10 tendencias tecnológicas que veremos en los próximos autos
Motor rotativo LiquidPiston X1
El SAE Show siempre incluye un nuevo giro en el motor de combustión. Este año se describe como “un Wankel de adentro hacia afuera”. Cuando el Wankel se ajusta a un rotor triangular en una carcasa en forma de maní, el X1 gira un rotor con esa forma dentro de una carcasa ligeramente triangular. Los cuatro golpes ocurren en cada ángulo del triángulo en cada revolución. Una de las ventajas del diseño de adentro hacia afuera es que los sellos de ápice están montados en el bloque estacionario, no en el rotor giratorio, por lo que se pueden lubricar fácilmente, lo que resulta en un consumo de aceite mucho menor. Otra diferencia clave: el aire de admisión y los gases de escape ingresan y salen a través de los puertos en el rotor giratorio a través de las aberturas en las placas terminales.
Alexander Shkolnik, CEO de LiquidPiston Inc., afirma que los extremos circulares del rotor sellan la cámara de combustión durante unos 12 grados de rotación del cigüeñal durante los cuales la chispa o el encendido por compresión (según la relación de compresión) pueden completarse a un volumen constante. Esto es seguido por una fase de expansión que, gracias a la sincronización del puerto, es más larga que la fase de compresión para un efecto Atkinson que mejora la eficiencia y reduce enormemente el ruido de escape en el puerto (quizás anulando la necesidad de un silenciador). Se midió la eficiencia térmica de hasta 45 por ciento. El tamaño y el peso son las principales fortalezas del diseño. Una versión de encendido por chispa de 70 cc de 4 cc del motor mide solo 6 x 6 x 5 pulgadas y pesa 3.5 libras. El diseño se puede ampliar en diámetro, en grosor de rotor o combinando múltiples rotores. Sikorsky tiene LiquidPiston trabajando en una versión de 1.000 HP, y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) ha otorgado una subvención para desarrollar el X1 para el uso de un generador. Shkolnik dice que una versión de extensor de rango híbrido, con motor diesel, podría pesar 40 libras y producir 40 HP. Por supuesto, aún queda mucho por hacer en el frente de cumplimiento de emisiones.
Motores eléctricos en la rueda
Entre las noticias que se anunciaron, el fabricante de bombas chino SLPT mostró un motor de rueda de 49 lb 20 HP y 258 lb-pie destinado a un pequeño auto chino de ciudad (Clase A00) modelo 2020. Tal vez el nombre mejor establecido en este espacio, Protean Electric, anunció que se está asociando con los disruptores automotrices de fabricación aditiva en Local Motors para proporcionar propulsión para su Olli eléctrico auto conducido.
Pero la noticia más importante vino de la nueva empresa de Silicon Valley, Orbis Wheels, que presentó su producto Ring-Drive. El concepto busca eliminar la desventaja del peso no suspendido de los motores de rueda de dos maneras: eliminando la robusta estructura de cubo y radio de la rueda, y aligerando drásticamente el motor seleccionando un diseño de de alta velocidad y bajo par de torsión que impulsa el aro de la rueda a través de un engranaje de piñón. Orbis afirma que los motores de tipo skateboard / drone de alta velocidad y bajo torque calificados con la misma potencia que un motor de cubo de alto torque requieren mucho menos cobre, por lo que pesan 1/20 menos y cuestan mucho menos.
La rueda sin cubo se monta a la suspensión del vehículo a través de un soporte estacionario que resiste el motor, la pinza del freno y una disposición triangular de cojinetes de tres pares de rodillos. Orbis afirma que su rueda Ring-Drive de 9.5 x 20 pulgadas diseñada para la parte trasera de un Honda Civic Type R y equipada con un motor de 70 hp / 300 lb pesa lo mismo que la rueda original del Civic mientras que demuestra una quinta parte de fricción dinámica y 13 por ciento menos de inercia rotacional. El CEO Marcus Hays cree además que su configuración podría costar un 25 por ciento menos que un sistema de propulsión EV convencional. La compañía busca licenciar la tecnología y ayudar a los clientes interesados en el desarrollo de prototipos. Las aplicaciones militares y civiles se encuentran actualmente en desarrollo sin una fecha de producción prevista.
