Trabajo de Remediacion

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INGENIERÍA AUTOMOTRIZ ELECTRÓNICA AUTOMOTRIZ Realizado por: AREVALO MELGAR CRISTIAN CASTOR CENTENO ANGEL LOJANO LLIVICHUHZCA JULIO MEDINA LIMA ANDRES MUÑOZ CALDERON SAUL ORDOÑEZ GALARZA DIEGO ORTIZ PINEDA LENIN SIGUENCIA LOZANO CRISTIAN TORRES CABRERA PABLO

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sistemas de encendido

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INGENIERÍA AUTOMOTRIZELECTRÓNICA AUTOMOTRIZ

Realizado por:

AREVALO MELGAR CRISTIAN

CASTOR CENTENO ANGEL

LOJANO LLIVICHUHZCA JULIO

MEDINA LIMA ANDRES

MUÑOZ CALDERON SAUL

ORDOÑEZ GALARZA DIEGO

ORTIZ PINEDA LENIN

SIGUENCIA LOZANO CRISTIAN

TORRES CABRERA PABLO

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO E INVERSORES

DE CORRIENTE

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

Los sistemas de encendido transistorizado se pueden clasificar en 2 tipos que son:

1. Encendido transistorizado con contactos.

2. Encendido transistorizado sin contactos.1. Encendido transistorizado con contactos.Es un encendido que conserva los componentes del sistema de encendido convencional, aunque lo contactos o platinos manejan la bobina a través de transistores. Suelen ser usados los transistores Darlington como amplificadores de corriente.

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1. Encendido transistorizado con contactos.1.1 Circuito de encendidoEl circuito básico de encendido transistorizado está formado por un transistor de potencia. Este transistor sustituye en sus funciones al ruptor y se encuentra conectado de la siguiente manera.• El emisor del transistor está conectado al primario de la bobina

• El colector a masa• La base a los contactos del ruptor

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1. Encendido transistorizado con contactos.1.2 FuncionamientoCon los contactos cerrados fluye una tensión de mando en la base (b), y el transistor es eléctricamente conductivo entre el emisor (e) y el colector (c), este estado corresponde a un interruptor de posición conectado y puede fluir corriente atravez de un arrollamiento primario de la bobina de encendido. Las resistencias R1 y R2 limitan la corriente de los contactos del ruptor además de polarizar la base del transistor de mando. El valor óhmico de R1 es mayor que la R2 en consecuencia el transistor de mando recibe una señal negativa cuando se cierran los contactos del ruptor por que la caída de tensión entre el terminal positivo y la base del transistor es mayor que la creada por R4 entre la base del transistor y masa.

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1. Encendido transistorizado con contactos.1.2 FuncionamientoCon los contactos abiertos el ruptor interrumpe la débil corriente que llega a la base del transistor y por lo tanto entre el emisor (e) y el colector (c) del transistor no hay conducción de corriente por lo que este se bloquea e interrumpe la corriente primaria de la bobina de encendido y con esto se produce el salto de chispa en la bujía.

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1. Encendido transistorizado con contactos.1.3 Ventajas e inconvenientesLas principales ventajas de un sistema de encendido transistorizado son:

• El mantenimiento disminuye ya que el ruptor no está sometido a grandes cargas de corriente eléctrica por lo cual su duración es mucho mayor y las averías son menores.

• Mayor tensión disponible en las bujías especialmente en los altos regímenes del motor.

• Puede trabajar sin perturbaciones hasta 24000 chispas por minuto.

• Puede utilizar una bobina con menos resistencia y menos espiras en el primario lo cual reduce el valor del coeficiente de autoinducción; consecuentemente, el tiempo que tarda en formarse el campo magnético es menor.

• Se suprime el condensador

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

1. Encendido transistorizado con contactos.1.3 Ventajas e inconvenientes

Así también este sistema cuenta con una serie de inconvenientes • Dependencia de las revoluciones.• Peligrosidad de uso de bujías que se aíslan. • Oscilaciones en el circuito de alta tensión. • Alto consumo de corriente.

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1. Encendido transistorizado con contactos.1.4 Comprobación del sistema de encendido transistorizado

• Comprobar con un multímetro que con los contactos cerrados se obtiene una tensión de 0 V y con los contactos abiertos, tensión de la batería. para ellos conectar los puntales a la entrada de los contactos y a masa. De no darse estos resultados comprobar la instalación del sistema.

• Comprobar que el transistor bloquea: Con el contacto dado y los contactos del ruptor abiertos se saturara una punta del multímetro en el borne 15 de la batería y la otra a masa; el resultado será la tensión de batería, en la misma prueba pero con los contactos del ruptor cerrados el valor de la tensión debe ser de aproximadamente 0,4 V.

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1. Encendido transistorizado con contactos.1.4 Comprobación del sistema de encendido transistorizado • Obtén mediante osciloscopio la tensión de mando: Con las untas de prueba en entrada de los contactos y la masa. Esta debe ser rectangular de acuerdo con la apertura y cierre de los contactos.

• Obtén los oscilogramas del primario y secundario del sistema: La única diferencia respecto al encendido convencional es que no existe cortocircuito primario de oscilación amortiguada en la apertura de los contactos.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónicaUna evolución importante del distribuidor fue sustituir el ruptor por un generador de impulsos y eliminar el condensador, con este tipo de distribuidores se consiguió un sistema de encendido electrónico sin contactos.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido • El encendido electrónico está compuesto básicamente por una etapa de potencia con transistor de conmutación y un circuito formador y amplificador de impulsos alojados en la centralita de encendido. A esta centralita se le conecta un generador de impulsos situado dentro del distribuidor de encendido.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido El ruptor en el distribuidor es sustituido por un dispositivo estático (generador de impulsos), es decir sin partes mecánicas sujetas al desgaste. El elemento sensor detecta el movimiento del eje del distribuidor generando una señal eléctrica capas de ser utilizada posteriormente para comandar el transistor que pilota el primario de la bobina.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido Las otras funciones del encendido se mantienen conservando la bobina, bujías y el distribuidor con elementos de variación del punto de encendido (regulador centrífugo y el de depresión). Teniendo en cuenta el tipo de captador o sensor utilizado en el distribuidor se pueden diferenciar 2 tipos de encendido electrónico.

• Encendido electrónico con generador inductivo TZ-I o TSZ-I

• Encendido electrónico con generador hall: TZH OTSZ-H

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.1 Encendido electrónico con generador de pulsos inductivos • Principio de funcionamiento del inductivoEl principio de funcionamiento se basa en que al girar el ruptor, el entrehierro que queda entre los dientes del rotor y el estator varía de forma periódica dado lugar a una variación en correspondencia con el flujo magnético.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.1 Encendido electrónico con generador de pulsos inductivos • Principio de funcionamiento del inductivoCuando el diente del rotor llega casi en frente de las puntas del estator la tensión alcanza un valor máximo, en cuanto al diente esta en frente de las láminas la variación del flujo es nula, en ese momento se produce el punto de encendido es decir el salto de la chispa en las bujías.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.1 Encendido electrónico con generador de pulsos inductivos

• Componentes Los principales componentes de este sistema son: Generador de pulsos de inducción: Se encuentra instalado en la cabeza del distribuidor sustituyendo al ruptor. Este construido por una rueda de aspas solidaria al eje de encendido llamado rotor esta produce durante su rotación una variación de flujo, magnético del imán permanente que induce de esta forma en la bobina 3 que se hace llegar a la unidad electrónica. El imán permanente, el devanado de inducción y el núcleo forman una sola unidad de construcción cerrada que se denomina el conjunto estator la señal eléctrica que genera se envía a la unidad electrónica para que esta gestione el corte de la corriente de bobinado primario de la bobina y así poder generar la alta tensión que se envía a las bobinas.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.1 Encendido electrónico con generador de pulsos inductivos • Componentes El distribuidor: Cuenta con los dispositivos de avance centrifuga y por vacío que varían el punto de encendido mecánicamente.Unidad de control: Recibe y trata la señal alterna del generador de impulsos con el objetivo de interrumpir la corriente primaria de la bobina.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.1 Encendido electrónico con generador de pulsos inductivos

• Funcionamiento La tensión alterna que se crea en el generador de impulsos es enviada a la unidad de control (centralita), donde el modulador 2a, que es un circuito electrónico multivibrador, la transforma en una onda cuadrada adecuada para el gobierno de una corriente primaria, esta señal de onda cuadrada pasa al circuito electrónico 2b, de mando del ángulo de cierre que realiza una modificación de la longitud de los impulsos adaptándolos a la velocidad de rotación del motor.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.1 Encendido electrónico con generador de pulsos inductivos • Funcionamiento La señal pasa a la etapa de excitación 2c, que amplifica los impulsos y los adapta para el gobierno posterior por medio de un transistor darlington en la etapa de potencia 2d. La etapa de potencia 2d se encarga de cortar o dar paso a la corriente primaria para que se produzca la alta tensión en el secundario de la bobina.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.1 Encendido electrónico con generador de pulsos inductivos • Funcionamiento La señal pasa a la etapa de excitación 2c, que amplifica los impulsos y los adapta para el gobierno posterior por medio de un transistor darlington en la etapa de potencia 2d. La etapa de potencia 2d se encarga de cortar o dar paso a la corriente primaria para que se produzca la alta tensión en el secundario de la bobina.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica

2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Principio de funcionamiento del hallEl efecto hall se produce cuando un semiconductor es recorrido por una corriente y sometido a un campo magnético generando en sus extremos una diferencia de tensión.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Principio de funcionamiento del hallCuando una de las pantallas del obturador se sitúa en el entrehierro de la barra magnética desvía las fuerzas magnéticas impidiendo que pase el campo magnético a circuito integrado. En este momento se dice que se desconecta la tensión hall y la tensión del transmisor aumenta notablemente a la salida del distribuidor de encendido, quedando conectada la corriente primaria.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Principio de funcionamiento del hallCuando la pantalla del tambor obturador abandona el entrehierro el campo magnético es detectado otra vez por el circuito integrado generándose el efecto hall es decir los elementos son desviados lateralmente y según la diferencia de cargas se crea la tensión hall (suele ser de 4 a 6 v) justo en ese momento tiene lugar el encendido ya que la tensión del transmisor se pone a 0 desconectándose la corriente primaria y formándose de esta manera la corriente primaria.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido • Principio de funcionamiento del hallCuando la pantalla del tambor obturador abandona el entrehierro el campo magnético es detectado otra vez por el circuito integrado generándose el efecto hall es decir los elementos son desviados lateralmente y según la diferencia de cargas se crea la tensión hall (suele ser de 4 a 6 v) justo en ese momento tiene lugar el encendido ya que la tensión del transmisor se pone a 0 desconectándose la corriente primaria y formándose de esta manera la corriente primaria.

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2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Principio de funcionamiento del hallCuando la pantalla del tambor obturador abandona el entrehierro el campo magnético es detectado otra vez por el circuito integrado generándose el efecto hall es decir los elementos son desviados lateralmente y según la diferencia de cargas se crea la tensión hall (suele ser de 4 a 6 v) justo en ese momento tiene lugar el encendido ya que la tensión del transmisor se pone a 0 desconectándose la corriente primaria y formándose de esta manera la corriente primaria.

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Componentes Dentro del distribuidor se encuentra una placan en donde va a quedar instalado el generador en sustitución de los platinos. Este está constituido por una parte fija que se compone de un circuito integrado hall alimentado por corriente continua) y un imán permanente con piezas conductoras, la parte inmóvil del generador está formado por un obturador que tienen tantas pantallas como cilindros tiene el motor.

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Componentes Un distribuidor de encendido similar al del encendido convencional. En él se siguen conservando el pulmón y los contrapesos para avance dinámico de encendido

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Componentes Bloque electrónico encargado de cortar o restablecer la corriente de primario de la bobina en función de la señal recibida por el impulsor hall. La de potencia (6c) que incluye un transistor de conmutación Darlington que comanda el primario de la bobina de encendido, la etapa moduladora y amplificadora de los pulsos (6b) y la etapa estabilizadora de tensión (6a).

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Componentes La bobina de encendido es similar a la de un encendido convencional. La tensión generada en su secundario supera los 30000V.

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Funcionamieto Cuando ninguna de las pantallas del rotor se encuentra en el entrehierro de la barrera magnética el circuito integrado hall se pone a masa y en la entrada de unida de conmutación (borne 7) hay una tensión de 0.5 v aproximadamente, con esta tensión el paso excitador (6b) no puede ser cebado y la etapa final de la unidad de conmutación (6c) de encendido interrumpe el paso de corriente primaria por el arrollamiento primario y se produce el salto de chispa.

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SISTEMAS DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

2. Encendidos transistorizados sin contactos y con ayuda electrónica2.1 Circuito de encendido 2.1.2 Encendido transistorizado con generador de impulsos de efecto hall• Funcionamieto Por lo contrario cuando una de las pantallas de rotor penetra en el entrehierro de la barrera magnética el circuito integrado hall bloquea y en la entrada de la unidad de conmutación (borne 7) hay una tensión de aproximadamente 2v suficiente para que la etapa final de conmutación de encendido se ponga a masa cerrándose el circuito primario de la bobina.

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INVERSOR DE CORRIENTE

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INVERSORES DE CORRIENTE

Los inversores de corriente cambian un voltaje de entrada de corriente continua (dc) a un voltaje simétrico de salida de corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada por el usuario o el fabricante. Los inversores de corriente son utilizados en muchas aplicaciones.

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INVERSORES DE CORRIENTE

1. Aplicaciones • Control de velocidad de motores de corriente

alterna (asíncronos y síncronos): Variando el valor el valor eficaz y la frecuencia de la tensión aplicada al estator de un motor de inducción logramos variar su velocidad para diferentes pares.

• Fuentes de alimentación interrumpida (UPS): Genera una tensión sinodal a partir de una batería con el fin de sustituir a la red cuando ha producido un corte en el suministro eléctrico

• Generación fotovoltaica: Genera tensión sinodal de 50 Hz s partir de una tensión continua producida por una serie de paneles fotovoltaicos.

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INVERSORES DE CORRIENTE

2. Cuadrantes de funcionamiento Para que un convertidor de energía funcione como inversor, debe transferir potencia desde un BUS de C.C. hasta una carga de C.A. El sentido de la tensión y corriente en la carga nos habla de un flujo de potencia.

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INVERSORES DE CORRIENTE

3. Clasificación

Inversores

Tensión (VSI-Voltage source inverter)

Corriente (CSI-Current source

inverter)

Onda cuadrada (SQW)

Modulación de ancho de pulso (PWM)

Resonantes

Medio puente

Puente completo

Push-pull

Monofásicos

Trifásicos

Forma de gobierno de la estructura de potencia

Estructura de etapa de potencia

Tensión alterna de salida

Alimentación en continua de entrada

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.1 Inversor en medio puente• Típicamente se emplean señales de gobierno

con ciclo de trabajo del 50 % y complementarias en los dos interruptores.

• La tensión de salida es una onda cuadrada de amplitud VE/2.

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.1 Inversor en medio puente 4.1.1 Características 1) Onda cuadrada de salida: alto contenido armónico

2) Amplitud de salida no controlable

3) Frecuencia de salida variable

4) La tensión que soportan los interruptores es el doble que la amplitud de la señal de salida

5) Las señales de gobierno de los interruptores no están referidas al mismo punto: circuito de control complejo

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.1 Inversor en medio puente4.1.2 Implementación practica• funcionamiento en cuatro cuadrantes: diodos.• Fuente única de CC: Divisor capacitivo. • Aislamiento: transformador.

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.1 Inversor en medio puente4.1.3 Formas de onda y esfuerzos

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.1 Inversor en medio puente 4.1.4 inversor en medio puente asimétrico• Comportamiento equivalente al medio

puente monofásico. • La componente continua de la tensión de

salida elimina mediante el condensador serie C.

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.2 Inversor push-pull

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INVERSORES DE CORRIENTE

3. Estructura de etapa de potencia 4.2 Inversor push-pull 4.2.1 Características

1) Onda cuadrada de salida

2) Topología con aislamiento

3) Las señales de control de ambos transistores están referidas al mismo punto: control sencillo

4) La tensión que soportan los interruptores es el doble que la tensión de entrada VE

5) Cualquier asimetría en las señales de control o en el transformador puede dar lugar a la saturación del núcleo

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.2 Inversor push-pull 4.2.2 Funcionamiento básico

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.3 Inversor en puente completo Este tipo de inversor tiene cuatro interruptores que permiten mayores posibilidades de control.

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.3 Inversor en puente completo 4.3.1 Características

1) La tensión de salida puede tomar tres valores: VE,

-VE y 0

2) Permite el control de la amplitud de salida

3) Permite reducir el contenido armónico en la salida

4) Los esfuerzos de tensión en los interruptores son

iguales a la tensión máxima de salida

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.3 Inversor en puente completo 4.3.2 Funcionamiento • Control sin deslizamiento de fase Permite manejar el doble de potencia que un medio puente para el mismo esfuerzo en los interruptores..

