.

Hoy en día hay muchos coches que queman cerca de seis litros por cada cien kilómetros. En este descenso en el consumo ha tenido mucho que ver la forma aerodinámica dada al automóvil. Sin embargo, ante el riesgo de que este descenso de consumo se compensara con mejores prestaciones del automóvil, también se han introducido mejoras en el propio motor.

Se ha comenzado a sustituir el carburador por el sistema de inyección en el motor. En este sistema, la mezcla aire/combustible que necesita el motor en todo momento se le ofrece en la proporción más adecuada a diferencia del carburador. Además en el motor hay un inyector por cilindro. El carburador es único para todo el motor. En el sistema de inyección, por otra parte, existe la posibilidad de cortar el suministro de combustible cuando el motor se encuentra en desaceleración (frenado del automóvil).

Últimamente se están colocando cilindros con muchas válvulas en los motores. Esto permite un mejor llenado de los cilindros con las mezclas de combustible y un mejor aprovechamiento de la energía de los arroyos mejora el rendimiento.

Sin embargo, los nuevos automóviles cuentan con equipos de seguridad cada vez mayores o carrocerías anticorrosivas cada vez más pesadas que “engullen” en parte los ahorros de consumo.

3. Aerodinámica

En las autovías actuales es muy importante que la carrocería sea "sin muescas" para conseguir un coeficiente aerodinámico reducido.

Se puede decir que antiguamente los automóviles eran cubos. Cuando funcionaban, el aire ofrecía una gran resistencia a estos automóviles. Sin embargo, se empezó a dar una forma más aerodinámica y a tener en cuenta los coeficientes Cx y SC x. Además, cuanto más rápido es el coche, más importantes son estos coeficientes. Es el coeficiente aerodinámico correspondiente a la forma Cx y el cociente entre el coeficiente SC x, Cx y la superficie S que el vehículo ofrece frente al aire.

Dos tercios de las fuerzas que impiden el avance del automóvil son aerodinámicas. Además, la resistencia o resistencia mecánica de los neumáticos disminuye a medida que aumenta la velocidad. Por ello, en aerodinámica la forma de la carrocería es fundamental. Sin embargo, esto no significa que dos coches con Cx (por ejemplo, 0,27) y S (por ejemplo, 2,10 m 2) tengan necesariamente la misma forma.

En aerodinámica es importante que las superficies sean “sin muescas”. Si la superficie no es continua, cualquier rendija o saliente añade dos o tres décimas al coeficiente aerodinámico. Por eso, por ejemplo, los bordes de los cristales del automóvil se hacen lo más igualados posible con la carrocería. El techo se realiza ahora con el mínimo resalte posible, eliminando el borde que se colocaba longitudinalmente en los laterales. Los espejos colocados fuera del automóvil tienen también la parte trasera redondeada.

Al bajar un punto el coeficiente aerodinámico, se puede decir que un ahorro medio de consumo de cien kilómetros es de un litro, y no hay que olvidar que el principal motivo para poner de moda el diseño aerodinámico ha sido este.

4º Parabrisas de lamina

Los automóviles actuales tienen cada vez mejores prestaciones pero sin aumentar el consumo de combustible.

Debido a las exigencias de la aerodinámica y la seguridad, en los automóviles se colocan cada vez más vidrios. El parabrisas delantero también es muy grande. También es curvo para no limitar el campo visual del conductor.

El vidrio debe ser flexible, ya que debe soportar las deformaciones dinámicas y térmicas del vehículo y rígido para que el conjunto sea resistente. Hasta ahora la solución ideal ha sido el temple del vidrio, que cumplía ambas condiciones, pero que no es tan adecuada para la seguridad de los viajeros. El vidrio templado no es resistente a la colisión y no causa daños graves en la cabeza del pasajero. Se rompe en partes muy pequeñas y sólo produce heridas cutáneas, pero se genera polvo de vidrio y si este polvo entra en la piel o (sobre todo) en los ojos, las heridas pueden ser importantes, hasta el deslumbramiento de la persona.

En la década de los 60 el laminado de los vientos comenzó a colocarse en grandes coches y luego en pequeños. Obligatorio desde 1978. Posteriormente, el parabris está formado por dos hojas de vidrio, entre ellas una lámina de plástico transparente. En caso de colisión, el vidrio queda adherido a la lámina de plástico sin romperse. No existe, por tanto, riesgo de entrada de polvo a los ojos o a la piel.