Mensajería sobre cristal
La compañía química japonesa Sekisui Luminous PVB ha desarrollado una capa interior de vidrio laminado con moléculas fosforescentes que brillan en verde, azul o rojo cuando se ilumina con un proyector ultravioleta. A diferencia de las imágenes reflejadas de visualización frontal que solo son visibles para el conductor, los mensajes proyectados en el cristal mediante este método son visibles para todos. Una gran parte del parabrisas podría equiparse con PVB luminoso para indicar peligros inminentes (peatones, animales, etc.) para que los ocupantes también puedan estar al tanto. Los mensajes también se pueden leer fuera del vehículo, de modo que los vehículos de paseo autónomos o compartidos / demandados puedan indicar disponibilidad, precios, etc, en sus ventanas. Se espera que esta tecnología llegue al mercado en el período de 2021-2022.
La empresa americana AGP eGlass Display Plus, proveedor de los parabrisas Jumbo Tesla, también está participando en la acción de mensajería de vidrio con su producto Display Plus. Este utiliza una pantalla de matriz con alimentación directa con píxeles de proporciones de 1 mm cuadrado. Cuando está apagado, es un poco menos transparente que el PVB Luminoso, y por ahora tiene una limitación de tamaño máximo de 3.5 x 11.5 pulgadas. Está listo para la producción pero aún no se han anunciado clientes.
Cilindro de cierre diesel Eaton
Los motores diésel son tan eficientes cuando se viaja con carga liviana que nunca se le ocurrió a nadie apagar los cilindros como se hace en los motores de gasolina. Pero Eaton ha descubierto un ciclo de trabajo para el cual esta tecnología tiene mucho sentido: en ralentí y cuando se arrastra. Los motores diesel son dispositivos de marcha excepcionalmente eficientes, a menos que necesite mantener el sistema de postratamiento de gases de escape por encima de 248º C para evitar las emisiones. Lograr esto hoy típicamente requiere sobre-dosificar el combustible para que se queme en el escape y / o constriñe la geometría de la turbina de boquilla variable. Ambos enfoques desperdician combustible. Eaton ha demostrado que cerrar la mitad de los cilindros de un diesel en línea apagado y sobredosificar ligeramente a los otros tres, puede mantener la temperatura óptima con un ahorro de 3 por ciento o más en el Procedimiento de Prueba Federal para Trabajos Pesados (HD-FTP por sus siglas en inglés). Estos ahorros de combustible aumentan hasta un 35 por ciento en el impuesto de acarreo del puerto, lo que implica un ralentí copioso y ralentizaciones en las colas. Esta tecnología se acaba de presentar en SAE y requerirá un desarrollo considerable, pero podría beneficiar eventualmente a los motores diésel para camionetas.
Vidrio de metal
Este nombre de la compañía con sede en Lake Forest, “Liquidmetal”, inicialmente no despertó mucho interés. Pues, todo el metal es líquido a alguna temperatura. Pero este peculiar truco de la aleación basada en zirconio es que se puede inyectar metal en el tipo de molde altamente detallado que puede usarse materiales plásticos y enfriarse rápidamente. A lo que se llega es a una pieza con tolerancias excepcionalmente ajustadas que retiene una estructura sólida amorfa (como el vidrio) sin tratamiento térmico ni operaciones secundarias necesarias. Eso le da una plasticidad que es inusual en un metal, y permite la consolidación de lo que podría haber sido varias partes (una carcasa y un resorte, por ejemplo) en una sola pieza. ¿Limitaciones? Las partes grandes no son posibles (180 gramos / ~ 6 onzas es aproximadamente el máximo), y las partes no pueden calentarse mucho sin cristalizar y cambiar sus propiedades. El negocio del automóvil está interesado en cosas como llaveros que transmiten el tacto frío, el peso y la calidad del metal mecanizado en una operación de un solo paso. Otra bonificación: señales electromagnéticas de todo tipo pasan a través de las partes de Liquidmetal.