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.3 Inversor en puente completo 4.3.2 Funcionamiento • Control con deslizamiento de fase Se puede ajustar la amplitud de salida mediante el ángulo

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INVERSORES DE CORRIENTE

4. Estructura de etapa de potencia 4.3 Inversor en puente completo 4.3.2 Funcionamiento • Control con deslizamiento de fase La forma de onda obtenida es más próxima a una onda senoidal: menor contenido armónico

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INVERSORES DE CORRIENTE

5. Control de inversores de onda cuadrada 5.1 Control de un inversor de medio puente Es necesario incluir tiempos muertos para evitar cortocircuitos puntuales de rama debidos a los tiempos de conmutación.

Page 53: Trabajo de Remediacion

INVERSORES DE CORRIENTE

5. Control de inversores de onda cuadrada 5.1 Control de un inversor de medio puente • Trasformador de impulsos Es necesario utilizar un trasformador de impulsos para el gobierno de un MOSFET

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INVERSORES DE CORRIENTE

5. Control de inversores de onda cuadrada 5.1 Control de un inversor de medio puente • Optoacoplador + fuente aisladaEs necesario el empleo de una fuente aislada para el circuito de gobierno del transistor superior

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INVERSORES DE CORRIENTE

5. Control de inversores de onda cuadrada 5.1 Control de un inversor de medio puente • Optoacoplador + fuente aisladaA continuación se muestra la obtención de una fuente aislada mediante la técnica bootstrap. Cuando conmuta el transistor inferior CBOOT se carga desde la fuente de control a través de DBOOT .

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INVERSORES DE CORRIENTE

5. Control de inversores de onda cuadrada 5.1 Control de un inversor de medio puente • Circuitos integrados específicos.

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INVERSORES DE CORRIENTE

5. Control de inversores de onda cuadrada 5.1 Control de un inversor de medio puente • Módulos específicos.

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INVERSORES DE CORRIENTE

5. Control de inversores de onda cuadrada 5.1 Control de un inversor “push-pull”

• No es necesario aislamiento en las señales de control

• Es preciso incluir tiempos muertos en las señales de gobierno

• El núcleo del transformador tiende a trabajar en saturación en parte del periodo:

• Mayores pérdidas en el material magnético e interruptores

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INVERSORES DE CORRIENTE

5. Control de inversores de onda cuadrada 5.1 Control de un inversor en puente completo

• Es necesario aislamiento en las señales de control

• Es preciso incluir tiempos muertos en las señales de gobierno de los transistores de una misma rama

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SISTEMA DE ENCENDIDO INTEGRAL

Page 61: Trabajo de Remediacion

Introducción• La evolución del encendido convencional ve el resultado de

suprimir algunos elementos, en especial los de corrección mecánica del avance del punto de encendido, ("regulador centrifugo" y "regulador de vació").

• Se evita el típico desajuste por desgaste de elementos, y también se suprime el generador de impulsos, a los que se sustituye por componentes electrónicos, dentro del Unidad de Control.

• El distribuidor en este tipo de encendido se limita a distribuir, la alta tensión procedente de la bobina a cada una de las bujías.

• Se sustituye el regulador centrifugo por un sensor de RPM.• Se sustituye en avance por vacío, por un sensor de presión de

carga del motor.

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Sistema de Encendido Integral EZ

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Las ventajas de este sistema de encendido son:

• Posibilidad de adecuar mejor la regulación del encendido a las variadas e individuales exigencias planteadas al motor.

• Posibilidad de incluir parametros de control adicionales (por ejemplo: la temperatura del motor).

• Buen comportamiento del arranque, mejor marcha en ralentí y menor consumo de combustible.

• Recogida de una mayor cantidad de datos de funcionamiento.

• Viabilidad de la regulación antidetonante.

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Comparacion Mapas Cartográficos• La superioridad de este encendido se aprecia claramente

observando la cartografía de encendido donde se aprecia los ángulos de encendido para cada una de las situaciones de funcionamiento de un motor (arranque, aceleración, retención, ralentí y etc.).

• El ángulo de encendido para un determinado punto de funcionamiento se elige teniendo en cuenta diversos factores como el consumo de combustible, par motor, gases de escape distancia al limite de detonación, temperatura del motor, aptitud funcional, etc.

Page 65: Trabajo de Remediacion

Comparación Mapas Cartográficos

Page 66: Trabajo de Remediacion

Características del Mapa Cartográfico

• Si además hubiese que representar la influencia de la temperatura, que normalmente no es lineal, u otra función de corrección, seria necesaria para la descripción del ángulo de encendido de un "encendido electrónico integral" una cartografía tetra dimensional imposible de ilustrar.

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Funcionamiento• La señal entregada por el sensor de vacío se utiliza para

el encendido como señal de carga del motor. Mediante esta señal y la de rpm del motor se establece un campo característico de ángulo de encendido tridimensional que permite en cada punto de velocidad de giro y de carga (plano horizontal) programar el ángulo de encendido mas favorable para los gases de escape y el consumo de combustible (en el plano vertical).

• En el conjunto de la cartografía de encendido existen, según las necesidades, aproximadamente de 1000 a 4000 ángulos de encendido individuales.

Page 68: Trabajo de Remediacion

Funcionamiento• Con la mariposa de gases cerrada, se elige la curva característica

especial ralentí/empuje. Para velocidades de giro del motor inferiores a la de ralentí inferiores a la de ralentí nominal, se puede ajustar el ángulo de encendido en sentido de "avance", para lograr una estabilización de marcha en ralentí mediante una elevación en el par motor.

• En marcha por inercia (cuesta abajo) están programados ángulos de encendido adecuados a los gases de escape y comportamiento de marcha.

• A plena carga, se elige la línea de plena carga. Aquí, el mejor valor de encendido se programa teniendo en cuenta el limite de detonación.

• Para el proceso de arranque se pueden programar, en determinados sistemas, un desarrollo del ángulo de encendido en función de la velocidad de giro y la temperatura del motor, con independencia del campo característico del ángulo de encendido. De este modo se puede lograr un mayor par motor en el arranque.

Page 69: Trabajo de Remediacion

Funcionamiento• La regulación electrónica de encendido puede ir integrada

junto a la gestión de inyección de combustible formando un mismo conjunto como ocurre en el sistema de inyección electrónica de gasolina denominado "Motronic“.

• Pero también puede ir la unidad de control de encendido de forma independiente como se ve en el sistema de inyección electrónica denominado "LE2-jetronic".

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Sistema de Inyeccion LE2-jetronic

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Sensores Usados para la Gestión de Encendido

• Para saber el nº de rpm del motor y la posicion del cigueñal se utiliza un generador de impulsos del tipo "inductivo", que esta constituido por una corona dentada que va acoplada al volante de inercia del motor y un captador magnético frente a ella.

• El captador esta formado por un imán permanente, alrededor esta enrollada una bobina donde se induce una tensión cada vez que pasa un diente de la corona dentada frente a el.

Page 72: Trabajo de Remediacion

CKP, Sensor Posición de Pistón• Como resultado se detecta la velocidad de rotación del

motor. La corona dentada dispone de un diente, y su correspondiente hueco, más ancho que los demás, situado 90º antes de cada posición p.m.s. Cuando pasa este diente frente al captador la tensión que se induce es mayor, lo que indica a la centralita electrónica que el pistón llegara al P.M.S. 90º de giro después.

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MAP Sensor de Carga del Motor• Para saber la carga del motor se utiliza un captador de

depresión tiene la función de transformar el valor de depresión que hay en el colector de admisión en una señal eléctrica que será enviada e interpretada por la centralita electrónica.

• Su constitución es parecido al utilizado en los distribuidores ("regulador de vació"), se diferencia en que su forma de trabajar ahora se limita a mover un núcleo que se desplaza por el interior de la bobina de un oscilador, cuya frecuencia eléctrica varia en función de la posición que ocupe el núcleo con respecto a la bobina.

Page 74: Trabajo de Remediacion

MAP Sensor de Carga del Motor• La señal del captador de depresión no da una medida

exacta de la carga del motor para esto es necesario saber la cantidad de masa de aire que entra en los cilindros (caudalimetro) y esto en los motores de inyección electrónica de gasolina es un dato conocido por lo que la señal de carga utilizada para la preparación de la mezcla puede usarse también para el sistema de encendido.

Page 75: Trabajo de Remediacion

Otros Sensores Involucrados en la Gestión del Encendido

• Sensor de temperatura situado en el bloque motor para medir la temperatura de funcionamiento del motor. Adicionalmente o en lugar de la temperatura del motor puede captarse también la temperatura del aire de admisión a través de otro sensor situado en el caudalimetro.

Page 76: Trabajo de Remediacion

Otros Sensores Involucrados en la Gestión del Encendido

• Posición de la mariposa, mediante un interruptor de mariposa se suministra una señal de conexión tanto de ralentí como a plena carga del motor (acelerador pisado a fondo).

• Tensión de la bateria es una magnitud de corrección captada por la unidad de control.

Page 77: Trabajo de Remediacion

Captador de Picado (Cascabeleo)• Captador de picado, aplicado a los sistemas de encendido mas

sofisticados.• La regulación antidetonante se caracteriza por el uso de un captador

de picado que se instala cerca de las cámaras de combustión del motor, capaz de detectar en inicio de picado. Cuando el par resistente es elevado (ejemplo: subiendo una pendiente) y la velocidad del un motor es baja, un exceso de avance en el encendido tiende a producir una detonación a destiempo denominada "picado" (ruido del cojinete de biela).

• Para corregir este fenómeno es necesario reducir las prestaciones del motor adoptando una curva de avance inferior.

• El captador de picado viene a ser un micrófono que genera una pequeña tensión cuando el material piezoeléctrico del que esta construido sufre una deformación provocada por la detonación de la mezcla en el interior del cilindro del motor.

Page 78: Trabajo de Remediacion

Captador de Picado (Cascabeleo)

Page 79: Trabajo de Remediacion

Unidad de Control• Tal como muestra el esquema de bloques, el elemento principal de la unidad

de control para encendido electrónico es un microprocesador. • Este contiene todos los datos, incluido el campo característico (cartografía de

encendido), así como los programas para la captación de las magnitudes de entrada y el calculo de las magnitudes de salida.

• Dado que los sensores suministran señales eléctricas que no son identificadas por el microprocesador se necesitan de unos dispositivos que transformen dichas señales en otras que puedan ser interpretadas por el microprocesador.

• Estos dispositivos son unos circuitos formadores que transforman las señales de los sensores en señales digitales definidas. Los sensores, por ejemplo: el de temperatura y presión suministran una señal analógica.

• Esta señal es transformada en un convertidor analógico-digital y conducida al microprocesador en forma digital.

• Con el fin de que los datos del campo característico (cartografía de encendido) puedan ser modificados hasta poco antes de ser introducidos en la fabricación en serie, hay unidades de control dotadas de una memoria eléctricamente programable (EPROM).

Page 80: Trabajo de Remediacion

Unidad de Control

Page 81: Trabajo de Remediacion

BATERÍASIngeniería Automotriz, UPS, Cuenca

Integrante: Angel Castro

Page 82: Trabajo de Remediacion

Deficinición• Se le denomina batería, batería eléctrica, acumulador

eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad, este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces.

• Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

Page 83: Trabajo de Remediacion

Funcionamiento• La primera conversión, energía eléctrica en energía química, tiene

lugar durante el proceso de carga. • La segunda, energía química en eléctrica, ocurre cuando la batería

es descargada.• Para que estas conversiones puedan llevarse a cabo se necesitan

dos electrodos metálicos inmersos en un medio que los vincule, llamado electrolito. El ánodo se define como el electrodo en el que se lleva acabo la oxidación y el cátodo donde se efectúa la reducción.

Page 84: Trabajo de Remediacion

Características Importantes de una Batería

• Capacidad de una Batería - Amperios Hora - (Ah)• La capacidad de una batería es la cantidad de energía

que pfuede almacenar. La cantidad de energía se mide en coulomb (C), y es el producto entre la corriente (Amperios) por el tiempo (t).

• SOC - State Of Charge - Estado de carga de batería• El estado de carga de una batería es la cantidad residual

de carga que puede restituir la batería en relación a la cantidad nominal que puede almacenar. El SOC se expresfa en porcentaje y es del 100% cuando la batería esta cargada al máximo.

Page 85: Trabajo de Remediacion

Características Importantes de una Batería

• DOD - Depth Of Discharge - Profundidad de descarga• La profundidad de descarga de una batería es el ratio de energía descargada

en relación a la cantidad de energía que puede almacenar. El DOD se expresa en porcentaje y es el contrario del SOC Por ejemplo si una instalación con una batería de 100Ah ha consumido 40 Ah, entonces su SOC es del 60% y su DOD del 40%.

• Cycles - Ciclos - Longevidad• Un periodo de carga y descarga se denomina ciclo. Es un parámetro

importante de una batería y los ciclos reales dependen en buena medida de la profundidad de descarga que se utiliza en la instalación. Por ejemplo para una profundidad de descarga del 80 % el número de ciclos es de aproximadamente 200. Para un DOD del 30 % puede alcanzar más de 1000.

• Auto Descarga • La auto descarga caracteriza la descarga de la batería aunque no se utilice.

Este valor lo indica el constructor y depende de la tecnología. Una batería de aplicación solar puede tener una perdida de su capacidad de energía del 3 al 5% a una temperatura ambiente de 20°C. La auto descarga aumenta proporcionalmente a la temperatura y al envejecimiento de la batería.

Page 86: Trabajo de Remediacion

Características Importantes de una Batería

• Resistencia interna• La resistencia interna de una batería en buen estado es

baja. Este valor aumenta con el estado de carga, la temperatura y el envejecimiento. Difícilmente controlable, la resistencia interna disminuye el rendimiento de la batería.

• Característica de Carga• El grafico muestra la curva de carga de una batería de

plomo en relación a distintas temperaturas. Obsérvese como la tensión aumenta rápidamente cuando la batería se acerca de su plena capacidad de acumulación de energía. Se puede también observar la diferencia de potencial según la temperatura. Esa característica es utilizada por ciertos reguladores para optimizar la carga.

Page 87: Trabajo de Remediacion

BATERÍAS DE PLOMO-ÁCIDO:• Este tipo de baterías están conformadas por dos electrodos de

plomo, y suele utilizarse en los automóviles.Con respecto a su funcionamiento, en el proceso de carga, el sulfato de plomo se convierte en plomo metal en el cátodo o polo negativo. Por otra parte, en el polo positivo o ánodo se produce la formación de óxido de plomo.En el proceso de descarga, los procesos mencionados anteriormente se llevan a cabo de forma invertida. De esta manera el oxido de plomo se reduce a sulfato de plomo, y en el ánodo el plomo comienza a oxidarse, convirtiéndose en sulfato de plomo.

• Sin embargo este tipo de transformación no puede ser repetido de manera indefinida. Luego de un tiempo, el sulfato de plomo forma cristales, y no es posible realizar el proceso de manera reversible. Es en ese momento cuando la batería se ha sulfatado y ya no es posible volver a emplearla.

Page 88: Trabajo de Remediacion

PILA ALCALINA• Esta clase de pilas están formadas por cloruro de sodio o

de potasio. Cuentan con potencia y corriente de gran estabilidad debido a la amplia movilidad de los iones a través del electrolito.Las pilas alcalinas están blindadas con el propósito de que no se viertan los componentes de la misma.

Page 89: Trabajo de Remediacion

BATERÍAS DE NÍQUEL-HIERRO (NI-FE)

• Esta clase de baterías fue desarrollada por Edison a principios del siglo XX. Se conformaba por filas de tubos compuestos por acero niquelado, los cuales contenían hidróxido de níquel. El polo positivo contenía acero niquelado con polvo de oxido ferroso.Las baterías de níquel son de fabricación simple, bajo costo y pueden sobrecargarse o descargarse reiteradas veces sin por ello perder su capacidad.

Page 90: Trabajo de Remediacion

BATERÍAS ALCALINAS DE MANGANESO

• Son similares a las pilas alcalinas, con la excepción de que están conformadas por hidróxido de potasio. Su envoltura es de acero y el zinc es polvo ubicado en el centro.Las baterías alcalinas de manganeso tienen un valor elevado y se emplean en máquinas de mayor consumo de energía como juguetes con motor.

Page 91: Trabajo de Remediacion

BATERÍAS DE NÍQUEL-CADMIO (NI-CD)

• Ésta clase de batería funciona a partir de un ánodo de cadmio y un cátodo compuesto por hidróxido de níquel. Por su parte, el electrolito se conforma de hidróxido de potasio. Pueden ser recargadas una vez gastadas, aunque disponen de poca capacidad.

Page 92: Trabajo de Remediacion

BATERÍAS DE NÍQUEL-HIDRURO METÁLICO (NI-MH)• Emplean un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo

compuesto por una aleación de hidruro metálico.Son reacias al contacto con las bajas temperaturas, disminuyendo en gran parte su eficacia.

