ALgoritmos

vUNIDAD I. ENERGÍA

El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, energía se refiere a un recurso natural para extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico.

La aplicación de la electricidad al automóvil es tal, que en la actualidad, los vehículos están provistos de un gran número de aparatos cuyo funcionamiento se produce gracias a la transformación de la energía eléctrica en otra clase de energía (mecánica, calorífica, química, etc.), empleándose componentes de los más variados tipos, que realizan las funciones más diversas, en beneficios de una mayor seguridad en los vehículos y mejor confort de los pasajeros, así como mayor eficiencia de los mismos automóviles.

ipos de energía

|La Energía puede manifestarse de diferentes maneras: en forma de movimiento (cinética), de posición (potencial), de calor, de |

|electricidad, de radiaciones electromagnéticas, etc. Según sea el proceso, la energía se denomina: |

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|Energía eléctrica | |

|Energía química | |

|Energía calorífica | |

|Energía mecánica | |

|Por solo mencionar algunas de ellas. | |

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|La Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energía| |

|produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético.

La Energía química es la que se produce en las reacciones químicas. Una pila o una batería poseen este tipo de energía. | |

La energía calorífica es la energía que se transfiere en forma de calor. El calor se transmite entre cuerpos que se encuentran a distinta temperatura y que se ponen en contacto. Se dice que se alcanza el equilibrio térmico cuando la temperatura de ambos se iguala.

La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.

Transformación de energía calorífica en energía mecánica

Un claro ejemplo de esto es la máquina de vapor, pero un mejor ejemplo es el funcionamiento de un pistón el cual describiré a continuación.

El pistón es el elemento encargado de convertir un movimiento lineal en un movimiento rotativo. La principal característica del pistón es la estanqueidad*, por medio de la cual le permite succionar aire y combustible a través de un movimiento, para luego comprimir la mezcla (gas) y así producir una detonación que empuja el pistón convirtiéndose así en un movimiento lineal. (Véase ilustración 2).

Algunos de los elementos que producen combustiones: Gasolina, ACPM (Diesel), Gas natural, GLP (gas licuado de petróleo), Etanol.

La obstrucción de una bujía en un vehículo de gasolina se produce generalmente por residuos de aceite que se queman y producen una capa que recubre el electrodo de la bujía impidiendo así la chispa. Una gasolina de mala calidad solo produce una mala combustión, en vehículos de inyección electrónica daña elementos vitales para un buen funcionamiento del motor.

Así es básicamente como se transforma la energía calorífica en energía mecánica para el funcionamiento de distintos tipos de motores.

Máquina de vapor

Una máquina de vapor típica se muestra en la ilustración 3 y es básicamente un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de agua en energía mecánica.

En esencia, este trabajo se realiza en dos etapas:

• Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela*, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia*.

• El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.

El motor o máquina de vapor se utilizó extensamente durante la Revolución Industrial, en cuyo desarrollo tuvo un papel relevante para mover máquinas y aparatos tan diversos como bombas, locomotores, motores marinos, etc. Las modernas máquinas de vapor utilizadas en la generación de energía eléctrica no son ya de émbolo o desplazamiento positivo como las descritas, sino que son turbo máquinas; es decir, son atravesadas por un flujo continuo de vapor y reciben la denominación genérica de turbinas de vapor. En la actualidad la máquina de vapor alternativa es un motor muy poco usado salvo para servicios auxiliares, ya que se ha visto desplazado especialmente por el motor eléctrico en la maquinaria industrial y por el motor de combustión interna en el transporte.

Ilustración 3. Este es un ejemplo de una máquina de vapor.

*Se llama manivela a la pieza normalmente de hierro, compuesta de dos ramas, una de las cuales se fija por un extremo en el eje de una máquina, de una rueda, etc. y la otra forma el mango que sirve para mover al brazo, la máquina o la rueda

*Un volante de inercia o Volante Motor es, en mecánica, un elemento totalmente pasivo, que únicamente aporta al sistema una inercia adicional de modo que le permite almacenar energía cinética.

Evoluciones del motor

- En 1769 el militar francés Nicolás-Joseph Cugnot consigue amoldar su motor de vapor a su carreta (el cual fue el primer vehículo de la historia)

- El alemán Nikolaus Otto (1832-1892) construye un motor de 4 tiempos en 1877.

- En 1892 el alemán Rudolf Diesel inventa un motor (llamado motor diesel posteriormente) que funciona con un combustible que se prende a gran presión. En la práctica el motor resulta ser mucho más eficiente que los motores de combustión interna existentes en aquel momento.

- A partir del año de 1970 se utiliza el motor a reacción con turboventilador, el más frecuente hoy en día en los aviones, sustituyendo a los antiguos motores de 4 tiempos con hélices los cuales se muestran en la ilustración 4.

Ilustración 4. Este es un ejemplo de un motor de cuatro tiempos.

Existe una gran variedad de motores distintos, con una finalidad distinta, para un tipo específico de vehículo, para un determinado uso, unos más caros, más ecológicos, etc.

Estos son unos de los motores más importantes:

- Térmico: Transforma la energía térmica en energía mecánica.

-Vapor: El vapor penetra por un cilindro, por debajo de un émbolo, y se condensa con un chorro de agua fría. Este proceso genera un vacío parcial, y la presión atmosférica que actúa por encima del émbolo lo hace bajar.

- Explosión: Transforma la energía obtenida por combustión de una mezcla gaseosa carburada, proveniente del carburador, en energía mecánica utilizada para propulsar un émbolo que actúa sobre una biela la cual mueve el cigüeñal* (véase la ilustración 5) y a través de transmisiones provoca el movimiento de las ruedas.

Ilustración 5. Esta imagen representa el funcionamiento de un cigüeñal

- Eléctrico: Se dividen en tres categorías fundamentales: Asíncronos*, Síncronos*, y de colector. Los dos primeros funcionan solo con corriente alterna, mientras que el tercer tipo se utiliza tanto con corriente alterna como continua.

- Combustión interna: Motor en que la energía suministrada por un combustible es transformada directamente en energía mecánica tal y como se muestra en la ilustración 6.

Ilustración 6. Este es un ejemplo de un motor de combustión interna, que es el que comúnmente se utiliza hoy en día.

*Un cigüeñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela - manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa.

*Que no tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento

* Que tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento.

UNIDAD II. Ingeniería Automotriz

El auge automotriz en estos últimos veinte años, cada vez con modelos más sofisticados e inclinados a optimizar el consumo de combustible, minimizar las emisiones de contaminantes a la atmósfera, e inclusive la creación de modelos que sustituyen a la gasolina por etanol o algún otro combustible, ha llevado a replantear a esta industria en la búsqueda de profesionales capacitados y competitivos que aporten nuevas ideas y diseños al ámbito de los automóviles compactos, familiares, de lujo, de diesel y otros modelos, ya que esta es una industria sólida y punta de lanza en la tecnología que utiliza.

Evolución del auto en su exterior y en su estructura

En la

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