Sin embargo, sólo el de los vientos anteriores es de lamina en los automóviles actuales, ya que el vidrio lateral y el trasero siguen siendo de vidrio templado.

5. Equipamiento de confort

En el interior del automóvil el conductor y el equipo de comodidad de los pasajeros son cada vez más numerosos. Debido a que el cuadro frontal del conductor está lleno de mandos, botones y pilotos, también es necesario ocupar los interiores de las puertas laterales. Normalmente estos circuitos automáticos de confort se rigen por energía eléctrica y control electrónico.

Además de regular eléctricamente las ventanas y los espejos, las puertas también se cierran y abren eléctricamente desde una cerradura. Incluso con mandos a distancia se pueden abrir y cerrar en algunos automóviles. El techo también se puede abrir eléctricamente y las instalaciones de radio son cada vez más sofisticadas. Han pasado del casete de escucha de música al compacto láser y gracias a los altavoces para oídos se pueden escuchar dos programas simultáneamente en el mismo coche.

Mejora ergonómica de los asientos. Las ruedas de accionamiento manual se sustituyen por motores eléctricos y se puede regular la espalda del asiento a su tamaño.

El equipamiento para conductores y pasajeros es cada vez mejor. En el cuadro anterior y en los asientos se han realizado los mayores adelantos.

Este año el aire acondicionado también se está instalando en los coches más pequeños. El regulador electrónico de velocidad, el cinturón de seguridad que se viste automáticamente y la bolsa que se infla en 25 milésimas de segundo en caso de impacto son algunos de los avances que se van a iniciar en breve.

No obstante, este equipamiento de confort requiere un consumo energético cada vez mayor y un motor mayor.

6º Bote catalítico

El bote catalítico comenzó a instalarse en Alemania y en la actualidad está en proceso de instalarse en todos los nuevos coches europeos. Esta especie de filtro no elimina todas las sustancias contaminantes a los gases de escape. Además, para colocar el bote catalítico hay que quitar el carburador del motor. La mezcla aire//combustible que entra en los cilindros no siempre se mantiene en la proporción adecuada y los gases sin quemar pueden dañar el bote catalítico. Se coloca por tanto en los motores de inyección. Sólo así es posible eliminar totalmente el dióxido de carbono y los óxidos de nitrógeno (II) y (IV).

El bote catalítico es una estructura cerámica enmarcada en una superficie metálica. La colección de celdas tipo panal está cubierta por finas capas de platino, rodio y paladio. Estos metales preciosos oxidan y limpian los gases.

Los botes catalíticos funcionan entre 600 y 800 grados. Cuando el motor del automóvil se pone en marcha, por tanto, su eficiencia es mucho menor. Además, el plomo destruye los citados metales y es obligatorio el uso de gasolina sin plomo.

Sabemos que el bote catalítico no resuelve totalmente el problema de contaminación de los gases de escape del automóvil, pero que es una aportación interesante no se puede negar.

7. Turbocompresor

Las primeras fueron realizadas antes de la Segunda Guerra Mundial, pero debido a que los sistemas de mecanizado no estaban suficientemente desarrollados, el turbocompresor no se extendió a los automóviles. La base de funcionamiento es sencilla. El gas que hay que introducir en el cilindro se comprime previamente, dando así una mayor potencia al motor. Los gases quemados son conducidos a una turbina, colocando el rotor a una velocidad de 100.000 revoluciones por minuto. Aprovechando esta fuerza, otra turbina comprime la mezcla aire/combustible a introducir en el cilindro. Por ejemplo, si la presión es de 0,7 bar, las piezas mecánicas no se someten a fuerza y el motor aporta un 30% más de potencia.

El bote catalítico elimina el dióxido de carbono (II) y los óxidos de nitrógeno (II) de los gases de escape.

Cuanto más se comprime el gas, más se calienta. A su vez, cuanto más se calienta, más se expande. Para solucionar el problema, en la actualidad se coloca un intercambiador de calor aire/aire entre el turbo y el cilindro, haciendo que la mezcla de cocción descienda 100 grados centígrados.