Page 93: Trabajo de Remediacion

BATERÍAS DE IONES DE LITIO (LI-ION)

• dispone de un ánodo de grafito, mientras que el cátodo funciona a partir de oxido de cobalto, oxido de manganeso o trifilina. No permiten la descarga y son capaces de alcanzar potencias elevadas. Sin embargo se ven afectadas por los cambios de temperatura.

Page 94: Trabajo de Remediacion

BATERÍAS DE POLÍMERO DE LITIO (LIPO)

• Cuentan con características análogas a las baterías de iones de litio, aunque su densidad es mayor. Son de tamaño reducido por lo que suelen utilizarse en pequeños equipos.

Page 95: Trabajo de Remediacion

Celda de Combustible o Pila de Combustible

• Una pila de combustible, también llamada célula o celda de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma de forma directa la energía química en eléctrica. Es similar a una batería.

• Se diferencia de la batería en que puede tener alimentación continua de los reactivos y en que sus electrodos son catalíticos y relativamente estables.

• Parte de unos reactivos, un combustible – generalmente hidrógeno- y de un comburente – en muchos casos oxígeno – para producir agua, electricidad en forma de corriente continua y calor.

Page 96: Trabajo de Remediacion

Tipos de pilas de combustible

Page 97: Trabajo de Remediacion

Cuadro Comparativo entre Baterías

Page 98: Trabajo de Remediacion

Grafica comparativa de Energía Específica y Densidad Específica

Page 99: Trabajo de Remediacion

SISTEMA DE ASISTENCIA ELECTRÓNICA DE LA DIRECCIÓN Y MOTORES AC

Page 100: Trabajo de Remediacion

Sistema de asistencia electrónica de la dirección

Page 101: Trabajo de Remediacion

Introducción• La dirección asistida es un sistema mediante el cual se

reduce la fuerza (par de giro) que ha de efectuar el conductor sobre el volante de un automóvil para accionar la dirección, mediante el acoplamiento de un mecanismo de dirección simple a un circuito de asistencia llamado servo-mando.

• Debido al empleo de neumáticos de baja presión y gran superficie de contacto, la maniobra en el volante de la dirección para orientar las ruedas se hace difícil, sobre todo con el vehículo parado.

• Como no interesa sobrepasar un cierto limite de desmultiplicación, por que se pierde excesivamente la sensibilidad de la dirección, en los vehículos se recurre a la asistencia de la dirección.

Page 102: Trabajo de Remediacion

Sistema de asistencia electrónica de la dirección

• La misión de los sistemas de dirección asistida es la proporcionara una ayuda al conductor a realizar las maniobras y al mismo tiempo permite una menor desmultiplicación ganando al mismo tiempo sensibilidad en el manejo y poder aplicar volantes de radio mas pequeño.

Page 103: Trabajo de Remediacion

Sistema de asistencia electrónica de la dirección (EPS)• Las direcciones eléctricas o EPS (Electrical Powered

Steering) son el tipo más reciente de dirección asistida. Su nombre se debe a que utilizan un motor eléctrico para generar la asistencia en la dirección y un módulo electrónico que calcula la asistencia sin necesidad de quitar la potencia del motor.

Page 104: Trabajo de Remediacion

ARQUITECTURAS MECÁNICAS DEL SISTEMA EPS• El sistema de dirección

EPS puede presentarse en diferentes arquitecturas que son definidas por el fabricante tomando en cuenta parámetros como espacio, seguridad, economía de recursos, mantenimiento, etc. Atendiendo al lugar donde se aplica la asistencia, las direcciones eléctricas se dividen:

EPS Column Drive

Piñion Drive

Rack Drive

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Column Drive• Aplica la asistencia en la columna de dirección. es el más

difundido y el menos costoso; se monta sobretodo en vehículos pequeños, cuyo peso sobre el tren delantero es bajo. El motor eléctrico se instala sobre la parte de la columna de dirección situada en el habitáculo. De esta manera, el problema de las altas temperaturas debajo del capó está resuelto.

Características TécnicasMáxima Potencia 405 W / 75 A / 12 vPar en la columna 65 N m (Fuerza en la cremallera 7700 N)Rango de temperatura -40ºC hasta 120ºCPeso máximo 7 Kg

Page 106: Trabajo de Remediacion

Piñón Drive• Aplica la asistencia en el piñón de la dirección. Es el más

simple en términos de implantación. El motor eléctrico se encuentra al pie de la columna de dirección a la entrada de la cremallera. De esta manera, la columna y los cardanes no se ven afectadas por el par suministrado por el motor eléctrico y no deben estar sobredimensionadas.

Características TécnicasMáxima Potencia 405 W / 75 A / 12 vPar en la columna 65 N m (Fuerza en la cremallera 7700 N)Rango de temperatura -40ºC hasta 120ºCPeso 11 Kg

Page 107: Trabajo de Remediacion

Rack Drive

• Aplica la asistencia en la cremallera de la dirección. Es el montaje de los vehículos de gama alta, ya que el peso sobre el eje delantero es superior a una tonelada. El motor eléctrico está integrado en la cremallera.

Page 108: Trabajo de Remediacion

Principio de funcionamiento• Un motor eléctrico produce un par de asistencia en

función del esfuerzo ejercido sobre el volante por el conductor. Este par de asistencia es aplicado a las ruedas por el intermedio de la cremallera y es modificado permanentemente por las leyes de control, para reducir el esfuerzo de giro del conductor”.

Page 109: Trabajo de Remediacion

COMPONENTES DEL SISTEMA EPS

• La estructura del un sistema de dirección asistida electrónicamente varia según sus año de fabricación, la marca y modelo del vehículo siguiendo siempre el principio básico de funcionamiento a continuación se exponen los componentes que intervienen en totalidad de sistemas:

• Sensores de ángulo del volante.• Sensor de par.• Sensores de velocidad.• Módulo de control.

Page 110: Trabajo de Remediacion

SENSOR DE ÁNGULO DE DIRECCIÓN• Este sensor suministra la señal para la determinación del ángulo de

dirección, destinándola a la unidad de control electrónica de la columna de dirección.

• Por lo general el sensor de ángulo de dirección va situado detrás del anillo retractor con el anillo colector para el sistema airbag. Se instala en la columna de dirección, entre el mando combinado y el volante.

• Los componentes básicos del sensor de ángulo de dirección son:• Un disco de codificación con dos anillos• Parejas de barreras luminosas con una fuente de luz y un sensor óptico cada una

• El disco de codificación consta de dos anillos, el anillo exterior de valores absolutos y el anillo interior de valores incrementales El anillo de incrementos esta dividido en 5 segmentos de 72º cada uno y es explorado por una pareja de barreras luminosas.

• El sensor de ángulo de dirección puede detectar 1044º de ángulo. Se dedica a sumar los grados angulares. De esa forma, al sobrepasar la marca de los 360º reconoce que se ha ejecutado una vuelta completa del volante.

Page 111: Trabajo de Remediacion

• La medición del ángulo se realiza según el principio de la barrera luminosa. Cuando la luz incide en el sensor al pasar por una almena del anillo se engendra una señal de tensión. Al cubrirse la fuente luminosa se vuelve a interrumpir la tensión de la señal. Al mover ahora el anillo de incrementos se produce una secuencia de señales de tensión

SENSOR DE ÁNGULO DE DIRECCIÓN

• De esa misma forma se genera una secuencia de señales de tensión en cada pareja de barreras luminosas aplicadas al anillo de valores absolutos. Todas las secuencias de señales de tensión se procesan en la unidad de control para electrónica de la columna de dirección. Previa comparación de las señales, el sistema puede calcular a qué grados han sido movidos los anillos. Durante esa operación determina también el punto de inicio del movimiento en el anillo de valores absolutos.

Page 112: Trabajo de Remediacion

SENSOR DE PAR DE DIRECCIÓN• Tiene la misión de cuantificar el grado de esfuerzo que se está realizando

en cada instante por parte del conductor, con este dato se proporcionará la asistencia que deberá proporcionar el sistema según los parámetros establecidos en el procesador, pues la correcta utilización de este elimina la necesidad del sensor de posición del volante.

• El par de mando a la dirección se mide con ayuda del sensor de par de dirección directamente en el piñón de dirección. El sensor de par puede trabajar de varias maneras según el principio magnetorresistivo, resistencia por contactos, o también de forma óptica con el principio lumínico resistivo.

• El sensor del par de giro acopla la columna y la caja de dirección a través de una barra de torsión.

Page 113: Trabajo de Remediacion

SENSOR DE RÉGIMEN DEL MOTOR

• Su misión es determinar la cantidad de vueltas del cigueñal por minuto. Esta importante magnitud de entrada se calcula en la unidad de control del motor, puede magnificarse a partir de la señal del sensor inductivo de revoluciones del cigueñal, por las revoluciones del alternador, o la inductancia de los cables de las bujías.

Page 114: Trabajo de Remediacion

SENSOR DE VELOCIDAD DE MARCHA DEL VEHÍCULO• El parámetro de la velocidad del vehículo es uno de los

principales parámetros tomados por el calculador ECU del EPS para adaptar la asistencia de la dirección en todo momento de funcionamiento del vehículo.

• La señal de la velocidad de marcha del vehículo puede ser suministrada por la unidad de control para ABS en caso de tenerlo, de un sensor magnetoresitivo en el eje de salida de la caja de cambios.

• Para calcular la velocidad lineal del vehículo se dispone en las ruedas generalmente no motrices un sensor inductivo que envía una señal permanente de pulsos por lo medio de la cual se puede calcular la velocidad instantánea en todo momento del automotor.

Page 115: Trabajo de Remediacion

UNIDAD DE CONTROL PARA LA DIRECCIÓN

• La unidad de control para dirección asistida generalmente va fijada directamente al motor eléctrico y al sensor de par, con lo cual se suprime un cableado complejo hacia los componentes de la servodirección.• Basándose en las señales de

entrada, tales como: la señal del sensor de ángulo de dirección, la señal del sensor de régimen del motor, el par de dirección y el régimen del motor. La unidad de control calcula las necesidades momentáneas de servoasistencia para la dirección. Calcula la intensidad de corriente excitadora y excita correspondientemente el motor eléctrico.

Page 116: Trabajo de Remediacion

ASISTENCIA PRINCIPAL• Para calcular el par que el motor eléctrico debe

proporcionar, la unidad electrónica de la dirección asistida tiene en cuenta el par ejercido sobre el volante y la velocidad del vehículo, estando estas dos magnitudes físicas medidas respectivamente por el captador de par de giro y el captador de velocidad.

• Para alimentar el motor eléctrico, el mando de potencia del calculador electrónico produce una corriente eléctrica de asistencia que corresponde al par calculado.

• De la misma manera, la dirección puede estar muy asistida a baja velocidad para facilitar las maniobras, y netamente más dura a alta velocidad para mantener la trayectoria.

Page 117: Trabajo de Remediacion

RETORNO ACTIVO• Cuando el conductor suelta el volante a la salida de una

curva, la dirección asistida eléctrica ejerce un par de retorno, que alinea las ruedas más rápidamente.

• Este par de retorno, denominado también retorno activo, depende evidentemente del ángulo de giro de las ruedas y de la velocidad del vehículo.

• El calculador determina el par de retorno en función del ángulo de giro para una velocidad dada.

Page 118: Trabajo de Remediacion

Motores AC

Page 119: Trabajo de Remediacion

Motores AC• Introducción.

• Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de campos magnéticos variables, los motores eléctricos se componen en dos partes una fija llamada estator y una móvil llamada rotor.

• Estos funcionan generalmente bajo los principios de magnetismo, los cuales son desarrollados en el interior de la investigación, además de ello se especificara la clasificación de los Motores de Corriente Alterna.

• Los motores eléctricos se hallan formados por varios elementos, los cuales son definidos en el contenido de la presentación , sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. No obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y el rotor.

Page 120: Trabajo de Remediacion

• Dentro de los motores de corriente alterna, el más usado es el asíncrono, trifásico y monofásico. Actualmente se regulan electrónicamente regulando la tensión y la frecuencia de la alimentación por medio de onduladores semicontrolados. Los motores síncronos necesitan un ondulador totalmente controlado en el inducido y puente rectificador en el inductor. Al ser necesario controlar exactamente la frecuencia de alimentación, su regulación es difícil, siendo poco usado.

Motores AC

Page 121: Trabajo de Remediacion

Fundamentos de operación de los motores eléctricos

• El estator está constituido por un núcleo en cuyo interior existen pares de arrollamientos colocados simétricamente en un ángulo de 120º. Son sometidos a una C.A. y los polos del estator se trasladan continuamente creando un campo giratorio.

Page 122: Trabajo de Remediacion

Cuando las corrientes bifásicas son aplicadas a los bobinados, el campo magnético gira a una velocidad constante y hace que el rotor gire

Campo giratorio en un sistemas bifásicoFundamentos de operación de los motores

eléctricos

Page 123: Trabajo de Remediacion

Cuando las corrientes trifásicas son aplicadas a los bobinados, el campo magnético gira a una velocidad constante y hace que el rotor gire

Campo giratorio en un sistemas trifásico

Page 124: Trabajo de Remediacion

• Son motores asíncronos con un devanado trifásico de cobre dispuesto en las ranuras de rotor, que va conectado a tres anillos metálicos por uno de sus extremos, en tanto que, por el otro lado se conectan en estrella. De este modo se puede controlar desde el exterior la resistencia total del circuito rotórico, facilitando un control de la velocidad y corriente de arranque con un elevado par de arranque y un mejor factor de potencia que con el rotor en jaula de ardilla.

Motores asíncronos de anillos rozantes.

Page 125: Trabajo de Remediacion

Corrientes y fuerzas inducidas en la jaula

Eje de giroEje de giroB

I

F

Page 126: Trabajo de Remediacion

Motores de jaula de ardilla.• El motor de jaula de ardilla, también llamado de rotor en

cortocircuito, es el más sencillo y el más utilizado actualmente. En núcleo del rotor esta construido de chapas estampadas de acero al silicio en el interior de las cuales se disponen unas barras, generalmente de aluminio moldeado a presión.

• Las ranuras del rotor se suelen hacerse oblicuas respecto al eje para evitar así puntos muertos en la inducción electromagnética.

• Un inconveniente de los motores es que en el arranque absorbe una corriente muy intensa (de 4 a 7 veces la nominal o asignada), y lo hace además con un bajo factor de potencia, y a pesar de ello, el par de arranque suele ser bajo.

Page 127: Trabajo de Remediacion

- La ecuación de la velocidad de sincronismo de un motor de corriente alterna es:

•= número de pares de polos.

Calculo de variables de un Motor AC

Page 128: Trabajo de Remediacion

• Los motores síncronos giran siempre a la velocidad de sincronismo. Por esto, para regular su velocidad, se debe controlar la frecuencia de alimentación o, más raramente, el número de polos. La velocidad de un motor asíncrono es algo menor que la velocidad de sincronismo. La relación es la siguiente :

• Siendo :• n = velocidad del motor (r.p.m.).• s = deslizamiento (en %).

• El deslizamiento depende de la carga y es otro factor que podemos controlar para regular la velocidad de un motor asíncrono. El par de un motor asíncrono tiene la siguiente expresión :

• M k · · I2 (N.m)

• U = k’ · W · f · (V)• Siendo :

• I2 = Intensidad rotórica.

• W = Nº de espiras.• = Flujo.

1n 100

s1n

Calculo de variables de un Motor AC

Page 129: Trabajo de Remediacion

• La potencia eléctrica en el entrehierro es la siguiente :•

• La potencia mecánica suministrada tiene la siguiente expresión :•

• La diferencia PL - P2 se disipa como potencia eléctrica de pérdidas en el circuito (Pr).

• Pr = PL - s

• Un método de aumentar el deslizamiento s es intercalar resistencias en el circuito rotórico para aumentar Pr. Otro método de controlar el deslizamiento es inyectar corriente continua en el rotor. Estos métodos sólo pueden aplicarse en motores de anillos rozantes.

0.974

nMP2

0.974

nMP 1

L

Calculo de variables de un Motor AC

Page 130: Trabajo de Remediacion

3 devanados en el estator desfasados 2p/(3P) siendo P nº pares de polos

El Nº de fases del rotor no tiene porqué ser el mismo que el del estator, sí será igual el número de polos. Los devanados del rotor están conectados a anillos colectores montados sobre el mismo eje

Los conductores del rotor están igualmente distribuidos por la periferia del rotor. Los extremos de estos conductores están cortocircuitados, no habiendo conexión con el exterior. La posición inclinada de las ranuras mejora el arranque y disminuye el ruido

Resumen de Motores AC

Page 131: Trabajo de Remediacion

MOTOR BLDC Y EL VEHICULO ELECTRICO

Page 132: Trabajo de Remediacion

MOTOR BLDC

INTRODUCCIÓN

Motores de corriente continua convencionales son altamente eficientes y sus características los hacen adecuados para su uso como servomotores. Sin embargo, su único inconveniente es que necesitan un conmutador y los cepillos que están sujetos a desgaste y requieren mantenimiento. Cuando las funciones de conmutador y las escobillas se llevaron a cabo por los interruptores de estado sólido, libre de mantenimiento

Los motores se hicieron realidad. Estos motores son ahora conocidos como motores de corriente continua sin escobillas.

