Mecánica: Automóvil

Automoción. Motor. Transmisión. Suspensión. Dirección. Frenos. Petróleo. Contaminación. Carburantes alternativos

  • Enviado por: Alba Luz Aravena Alvarez
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 11 páginas
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Mecánica: Automóvil

INDICE

INDICE

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INTRODUCCIÓN

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LOS PIONEROS

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KARL BENZ

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SISTEMA DE UN AUTOMOVIL

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MOTOR

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TRANSMISIÓN

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SUSPENSIÓN

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DIRECCIÓN

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FRENOS

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EL AUTOMOVIL A TRAVÉS DE LA HISTORIA

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PROBLEMAS CON EL PETROLEO

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CONTAMINACIÓN

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CARBURANTES ALTERNATIVOS

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ACTUALIDAD

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CONCLUSIÓN

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BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCIÓN

Automóvil, llamamos así a cualquier vehículo mecánico autopropulsado diseñado para ser usado en carreteras. Se puede decir que el término se utiliza en un sentido más restringido para referirse a un vehículo de ese tipo con cuatro ruedas y pensado para transportar menos de ocho personas. Los vehículos para un mayor número de pasajeros se denominan autobuses o autocares, y los dedicados al transporte de mercancías se conocen como camiones. El término vehículo automotor engloba todos los anteriores, así como ciertos vehículos especializados de uso industrial y militar.

Este trabajo en particular se referirá a los vehículos de transporte para menos de ocho personas.

LOS PIONEROS

Desde que el hombre comenzó a andar sobre sus dos pies, y las primeras civilizaciones crecieron, creció asimismo la importancia de las rutas comerciales que las comunicaban entre sí. Los caminos por los que se viajaba a caballo evolucionaron hasta convertirse en carreteras por las que podían circular carros y carretas. Así por más de 5.000 años los carros, carruajes y diligencias tirados por caballos fueron un medio eficaz de transporte, hasta que un día, el hombre descubrió que las energías de la naturaleza podían ser dominadas y comprimidas para reemplazar con ellas las fuerzas de tracción de los caballos. Esta revolución se inició en el siglo XVIII, con el auto a vapor concretado en China, sin embargo, la primera aplicación documentada de esa fuerza natural

data de un siglo más tarde, y se debe al escritor e inventor francés Nicholas-Joseph Cugnot, quien ante la necesidad de su gobierno de un tractor autopropulsado que arrastrara la artillería, presentó en 1769 el primer vehículo utilizable impulsado a vapor. Se trataba de un triciclo de 4 toneladas y media, con ruedas de madera y

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llantas de hierro, movido por la fuerza del vapor generado por una caldera. Lamentablemente este prototipo no tuvo suerte ya que se estrelló contra un muro.

Después de otros fracasos, por fin tuvo más éxito en Inglaterra, donde en 1840 se construyeron en gran Bretaña más de 40 coches y tractores, en esos tiempos circulaban regularmente 9 diligencias a cada una de las cuales transportaba entre 10 y 20 pasajeros a 24 Kilómetros por hora, pero estas diligencias exigían buenos caminos.

Por esos mismos años, la aparición del ferrocarril aseguró un transporte más suave y efectivo: el vehículo individual impulsado por vapor quedaba condenado a muerte. Después de muchos intentos hacia falta una nueva forma de mover los coches autopropulsados. Y la novedad apareció en Europa.

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La idea del motor de combustión interna había surgido en Inglaterra a fines del siglo XVIII; pero sólo en 1860 el belga Etienne Lenoir patento en Francia el primero realmente utilizable. En la exposición de Paris de 1867, el industrial alemán Nicholas Otto presento una maquina de casi dos toneladas de peso y cinco metros de largo, concebida por su ingeniero Gottlieb Daimler: ya era un motor de combustión interna con ciclo de cuatro tiempos. En 1885, tras años de trabajo, Daimler presentó una variante de sólo 41 Kilos, fue el prototipo de todos los motores anteriores. Un año después, Benz iba a patentar el primer automóvil.

KARL BENZ.

El 25 de noviembre de 1844 en Karlsruhe nace Karl Benz, estudia ingeniería mecánica en la escuela politécnica de su ciudad, y tras graduarse a la edad de 20 años, trabaja un tiempo como montador de una fundición, posteriormente abre un taller mecánico junto con un socio. Sin embargo, una crisis económica le obliga a vender la maquinaria, pero, sin lograr disminuir su interés por la mecánica.

