EYE on MARKET vol.2

INDUSTRIA DE LA AUTOMOCIÓN

Evolución del ahorro de combustible y de las tecnologías de mecanizado

INDUSTRIA DE LA AUTOMOCIÓN

Foto facilitada por: Mitsubishi Motors Corporation

Al menos 1 de cada 6 habitantes de la población mundial posee automóvil.

Los automóviles con motor a gasolina se presentaron por primera vez en Alemania ,hace aproximadamente 150 años. En 2013, el número de automóviles de la población mundial superaba los 1.100 millones, esto es, uno de cada 6,2 habitantes de una población mundial total de 7.200 millones poseía un automóvil. En el 2014, en todo el mundo se fabricaron 89,75 millones de automóviles, una cifra que no deja de aumentar en los gigantescos mercados de China y EE. UU.  

Al menos 1 de cada 6 habitantes de la población mundial posee automóvil.
Vehículos de motor fabricados por países en 2013
Fuente: Khassen Y., Wikipedia. Organisation Internationale des Constructeurs d’Automobiles (OICA). Material gentileza de Japan Automobile Manufacturers Association, Inc.

Problemas medioambientales derivados por una gran demanda

El uso generalizado de automóviles en todo el mundo ha superado sobre manera las expectativas de sus primeros años y ha generado nuevos problemas en forma de preocupaciones medioambientales. En los años sesenta, California y Japón fueron pioneros en la implantación de reglamentos para el control de los gases de escape que, ante su obligado cumplimiento, favorecieron el desarrollo de distintas tecnologías medioambientales por parte de los fabricantes de automóviles. En la actualidad, a dichos fabricantes de automóviles no solo se les exige que realicen esfuerzos continuos para eliminar las sustancias dañinas de los gases de escape y, de esta forma, evitar la contaminación del aire, sino que también se espera de ellos que reduzcan al mínimo las emisiones de dióxido de carbono, el principal gas causante del efecto invernadero. Estas contramedidas modernas también favorecen una reducción del consumo de combustible y la generación de una serie de ventajas para el consumidor.

Fuente: la gráfica representa una conversión simple del combustible estándar para cada país del Consejo Internacional del Transporte Limpio. Al utilizar un cálculo sencillo que aplica una corrección a los resultados de un modo de medición del consumo de combustible determinado, para que se tengan en cuenta las medidas de desregulación y las diferencias en los tipos de vehículos, el estándar de combustible para la UE se convierte en 21,1 km/l [valor de referencia para 2021 calculado por el METI (Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón)]. Por su parte, en el caso de los EE. UU., este valor es de 16,5 km/l (valor de referencia para 2020 calculado por el METI). Los valores del 2010 al 2015 para Japón también han sido añadidos por el METI 
(se trata de valores de referencia, puesto que el modo de medición varía desde el 2015).

Desarrollo de tecnologías para el ahorro de combustible

En la actualidad, algunas de las tecnologías para el ahorro de combustible más representativas para vehículos diésel y de gasolina se basan en la incorporación de una inyección directa de combustible y de un turbocompresor a un motor de dimensiones reducidas que emite menos gases de escape que sus predecesores. Otros ejemplos serían los motores de gasolina de aspiración natural con una relación de compresión maximizada hasta el límite y los sistemas híbridos que utilizan dos motores, uno eléctrico y otro de combustión. En Japón, los propietarios de kei cars (coches diminutos)  han venido reclamando insistentemente una reducción de los precios y de los gastos de funcionamiento. Por este motivo, los fabricantes decidieron aplicar las últimas tecnologías disponibles para el desarrollo de una mejora del ahorro de combustible que, en la actualidad, permite a los "kei cars" ofrecer un rendimiento de ahorro mucho mayor que el de los turismos convencionales. De hecho, han aparecido algunos modelos que ofrecen un ahorro de combustible que supera de lejos los 30 km/l*.

Aparición de los vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos que no consumen combustible también han iniciado su incursión en el mercado. Bajo esta designación se engloban los vehículos eléctricos que necesitan cargarse, aquellos equipados con pilas de combustible que generan electricidad en el interior del automóvil (para ello, utilizan hidrógeno y oxígeno, y como resultado descargan agua) o aquellos equipados con un motor que actúa como generador junto con las pilas de combustible. Los motores de generación de electricidad también se conocen con el nombre de «prolongadores de autonomía». Existen distintos tipos de prolongadores de autonomía, tales como; motores alternativos, motores rotativos o turbinas, que o bien ya están disponibles en el mercado, o ya se han propuesto. Se trata de uno de los sistemas más prácticos para la generalización de los vehículos eléctricos, puesto que, aunque se han diseñado específicamente para la generación de electricidad, utilizan las infraestructuras de combustible existentes. Algunos vehículos equipados con un prolongador de autonomía permiten incluso alcanzar un ahorro de combustible de más de 
60 km/l*.