Los turbocompresores empezaron a colocarse en los coches de competición de Fórmula 1, pero desde entonces también se pueden ver con frecuencia en los coches convencionales, sobre todo en los de motor diesel. Esto se debe a que el turbocompresor se adapta mejor a motores flexibles de baja velocidad de giro.

8º. Protección anticorrosiva

Uno de los problemas más graves es la oxidación de la carrocería del automóvil. El vehículo debe permanecer en el afronto a lo largo de su vida, a menudo atacado por el crisol marino o golpeado por la sal gruesa desplegada en la tierra durante las heladas. Por ello, los automóviles actuales se protegen contra la corrosión.

Algunos fabricantes de automoción ofrecen a sus vehículos una garantía anticorrosiva de diez años. En la actualidad el 60% de la carrocería total del automóvil está protegida por una capa de zinc de al menos 10 micras antes de su pintado. Además, puede tener una capa de zinc en uno o en ambos lados. Las zonas más peligrosas (partes inferiores, barras de puertas, etc.), además, suelen tener capas de PVC. Los robots permiten, por otra parte, introducir cera en cualquier ranura, evitando la corrosión en estos puntos.

Una vez montada la carrocería, al sumergirse se vuelve a proteger con fosfatado. Antes de pintar se rellenan los bordes y los orificios con tratamiento mediante cataforesis. Una vez realizado todo esto, las capas de pintura se van superponiendo para finalizar el proceso anticorrosivo.

Además, cabe destacar que en la carrocería se utilizan cada vez más piezas de poliéster y fibra de vidrio que no se ven afectadas por el óxido.

9. Protección contra accidentes

El turbocompresor puede aumentar la potencia del motor hasta un 30%. Para ello comprime el gas antes de entrar en el cilindro.

Hoy en día los automovilistas "lanzan" un coche casi al día contra el muro de hormigón. El objetivo es investigar el comportamiento del automóvil en el choque. La estructura del vehículo debe ser lo suficientemente rígida por un lado para que no toda la energía de deformación y colisión vaya a los pasajeros internos, pero tampoco es demasiado rígida porque en la deformación no conviene amortiguar bruscamente la energía del choque. Buscan un nivel adecuado de elasticidad y rigidez. En los simulacros realizados por ordenador, los pasajeros con cinturón en el choque contra el muro de hormigón a 48 km/h no deben sufrir heridas graves. Este es el requisito que establece la legislación actual.

En función de ello se diseñan las carrocerías del automóvil. Suelen tener zonas de deformación de diferente grosor para que cuando se produce el choque la energía se suelte en esos puntos.

En el interior todos deben usar cinturones de seguridad y a partir de ahora se multiplicarán las bolsas que se hinchan automáticamente en los choques y protegen a los pasajeros.

10. Soporte electrónico

La electrónica ha permitido un mejor control de los mecanismos y prestaciones del automóvil. La inyección gobernada por electrónica, además de reducir el consumo, ha contribuido a mejorar el uso del combustible enviado al cilindro. Bajo el capó se instala en la actualidad toda la central electrónica en el automóvil y no un único chip programado para un trabajo.

El comportamiento actual del automóvil en la colisión es objeto de numerosos ensayos. El pasajero con cinturón a 48 km/h no debe tener heridas graves al chocar frontalmente.

También en suspensión se regula la velocidad de reacción variando el tiempo de amortiguación en función de las condiciones de la vía. Los captadores electrónicos reducen la presión en el sistema ABS cuando es necesario en el frenado. Los capots, puertas y ventanas se cierran y abren electrónicamente. Además, el conductor tiene delante un gran número de pilotos electrónicos que le proporcionan información fundamental para el funcionamiento del vehículo: estado del depósito de combustible, nivel de aceite, nivel y temperatura del agua, estado de la batería, etc. En el garaje pueden ver y detectar averías de motor en la pantalla del ordenador.

El miniordenador se está colocando cada vez más en el coche. Velocidad, consumo, kilómetros, temperatura interior, etc. Puede regular y, si es necesario, también ofrece información de voz.

Además, en breve se conocerá la voz del propietario y automáticamente se abrirán y pondrán en marcha las puertas. Además, con solo indicar a dónde quieres ir de tus vacaciones, te enseñará cuál es la ruta más cómoda, rápida y libre en ese momento.