Benz se convierte en pionero de la industria del automóvil, cuando pone en marcha su triciclo motorizado, en ese momento no sospechaba que ese vehículo a nafta que acababa de inventar iba a revolucionar la vida del hombre. El triciclo de Benz comenzó a andar en 1886: Hoy, a más de un siglo, más de cuatrocientos millones de automóviles ruedan por los caminos del mundo.

En el año 1878 desarrolló un motor de combustión interna de dos tiempos y, posteriormente, uno de cuatro tiempos. Inventó el diferencial y otros accesorios. Consigue una patente que le identifica como creador del primer automóvil "capaz de moverse por sí mismo" con un motor de combustión interna. Era un triciclo con la rueda delantera dirigible(pues no había podido resolver los problemas de dirección con dos ruedas), un sólo cilindro y 0,88 caballos. Circuló por las calles de Munich en 1886. Junto con el también alemán Gottlieb Daimler, quien le ayudo en la fabricación del primer automóvil.

Karl Benz fue el fundador de la famosa fábrica de automóviles que lleva su nombre. Falleció el 4 de abril de 1929 en Ladenburg, Alemania.

SISTEMA DE UN AUTÓMOVIL

Los componentes principales de un automóvil son el motor, la transmisión, la suspensión, la dirección y los frenos. Estos elementos complementan el chasis, sobre el que va montada la carrocería.

A continuación se ilustra la estructura característica del sistema de un automóvil:

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En un automóvil tradicional se consideran cinco elementos principales en la construcción de él: Motor, Transmisión, Suspensión, Dirección y Frenos.

MOTOR: El motor proporciona energía mecánica para mover el automóvil. La mayoría de los automóviles utiliza motores de explosión de pistones, aunque a principios de la década de 1970 fueron muy frecuentes los motores rotativos o rotatorios. Los motores de explosión de pistones pueden ser de gasolina o diesel.

TRANSMISIÓN: La potencia de los cilindros se transmite en primer lugar al volante del motor y posteriormente al embrague, donde la potencia se transfiere a la caja de cambios o velocidades. En los automóviles de tracción trasera se traslada a través del árbol de transmisión hasta el diferencial, que impulsa las ruedas traseras por medio de los palieres o flechas. En los de tracción delantera, que actualmente constituyen la gran mayoría, el diferencial está situado junto al motor, con lo que se elimina la necesidad del árbol de transmisión.

SUSPENSION: La suspensión del automóvil está formada por las ballestas, horquillas rótulas, muelles y amortiguadores, estabilizadores, ruedas y neumáticos.

DIRECCIÓN: La dirección se controla mediante un volante montado en una columna inclinada y unido a las ruedas delanteras por diferentes mecanismos. La servodirección, empleada en algunos automóviles, sobre todo los más grandes, es un mecanismo hidráulico que reduce el esfuerzo necesario para mover el volante.

FRENOS: Un automóvil tiene generalmente dos tipos de frenos: el freno de mano, o de emergencia, y el freno de pie o pedal. El freno de emergencia suele actuar sólo sobre las ruedas traseras o sobre el árbol de transmisión. El freno de pie de los automóviles modernos siempre actúa sobre las cuatro ruedas.

EL AUTOMÓVIL A TRAVÉS DE LA HISTORIA

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Considerado el primer automóvil, el cual fue patentado por Karl Benz.

El primer coche sin caballos con motor de combustión interna de Estados Unidos, el cual fue introducido por los hermanos Charles y Frank Duryea en 1893.

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Uno de los más apreciados entre los primeros automóviles de lujo, el Rolls-Royce Silver Ghost de 1909 llevaba un silencioso motor de seis cilindros, interior tapizado en piel, parabrisas y capota plegables, y carrocería de aluminio.

Los automóviles de la década de 1920 presentaban innovaciones como llantas hinchables, ruedas o rines de acero prensado y frenos en los cuatro neumáticos. La producción en serie (ideada por Henry Ford en 1908) siguió haciendo bajar los precios.

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El interior espacioso y la puerta trasera con bisagras de este Pontiac De Luxe de 1937 representan una evolución hacia los autos concebidos para familias. Para esta clientela, se diseñaron coches cómodos, fiables y relativamente baratos.

Esta berlina de dos puertas Studebaker Champion de 1940 la diseñó Raymond Loewy y la construyeron en la Studebaker. En la década de 1940 aparecían el cambio automático, los faros compactos y los neumáticos sin cámara.