Page 133: Trabajo de Remediacion

Los motores BLDC tienen la característica de que no emplean escobillas en la conmutación para la transferencia de energía; en este caso, la conmutación se realiza electrónicamente.

Page 134: Trabajo de Remediacion

Un motor BLDC sin escobillas es un motor eléctrico síncrono que consiste de un conjunto de 3 fases de bobinados y láminas en el estator y un conjunto de imanes permanentes montados en el rotor. A medida que el campo electromagnético avanza en el estator, los imanes permanentes "persiguen" el campo generado por el estator, produciendo la rotación del rotor del motor. Los motores de corriente continua sin escobillas (BLDC) son uno de los tipos de motores que más popularidad ha ganado en los últimos años.

Page 135: Trabajo de Remediacion

Finalidad

Su finalidad principal es transformar la energía eléctrica en energía mecánica, esto lo realiza por medio de campos electromagnéticos variables, imagen. Algunos de los motores eléctricos son reversibles y pueden transformas energía mecánica en energía eléctrica funcionado como generadores, estos motores no emplean escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor.

Page 136: Trabajo de Remediacion

PARTES:

Un motor BLDC (sin escobillas), está conformado por: Parte Móvil Y Parte Fija.

Parte móvil (Rotor) de Imanes permanentes Rodamientos a bolillas Eje motriz

Parte fija (estator o carcasa) Bobinados del estator de hilo conductor (construcción de neodimio) Estator Generador de efecto hall Soporte de bobinado Placa extrema

Page 137: Trabajo de Remediacion

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MOTOR BLDC

Mejor relación velocidad-par motorMayor respuesta dinámicaMayor eficienciaMayor vida útilMenor ruidoMayor rango de velocidad.

Por otra parte, los motores BLDC tienen dos desventajas, que son las siguientes: Tienen un mayor coste Requieren un control bastante más complejo.

Page 138: Trabajo de Remediacion

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UN MOTOR (BLDC)

Por la evolución de los motores eléctricos y de su gran tendencia desde mono hasta tribásicos, tiene gran aplicación en las industrias, tales como son: Automovilísticas, Aeroespacial, consumo médico, equipos de automatización e instrumentación.

Estos motores eléctricos sin escobillas tienes la principal característica que no se emplea escobillas para realizar su conmutación para la transferencia de energía, lo cual en los motores con escobillas producen rozamiento, disminuye el rendimiento, generan calor, son ruidosos y demanda una sustitución periódica y, por tanto, un mayor mantenimiento.

Page 139: Trabajo de Remediacion

Además, la relación par motor-tamaño es mucho mayor, lo que implica que se puedan emplear en aplicaciones donde se trabaje con un espacio reducido.

Page 140: Trabajo de Remediacion

Versión sin sensores:

También se pueden conmutar los motores BLDC mediante el control de las señales EMF en lugar de utilizar las señales de los sensores Hall. El motor debe iniciar en circuito abierto. Entonces el control se desplaza hacia la parte posterior del EMF de percepción. Hay una restricción para las aplicaciones con fuerza de torsión constante y requisitos no dinámicos, tanto para ventiladores o bombas de movimiento.

Los modelos de los motores JE: E7IHM-24 y E9IWS-28 trabajan sin entradas de sensores para aplicaciones de ventiladores.

Page 141: Trabajo de Remediacion

Versiones de interfaz

Hay varias versiones de interfaces disponibles para motores BLDC:

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ARQUITECTURA DE UN MOTOR BLDC

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Motores BLDC versus motores DC con escobillas

Page 145: Trabajo de Remediacion

EL VEHICULO ELECTRICO

Page 146: Trabajo de Remediacion

INTRODUCCION:

Un vehículo eléctrico es un vehículo de combustible alternativo impulsado por uno o más motores eléctricos. La tracción puede ser proporcionada por ruedas o hélices impulsadas por motores rotativos, o en otros casos utilizar otro tipo de motores no rotativos, como los motores lineales, los motores inerciales, o aplicaciones del magnetismo como fuente de propulsión, como es el caso de los trenes de levitación magnética.

Page 147: Trabajo de Remediacion

FUNCIONAMIENTO:

A diferencia de un motor de combustión interna que está diseñado específicamente para funcionar quemando combustible, un vehículo eléctrico obtiene la tracción de los motores eléctricos.

Alimentación externa del vehículo durante todo su recorrido, con un aporte constante de energía, como es común en el tren eléctrico y el trolebús.

Page 148: Trabajo de Remediacion

Energía proporcionada al vehículo en forma de un producto químico almacenado en el vehículo que, mediante una reacción química producida a bordo, produce la electricidad para los motores eléctricos.

Energía eléctrica subministrada al vehículo cuando está parado, que es almacenada a bordo con sistemas recargables, y que luego consumen durante su desplazamiento.

Page 149: Trabajo de Remediacion

PARTES DEL VEHICULO

En cuanto a las partes de uno de estos modelos, hablando de partes que no contemplan los modelos actuales seguro que sabes hablar del motor, baterías… y poco más, debido a esto vamos a intentar tratarlas todas e indicar que son y que función tienen cada una de ellas.

Page 150: Trabajo de Remediacion

Motor: puede tener uno o varios, dependiendo del diseño y prestaciones que se quieran conseguir. Esta parte también es la encargada de recuperar energía gracias a sus funciones como inversor

Puerto de carga: es la toma en la que el coche eléctrico se conecta con el exterior, puede haber una toma específica para carga rápida.

Page 151: Trabajo de Remediacion

Transformadores: son los encargados de convertir la electricidad de una toma casera o de un punto de recarga rápido en valores de tensión y amperaje válidos para el sistema de recarga. No solo son los encargados de rellenar las baterías sino que también son los encargados de atender a la refrigeración para evitar riesgos de explosión o derrames

Page 152: Trabajo de Remediacion

Baterías: es el depósito donde almacenar la corriente del coche, símil a un depósito de combustible en los vehículos habituales, puede tener una batería auxiliar como la de cualquier coche convencional para sistemas de bajo consumo auxiliares

Controladores: son los encargados de comprobar el correcto funcionamiento por eficiencia y seguridad, regulando la energía que recibe o recarga el motor

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VENTAJAS DEL MOTOR ELÉCTRICO

Page 154: Trabajo de Remediacion

No producen contaminación atmosférica.

No producen contaminación sonora.

Su uso permite prescindir de combustible y así ahorra petróleo, una materia prima limitada y se puede dedicar a otras materias también necesarias.

Su mantenimiento y coste del "combustible" es mucho menor al de uno convencional. El Tesla Model S, por ejemplo, gasta 700$ de electricidad al año; el Porsche Panamera Turbo gasta 3400$ de combustible al año.

Mayor eficiencia y par motor a partir de 0 revoluciones y la total ausencia de marchas, lo que se traduce en mejor respuesta en aceleración.

Page 155: Trabajo de Remediacion

En los deportivos, el uso de potencia distribuida en las ruedas y control del par motor de cada uno proporciona una mayor estabilidad en las curvas, y por tanto, en seguridad.

Según Francisco Laverón, Miguel Ángel Muñoz y Gonzalo Sáenz de Miera, dos economistas y un ingeniero de la compañía Iberdrola, un coche consigue una eficacia de un 77% si la electricidad procede de fuentes renovables, mientras que 42 % si procede de energía eléctrica basada en gas natural. Además estos autores aseguran que un coche eléctrico podría recorrer casi el doble de kilómetros que uno de gasolina.

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DESVENTAJAS DEL MOTOR ELÉCTRICOLa portabilidad de la energía eléctrica

Page 157: Trabajo de Remediacion

Carga de las baterías y precio. Las baterías de más de 400 km de autonomía son muy costosas y se recargan en unas 9 horas sin mermar su capacidad.

Menor autonomía que un coche convencional dado que necesita recargas frecuentes.

El fuerte costo de compra inicial. En algunos casos el precio de un coche eléctrico triplica al de un coche convencional.

La poca accesibilidad que existe en cuanto a las recargas. Problema que se irá solucionando poco a poco, al suministrar los puntos de recarga por parte del país.

Page 158: Trabajo de Remediacion

SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS QUE SE TENDRIAN CON ESTE TIPO DE VEHICULOS

La primera solución es crear una red de recarga (que hoy no existe) de forma que se pueda repostar fácilmente y el problema de la autonomía sea más asumible. Aun así, tendríamos el problema del tiempo de repostaje, pues hablamos de horas para una recarga completa y muchos minutos para una recarga parcial que nos permita seguir adelante.

Page 159: Trabajo de Remediacion

La segunda solución es que la tecnología venga una vez más al rescate, y alguien invente una batería que resuelva de un plumazo el problema… cosa que no ha sucedido en los últimos 200 años y de momento no se ve venir.

Page 160: Trabajo de Remediacion

EL VEHICULO ELECTRICO Y LA CURVA DE CARGA

Un vehículo eléctrico medio consume alrededor de 14 KWh por cada 100 Km; un coche que recorra unos 15.000 Km al año consumiría 2-100 KWh, equiparable al consumo domestico medio. Evidentemente el cuello de botella esta en la capacidad de carga de las propias baterías, aunque en principio parece viable la carga de unos 5-7 KWh durante la noche en un enchufe casero, lo cual seria suficiente para el recorrido q va a tener en un día.

Page 161: Trabajo de Remediacion

CONCLUSIONES:Un motor eléctrico es una máquina esencialmente mejor que un

motor de combustión para generar movimiento. La abundancia de petróleo y su enorme poder calorífico, con el que las baterías están muy lejos de poder competir, han evitado hasta ahora una transición hacia la electrificación del parque móvil mundial.

Teniendo en cuenta la creciente conciencia ecológica de las sociedades modernas y el inevitable agotamiento y encarecimiento a largo plazo de los combustibles fósiles, si estamos dispuestos a hacer pequeños sacrificios a cambio de las mejoras sustanciales que promete el vehículo eléctrico, es posible que haya llegado el momento de realizar esa transición.

Page 162: Trabajo de Remediacion

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

Tema: Sistema de frenos ABS y etapas de funcionamiento del vehículo eléctrico.

Page 163: Trabajo de Remediacion

OBJETIVOS• OBJETIVO GENERAL • Conocer y comprender el funcionamiento del sistema de frenos ABS.

• OBJETIVOS ESPECIFICOS • Reconocer cada una de sus partes que comprender el sistema de

freno ABS.• Conocer el funcionamiento de cada elemento que comprende el

sistema de frenos ABS.• Determinar cómo realiza el funcionamiento el del ABS en los

automóviles.• Comprender como se da la activación del sistema ABS.• Comprensión y diferenciación del sistema convencional de frenos

versus el sistema ABS.

Page 164: Trabajo de Remediacion

RESEÑA HISTORIA DEL FRENO ABS• En 1978, Bosch comenzó la producción en serie de los Sistemas de

Frenos Antibloqueo (ABS), estableciendo la base de todos los sistemas activos de seguridad de los vehículos.

• El sistema previene que las ruedas se bloqueen, manteniendo el vehículo estabilizado aún con las frenadas más bruscas, permitiendo al conductor un margen de maniobra para evitar accidentes.

• Este desarrollo de Bosch fue la primera solución eficiente y confiable para su utilización en automóviles.

• Al principio fue equipo opcional en el Clase S de Mercedes Benz, y poco más tarde en las limusinas de serie de 7 del BMW.

Page 165: Trabajo de Remediacion

¿Qué es el (ABS)?• El ABS según su designación de las siglas es de Antilocking Brake

System (sistema antibloqueo de frenos). Que hace referencia a uno de los mayores avances dentro de la seguridad activa del vehículo. La cual destinada a reducir la probabilidad de tener un accidente.

• Esto se consigue desbloqueando la columna de dirección y para ello, el sistema aplica los frenos de forma intermitente y muy rápida, lo que se transmite en forma de unos pequeños temblores en el pedal del freno.

• Lo importante es que permite al conductor dirigir la trayectoria del vehículo a pesar de haber pisado a fondo el pedal de freno, y así evitar la colisión con un obstáculo.

Page 166: Trabajo de Remediacion

Evolución del ABS• Este sistema de frenos ABS tiene sus diferentes etapas para

conseguir una eficiencia tota las cuales se dividen en tres generaciones desde su implementación.

• Primera generación.- El sistema era de dos vías, en el cual permitía solo el control de los neumáticos de transmisión delantera de la dirección y no del eje de transmisión, trasero.

• Segunda generación.- Su aparición era de 3 vías, en el permite el control de los neumáticos delanteros y uno en el centro para el eje posterior. Este sistema generaba dificultad porque no permitía un control del eje trasero.

• Tercera generación.- En esta generación se aplica de 4 vías independiente para cada neumático el cual garantiza que la secuencia de frenado y del control del vehículo.

Page 167: Trabajo de Remediacion

Finalidad que tiene el (ABS)• La finalidad principal que tiene el sistema ABS, es permitir que al

conductor tenga siempre gobernado la dirección y control del vehículo y que no pierda el control del mismo, puesto que estas pérdidas de control es causada más por la pérdida de adherencia de las ruedas delanteras. Lo cual causa que la perdida de control ante la trayectoria, y producto de la inercia pudiera llegar a colisionar y causar las pérdidas humanas.

• El ABS permite la reducción del desgaste prematuro e irregular en los neumáticos. Cuando se efectúa el bloqueo de las ruedas por frenadas bruscas que se generan en lugares planos en los neumáticos producto de su desgaste. Lo que se consigue con este sistema es proporcionar mayor vida útil a las cubiertas de un vehículo, y como es el de reducir costos de mantenimiento.

Page 168: Trabajo de Remediacion

FUNCIÓN DEL ABS • Dirigibilidad.- El vehículo puede conducirse al frenar en

una curva aunque pierdan adherencia algunas de sus ruedas.

• Estabilidad en la conducción.- Durante el proceso de frenado debe garantizarse la estabilidad del vehículo, tanto cuando se frena lentamente como cuando se hace bruscamente.

• Distancia de parada.- Es decir acortar la distancia de para lo máximo posible

Page 169: Trabajo de Remediacion

PARTES DE SISTEMA DE ABS• Esto se divide en dos grupos como son en:

Componentes Para Su Funcionamiento y Unidades De Control.

• Dentro de las Unidades de control tenemos (ECU, SISTEMA HIDRAULICO, SENSOR DE VELOCIDAD Y TESTIGO DEL ABS).

Page 170: Trabajo de Remediacion

Componentes para su funcionamiento

• 1 pedal de freno • 2 Servofreno• 3 Bomba de freno• 4 Pinza de freno• 5 Sensor de la rueda• 6 Disco de freno• 7 Testigo de control ABS• 8 Regulador de presión de frenado• 9 Unidad hidráulica (hidrogrupo)• 10 Unidad de control electrónica• 11 Enchufe de diagnosis• 12 Tambor de freno

Page 171: Trabajo de Remediacion

Introducción de la unidad de control

• Sensor de velocidad.- este va colocado en cada una de las ruedas para determinar la velocidad y envía la señal al control electrónico.

• Bomba hidráulica.- tiene la función de variar la presión mediante las válvulas, colocadas en cada línea de líquido de frenos.

• Válvulas.- tanto estas como la bomba de presión van colocadas en el sistema hidráulico.

• Controlador.- es una computadora que recibe señales de los sensores de velocidad y comanda, a su vez ordenes al sistema hidráulico. Dependiendo de la velocidad detecta por los sensores, el controlador abrirá o cerrara la válvula adecuada y pondrá en funcionamiento la bomba.

Page 172: Trabajo de Remediacion

Funcionamiento del sistema hidrogrupo

• El hidrogrupo está formado por un conjunto de motor-bomba, ocho electroválvulas cuatro de admisión y cuatro de escape, y un acumulador de baja presión. Por medio de los elementos de las electroválvulas se consigue el retorno de presiones adecuadas para la activación y desbloqueo de los neumáticos.

Page 173: Trabajo de Remediacion
Page 174: Trabajo de Remediacion

• FUNCIONAMIENTO DEL ABS• Durante una frenada sin tendencia al bloqueo, las dos electroválvulas

de cada rueda están en reposo, posición en la cual, la de admisión se encuentra abierta y la de escape cerrada. En esta situación existe comunicación entre la bomba de frenos (servofreno) y cada uno de los cilindros de rueda a los que puede aplicar toda la presión generada en el líquido. Cada una de las electroválvulas de admisión incorpora una válvula de desactivación que permite el desahogo rápido de presión de los cilindros de rueda en la acción de desactivación.

Page 175: Trabajo de Remediacion

• Si la frenada es suficientemente fuerte, capaz de bloquear alguna rueda, es posible entonces modificar la presión en ese cilindro de rueda excitando una de las dos electroválvulas, como ya se ha explicado. Así, en la fase de mantenimiento de la presión se activa la electroválvula de admisión, que se cierra, quedando aislado el cilindro de rueda afectado.

