Tecnología Eléctrica 2 conversión del sistema de propulsión de un kart convencional

Tecnología Eléctrica 2[pic 1]

conversión del sistema de propulsión de un kart convencional

Integrantes:

Avalo Osorio, samuel

Herrera Pulache, Yamili

Morales Pinto, Miguel

Rodríguez Díaz, Daniel

Wolstrohn Benites, aaron

Docente:

Karol Valentin Grandez

Lima, 15 de mayo de 2020

ÍNDICE

1. Introducción        2

2. Motivación        3

3. Justificación        4

3.1. Principales ventajas de la propulsión eléctrica:        4

3.2. Desventajas de la propulsión eléctrica:        6

3.3. Cuadro comparativo:        7

4. Estado del arte        8

4.1. Historia del kart        8

4.1.1. Descripción general del kart        10

4.1.2. Componentes de un kart        10

4.2. Posibilidades de propulsión alternativa        13

4.2.1. Sistemas de combustibles alternos        14

4.2.2. Sistemas híbridos        14

4.2.3. Sistemas eléctricos        15

4.3. Tipos de baterías        16

4.3. Estudio de la competencia        21

5. Bibliografía        24

1. Introducción

El motor a combustión interna utiliza al petróleo y sus derivados como fuente de energía y a lo largo del tiempo han ocasionado un impacto ambiental negativo debido a la gran cantidad de contaminación del medio ambiente a pesar de que son menos visible sus emisiones a la atmósfera.  Actualmente los gobiernos buscan una manera de reducir los gases nocivos provenientes de motores de combustión interna, en la actualidad se puede palpar una tendencia global por generar y aplicar nuevos sistemas de generación de energía con sistemas alternativos al petróleo para el sector automotriz.

En los últimos años se observa una tendencia por implementar sistemas eléctricos, como son las conversiones de automóviles que comprenden de un motor de combustión interna reemplazando dicho motor por un motor eléctrico buscando una alta eficiencia y no ser contaminantes al medio ambiente, un claro ejemplo por la tendencia de generar autos eléctricos, se tiene el caso de la creación de la Formula E, competencia de monoplazas de alto rendimiento que comprende el desarrollo de tecnología de punta, buscando la mayor eficiencia energética en autos de competencia, ya que estas competencias son pilares fundamentales para la prueba de nuevas tecnologías y dichos avances tecnológicos posteriormente son aplicados a los autos de producción en masa.

El objetivo principal de este trabajo gira alrededor de investigar y explicar todo con respecto al diseño e implementación de un sistema eléctrico en un Kart reemplazando el motor de combustión interna, para ello se analizará los parámetros de un kart de competencia con motor de combustión interna para obtener especificaciones de autonomía y potencia, para ser aplicados al diseño final, luego ver el diseño del sistema motriz eléctrico con especificaciones adecuadas para cada componente, llegando a una alta eficiencia y eficacia en su funcionamiento; y darnos cuenta del desempeño armónico de cada componente al implementar el sistema diseñado en el kart base. Se tomará en cuanta: tipo de motor, tipo de control de velocidad, tipo de baterías, tipos de sistema de recarga de baterías y con esto llegar a la implementación del sistema en el kart base.

Se buscó que cada componente del sistema tenga una alta eficiencia energética para aprovechar al máximo esta conversión y tratar de demostrar las ventajas que existen en sistemas alternativos de energía para la movilización en un automóvil, en este caso específico un kart de competencia, con la utilización de un motor eléctrico a diferencia de un motor de combustión interna.

Con la propuesta que se investigó y se explica en el presente trabajo se pretende reducir el consumo de combustibles de derivados fósiles y llegar a una propuesta global para la utilización de nuevas tecnologías de movilización para automóviles, en este caso la utilización de energía eléctrica.

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2. Motivación

Han sido diversos los motivos y factores que han impulsado el desarrollo de este trabajo de investigación sobre el diseño de un sistema de propulsión eléctrica de un kart.

El hecho de trabajar juntos implicaba poner en práctica una de las competencias básicas en las que debe desenvolverse un ingeniero, el trabajo en equipo. Además, las tecnologías aplicadas y los conceptos teóricos necesarios para estas suponen el poder aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo del curso, potenciando de esta forma nuestras capacidades.

