Todos los motores de combustión interna experimentan una “pérdida” de energía significativa debido a la conversión ineficaz de energía química en calor y, posteriormente, energía cinética. Incluso un motor de F1 moderno es relativamente un desperdicio cuando se trata de convertir la potencia disponible de la mezcla de aire y combustible en potencia en las ruedas traseras. Esto se mide en términos de “ eficiencia térmica ” y, por lo general, está en la región del 30%: es decir, si un motor típico de F1 produce un poco menos de 650 KW en el banco de pruebas, algo así como otros 1500 KW no funcionan para impulsar el motor. coche.
Así que, ¿a dónde va? Un pequeño porcentaje se convierte en el sonido distintivo de un coche de F1. Sin embargo, la gran mayoría debe disiparse en forma de calor de varias áreas: por ejemplo, el aceite disipa alrededor de 120 KW y el sistema de agua 160 KW. Las ineficiencias de la caja de cambios harán que tenga que disipar alrededor de 15 KW, mientras que la hidráulica representará otros 3 KW.
En estos motores de alto rendimiento, los sistemas de refrigeración suelen estar presurizados hasta 3,75 bar y tienen un punto de ebullición de alrededor de 120 ° C.
En el automóvil de pasajeros moderno, las presiones del sistema de refrigerante son característicamente del orden de entre 0,9 y 1,1 bar, lo que eleva el punto de ebullición en aproximadamente 22 ° C, lo que da como resultado una temperatura de funcionamiento del refrigerante del motor de aproximadamente 100 ° C.
Al mismo tiempo, una bomba de agua típica puede mover un máximo de aproximadamente 28.000 litros de refrigerante por hora, o hacer recircular el refrigerante en el motor más de 20 veces por minuto, mientras extrae hasta 2 KW en pérdidas parásitas.
Estas cifras son bien conocidas y los ingenieros automotrices las han utilizado como regla general durante más de 100 años: pero la reducción para cumplir con los requisitos de emisiones cada vez más estrictos y la proliferación de vehículos eléctricos híbridos están cambiando las reglas.
Ir eléctrico ahorra energía, pero cuidado con la presión
Los fabricantes están estudiando en profundidad todas las pérdidas parasitarias en un esfuerzo por aumentar la eficiencia de los sistemas de propulsión actuales y futuros. Esto incluye una revisión del sistema de refrigeración y, en particular, de la bomba de agua mecánica.
Si bien el desacoplamiento de la bomba de agua del motor logra un ahorro significativo, básicamente requiere una recalificación del rendimiento de todo el sistema de refrigeración; incluidas las presiones de funcionamiento a diferentes temperaturas y velocidades del motor.
Dado que la entrega del motor eléctrico ya no es directamente proporcional a la velocidad del motor, sino que depende de los requisitos del motor, es importante que, durante el desarrollo, la presión del sistema de refrigeración se controle en todo momento. Esto asegura que los componentes como el radiador y las mangueras de agua permanezcan en las zonas operativas seguras.
Durante el desarrollo de lo que es principalmente una nueva tecnología, el mapeo de la presión del sistema requiere sensores de presión de alta respuesta de indiscutible calidad y precisión. Hay un puñado de fabricantes de transmisores de presión especializados que cumplen con todos estos requisitos.
Si bien estos sensores deben registrar datos con precisión, también deben ser robustos: el entorno operativo exige que funcionen sin fallas en un amplio rango de temperatura y que resistan la vibración y la exposición a productos químicos.
Aunque actualmente se instala principalmente en modelos de gama alta como BMW y Mercedes Benz, esta tecnología se extenderá a otros segmentos a medida que lleguen nuevos modelos al mercado. Y todos estos se habrán sometido a la misma calificación estricta del sistema de refrigeración para garantizar la durabilidad y salvaguardar el costoso motor.