Page 176: Trabajo de Remediacion

• En la fase de descarga de presión se activan las dos electroválvulas, permaneciendo la de admisión cerrada y abierta la de escape, lo que permite la comunicación del cilindro de rueda con el cilindro maestro, al que en ese instante envía a la bomba eléctrica el exceso de presión. El líquido de los cilindros de rueda llega a los dos acumuladores a través de las correspondientes válvulas de escape y, de allí, a través de las correspondientes válvulas unidireccionales, es desahogado hacia el cilindro maestro por la bomba eléctrica.

Page 177: Trabajo de Remediacion

Como funciona el ABS• El sistema funciona desde que actúa el pedal del

freno, y realiza el empuje del líquido de freno asía los pistos actuadores, en lo cual se comprime el líquido y se transmite la presión a los frenos de los neumáticos.

• En el caso de que exista velocidad la unidad de control tiene que tomar en relación sus decisiones para mantener un mismo régimen de velocidad para cada uno de los neumáticos, esto ayudando, a que se abra y cierre las válvulas, y donde recibe las señales de cada sensor el cual le ayuda a determinar si el régimen de la velocidad es adecuado.

Page 178: Trabajo de Remediacion

Ventajas del freno ABS• El proceso es instantáneo de regulación y garantiza una

manejabilidad plena del automóvil en todo momento, incluso en situaciones de frenado de emergencia.

• El automóvil permanece siempre manejable, incluso al frenar a fondo• El conductor (hasta el menos experto) conserva un dominio perfecto

del automóvil al frenar.• El automóvil no derrapa al frenar a fondo en una curva.• El comportamiento del automóvil al frenar es independiente de las

condiciones del suelo: por ejemplo, si el centro de la calzada está seco, mientras que el arcén está cubierto de nieve.

• En conjunto, el ABS constituye una contribución importante a la seguridad activa del automóvil.

Page 179: Trabajo de Remediacion

Diferencia del sistema convencional al sistema ABS

• La única diferencia es en el caso de una frenada extrema o de emergencia. En un automóvil sin ABS debemos pisar el pedal a fondo, soltar un poco el pedal para girar el volante y esquivar el obstáculo, y volver a pisar una vez superado el obstáculo. En un automóvil con sistema ABS simplemente debemos pisar a fondo el freno y el embrague y dejar que el sistema trabaje durante toda la frenada. Un automóvil con ABS nos va a permitir esquivar el obstáculo mientras frenamos con todas nuestras fuerzas (siempre dentro de los límites de la física, claro). Debemos pisar el pedal de embrague para evitar que se no se nos apague el motor.

• Y si es el caso de apagado no podremos volver a nuestro carril tras una esquiva, ni la dirección asistida trabajará.

Page 180: Trabajo de Remediacion

CONCLUSIONES • Por medio de la presente investigación se determinó como se da el

funcionamiento del sistema de frenos ABS, y de cómo es comandada sus señales de los sensores para la activación del grupo de motor hidráulico.

• Este sistema de frenos nos permite que no exista el antibloqueo de los neumáticos, por medio de los sensores de velocidad los cuales controlan independientemente cada uno de los neumáticos, esto garantiza que no exista perdidas de adherencia para ninguno de los neumáticos.

• Cada una de sus partes activan su señal de frecuencia hacia el computador el cual determina que no exista demasiada variación en las velocidades y en las presiones de los bombines de los frenos esto garantizando que el neumático no realice su patinada y con una eficiencia mejor en el frenado, que esto ayuda económicamente, respecto a desgastes prematuros en los neumáticos y los recalentamientos y cristalizaciones de los frenos causando grandes pérdidas económicas y humanas.

• Gracias a este sistema de frenos hoy en dia muchos de los accidentes se ha evitado, puesto que brinda mejor seguridad ante curvas y deformaciones de las calzadas, lo cual es lo que produce despistes y derrapes en curvas por patine de los neumáticos.

Page 181: Trabajo de Remediacion

ETAPAS DE FUNCIONAMIENTO DE UN VEHICULO ELECTRICO

• OBJETIVO GENERAL • Conocer las etapas de funcionamiento de un vehículo eléctrico

• OBJETIVOS ESPECIFICOS • Reconocer cada uno de sus componentes para la activación de

velocidad este motor eléctrico BLDC.• Conocer las principales características de los motores BLDC• Determina los tipos de sistemas de gestión y sensores hall, para

la activación de los motores BLDC.• Conocer las diferentes etapas de funcionamiento.• Comprender como se realiza sus esquemas de activación de

bobinas y sensores eléctricos para la generación de la fuerza electromotriz de este mostrar eléctrico sin escobillas.

Page 182: Trabajo de Remediacion

RESEÑA HISTÓRICA DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS

• Michael Faraday (1791-1867), fuel que descubrió el principio de los motes eléctricos, a él se le atribuye el descubrimiento de la inducción, de una corriente eléctrica en un conducto en movimiento que se encuentra en el interior de un campo magnético la mayoría de los motores tienen la relación con este principio.

• En 1832 William Sturgeon y Thomas Davenport diseñaron un motor eléctrico en el cual el mayor problema era lograr conmutar la corriente por un magneto. Un motor eléctrico sin escobillas es un motor eléctrico que no emplea escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor.

Page 183: Trabajo de Remediacion

Qué es un motor eléctrico (BLDC) sin escobillas

• Este tipo de motor eléctrico sin escobillas (BLDC por sus siglas en inglés Brushless direct current).

• Un motor eléctrico (BLDC), no usan escobillas para conmutar ya que conmutan de manera electrónica, además la proporción de torque entregado al tamaño del motor es mayor, por lo que es útil en aplicaciones donde el espacio y el peso son factores a considerar.

Page 184: Trabajo de Remediacion

Finalidad de un motor sin escobillas (BLDC)

• Su finalidad principal es transformar la energía eléctrica en energía mecánica, esto lo realiza por medio de campos electromagnéticos variables, imagen. Algunos de los motores eléctricos son reversibles y pueden transformas energía mecánica en energía eléctrica funcionado como generadores, estos motores no emplean escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor.

Page 185: Trabajo de Remediacion

Características • Para esto los motores BLDC tienen mejores

características con respecto los motores convencionales DC, las cuales tenemos:

• Mejor relación de velocidad – par motor• Mayor respuesta dinámica• Mayor eficiencia• Mayor vida útil• Imagen 6. Motor BLDC• Fuente: Autor• Menor ruido Mayor rango de velocidad

Page 186: Trabajo de Remediacion

Características aplicadas a un vehículo

• Esta constante (Es casi una constante) significa simplemente la cantidad de vueltas (RPM) que da el motor por cada voltio de continua aplicado al ESC (A máxima potencia). Es decir que si a un motor de 1100 Kv le aplicamos 11,1v funcionará a 12210 RPM como máximo (Con el ESC se puede disminuir). Esta es su velocidad nominal y nunca subirá más velocidad a no ser que aumentemos la diferencia de potencial (Voltaje).

Page 187: Trabajo de Remediacion

Partes de un motor sin escobillas (BLDC)• Un motor BLDC (sin escobillas), está conformado por: Parte Móvil Y Parte

Fija.• Imagen 7. Partes de un motor Sin escobillas BLDC• Fuente: Manual de motores eléctricos Prezi• Parte móvil (Rotor) de Imanes permanentes• Rodamientos a bolillas• Eje motriz• Parte fija (estator o carcasa)• Bobinados del estator de hilo conductor (construcción de neodimio)• Estator• Generador de efecto hall• Soporte de bobinado• Placa extrema•

Page 188: Trabajo de Remediacion

Partes internas de un motor sin escobillas (BLDC)• Tapa de extremo• Sensor de efecto hall• Imán de detección de posición de rotor• Rotor(imán permanente)• Eje• Plaqueta electrónica• Bobinado• Lamina de acero• Gabinete Rodamiento

Page 189: Trabajo de Remediacion

Diagramas de conexión de las bobinas• Estos tipos de motores por lo general son de conexión a

tres bobinas, estas pueden tener varias formas de conexión, para crear la inducción y generación de corriente existiendo de las siguientes formas las cuales pueden ser:

• Delta Estrella Estrella-delta

Page 190: Trabajo de Remediacion

Esquemas para el funcionamiento de un vehículo eléctrico

• Esquema de diagrama de control

Page 191: Trabajo de Remediacion

Esquema de sensores de control

Page 192: Trabajo de Remediacion

Esquema de secuencia de alimentación de bobinas y sensores

Page 193: Trabajo de Remediacion

¿Que es necesario para realizar su fuerza electromotriz del vehículo?

• Para que se de esta fuerza contra-electromotriz depende principalmente de tres factores:

• Velocidad angular del motor• El campo magnético de los imanes del rotor• El número de vuelas en las bobinas del estator

Page 194: Trabajo de Remediacion

Funcionamiento de un motor eléctrico en un vehículo (BLDC)

• La corriente eléctrica pasa directamente por los bobinados del estator o carcasa, esta corriente eléctrica genera un campo electromagnético que interacciona con el campo magnético creado por los imanes permanentes del rotor, haciendo que aparezca una fuerza que hace girar al rotor y por lo tanto al eje del motor.

Page 195: Trabajo de Remediacion

Como realiza el control de velocidad para el vehículo.

• Esto se lo logra por medio de los devanados de un motor brushless, que están distribuidos a lo largo del estator en múltiples fases. Dichos motores constan normalmente de tres fases con una separación de 120° entre ellas.

• 1. Conmutación trapezoidal (también llamada 6- steps mode o basada en sensores Hall).

• 2. Conmutación sinusoidal• 3. Control vectorial ó Control de Campo Orientado por

sus siglas en inglés FOC (Field Oriented Control).

Page 196: Trabajo de Remediacion

Control basado en conmutación trapezoidal

• La corriente se controla a través de las terminales del motor un par a la vez, con la tercera terminal del motor siempre desconectada de la fuente de poder.

Page 197: Trabajo de Remediacion

Control basado en conmutación senoidal• Esta continuidad se consigue aplicando simultáneamente

tres corrientes senoidales desfasadas 120°, a los tres devanados del motor. La fase de estas corrientes se escoge de forma que el vector de corrientes resultante siempre esté en cuadratura con la orientación del rotor y tenga un valor constante.

Page 198: Trabajo de Remediacion

Control vectorial (Field Oriented Control)• El problema principal que presenta la conmutación

senoidal es que intenta controlar directamente las corrientes que circulan por el motor, las cuales son intrínsecamente variantes en el tiempo. Al aumentar la velocidad del motor, y por tanto la frecuencia de las corrientes, empiezan a aparecer problemas.

Page 199: Trabajo de Remediacion

• Ventajas:• Mayor eficiencia (menos perdida por calor)• Mayor rendimiento (mayor duración de las baterías para la misma

potencia)• Menor peso para la misma potencia• Requieren menos mantenimiento al no tener escobillas• Relación velocidad/par motor es casi una constante• Mayor potencia para el mismo tamaño• Mejor disipación de calor• Rango de velocidad elevado al no tener limitación mecánica.• Menor ruido electrónico (menos interferencias en otros circuitos)

Desventajas:• Mayor costo de construcción• El control es mediante un circuito caro y complejo• Siempre hace falta un control electrónico para que funcione (ESC's), que a

veces duplica el costo

Page 200: Trabajo de Remediacion

CONCLUSIONES

• Por medio de la presente investigación se puedo determinar los componentes que lo constituyen al motor eléctrico BLDC, y de sus partes principales para poder generar esta fuerza electromotriz.

• Este tipo de motor tiene una gran característica que alcanza velocidad que los otros motores no alcanza, lo cual estos motores alcanzan estos velocidades sin sufrir ningún daño, lo que se diferencia de los motores de CD que se ven limitados por el rozamiento que es producido por las escobillas, esto hace que se genere más ruido y elimine mayor calor, y limitando su funcionamiento ante varias condiciones.

• Estos tipos de motores tienen una gran ventaja de su consumo eléctrico puesto que estos motores son activados con un voltaje de alimentación de 12 voltios, con un consumo de corriente de 0.2 – 2,5 A. esto generado una velocidad máxima hasta de 17000RPM.

Page 201: Trabajo de Remediacion

• Una de sus desventajas de estos motores BLDC, es que no funcionan de manera correcta son que este motor es comandado por un grupo de sensores como es de sensores Hall. Para que este ayude por medio de la gestión electrónica para comandar y activar el funcionamiento de este motor.

• Se pudo llegar a conocer que estos motores eléctricos con la aplicación a los automóviles, genera una tecnología mayor y eficiencia puesto que en estos motores no existe el rozamiento, eliminación de residuos, lo cual, permite que no exista calor, que esto puede generar su deterioro. Por lo cual ayuda a no generar mayores gastos en repuestos y mantención del vehículo puesto que su rendimiento es mucho más eficaz por la interferencia electromagnética, lo que ayuda a evitar la mayor contaminación al ambiente.

• Este motor tiene varias aplicación, puesto que tiene una buena velocidad y cuenta con un par de torsión es excelente que lo permite ser aplicado en condiciones más extremas que los motores con escobillas, los cuales están siendo muy utilizados en el ámbito automotriz gracias a las características de mejor funcionamiento.

CONCLUSIONES

Page 202: Trabajo de Remediacion

SISTEMA DE SUSPENSIÓN

ELECTRÓNICA

Page 203: Trabajo de Remediacion

Al igual que cualquier suspensión su funciones básicas son:

• Reducción de fuerzas causadas por irregularidades del terreno.

• Controlar la dirección del vehículo.

• Mantenimiento de la adherencia de los neumáticos a la carretera.

• Mantenimiento de una correcta alineación de las ruedas.

• Soporte de la carga del vehículo.

• Mantenimiento de la altura optima del vehículo.

Page 204: Trabajo de Remediacion

Este tipo de suspensión permite variar el estado de la suspensión, ya sea de estado firme (dura) a elástica (suave); también permite variar su altura dependiendo de las condiciones del terreno y de la velocidad.

Por ejemplo:

Suspensión firme: se utiliza en la pista y permite ir a mayor velocidad ,por lo que la suspensión deberá bajar de altura (sobretodo por las curvas).

Suspensión elástica: se utiliza en terrenos irregulares, por lo que la suspensión deberá ser mas alta (por las irregularidades del terreno)

Page 205: Trabajo de Remediacion
Page 206: Trabajo de Remediacion

Doble horquilla eje delantero de pivote desacoplado Engranajes trasera multibrazo

Page 207: Trabajo de Remediacion

Permite un apoyo y una

altura constante,

independientemente del

grado de carga y del número de ocupantes transportados.

Page 208: Trabajo de Remediacion

Posición Normal

Posición Alta

Posición Baja

Sport

Page 209: Trabajo de Remediacion

Este sistema puede rebajar, en ciertas condiciones, la altura libre al suelo automáticamente, reduciéndola en unos milímetros a partir de los 110 km/h. (de 10 a13mm)

Page 210: Trabajo de Remediacion

Si la carretera posee un tramo muy irregular y con grandes deformaciones, el módulo de control ordenará incrementar la altura libre al suelo en unos milímetros respecto al nivel normal (de 13 a 15 mm)

Page 211: Trabajo de Remediacion

Para circular en carretera, disponemos de dos posiciones:

“NORMAL” y “SPORT”.

Page 212: Trabajo de Remediacion

La posición “NORMAL” se

activa automática-mente cuando

arrancamos el coche.

Page 213: Trabajo de Remediacion

Si queremos que el balanceo de la carrocería sea más contenido, podemos seleccionar la posición

“SPORT” que, aunque no experimentemos grandes

diferencias frente a la posición “NORMAL”, disminuía de forma

evidente los movimientos de balanceo en las curvas.

Page 214: Trabajo de Remediacion
Page 215: Trabajo de Remediacion

VentajasMejor trazado de las curvas. Mayor seguridad gracias a la mejora del agarre y respuesta inmediata del vehículo. Mayor confort y placer de conducir el evitar el cabeceo y el vaivén de la carrocería.

Page 216: Trabajo de Remediacion

Capacidad aproximada de 3 Litros, lleva en su interior dos filtros de malla fina (6 y 8) situados, uno de ellos, a la salida (5) de aspiración de la bomba, y el otro, a la entrada (3 y 4) del líquido de retorno del circuito, con el fin de mantener constantemente purificado el aceite que circula por los elementos del circuito. La capacidad total del circuito, incluido el depósito, es de unos 6,5 a 7 litros.El líquido del depósito debe mantenerse a un nivel determinado (Maxi Min), con capacidad suficiente para garantizar la presión en los elementos de suspensión, y debe dejar espacio libre para el líquido de retorno; estos límites están entre 1,5 Litros como máximo, y 1 Litro como mínimo, indicados en el depósito de forma visible.