Para este trabajo nos sentimos motivados por el hecho de desarrollar un tema que es parte de algo mucho más grande, como es la transición de los vehículos convencionales a un sistema de propulsión eléctrica. Es un cambio que todavía está en proceso pero que hasta ahora ha traídos grandes beneficios al mundo de la automoción, de los cuales uno de más representativos sería la significativa reducción de la contaminación ambiental. Esto, provoca que el estudio de automóviles con métodos de propulsión alternativos a la combustión sea cada vez más importante y que la expansión de este tipo de vehículos en el mercado sea cada vez más prometedora.

Es importante también mencionar que nos sentimos motivados también con la oportunidad que nos brinda esta investigación de poder iniciar un proyecto en el futuro teniendo como base este tema, con el objetivo de alcanzar el grado de bachiller.

3. Justificación

La razón principal por la que escogimos desarrollar este proyecto es para poner en evidencia los beneficios y complicaciones que podría traer la transición de un kart convencional a un kart con un sistema de propulsión eléctrica. Para tal efecto hemos considerado realizar un análisis comparativo entre las ventajas y desventajas del uso de este sistema. Comenzaremos explicando el funcionamiento de ambos motores.

Es clara la diferencia entre un vehículo de combustión con uno eléctrico, pero ¿esto solo radica en la alimentación?

Si vamos al inicio, un motor de combustión interna, funciona así: a partir de una mezcla entre aire y combustible, una chispa causa una explosión que acciona un pistón. Este pistón acciona una manivela que hace girar el motor.

En el motor eléctrico no se produce ninguna quema ni explosión. Funciona con un conjunto de bobinas y trabaja con inversión de campos magnéticos. Se tiene la relación que a mayor amperaje, mayor potencia. Pero para producir mayor amperaje, se requieren bobinas más grandes. Es por ello que, hasta hace poco tiempo, los motores eléctricos eran pesados y voluminosos. Con el tiempo esto ha ido cambiando pudiendo llegar a suministrar la misma potencia que un motor convencional con un tamaño y peso ligeramente inferior.

No obstante, las diferencias, ventajas y desventajas entre ambos sistemas, son muchas más y variadas

3.1. Principales ventajas de la propulsión eléctrica:

Par constante:  En un motor eléctrico la fuerza no depende de las revoluciones. Toda la fuerza está disponible desde 0 rpm, otorgando al kart una aceleración sin igual.

Eficiencia energética:  Un motor eléctrico de un kart aprovecha en torno al 95% de la energía que recibe frente al 25% que aprovechan los motores de combustión. Esto hace que sea mucho menos costoso de usar, económica y energéticamente.

Sencillez mecánica: Un motor eléctrico tiene solamente una parte móvil. De modo que el riesgo de sufrir una avería es prácticamente nulo y se eliminan casi por completo las labores de mantenimiento. Además, es resistente al algua.

Cero emisiones: el vehículo eléctrico es la única solución que logra obtener cero en emisiones de residuos, de gases efecto invernadero y de emisiones de contaminantes.

Silencio total: los vehículos eléctricos ofrecen una experiencia de conducción, que se caracteriza por el desplazamiento suave y silencioso. Esto se logra gracias a la ausencia de piezas móviles en el motor, por la ausencia de explosiones en el proceso de combustión, pero también gracias a poder prescindir de un sistema de escape, que suele ser la principal fuente de ruido en un automóvil convencional.

Costes de la energía: El coste de la energía utilizada en vehículos eléctricos, equivale a un tercio del valor del combustible utilizado en los vehículos con motor de combustión interna.

Menores costes de mantenimiento: los coches eléctricos tienen menos costes de mantenimiento ya que no requieren cambios de aceite frecuente, y otras operaciones de mantenimiento. En la medida en que sus motores no cuentan con piezas móviles o que tengan roce entre sí, el desgaste es mucho menor.

Frenado regenerativo: un motor eléctrico funciona como un generador, durante el frenado del coche. La salida de energía producida después de convertida, se utiliza para recargar las baterías. Esto significa que el vehículo devuelve energía al sistema.

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