En la actualidad, están surgiendo distintos tipos de vehículos eléctricos (foto del i-MiEV de Mitsubishi Motors)

Diferentes tecnologías que prosiguen su evolución en pro de la conservación del medioambiente

Componentes clave del i-MiEV (diagrama de configuración del sistema)

La batería de propulsión y otros componentes clave de la electrificación están instalados en la parte de abajo.

  • Presenta el mismo espacio interior y para el equipaje que un automóvil convencional.
  • El espacio para los pasajeros está separado del cableado de alta tensión para garantizar la seguridad.
  • La bajada del centro de gravedad de la carrocería favorece una conducción excelente.

En la parte trasera se ha adoptado e instalado un motor compacto de elevadas prestaciones 
(tracción trasera idéntica a la del automóvil convencional).


 Se ha instalado una batería de propulsión de gran capacidad que permite recorrer una distancia de crucero 
 suficiente para el uso diario de un "kei car".

* La medición está basada en un ciclo de preuba de combustible tipo JC08.

​ Tecnología PHEV (Plug-In-Hybrid Electric Vehicle)

Mecanismo del sistema de vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV)

Vehículos eléctricos autogeneradores que adoptan un modo de propulsión optimizado según las diferentes situaciones de conducción.

Mitsubishi Motors desarrolló de manera independiente el sistema de vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV) como un nuevo vehículo eléctrico.
 Al conducir a una velocidad media-baja por zonas residenciales, el PHEV adopta el modo de conducción eléctrico, es decir, que pasa a alimentarse principalmente de la electricidad suministrada por la batería de propulsión. Cuando la batería de propulsión empieza a agotarse o se necesita una aceleración fuerte, entonces el vehículo adopta el modo de conducción de serie, de tal forma que el motor de combustión comienza a generar electricidad automáticamente y proporciona la alimentación necesaria a los motores y la batería de propulsión. Al conducir a velocidades más elevadas, el automóvil adopta el modo de conducción en paralelo, que permite transportar directamente la eficiente fuerza motriz a altas (rpm) del motor de combustión a la transmisión, además de asistir a los motores de propulsión. Por su parte, al desacelerar, los motores de propulsión actúan a modo de generador que permite recuperar la energía de la desaceleración para recargar la batería de propulsión.

Outlander PHEV (Mitsubishi Motors)

Sistema derivado de vehículo eléctrico híbrido enchufable
En la parte central del automóvil, ha instalado una batería de gran capacidad que permite recorrer una distancia de crucero suficiente.
Se ha optado por un motor de propulsión, con doble tracción a las cuatro ruedas.
En la parte delantera se ha instalado un motor de combustión para la generación de electricidad y propulsión. 
La fuerza motriz de los motores de propulsión y combustión se puede alternar con ayuda del eje delantero.

El ahorro de combustible y las tecnologías de mecanizado

Fresa frontal FMAX para un mecanizado con un acabado altamente eficaz

El avance en tecnologías de producción es esencial para la materialización del ahorro de combustible: una afirmación que también se aplica a la industria de corte de metales. Si bien un turbocompresor no representa ninguna tecnología novedosa, la fabricación de turbos eficientes únicamente ha sido posible gracias al desarrollo de herramientas de corte capaces de proporcionar un mecanizado prolongado y eficaz de materiales que, conviene recordar, pueden soportar los gases de escape a elevadísimas temperaturas que sirven de fuente de alimentación de las turbinas. Además, estos avances también han posibilitado una reducción de los costes de producción, por ejemplo, gracias al mecanizado altamente eficaz de cabezales y bloques de cilindros que, en el pasado, se fabricaban con fundición y que, en la actualidad, se producen principalmente con aluminio. El segmento de negocio de herramientas de corte de Mitsubishi Materials ha trabajado estrechamente con los fabricantes de automóviles, tanto japoneses como extranjeros, y se ha involucrado de lleno en el avance de las tecnologías de mecanizado durante sus ochenta años de historia.
De esta forma, ha sido posible introducir tecnologías vanguardistas que, con el motor como punto central, propician una mejora del ahorro de combustible de los automóviles. En honor a la verdad, los cimientos de estas tecnologías son increíblemente amplios y abarcan también las transmisiones que se emplean junto con los motores, los sistemas de propulsión y las carrocerías más livianas. Incluso el aceite del motor, los neumáticos de baja resistencia y la mejora del propio combustible serían factores que convendría destacar. No obstante, no es menos cierto que los motores, las transmisiones, los sistemas de propulsión y las carrocerías que albergan dichos componentes se fabrican, en su inmensa mayoría, con metal. Quizás llegará el día en que los automóviles únicamente se construyan con piezas eléctricas y de plástico, aunque ese futuro parece todavía muy lejano. Por ello, las herramientas de corte de Mitsubishi Materials seguirán haciendo realidad unos procesos de mecanizado que contribuyan a un crecimiento todavía mayor de la industria de la automoción.

Foto facilitada por: Mitsubishi Motors Corporation