DEPÓSITO DE ACEITE HIDRÁULICO

Page 217: Trabajo de Remediacion

DEPÓSITO DE ACEITE HIDRÁULICO

El aceite puede ser de origen mineral (LHM) o sintético (LHS)

Page 218: Trabajo de Remediacion
Page 219: Trabajo de Remediacion

BOMBA DE ALTA PRESIÓN

Se trata de una bomba mecánica de alta presión arrastrada por el cigüeñal mediante el mecanismo de transmisión por correa. La bomba aspira el líquido hidráulico contenido en el depósito para enviarlo a presión. (de 120bar a 180bar, estos valores dependen del peso del vehículo+ la carga útil)

Page 220: Trabajo de Remediacion

Bomba de alta presión con pistones paralelos al eje

Se trata de una bomba formada por cinco o seis pistones de aspiración central, dispuestos circularmente y accionados por un plato oscilante (7).

El movimiento de vaivén, al tiempo que circular del plato oscilante (7), provoca el desplazamiento alternativo de los pistones dentro de sus cilindros, lo que origina la succión del aceite del depósito y su expulsión a alta presión hacia el amortiguador, a través de la válvula de descarga (3).

Funcionamiento

Page 221: Trabajo de Remediacion

Sección longitudinal de la bomba de alta presión

Page 222: Trabajo de Remediacion

Bomba de alta presión con pistones perpendiculares al eje

Se trata de una bomba formada por ocho pistones, de los cuales dos son utilizados para el circuito de suspensión y frenado, y seis para el circuito de la dirección asistida.

Page 223: Trabajo de Remediacion

La excentricidad del eje respecto al cuerpo de la bomba, provoca en su giro el desplazamiento alternativo de los pistones (5) dentro de sus cilindros, lo que origina la succión del aceite del depósito y su expulsión a alta presión hacia el amortiguador a través de la válvula de descarga (3).

Funcionamiento

Page 224: Trabajo de Remediacion

Sección transversal de la bomba de alta presión

Page 225: Trabajo de Remediacion

ACUMULADOR PRINCIPAL.

El ACUMULADOR PRINCIPAL, es una esfera que almacena líquido a presión y lo libera cuando así lo necesite el circuito. Está fabricado de chapa, y en su interior contiene aceite y gas de nitrógeno separado por una membrana de caucho deformable. La capacidad del acumulador es de 400cm3.

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BLOQUE DE SUSPENSIÓN.

Situado en cada rueda del vehículo, el BLOQUE DE SUSPENSIÓN sustituye al conjunto muelle amortiguador del sistema de suspensión convencional.

Montaje del bloque de suspensión en rueda delantera

Esquema elemental del bloque de suspensión en puente trasero

Page 227: Trabajo de Remediacion

Pavimento sin irregularidades

Cuando el vehículo circula por un pavimento firme en que no hay solicitud de la suspensión, el gas y líquido están sometidos por ambas partes de la membrana a la misma presión.

Page 228: Trabajo de Remediacion

Realce en el pavimento.

Ante un realce del pavimento, el líquido que contiene el cilindro es desplazado por la subida del pistón hacia la esfera y el gas se comprime.

Page 229: Trabajo de Remediacion

Bache en el pavimento

Ante un bache, una parte del líquido contenido en la esfera pasa al cilindro por la bajada del pistón, parte del gas se expande para compensar la caída de presión.

Page 230: Trabajo de Remediacion

Así las subidas y bajadas de la rueda como consecuencia del estado de la carretera, las absorbe el gas en calidad de elemento elástico de la suspensión en su proceso de compresión y expansión.

Funcionamiento del bloque de suspensión según el estado de la carretera

Page 231: Trabajo de Remediacion

La capacidad de la esfera es de unos 400 a 450 cm3 y la presión de tarado es la misma para el mismo eje, pero distinta para las esferas del puente delantero y trasero, ya que los pesos suspendidos son también distintos entre ambos ejes del vehículo.

Page 232: Trabajo de Remediacion

Se encuentra ubicado entre el cilindro y la esfera. Consta de un orificio de fuga (3) que permite el paso del aceite tanto en compresión como en expansión del bloque de suspensión, de dos válvulas deformables en forma de laminillas (2) que obturan el paso calibrado de aceite por los orificios (1), en las que una trabaja para retener o amortiguar la compresión (A) del bloque de suspensión, y la otra su expansión (B).

Detalle del Amortiguador

Page 233: Trabajo de Remediacion

“A” Amortiguador en compresión y “B” amortiguador en distensión

Page 234: Trabajo de Remediacion

Principio básico aplicado a una ruedaSi A un elemento de suspensión hidroneumática se le añade a una esfera B y un amortiguador B, se aumenta la flexibilidad (mayor volumen de hidrogeno) y la amortiguación disminuye (el aceite pasa a través de dos orificios). Se trata del régimen o posición elástica. El régimen o posición firme se obtiene aislando el amortiguador B mediante una llave de paso (regulador de firmeza). El volumen de hidrogeno es menor; por lo que la flexibilidad disminuye y el aceite no pasa mas que un solo orificio, lo que aumenta la amortiguación.

Page 235: Trabajo de Remediacion

Calculador y CaptoresLa suspensión hidractiva es regida por un calculador que, automáticamente, automática o instantáneamente, adoptado por el conductor y a los esfuerzos que el estado de la carretera impone al vehículo.Este calculador regula la actuación del regulador de firmeza a partir de las informaciones suministradas por cinco captores:• Un captor situado sobre el volante, que mide el Angulo del

volante y su velocidad angular• Un captor situado en el acelerador, que mide la velocidad de

desplazamiento del pedal al pisarlo o soltarlo• Un captor, que mide la presión en el circuito de freno• Un captor, fijado en la barra estabilizadora delantera, mide la

amplitud y la velocidad de desplazamiento de la carrocería• Un captor montado en la caja de velocidades, que mide la

velocidad del vehículo.

Page 236: Trabajo de Remediacion

Reacciones Anticipadas

El calculador posee en su memoria diversas leyes las cuales confronta, de forma permanente, con las informaciones recibidas de los captores. En función de la desviación existente entre unas y otras, el calculador selecciona el tipo de suspensión adecuado e inmediatamente se realiza la conmutación hidráulica: el tiempo de respuesta global del sistema es inferior a 5 centésimas de segundo.

La Gestión Electrónica

La gestión del sistema hidráulico y las condiciones de su conmutación son realizadas por un calculador con microprocesador.Este microprocesador compara las informaciones recibidas de los captores con leyer previamente introducidas. Tiene igualmente la misión de relacionar estas informaciones entre si para conseguir el correcto funcionamiento del sistema. Desde el instante en que una anomalía es detectada, el calculador manda automáticamente el paso a la posición de suspensión firme.

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Funcionamiento de la suspensión

Hidractiva I

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El más o el menos.

Receptora de las órdenes del calculador y accionada por una electro válvula, una llave de paso denominada “regulador de firmeza” pone en servicio o aísla la tercera esfera y los dos amortiguadores. Este dispositivo de paso determina así un régimen o posición de suspensión elástica (3 esferas, 4 amortiguadores), o firme (2 esferas, 2 amortiguadores).

Con el dispositivo de paso abierto, el aceite pasa a través de 4 amortiguadores, en vez de hacerlo a través de dos; la suspensión se ve frenada en menor medida y la amortiguación se hace más floja. La tercera esfera recibe la alimentación y la masa de gas aumenta igualmente la flexibilidad. La suspensión se halla en estado elástico.

Con el dispositivo de paso cerrado, el aceite solamente discurre a través de dos amortiguadores, lo que aumenta la amortiguación. La tercera esfera queda aislada y la masa de gas disminuye y, por tanto, la flexibilidad. Se trata del régimen firme de la suspensión.

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Regulador de Firmeza Cerrado

(Suspensión Firme )

Regulador de Firmeza Abierto

(Suspensión Elástica)

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RÉGIMEN FIRME

Cuando está sin tensión, la electro válvula está cerrada y pone en comunicación las canalizaciones de alimentación de los reguladores de firmeza con el retorno al depósito; la presión es nula. Los pistones de los reguladores ocupan una posición que impide el paso del líquido entre las dos esferas principales y la esfera adicional. Asimismo, interrumpe el flujo entre las dos esferas principales. El estado del sistema es firme.

RÉGIMEN ELÁSTICO Bajo tensión, la electro válvula pone en comunicación las canalizaciones de alimentación de los reguladores con la alta presión procedente del acumulador principal. La presión en el circuito de utilización (Pu) es igual a la existente en el acumulador principal. Los pistones de los reguladores de firmeza se desplazan y establecen la comunicación entre las esferas. El líquido hidráulico circula desde los cilindros de suspensión hacia las esferas, a través de los amortiguadores y viceversa. El estado del sistema es elástico.

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Funcionamiento de la suspensión

Hidractiva II

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9.- Regulador de Altura

9

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Estado Elástico

En el estado elástico, la electroválvula (7) de cada regulador de rigidez es alimentada eléctricamente por el calculador.

De esta manera da un paso de la alta presión, que proviene de la válvula de seguridad (9) hacia un extremo del eje (3) del regulador. Al mismo tiempo la electroválvula cierra el retorno al depósito.

Así las cosas la lata presión en el extremo del eje vence a la presión del líquido en la esfera adicional (1), con lo que el eje (3) se desplaza hacia la posición “suspensión elástica”, en la que todos los elementos del mismo eje están comunicados ente sí.

La corrección de alturas a través del corrector (8) puede realizarse sin ninguna particularidad.

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Estado Elástico

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Estado Firme

En el estado firme, el calculador de hidractiva corta la alimentación eléctrica de la electroválvula (7) de cada regulador. Como resultado, el correspondiente muelle devuelve la electroválvula al reposo.

En reposo la electroválvula cierra la llegada de alta presión desde la válvula de seguridad (9), y comunica el extremo del eje (3) del regulador con el retorno al depósito.

El eje (3), sometido a la presión de la esfera adicional es desplazado en el sentido de incomunicar los elementos de la suspensión entre sí, es decir, estado firme.

En estas condiciones la corrección de alturas en cada eje no sería posible de no contar con la válvula de bola (4), explicada a continuación.

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Estado Firme

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La válvula de bola del regulador de rigidez

Esta válvula va a entrar en funcionamiento sólo en estado firme. Sus función es permitir la corrección de las alturas y evitar el balanceo cuando la suspensión se encuentra en estado firme.

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En estado firme el canal principal de llagada de líquido procedente del corrector de alturas está obturado por el eje de regulación, con lo cual, el único paso posible es la válvula de bola.

El líquido procedente del corrector va a desplazar el eje de la válvula, venciendo la fuerza del muelle, y va a inmovilizar la bola en el centro del canal de comunicación de las dos suspensiones (izquierda y derecha).

De esta forma el líquido procedente del corrector, entrará a las suspensiones, y cuando la corrección termine, el eje volverá a la posición normal forzado por el muelle.

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Fase de escape de líquido

Al igual que antes, el paso principal está obturado por el eje de regulación, con lo que, el escape de líquido hacia el corrector de alturas ha de realizarse a través de la válvula de bola.

Al producirse el escape de líquido desde las suspensiones hacia el corrector, la bola va a quedar inmovilizada contra el eje de la válvula con lo que el líquido va a salir por la periferia de la misma. Cuando se termine la corrección la bola quedaría liberada.

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Cuando entramos con el vehículo en curvas, la presión en uno de los lados de la suspensión aumentará, el líquido tenderá a trasvasarse hacia el otro lado. Este problema está resuelto gracias a la existencia de la válvula, ya que, cuando la presión del líquido aumente en un lado, la bola cerrará el paso hacia el otro lado hasta que se igualen las presiones, debido a los movimientos de la carrocería.

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SISTEMA DE ASISTENCIA ELÉCTRICA EN LA SUSPENSIÓN Y VEHÍCULO

HÍBRIDO.

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OBJETIVO GENERAL:

Entender el principio de funcionamiento del sistema de asistencia eléctrica en la suspensión y todo lo que se refiere a vehículos híbridos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Definir el sistema de asistencia eléctrica en la suspensión. Definir lo que es un vehículo híbrido. Conocer los componentes del sistema de asistencia eléctrica en la suspensión Conocer los diversos componentes que posee un vehículo híbrido.

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SISTEMA DE ASISTENCIA ELÉCTRICA EN LA SUSPENSIÓN

I. Suspensión Convencional Pilotada

• Hay vehículos que disponen de amortiguadores con tarados blandos para absor ber al máximo las oscilaciones de la carrocería debidas a las irregularidades del pa vimento. sin embargo, otros vehículos con conducción más deportiva disponen de amortiguadores de tarados duros para obtener mayor estabilidad en curvas y altas velocidades.

• por tanto, la situación ideal sería obtener una amortiguación variable de forma continua sin intervención del conductor. esta se consigue con una suspensión pilotada e inteligente que ofrece distintos ni veles de rigidez.

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Suspensión controlada

SUSPENSIÓN INTELIGENTE

La inteligencia la ponen elementos electrónicos (sensores) colocados en distin tos puntos del automóvil que proporcionan información a una centralita electró nica. Esta mediante un programa preestablecido, analiza las distintas circunstan cias de marcha del vehículo y, de forma automática, sin intervención del conductor, actúa sobre los amortiguadores y modifica el tarado entre suave, me dio y firme, en función del tipo de conducción, del firme del pavimento o el es tado de carga. Esta suspensión llega a alcanzar un grado de comodidad de 18 Hz/min, permaneciendo inalterada en cualquier situación.

Está formada por un amortiguador convencional que incorpora dos electroválvulas accionadas por un calculador electrónico. su funcionamiento está basado en el tarado variable del amortiguador. este se consigue actuando sobre las válvulas electromagnéticas colocadas en el amorti guador, que modifican los pasos calibrados que de forma mecánica frenan el mo vimiento de aceite a su paso por los orificios, permitiendo hasta tres tipos de ta rado variable. La suspensión controlada electrónicamente permite al conductor la elección en tre tres tipos de amortiguación: suave, media y firme. con este tipo de suspensión se puede alcanzar, en la posición confort o suave, una frecuencia de hasta 22 hz/min, proporcionando una gran comodidad.

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Principio de funcionamiento de la suspensión convencional

• El funcionamiento de la amortiguación de tarado variable se divide en dos par tes (figura1):• la electrónica.• la parte mecánica, compuesta por los amortiguadores que incorporan dos electroválvulas.• La parte electrónica analiza las condiciones de la carretera y la forma de conduc ción. para ello

utiliza la información proporcionada por unos sensores que analizan:• el ángulo de giro y la velocidad de rotación del volante.• la posición acelerador.• la velocidad del vehículo.• la frenada.• el desplazamiento vertical de la carrocería.

• Estas informaciones son analizadas por el calculador electrónico, que compara los valores suministrados por los captadores con los valores que tiene almacena dos el calculador en su interior.

• Cuando sobrepasa algunos de estos valores, provoca una toma de decisiones se gún el programa preestablecido, que actúa sobre las electroválvulas. estas aplican las decisiones tomadas al vehículo, a través de la modificación de los orificios ca librados del amortiguador.

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Suspensión convencional pilotada electrónicamente

Disposición de los elementos en el vehículo

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Estudio de los elementos de la Suspensión Convencional Pilotada

Amortiguador de tarado variable

El funcionamiento del paso de un tipo de suspensión a otra se realiza mediante el control de las electroválvulas que tienen los amortiguadores.

Captador de ángulo y velocidad de rotación del volante

Se trata de un captador de ángulo, de tipo óptico-electrónico colocado en la co lumna de dirección. Su misión es medir en qué tiempo se produce el ángulo de rotación del volante.

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Captador de recorrido del pedal acelerador

Este captador es una resistencia variable, cuyo cursor es accionado por el pedal del acelerador Su misión es determinar las variaciones de la posición del acelerador.

Captador de presión de los frenos

Es un manocontacto accionado por el pedal de freno (figura inferior). En una frenada en seco, informa al calculador, el cual impone el estado firme con el fin de evitar que la parte delantera del vehículo se hunda.

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Captador de velocidad

Este captador está montado sobre el cable del velocímetro (figura inferior). Es de tipo de efecto Hall o generador de impulsos. Su misión es informar de las reacciones del vehículo en términos de confort y estabilidad en mar cha, en función de la velocidad. Estas informaciones permiten al calcula dor realizar cambios de estado de la suspensión.

Captador de desplazamiento de carrocería

Está basado en el mismo principio que el captador del volante. Señala el estado de la carretera. Si esta es irregular, el captador selecciona o no el paso al estado firme para conceder prioridad al confort (figura inferior).

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Interruptor de información suplementaria

Está colocado en el salpicadero y permite al conductor imponer un estado permanente.

Calculador

El calculador electrónico a partir de los datos que recibe de los captadores, permite:

a) En la suspensión controlada, la elección de la amortiguación deseada por el conductor mediante un interruptor.b) En la suspensión inteligente, analiza las distintas circunstancias de marcha del vehículo y, de forma automática, modifica

el tarado de los amortigua dores.

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II. Suspensión Convencional Autonivelante

Este sistema solamente es utilizado en el tren trasero (figura inferior). La única diferencia respecto al sistema de suspensión convencional pilotada electrónica mente, es la incorporación en los amortiguadores posteriores de un grupo de vál vulas compuesto por:

Una válvula de modulación diferenciada, accionada con mando hidráulico que regula la altura en función de la carga del vehículo.