Techo de vidrio AGP Vario Plus Sky
Existen luces de estrellas brillantes instaladas en el techo opaco de autos espectacularmente costosos como Rolls-Royces, pero American Glass Products mostró un techo de cristal claro con pequeñas “estrellas” LED y una cúpula LED o lámpara de lectura más brillante en forma de luna. Hablando de un “techo lunar …” También presenta el teñido electrolítico Vario Plus de la compañía, que atenúa la transmisión de luz del vidrio del 12 al 3 por ciento. Las “estrellas” están todas conectadas por rastros de cables apenas visibles, lo que disminuye ligeramente su factor sorpresa. El uso de Corning Gorilla Glass para la superficie interna del panel laminado garantiza que el techo resultante pese menos que uno de vidrio convencional. Aún no se han anunciado planes de producción.
Futuro Mini Deep Orange 7 de la Universidad de Clemson
El Centro Internacional de Investigación Automotriz de la Universidad de Clemson (CU-ICAR) mostró su visión de un Mini para el año 2025, con fondos de la ayuda corporativa y de diseño de BMW de ArtCenter College of Design en Pasadena, California. Concebido como un concepto modular propulsado por combustión híbrida, plug-in híbrida o motor puramente eléctrico, el auto se desplaza sobre una distancia entre ejes estirada dentro de la longitud del Mini Hardtop actual. Las características innovadoras incluyen ubicar los módulos de enfriamiento en los paneles basculantes del vehículo, una escotilla del parabrisas para acceder al espacio de carga liberado electrizando el eje delantero, una interfaz de usuario holográfica controlada por gestos y un “Instructor de Estacionamiento” que usa las luces exteriores del Mini para guiar a otros conductores estacionándose delante o detrás de él, iluminándose incrementalmente a medida que se acerca el vehículo.
Sistema de Enfriamiento de Cambio de fase IAV
El refrigerante en la mayoría de los radiadores de vehículos está diseñado para permanecer líquido. Por lo general, algo ha ido mal si cambia la fase de líquido a gas (vapor). IAV propone un refrigerante de agua-etanol que está diseñado para hervir en ciertas áreas del motor, aprovechando el cambio de fase de líquido a gas para eliminar un montón de calor del motor. En este sistema, en lugar de un termostato, usa un regulador de presión para variar el punto de ebullición del líquido. Una gran ventaja: este vapor puede alimentar un generador a medida que se enfría, recuperando calor como electricidad. Se dice que el sistema mejora el rendimiento lo suficiente como para reducir la cantidad de refrigeración por aire requerida por el radiador, mejorando aún más la eficiencia aerodinámica del vehículo.
Válvula Compacta Borla
Los expertos en escapes de Borla buscaron permitir a los clientes actualizar sus autos con sistemas de escape variables para retener la característica de variabilidad y al mismo tiempo mejorar el rendimiento. Su solución patentada: mejora las propiedades de flujo de la típica válvula de mariposa. Cuando está abierta, para permitir el mayor flujo de aire (y ruido) a través del escape, una válvula de mariposa deja una obstrucción en la tubería que da como resultado una contrapresión. La nueva válvula de bolsillo de Borla pivota la válvula de cierre hacia arriba en un rebaje compacto sobre la tubería principal, dejando el flujo sin obstáculos. Esta tecnología ahora está disponible.
Detección de Hidroplaneo Continental
Otra versión de la semana SAE (en Alemania) que no está en la feria pero que merece ser incluida aquí es esta aplicación de fusión por sensor que detecta el momento en que las llantas de un vehículo están a punto de convertirse en esquíes acuáticos. Utiliza las cámaras de visión general montadas en los espejos y la rejilla para detectar los patrones de salpicaduras de agua asociadas con el deslizamiento en agua, luego consulta sensores especiales en la banda de rodamiento neumático que miden las tasas de aceleración instantáneas. El comportamiento de un neumático que hace contacto sólido con la carretera, es bastante diferente de uno bajo el cual se está acumulando una cuña de agua que el sistema de Continental puede advertir al conductor que reduzca la velocidad. Incluso puede ser posible usar los frenos traseros (que generalmente retienen agarre suficiente, montando como lo hacen, en la estela de los frentes) para hacer un poco de vector de torqu
para ayudar a mantener el control.
Algunas de estas tecnologías las veremos en acción en poco tiempo más, aunque algunas otras aún habrá que esperar si llegan a ser viables en un futuro cercano.
Fuente y fotos: Motortrend.com