Cómo los automóviles híbridos realmente ahorran gasolina: el análisis de ingeniería

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Ya conoces el procedimiento. Un híbrido combina un motor de gasolina con un motor eléctrico. Bastante simple. Pero más piezas normalmente significan más fricción, más resistencia y menos eficiencia. Entonces, ¿por qué estas cosas realmente obtienen un mejor kilometraje?

La respuesta está en adaptar la herramienta adecuada al trabajo. Los motores eléctricos son bestias a bajas velocidades. Hacen que el coche se mueva con un mínimo gasto de energía. ¿Motores de gasolina? Odian el ralentí y el avance lento a bajas RPM. Prefieren un crucero constante y de alta velocidad. Al dejar que el motor eléctrico se encargue del caos urbano con paradas y arranques y que el motor de gasolina se haga cargo de la carretera, se obtiene un sistema que promedia casi 50 mpg. Esa es una sólida ganancia del 25 por ciento con respecto a un sedán estándar que solo funciona con gasolina.

La mayoría de estos híbridos ni siquiera utilizan un motor de ciclo Otto estándar. Utilizan un motor de ciclo Atkinson. Suena como una elegante mezcla de café, pero es sólo un truco de eficiencia térmica. El ciclo Atkinson tiene una carrera de compresión más corta que su carrera de potencia. Esto sacrifica algunos caballos de fuerza máximos para lograr una economía de combustible significativamente mejor. Renuncias al tiempo de 0 a 60. Ganas millas por galón.

Los ingenieros incluyen híbridos con todos los trucos de eficiencia del libro. Así es como exprimen cada gota del tanque.

Frenado regenerativo y aerodinámica

Cuando frenas bruscamente en un coche normal, la energía cinética se convierte en calor. Ese calor se disipa en el aire. Desperdiciar. Desperdicio total.

Los híbridos capturan esa energía. El frenado regenerativo convierte la energía cinética de la desaceleración en electricidad, que la almacena en la batería. Básicamente, te estás recargando mientras viajas.

Luego está la forma. La resistencia al viento acaba con la economía de combustible a velocidades más altas. Los diseñadores de híbridos esculpen estos autos para que surquen el aire. Los coeficientes de resistencia más bajos significan que el motor no tiene que trabajar tan duro para mantener las velocidades de la carretera.

Peso, transmisión y neumáticos

Los coches más pesados consumen más energía. Período. Los híbridos pierden peso siempre que pueden. Encontrará motores más pequeños, componentes de magnesio y carrocerías de aluminio. Menos masa para mover equivale a menos combustible quemado.

La transmisión es otro actor clave. Muchos híbridos utilizan una Transmisión continuamente variable (CVT). En lugar de hacer clic en engranajes fijos como el segundo o el tercero, una CVT utiliza un sistema de poleas. Permite que el motor permanezca en sus RPM óptimas para la entrega de potencia sin la pérdida de eficiencia del cambio de marchas. Obtienes la aceleración que necesitas sin la penalización de combustible que supone buscar la relación de transmisión perfecta.

Incluso la goma importa. Los neumáticos híbridos suelen ser más estrechos y con menor resistencia a la rodadura. Algunos están inflados a presiones más altas que los neumáticos estándar. Cada fracción de libra de resistencia ahorrada suma miles de millas.

Los ahorradores de energía ocultos

Mire debajo del capó cuando el auto esté detenido. El motor de gasolina está apagado. Los sistemas de apagado del motor apagan el motor en los semáforos en rojo. Sin ralentí. No desperdicies combustible mientras esperas.

Dirección y control de clima utilizados para drenar el motor mecánicamente. Las correas conectadas directamente al cigüeñal hacían girar la bomba de la dirección asistida y el compresor del aire acondicionado. Los híbridos cambian esto. Utilizan dirección asistida eléctrica y compresores de aire acondicionado eléctricos. No es necesario que el motor esté en marcha para dirigir o enfriar la cabina. El motor eléctrico maneja la carga.

Algunos modelos incluso te permiten alternar un modo de conducción. Cambie al modo Eco y la respuesta del acelerador se atenuará. Sacrificas una aceleración rápida para obtener un mejor kilometraje. Es una compensación. ¿Quiere adelantar a ese camión rápidamente o quiere ahorrar dos millas adicionales por galón?

No sólo para híbridos

La mayoría de estas características no son exclusivas de los híbridos. Encontrará frenado regenerativo en vehículos eléctricos completos. Encontrará CVT en compactos no híbridos. Encontrarás formas aerodinámicas en los sedanes normales.

Pero a los compradores de híbridos les importan las MPG. Quieren números. Los ingenieros apuestan por estos diseños de eficiencia porque los clientes los exigen. Se trata de maximizar cada elemento de diseño para ahorrar combustible.

Siempre hay más que profundizar sobre cómo estos sistemas se comunican entre sí. La ingeniería es más profunda que simplemente emparejar dos motores.