Una electroválvula de amortiguación variable con mando electromagnético accionada por el calculador electrónico.

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Circuito hidráulicoEste sistema con funcionamiento exclusivamente hidráulico no permite que el conductor realice ningún tipo de elección, ya que se autorregula en función de las condiciones de carga y del ajuste del vehículo.

Como se muestra en la figura 11, el sistema hidráulico está compuesto por una bomba de aceite con su depósito de alimentación. La bomba envía el aceite ne cesario para la regulación del nivel al regulador de alturas a través de una tube ría. Los ruidos, debido a las pulsaciones de la bomba, los absorbe el resonador co locado en la salida de la bomba. El aceite, desde el regulador de altura, alcanza los acumuladores y sucesivamen te, a través de la válvula de modulación, llega a los amortiguadores posteriores.

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III. Suspensión Hidroneumática (Hidractiva)

El principio de una suspensión hidractiva permite al conductor la elección entre dos estados de suspensión: sport y auto. La suspensión hidractiva se divide en dos partes: electrónica e hidráulica.

La parte electrónica analiza las condiciones de la carretera y la forma de conducción. Para ello, utiliza la información proporcionada por unos sensores que analizan:

El ángulo de giro y la velocidad de rotación del volante. La posición acelerador. La velocidad del vehículo. La frenada. El desplazamiento vertical de la carrocería.

La parte hidráulica aplica las decisiones tomadas por el calculador al vehículo a través de un regulador de rigidez que modifica el estado de la suspensión. El regulador de rigidez está formado por una esfera y dos amortiguadores por cada eje, dispuestos de tal forma que puedan ofrecer dos estados de suspensión: firme y elástico.

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Principio de funcionamiento Principio de funcionamiento elástico

La tercera esfera está integrada en el circuito (figura inferior). El volumen to tal de gas es equivalente a la suma de los volúmenes de gas de las tres es feras.

Así: Volumen elástico = Vp + Va

El volumen de gas es mayor. Las compresiones quedarán repartidas entre las tres esferas. La suspensión será más flexible.

Principio de funcionamiento rígido

La esfera adicional está separada del circuito (figura inferior).

Así: Volumen firme = Vp

El volumen de gas se reduce. La compresión máxima será alcanzada con mayor rapidez. La suspensión será más rígida.

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Dos amortiguadores por eje

Situados en cada una de las esferas adicionales para obtener una amorti guación variable.

Reglaje elástico y laminado ligero

El líquido pasa por los amortiguadores A. para llegar a la esfera principal y adicional (figura inferior). El líquido resulta poco frenado y, por tanto, la amortiguación es escasa.

Reglaje rígido y laminado intenso

El líquido solo puede pasar a través del amortiguador A de la esfera prin cipal. El paso se ha reducido y resulta muy trenado, por tanto, la amorti guación es grande (figura inferior).

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Amortiguación variable, antibalanceo activo

En la suspensión hidroneumática, los elementos de suspensión de un mismo eje están comunicados hidráulicamente (figura inferior). En una cur va, cuando el vehículo se apoya en uno de sus lados con mayor intensi dad, el líquido del elemento comprimido es desplazado hacia el elemen to que se encuentra en expansión. Por tanto, el volumen y la presión del nitrógeno en las esferas no varían y no pueden oponerse al efecto de ba lanceo.

Posición elástica

Debido a los dos amortiguadores adicionales, el trasvase de líquido entre los dos elementos de suspensión de un mismo eje resulta frenado (figura inferior). En una curva o al pasar un bache, el paso de líquido es progresivo y suave. Por esta razón, el equilibrio de presiones de cada esfera es más len to. De este modo se reduce el antibalanceo, lo que mejora sensiblemente el confort.

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Posición firme

El paso del líquido es obturado, por tanto, los dos elementos de suspensión están incomunicados y la función, antibalanceo del elemento de sus-pensión en apoyo es, en ese instante, máximo (figura inferior). Este antibalanceo fuerte mejora sensiblemente la estabilidad del vehículo en marcha. Cuando se toma una curva con fuerza, el conductor conserva el controldel vehículo. La altura permanece estable.

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Elementos del sistema HidractivaLa suspensión hidroneumática pilotada electrónicamente (hidractiva) incluye todos los órganos de la suspensión hidroneumática con el mismo funcionamien to. Además, incorpora un regulador de rigidez por eje formado por una esfera, dos amortiguadores y una electroválvula (figura inferior).

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Suspensión hidractiva 3

La suspensión Hidractiva 3 propone al conductor dos posiciones, confort o sport, y controla cada uno de ellas de manera autónoma. Se caracteriza por adaptar la altura del vehículo en función de la Velocidad y del estado de la carretera, apor tando líquido a los cilindros de suspensión para hacer subir el vehículo o retirán dolo de los mismos para hacerlo descender.

Posee dos modos automáticos:

Modo autopista (sport): permite la disminución de 15 mm de altura del vehí culo a partir de 110 km/h. Su principal objetivo es mejorar la aerodinámica con el corte de aire, así como la estabilidad bajando el centro de gravedad

Modo de carretera (confort): permite el aumento de 13 mm de altura hasta los 70 km/h. Se puede hacer variar la altura del vehículo manualmente, actuan do sobre un conmutador en la consola, pero únicamente en ciertas condicio nes.

Como se muestra en la figura 20, la suspensión Hidractiva 3 consta de:

Un bloque electrohidráulico integrado, es el verdadero cerebro del sistema. Cuatro elementos portadores con esferas de suspensión de nuevo diseño. Dos captadores de altura eléctricos unidos a las barras estabilizadoras.

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Suspensión hidractiva 3

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Suspensión hidractiva 3 delantera Suspensión hidractiva 3 trasera

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Suspensión hidractiva 3 +La suspensión Hidractiva 3+, además de adaptar la altura del vehículo en función de la velocidad y del estado de la carretera, como la suspensión Hidractiva 3, también permite modificar la rigidez. Para ello, incorpora un tercer conjunto de muelle y amortiguador para cada eje, que se puede conectar y desconectar. Al conectarlo, la flexibilidad total de la suspen sión es muy grande, de manera que el vehículo posee una gran comodi dad. Por otra parte, si es preciso por razones de seguridad activa (curva, frenada o fuerte aceleración), este tercer muelle queda desconectado, de manera que la suspensión se endurece. Sobre un sistema de amortiguación variable normal, tiene la ventaja de poder cambiar la flexibilidad del mue lle, no sólo la dureza del amortiguador.

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IV. Suspensión NeumáticaEste sistema tiene los mismos órganos que cualquier suspensión neumática, como fuelles y elementos que permiten la entrada y salida de aire del circuito neumático, pero además incorpora un regulador electroneumático que contiene en su interior las válvulas de solenoide o electroválvulas que están controladas por el calculador electrónico (figura INFERIOR).

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Principio de funcionamiento de la Suspensión Neumática

Cuando aumenta la carga del vehículo, el resorte de aire se comprime. Por tan to, baja la carrocería y resulta una suspensión más dura. El calculador electrónico, detecta a través del sensor de nivel una disminución de altura de la carroce ría y automáticamente ordena la apertura de la electroválvula correspondiente para que permita la entrada de aire comprimido al resorte y se pueda regular la posición de la altura.

El control de las electroválvulas del regulador electroneumático permite tener en cuenta cualquier variación de la carga; por tanto, la flexibilidad de la suspen sión es variable.

Cuando se descarga el vehículo, el aire de los resortes se expansiona disminuyen do su presión, con lo que varía la posición de la carrocería, que sube de altura. El sensor de nivel detecta esta subida de altura e informa al calculador electrónico, que ordena la apertura de la electroválvula para que salga aire del resorte y dis minuye la altura de la carrocería hasta una posición adecuada.

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Disposición de los elementos en el vehículo de la Suspensión Neumática

Como muestra la figura 25, el sistema de suspensión está formado por el circuito de alimentación, constituido por el depósito auxiliar (3) y el regulador elec troneumático (4) que contiene en su interior las electroválvulas (5, 6 y 7) uni das mediante canalizaciones ales dos fuelles neumáticos (1), uno para cada lado del eje, y al corrector de frenada (8).

En funcionamiento, cuando los sensores de nivel (11) detectan un desnivel de la plataforma, informan al calculador (9), el cual ordena la activación de la electro- válvula correspondiente (5, 6, 7), incorporada en el regulador electroneumático (4) para permitir la entrada o salida de aire del fuelle.

El mando a distancia (12) colocado en el salpicadero permite al conductor dar órdenes directas al calculador para que se produzca el aumento o disminución de nivel de los fuelles de la suspensión en las situaciones de carga o descarga.

Page 284: Trabajo de Remediacion

VEHÍCULO HÍBRIDO

• Definición• El vehículo híbrido es aquél cuya propulsión se realiza utilizando dos tipos diferentes de fuentes de energía. en la práctica,

se pueden dar diferentes combinaciones energéticas duales: motor eléctrico que se alimenta de baterías conectadas a una pila de combustible, una turbina de gas combinada con un motor eléctrico alimentado con baterías, un motor de combustión combinado con otro eléctrico.

• Funcionamiento• Los híbridos se equipan con motores de combustión interna, diseñados para funcionar con su máxima eficiencia. si se

genera más energía de la necesaria, el motor eléctrico se usa como generador y carga las baterías del sistema. en otras situaciones, funciona sólo el motor eléctrico, alimentándose de la energía guardada en la batería. en algunos híbridos es posible recuperar la energía cinética al frenar, que suele disiparse en forma de calor en los frenos, convirtiéndola en energía eléctrica. este tipo de frenos se suele llamar "regenerativos".

• La combinación de un motor de combustión operando siempre a su máxima eficiencia, y la recuperación de energía del frenado (útil especialmente en la ciudad), hace que estos vehículos alcancen mejores rendimientos que los vehículos convencionales. se dispone de un sistema electrónico para determinar qué motor usar y cuándo hacerlo.

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Configuración

Los vehículos híbridos se clasifican en tres tipos atendiendo al modo en que se conectan ambos motores: híbridos en serie, híbridos en paralelo e híbridos mixtos.

1. Diseño en serie

En los híbridos en serie el vehículo es impulsado enteramente por el motor eléctrico gracias a la electricidad suministrada por el motor de combustión, el cual arrastra a su vez un generador eléctrico.

2. Diseño en paralelo

En los híbridos con arquitectura paralela tanto el motor de combustión como el motor eléctrico trabajan simultáneamente para impulsar las ruedas del vehículo.

Page 286: Trabajo de Remediacion

• Arquitectura mixta• Esta configuración proporciona la posibilidad de propulsar al vehículo enteramente mediante el motor de

combustión, enteramente mediante el motor eléctrico o mediante una combinación de ambos motores.

COMPONENTES DEL AUTO HÍBRIDO

o Motor a Gasolina

Este es similar al que tienen los automóviles convencionales. Sin embargo, el motor en un híbrido es más pequeño y cuenta con tecnología avanzada que reduce las emisiones e incrementa la eficiencia del mismo.

Page 287: Trabajo de Remediacion

o Tanque de Gasolina

El tanque de combustible del híbrido es la fuente de energía del motor a gasolina. La gasolina tiene mucha mayor densidad energética que las baterías. Por ejemplo, toma alrededor de 500 Kg de baterías para almacenar energía equivalente a un galón (3.5 Kg) de gasolina.

o Motor Eléctrico

El motor eléctrico de un auto híbrido es muy sofisticado. Electrónica avanzada permite que éste actúe correctamente como motor y generador. Por ejemplo, cuando es necesario, puede tomar energía de las baterías para acelerar el auto. Pero como generador, puede disminuir la velocidad para recargando las baterías. Además presentamos las curvas de par y potencia del motor eléctrico.

Page 288: Trabajo de Remediacion

o Inversor

Se encarga de transformar y administrar el flujo de electricidad entre la batería y el motor eléctrico. Además posee un convertidor integrado que envía parte de la electricidad del sistema a la batería auxiliar de 12 V.

o Generador

Es parecido a un motor eléctrico, pero este sólo trabaja para producir energía eléctrica. Se usa más en vehículos híbridos que tienen configuración en serie.

o Batería

Las baterías en un auto híbrido son la fuente de energía del motor eléctrico. A diferencia de la gasolina en el tanque de combustible, que solo puede proveer de energía al motor a gasolina, el motor eléctrico en el auto híbrido puede suministrar energía a las baterías, así como obtenerla de estas.

Page 289: Trabajo de Remediacion

o Transmisión

La transmisión en un automóvil híbrido cumple la misma función básica que en un auto convencional. Algunos híbridos, como el Honda Insight, tienen un sistema de transmisión convencional, a diferencia de otros como el Toyota Prius, que cuenta con una transmisión completamente distinta.

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o Sistema de control

El sistema de control de THS II gestiona el vehículo en su máxima eficiencia controlando la energía usada por el vehículo, lo cual incluye la energía para mover el vehículo así como también la energía usada para dispositivos auxiliares, como el aire acondicionado, los calentadores, los focos delanteros y el sistema de navegación. El control de sistema monitorea los requisitos y las condiciones operativas de componentes del sistema híbrido, como elemento principal, el motor térmico que es la fuente de energía para el vehículo híbrido entero; El generador, que se utiliza como motor de arranque para el motor térmico y además convierte la energía del motor térmico sobrante en electricidad; El motor eléctrico, que mueve el vehículo usando la energía eléctrica de la batería; Y la batería, que almacena la energía eléctrica generada a través de la regeneración de electricidad por el motor eléctrico durante la desaceleración. El sistema de control también tiene en cuenta las informaciones que recibe del sensor de freno, sensor de velocidad, posición del acelerador, así como cuando el conductor actúa sobre la palanca de cambio.

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Ventajas de los Autos Híbridos

Este tipo de vehículos presenta sobre los tradicionales las siguientes ventajas:

Son capaces de conseguir una eficiencia doble, lo que se consigue por la supresión de la mayor parte de las pérdidas de potencia que se producen en los vehículos tradicionales.

El sistema de frenado tiene a su vez capacidad regenerativa de la potencia absorbida, lo que reduce las pérdidas de eficiencia.

El motor se dimensiona solo para una potencia promedio, ya los picos de potencia los proporciona la fuente de energía alternativa. Esto además permite que el motor funcione siempre en su punto óptimo o muy cerca de él. Por ello su eficiencia resulta doblada, pudiéndose aligerar el peso y volumen hasta en un 90%.

El motor puede desactivarse durante la marcha cuando no se necesita. La eficiencia del combustible se incrementa notablemente, lo que se traduce en reducción de las emisiones.

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CONCLUSIONES La suspensión inteligente es capaz de actuar de forma autónoma, es decir, sin intervención del

conductor, tras leer los parámetros de entrada (inconvenientes), analizarlos y compararlos con un programa preestablecido y en función de estos, se puede determinar el mejor comportamiento a adoptar, obteniendo así un vehículo de gran confort, estabilidad e incremento de seguridad activa.

La suspensión convencional pilota da se caracteriza por ser de rigidez variable de forma continua, sin intervención del conductor.

La suspensión autonivelante pilota da solo es utilizada en el eje trase ro, mediante la cual se consigue el aumento de altura introduciendo aceite en los amorti guadores traseros y la variación de amortiguación mediante una elec troválvula.

La suspensión neumática pilotada está basada en el aprovechamien to de la elasticidad que proporcio na una cantidad de aire dentro de los fuelles.

El vehículo híbrido funciona como uno convencional, al que simplemente se le ha unido un motor eléctrico cuya misión es ayudar al motor de combustión cuando se precise una mayor potencia o bien impulsar él solo al vehículo.

El uso de vehículos híbridos tiene dos ventajas principales como son la reducción de emisiones contaminantes y el ahorro de combustible, en donde ambos se consiguen gracias a las estrategias de recuperación de energía.

Una ventaja muy importante del vehículo híbrido es su uso más silencioso en ciudad, donde mayor impacto negativo sobre la calidad de vida tiene la contaminación acústica.

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ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

SISTEMA DE ASISTENCIA DE TRACCIÓN Y CÁLCULO DE UN DIVISOR DE TENSIÓN

Page 294: Trabajo de Remediacion

INTRODUCCION

• Es un sistema de seguridad automovilística lanzado al mercado por Bosch en 1986 y diseñado para prevenir la pérdida de adherencia de las ruedas y que éstas patinen cuando el conductor se excede en la aceleración del vehículo o el firme está muy deslizante. En general se trata de sistemas electrohidráulicos.

Page 295: Trabajo de Remediacion

HISTORIA• El predecesor de los sistemas modernos de control de tracción puede

encontrase en los primeros coches de alto par motor o de gran potencia en las ruedas traseras. Éstos comenzaron a limitar el de una rueda con respecto a la otra mediante un sistema conocido como Positraction. Este sistema conseguía transferir la potencia a las ruedas de forma individual reduciendo así el deslizamiento de estas, aunque permitía en algunos casos que la rueda patinase.