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Este descapotable Cadillac El Dorado de 1957 es un arquetipo de coche americano tradicional. Las aletas traseras estaban de moda. Aunque no contribuían a las prestaciones del vehículo, a los compradores les gustaba mucho su aspecto.

Este Mercedes-Benz 300SL de 1957, también fue llamado el Ala de gaviota porque sus puertas se abrían hacia arriba dándole forma de gaviota con las alas extendidas.

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Durante los primeros cuatro meses en que el modelo estuvo a la venta en 1964 se vendieron más de 100.000 Ford Mustangs, convirtiéndolo en el mayor éxito inmediato de ventas de Ford desde el lanzamiento del modelo T.

La producción del escarabajo en Alemania terminó en 1978 pero continúa hoy en Brasil, México y Nigeria. Alcanzó un total de 20 millones de unidades en 1990. El nombre Volkswagen quiere decir auto para el pueblo y satisfacía dos necesidades importantes del consumidor, el motor instalado en la parte de atrás y la forma pequeña y redonda de escarabajo.

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En la década del 90 los automóviles modernos como el japonés MR2 Turbo T-bar Toyota solian ser ligeros, aerodinámicos y compactos. La importación de coches japoneses afectó mucho a la industria automovilística de Europa y Estados Unidos, ya que por lo general eran más fiables y baratos.

PROBLEMAS CON ÉL PETRÓLEO

La gasolina y el diesel suben sin cesar de precio. Esto es debido en parte a que cada vez quedan menos reservas de petróleo en el mundo. Por ello, prácticamente todas las empresas automovilísticas, se han puesto manos a la obra invirtiendo grandes cantidades de dinero en la realización de automóviles que consuman lo menos posible o que utilicen otros combustibles más abundantes en la naturaleza.

Actualmente, existe un coche con un consumo homologado de 2,9 litros cada 100 kilómetros: el Volkswagen Lupo 3L. Esto se ha conseguido gracias a su gran aerodinámica, a un excelente motor en lo que ha gastos se refiere y a que en su fabricación se utilizan materiales muy ligeros. Ahora la Comisión Europea, dentro de una estrategia común para reducir la contaminación, cofinanciará -con un presupuesto de 5,2 millones de euros- un proyecto de investigación para diseñar, desarrollar y comercializar un vehículo diesel con un consumo homologado de 1 litro cada 100 kilómetros. El coche en cuestión sería un Volkswagen Lupo TDi un 40% más ligero que el actual gracias al uso masivo de fibra de carbono.

CONTAMINACIÓN

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La combustión de carbón, petróleo y gasolina es el origen de buena parte de los contaminantes atmosféricos. Los vehículos emiten una serie de contaminantes aéreos que afectan de forma adversa a la salud del ser humano, los animales y las plantas y a la composición química de la atmósfera. Las emisiones de dióxido de carbono e

hidrocarburos, dos de los principales contaminantes liberados por los automóviles contribuyen al calentamiento global. La presencia de niveles elevados de estos productos hacen que la radiación reflejada quede atrapada en la atmósfera, haciendo subir lentamente la temperatura de la misma.

CARBURANTES ALTERNATIVOS

Ante el próximo agotamiento del petróleo (dentro de unos 50 años según estimaciones) las empresas automovilísticas han comenzado a buscar soluciones, diseñando y fabricando coches que consuman otro tipo de carburantes: bio diesel, hidrógeno líquido, metanol, etcétera. A continuación se explican las alternativas, una a una:

Motor de aire: MDI - El coche movido por motor de aire es ya una realidad. Mide 3,84 metros de largo, cuenta con un motor de dos cilindros y 25 CV, con sólo dos marchas y la trasera y alimentado por aire comprimido líquido. Alcanza 110 Km./h. de velocidad máxima.

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Gas licuado de petróleo: Peugeot "406" - El Gas Licuado de Petróleo (GLP) -compuesto de propano y butano comprimidos- además de barato, contamina muy poco. En algunos lugares como España sólo lo usan los taxis, ya que la legislación prohíbe su uso privado. Peugeot comercializa en Europa un "406 GPL" con 106 CV.

Inyección directa: Volkswagen "Lupo FSI" - La inyección directa en gasolina permite utilizar mezclas pobres de aire / combustible que obtienen consumos más reducidos. El motor del "Lupo FSI" adapta la mezcla a las condiciones de marcha y no permite que se acumulen partículas de NOx en el catalizador.