• Bosch fue el primero en fabricar el sistema de serie en 1986 y Mercedes-Benz fue la marca de automóviles pionera e introductora del sistema electrónico de control de tracción en el mercado.

• Anteriormente, en 1971 la división Buick de la General Motors introdujo el MaxTrac, que utilizaba un sistema capaz de detectar el deslizamiento de las ruedas y de modificar el mecanismo de transmisión para proveer a las ruedas de la máxima tracción posible, sin deslizamiento. Una exclusiva de Buick en el tiempo, que fue opcional para todos los modelos de coches, incluyendo el Riviera, Estate Wagon, Electra 225, Centurion y el popular LeSabre. Cadillac también introdujo el TMS (Traction Monitoring System) en 1979 en el rediseñado Eldorado. Fue criticado por su lenta reacción y extremo ratio de fallo.

Page 296: Trabajo de Remediacion

SISTEMA DE CONTROLDE TRACCIÓNLos sensores ubicados en las ruedas motrices envían la

señal de giro de las ruedas a la unidad de control electrónico. Si las revoluciones son diferentes, por no disponer de la suficiente adherencia, el sistema procede a frenar la rueda que se encuentra girando más rápidamente, hasta equilibrar el par de arrastre simulando a los autoblocantes mecánicos, promoviendo un mayor par de tracción en la rueda de mayor adherencia.

Page 297: Trabajo de Remediacion

FUNCIONAMIENTO

• Funciona de tal manera que, mediante el uso de los mismos sensores y accionamientos que emplea el sistema ABS, antibloqueo de frenos, se controla si en la aceleración una de las ruedas del eje motor del automóvil patina, es decir, gira a mayor velocidad de la que debería, y, en tal caso, el sistema actúa con el fin de reducir el par de giro y así recuperar la adherencia entre neumático

Page 298: Trabajo de Remediacion

Realiza las siguientes acciones:• Retardar o suprimir la chispa a uno o más cilindros.• Reducir la inyección de combustible a uno o más

cilindros.• Frenar la rueda que ha perdido adherencia.

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USO DEL CONTROL DE TRACCIÓN

• En vehículos de carretera: el control de tracción ha sido tradicionalmente un aspecto de seguridad para coches de alto rendimiento, los cuales necesitan ser acelerados muy sensiblemente para evitar que las ruedas se deslicen. En los últimos años, los sistemas de control de tracción se han convertido rápidamente en un sistema equipado en todo tipo de vehículos por sus ventajas en seguridad.

• En automóvil de carreras: Permite una máxima tracción al acelerar después de una curva, sin deslizamiento de ruedas.

• En vehículos todoterreno: el control de tracción es usado en lugar de o en añadido a la mecánica de deslizamiento limitada. Esto es frecuentemente implementado con un límite electrónico de deslizamiento, tan bueno como otros controles computarizados del motor de transmisión.

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Sistemas de asistencia TCS y ASR

• El Control de Tracción Permanente (ASR) y el Control Electrónico de Tracción (TCS) previenen las pérdidas de adherencia al acelerar, para ello aplican la oportuna dosis de frenada a la rueda afectada y transfiere el par a la rueda con mayor tracción.

• De esta manera se dosifica el par motor y posteriormente aumenta la fuerza de frenada en un lateral del vehículo.

Page 301: Trabajo de Remediacion

Sistema TCS• El control de tracción ha sido tradicionalmente un aspecto

de seguridad para coches de alto rendimiento, los cuales necesitan ser acelerados muy sensiblemente para evitar que las ruedas se deslicen, especialmente en condiciones de mojado o nieve.

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SISTEMA ASR• Los hay que sólo actúan sobre el motor (ASR Anti Slip

Regulation), reduciendo la potencia, aunque el conductor mantenga el acelerador pisado a fondo, ya sea mediante el control del encendido, la inyección o, en algunos casos, incluso desconectando momentáneamente algún cilindro.

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CALCULO DE DIVISOR DE TENSION

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• Un divisor de tensión, es una configuración de circuito que reparte la tensión de una fuente entre dos o más impedancias conectadas en serie, en el caso de la presente práctica experimental dicho divisor es llamado divisor resistivo, es decir, aquel que se compone de resistencias como impedancias1. En la (figura 1) se muestra un esquema de un divisor resistivo. Para calcular el voltaje en la resistencia , se 𝑅hace uso de la siguiente ecuación:

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• Para llegar a esta expresión tuvo que recurrirse a la primera ley de Kirchhoff, cuyo enunciado es: “en un circuito cerrado, la suma algebraica de las tensiones es cero” y la ley de Ohm

• Otro concepto que aparece en esta practica experimental es el de divisor de corriente, el cual es un circuito que reparte la corriente electrica de una fuente entre dos o mas impedancias conectadas en paralelo, tambien en este caso dichas impedancias son resistencias.

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• El esquema (figura 2) es el de un divisor de corriente con resistencias como Impedancias, para calcular la corriente que pasa por la resistencia ; se hace uso de la segunda ley de Kirchhoff nodo, la suma algebraica de las corrientes es igual a cero y nuevamente de la ley de Ohm (2); obteniendo la siguiente relacion matematica:

• Donde es una resistencia limitadora. 𝑅𝐿

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Circuito de un divisor de Tensión

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SISTEMA DE ASISTENCIA DE ESTABILIDAD Y CÁLCULO DE CONDENSADORES PARA UN

CIRCUITO ASTABLE

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ESP Y CÁLCULO DE CONDENSADORES ARA UN CIRCUITO ASTABLE

CONTENIDO

1. Introducción

2. ESP

3. Funcionamiento

4. Circuito astable

5. Cálculos

6. Conclusiones

7. Bibliografía

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INTRODUCCIÓN

Antes de comenzar a explicar el funcionamiento del sistema de dirección asistida eléctricamente debemos entender el concepto de “asistidas.”

Direcciones asistidas: Son direcciones mecánicas a las que se ha dotado de algún sistema de ayuda (asistencia) a fin de permitir aliviar el esfuerzo direccional ejercido por el conductor. A continuación tenemos los tipos de asistencias;

Según la energía de funcionamiento de la asistencia las podemos clasificar en:

Asistencia por vacío (Servodirecciones). Asistencia por aceite a presión (Oleoasistidas). Asistencia por aire a presión (Neumáticas). Asistencia por electricidad (Electrodirección).

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SISTEMA DE ASISTENCIA DE ESTABILIDAD

El control dinámico de estabilidad o programa electrónico de estabilidad (en alemán Elektronisches Stabilitätsprogramm, abreviado ESP) es un elemento integrado que forma parte de la llamada seguridad activa del vehículo.

Este sistema actúa controlando de forma independiente la velocidad de giro de cada rueda ante situaciones peligrosas, que puede conllevar a una posible pérdida de control en la trayectoria del vehículo, por ejemplo, ante un riesgo de derrape, sobrevirajes y subvirajes.

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SISTEMA DE ASISTENCIA DE ESTABILIDAD

En junio de 2009, la Unión Europea aprobó una legislación que hace obligatorio el uso del sistema de control de estabilidad para todos los vehículos de las categorías N1, N2, N3 y M1, M2, M3 (es decir, vehículos turismos, vehículos industriales ligeros, autobuses y vehículos industriales tanto medianos como pesados) de nueva matriculación de la UE, sin excepción alguna, a partir de noviembre de 2014.

Decir también que el sistema de control de estabilidad centraliza las funciones de otros sistemas de seguridad, como el sistema ABS (sistema de frenada antibloqueo), EBD (reparto electrónico de frenada) y el ASR (control de tracción).En los siguientes apartados se introduce al lector en el conocimiento de cómo funciona este sistema y de qué elementos lo constituyen.

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FUNCIONAMIENTO DEL ESP

Un ESP está compuesto por una unidad de control electrónico (UCE), unos actuadores situados en el sistema de frenado y un conjunto de sensores:

Sensor de ángulo de dirección, que desde la columna de la dirección informa sobre el movimiento del volante.Sensores de velocidad de giro, comunes al ABS, que situados en las ruedas informan sobre eventuales bloqueos.Sensor de ángulo de giro y aceleración transversal, que informa del comportamiento real del vehículo.

La UCE compara a un ritmo de unas 25 veces por segundo las informaciones que le llegan de los sensores. Si en un momento dado, la información sobre el comportamiento real del vehículo no coincide con la información del giro deseado.

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FUNCIONAMIENTO DEL ESP

El ESP detecta que estamos en una situación de riesgo e interviene frenando la rueda más conveniente para que el vehículo recupere la trayectoria o, en determinados casos, restando par motor para lograr el mismo efecto. Utiliza el sistema de frenos del vehículo para estabilizarloVisto así, lo único que debe hacer el conductor cuando el ESP interviene es marcar la trayectoria que debe seguir el vehículo para que el sistema pueda interpretar correctamente la situación.

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FUNCIONAMIENTO DEL ESP

El ESP genera una fuerza contraria deseada para que el vehículo pueda reaccionar según las maniobras del conductor.

El control electrónico de estabilidad nos puede echar una mano siempre que no sobrepasemos los límites que marca la Física.Los estudios que refrendan el uso del ESP lo sitúan en segundo lugar entre los sistemas de seguridad, sólo sobrepasado por el cinturón de seguridad, y hablan de una reducción del riesgo vial del 80 %.

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DESIGNACIONES DEL ESP

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PARTES DEL ESP

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A más de los sensores mencionados , este sistema cuenta con los siguientes elementos:Unidad de control electrónico: (ECU) se encarga del tratamiento de las señales enviadas por los distintos sensores repartidos por el vehículo. Es el cerebro del sistema. Recibe información de los sensores y envía señales a la unidad hidráulica para que actúe accionando correctamente el sistema hidráulico de frenos o regulando el par motor de funcionamiento del vehículo.

ELEMENTOS DEL ESP

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Grupo hidráulicoConocida como unidad hidráulica ejecuta las órdenes de la ECU, accionando el sistema de frenado o la gestión del régimen de funcionamiento del motor. Es un conjunto formado por una motor-bomba, una serie de electroválvulas, y un depósito acumulador para el fluido hidráulico de baja presión. A continuación se exponen las características más importantes de cada uno de ellos:

Electroválvulas: están constituidas de un solenoide y de un inducido móvil que desarrolla las funciones de apertura y cierre. La posición de reposo es asegurada por la acción de un muelle incorporado. Todas las entradas y salidas de las electroválvulas van protegidas por unos filtros. Con el objeto de reducir la presión de los frenos se incorpora una válvula anti retorno a la válvula de admisión. La válvula se abre cuando la presión de la bomba de frenos sea inferior a la presión de estribo.

ELEMENTOS DEL ESP

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El circuito de frenado está provisto de dos electroválvulas de admisión abiertas en reposo y de dos electroválvulas de escape cerradas en reposo.Equipo motor- bomba: está constituido por un motor eléctrico y de una bomba hidráulica de doble circuito, controlado por la ECU. La función de este equipo es rechazar el líquido de freno durante la fase de regulación desde los bombines a la bomba de frenos. Cuando actúa el conjunto hidráulico el conductor lo nota dado que se produce un ligero movimiento del pedal de freno.Acumulador de baja presión: durante la actuación del sistema de ABS recibe el líquido de freno que pasa por la electroválvula de escape, y que es desviado hasta un depósito acumulador. El nivel de presión necesario para el llenado del acumulador de baja presión debe ser lo suficientemente bajo para no interferir en la caída de presión necesaria en la fase de regulación, pero lo suficientemente alta como para vencer el tarado de la válvula de entrada de la bomba.

ELEMENTOS DEL ESP

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El circuito astable genera en su salida una onda cuadrada de frecuencia fija dependiente de los elementos del circuito. Básicamente consta de dos transistores que, desde el momento en que se conecta la alimentación del mismo, alternan su conducción en el tiempo pasando de un estado de conducción no estable o semi estable al estado de corte: El circuito dispone de dos salidas desfasadas 180º, una en el colector de cada transistor.

CIRCUITO AESTABLE

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Cálculos astable.1.- F = 325 Hz2.- T = 6 segundos

Circuito 1.Como el circuito va a ser simétrico T = 2(0.69 * R2 *C1)F = 1 / TF = 325 Hz T = 1 / 325 Hz T= 3.07 X 10 ³ Hz

CALCULOS

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Si suponemos R2 = 100 KΩT = 2(0.69 * R2 * C1)3.07 X 10 ³ Hz= 2(0.69 *100KΩ *C1)C1 = (3.07 X 10 ³ Hz / 1,38 * 200) /2

C1 = 22 FVamos a coger una Vcc de 12 Voltios y una Ic de 10 mA.Vcc = Ic · RcRc = Vcc / Ic = 1200

Rc = 1200 Al ser el circuito simétrico:Rc1 = Rc2 = 1200 C1 = C2 = 22 FR2 = R3 = 100K ΩEste circuito fue probado obteniendo una frecuencia de 332 Hz.

CALCULOS

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Al utilizar los mismos transistores que en el circuito anterior vamos a mantener los valores de Rc y de Vcc, teniendo así que calcular los condensadores, ya que podemos mantener también el mismo valor para las resistencias R2 y R3.

Vcc = 12VT = 6 seg.T = 2(0.69 *R2 * C1)C1 = T / 2(0.69 *R2)

C1 = 43 FEste circuito fue probado obteniendo un periodo de 6.40 segundos.Para este transistor la mínima es de 420

Ib = 10mA / 420 = 23 E-06 mARb = 12 V / 23 · 10-6 = 521 K Ω

Rb = 500 k Ω

CALCULOS

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El ESP es un elemento de seguridad que combina el ABS y el control de tracción para mantener el vehículo estable cuando éste se aproxima sus límites, tratando de evitar que se produzca desplazamientos no deseados principalmente debidos a la inercia o fuerzas laterales.

Este sistema actúa controlando de forma independiente la velocidad de giro de cada rueda ante situaciones peligrosas, que puede conllevar a una posible pérdida de control en la trayectoria del vehículo

Un astable es un multivibrador que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados "cuasi-estables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado.

La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores. Entre sus múltiples aplicaciones se cuentan la generación de ondas periódicas (generador de reloj) y de trenes de impulsos.

CONCLUSIONES

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Bibliografía• http://ocw.uc3m.es/tecnologia-electronica/electronica-de-potencia/material-

de-clase-1/MC-F-006.pdf• http://www.uv.es/~emaset/iep00/temas/IEP11_0607.pdf• Sistemas auxiliares del motor/ Enrique Sanchez• http://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/calentamiento-global/

fuel-cell-profile• http://www.tiposde.org/cotidianos/420-tipos-de-baterias/• http://www.regenbat.com/valores-regenbat-regeneracion-baterias.php• Manual de la técnica del automóvil• http://www.aficionadosalamecanica.net/direccion-asistida-electr.htm• http://www.euskalnet.net/jinfante/dae.html• http://electromecanicadeluis.blogspot.com/2012/05/unidadad-3.html• Manual de la técnica del automóvil• http://www.aficionadosalamecanica.net/direccion-asistida-electr.htm• http://www.euskalnet.net/jinfante/dae.html• http://electromecanicadeluis.blogspot.com/2012/05/unidadad-3.html

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BIBLIOGRAFIA• Consulta de COMPONENTES INTERNOS DE UN MOTOR BLDC.

Medios virtuales. Consultado el 31 de julio del 2014. Página disponible en:

• http://www.tecnoficio.com/electricidad/velocidad_de_motores_electricos3.php

• Consulta de CARACTERISTICAS DE MOTORES MONO-TRIFASICOS BLDC. Medios virtuales. Consultado el 1 de agosto del 2014. Página disponible en: http://automodelismo.com/sincolpo.htm

• Consulta de MOTORES ELCTRICOS BRUSHLESS. Medios virtuales. Consultado el 1 de agosto del 2014. Página disponible en: http://www.cochesrc.com/motor-electrico-brushless-funcionamiento-y-caracteristicas-a3607.html

• Consulta de ETAPAS DE FUNCIONAMIENTO. Medios virtuales. Consultado el 01 de agosto del 2014. Página disponible en: http://www.monografias.com/motores-electricos/motores-electricos.shtml

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Bibliografía• T. González, G. del Río, J. Tena, B. Torres. Circuitos de

Fluidos. Suspensión y Dirección. 7ma ed. Madrid: Editex, 2008.

• Gil Hermógenes, “La Electrónica en el Automóvil”, grupo editorial Ceac, España 2002.

• https://espacioseguro.com/fundacionfitsa0/admin/_fitsa/archivos/publicaciones/0000017/13-hibridos.pdf

• http://www.aficionadosalamecanica.net/hibridos-prius.htm• Video:• https://www.youtube.com/watch?v=Zje2f3wqqEo• http://www.youtube.com/watch?v=jFMcIb9mdUA • http://www.youtube.com/watch?v=8gR7uaKiXIw|• CALVO , “Mecánica del automóvil ”, Tomo 1, Editorial Prentice

Hall, España, 1997.

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GRACIAS DE ANTEMANO

Ingeniería Automotriz, UPS, Cuenca

Docente: Ing. Raúl Luna