Biodiesel: Opel "Astra Eco 4" - El biodiesel -combustible ecológico obtenido de plantas (cacahuete, girasol o soja), mezclado con metanol- emite menos monóxido de carbono, menos hidrocarburos y menos partículas en suspensión. Es biodegradable y se puede mezclar en cualquier proporción con el gasóleo. El problema es que su costo es elevado, el doble que el gasóleo tradicional, pero su producción a gran escala podría reducir el precio del combustible (biodiesel + gasóleo)

Híbrido: Toyota "Prius" - Es la alternativa más consolidada. Desde 1997 se han vendido en Japón más de 45.000 unidades. Tiene un motor de gasolina con 72 CV y otro eléctrico con 45 CV. El motor se para automáticamente en los semáforos y arranca cuando se levanta el pie del freno. Su consumo medio baja de 6 litros.

Gas natural: BMW "320 G" - El BMW "320 G" funciona indistintamente con gasolina o gas natural. Su motor de 6 cilindros proporciona 170 CV. El depósito de gas de 60 litros se almacena a -163º en un depósito compacto que cabe en el vano de la rueda de repuesto. Funcionando con gas, su autonomía es de 250 Km., ya que el rendimiento energético del gas natural es superior al de la gasolina.

Pila de combustible de hidrógeno líquido: Mercedes "Clase A Necar 4" - Otra alternativa con mucho futuro. Al generar energía eléctrica con un combustible (hidrógeno puro, metanol, gas natural e incluso gasolina o gasóleo) utilizando la oxidación electroquímica, se elimina el problema de la escasa duración de las baterías convencionales. El "Necar 4" alcanza 150 Km./h., tiene 450 Km. de autonomía y se producirá en 2004.

Pila de combustible de metanol: Honda "FCX" - El "FCX" es un prototipo con motor eléctrico alimentado por una célula de combustible que produce hidrógeno -y con ello energía eléctrica- a partir de metanol. Según Honda, estará listo para comercializarlo en 2003. Otro de sus aspectos interesantes es que el sistema se encuentra colocado bajo el piso, de manera que no roba espacio al habitáculo.

ACTUALIDAD

Actualmente los automóviles se enfrentan a dos desafíos fundamentales: por un lado, aumentar la seguridad de los ocupantes para reducir así el número de víctimas de los accidentes de tráfico, ya que en los países industrializados constituyen una de las primeras causas de mortalidad en la población no anciana; por otro lado, aumentar su eficiencia para reducir el consumo de recursos y la contaminación atmosférica, de la que son uno de los principales causantes.

Además de la protección ofrecida por las carrocerías, se han desarrollado diversos mecanismos de seguridad, como el sistema antibloqueo de frenos o las bolsas de aire. Por otro lado, la escasez de petróleo y el aumento de los precios del combustible en la década de 1970 alentaron en su día a los ingenieros mecánicos a desarrollar nuevas tecnologías para reducir el consumo de los motores convencionales y a acelerar los trabajos en motores alternativos. Para reducir la dependencia del petróleo se ha intentado utilizar combustibles renovables: en algunos países se emplean hidrocarburos de origen vegetal y también se ha planteado el uso de hidrógeno que es un combustible muy limpio, ya que su combustión produce exclusivamente agua, además se obtendría a partir del aire usando, por ejemplo, la energía solar.

CONCLUSIÓN

Aunque queda claro que queda mucho por hacer en el área de mejoramiento en la seguridad de los usuarios de automóviles y en especial en lo que respecta a la contaminación causada por los mismos (Atmosférica, acústica, reciclaje o reutilización inexistente en muchas zonas, etcétera), el automóvil a facilitado el transporte de un lugar a otro, recorriendo a veces grandes distancias, y siendo de ayuda como es el caso de ambulancias y carros de bomberos, cumpliendo con el objetivo por el cual fue creado, ser útil para las personas y la sociedad, satisfaciendo su necesidad de transporte.

BIBLIOGRAFIA

"Automóvil" Enciclopedia Microsoft® Encarta® en línea 2001.

http://www.encarta.msn.es © 1997-2000 Microsoft Corporation.

Reservados todos los derechos.

http://www.buscabiografias.com

http://www.autocity.com

Apuntes - Tomo XXXIII. Inventos y descubrimientos.

Publicaciones Lo Castillo. Santiago.

Revista: Conozca Más.

Noviembre de 1994

Revista: Solo Auto.

Edición 5, Noviembre de 2000


El Automóvil

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Agosto 2001