Introducción
¿Qué es lo que hace que este sencillo dispositivo sea tan significativo en el mundo actual? Predice carreteras, su guerra cuadro de apertura. Receptores secretos, reflectores y equipos de navegación en los vehículos de la Segunda Guerra Mundial.
Una fuente de energía constante ayudaba a mantener las cosas en movimiento. En aquella época no existían los generadores de corriente continua militares. Intentaban desplazarse hacia la derecha, pero eran lentos y no funcionaban bien. Un fabricante de automóviles adoptó este enfoque en los coches. Eran más potentes y más pequeños.
El nacimiento de los alternadores
La guerra AC/DC: la obsesión de Edison frente a la visión de Tesla
El cambio de los años 1880 atiborró los sombreros de copa. Fue una guerra que electrificó el mundo. Thomas Edison defendió la corriente continua (CC). Esta fue una guerra que electrificó el mundo. Thomas Edison defendió la corriente continua (CC). Una fuente de energía constante para las bombillas siempre es buena. Nikola Tesla, un visionario de Iowa, y la elección de Madison a qué dirección una corriente (AC) de una potencia reforma el mundo. Compara 60 veces por segundo, continuamente en acción.
Esta "guerra de corrientes" no era sólo teórica; marcaba el rumbo futuro del suministro eléctrico a los hogares y, en última instancia, a los automóviles. Sin embargo, la corriente alterna de Tesla consigue realizar el trayecto desde la central eléctrica a lo largo de kilómetros sin ninguna pérdida de tensión, con escasa ayuda de los transformadores. En 1891, el ingeniero británico Frederick Lanchester creó el primer alternador práctico, cuyo diseño convertía la energía de la maquinaria rotativa directamente en corriente alterna. Transformó fábricas y calles, pero ¿los coches? Durante décadas siguieron utilizando generadores de corriente continua. ¿Por qué? Al principio, los alternadores eran grandes, calientes e inadecuados.
LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL: El alternador gana sus galones
Con la Segunda Guerra Mundial, los alternadores pasaron de ser curiosidades de laboratorio a elementos esenciales en el campo de batalla. Tanques como el Sherman necesitaban generadores de gas, motores de torreta y reflectores de visión nocturna. Los generadores de corriente continua, propensos al sobrecalentamiento y a las chispas, no podían soportar la tensión.
Los portátiles resistentes al polvo de grado militar están diseñados para trabajar en el desierto.
Diseño compacto: Cabe en los estrechos compartimentos del motor de los Jeeps y la base.
Más Base: tuneó muchos sistemas a la vez, y expulsó toneladas de gas.
En los años posteriores a la guerra, los fabricantes de automóviles rebuscaron entre los excedentes militares. Querían saber si esta tecnología podía transformar los coches civiles.
La era del automóvil:La revolución de los 60
960: El Valiant de Chrysler enciende una oleada de potencia
Corría el año 1960 y Chrysler estaba haciendo una apuesta. En la berlina Valiant, utilizaban alternadores en lugar de generadores de corriente continua. Los escépticos se rieron, hasta que los conductores comenzaron a cosechar los beneficios:
- Ahorro de combustible: Los alternadores convierten la energía del motor; los generadores de corriente continua consumen la gasolina sobrante.
- Futuros más brillantes: Los alternadores de serie, más potentes, permitían instalar faros halógenos, limpiaparabrisas eléctricos y desempañadores traseros.
- Menos mantenimiento: Sin escobillas como las que hay que cambiar con los generadores de CC refinados.
En 1970, el 90% de los automóviles habían cambiado a alternadores. La apuesta de Valliant no fue tanto una victoria como un cambio de paradigma.
Ingeniar al monstruo del calor: Derrotar al sistema
ATHW - A mediados del siglo XX, estas dificultades eran tan graves que algunos de los primeros alternadores de automóviles tenían un defecto de diseño que podía incendiarse: el sobrecalentamiento. De la crisis a la innovación, los ingenieros se volvieron.
- 1965:Se han integrado ventiladores que extraen el calor de las bobinas de cobre.
- 1980s: Las carcasas de fibra de carbono sustituyen a las de aluminio, lo que reduce la retención de calor en otro 30%
- 2010:Merc-AMG lanza sus alternadores de alto rendimiento, regados con líquido del motor para evitar que se fundan a más de 200 mph
Hitos que impulsaron el mundo del automóvil
- 1973: El alternador regulado internamente de Bosch se deshizo de los engorrosos controladores de tensión externos, simplificando el cableado.
- 1995: Debutan los alternadores "inteligentes", que ajustan la potencia en función de las necesidades de la batería.
- 2008: Los sistemas híbridos de arranque-parada utilizaban alternadores supereficientes. Reiniciaban los motores en solo 0,3 segundos, ahorrando 8% de combustible en tráfico urbano.
El mayor paso adelante - Toyota Prius, 1997
El Prius no era un vehículo; era un manifiesto. En lugar de los habituales motores de arranque y alternadores, Toyota optó por un motor generador (M/G). Este pivote es lo que lo convierte en una especie de navaja suiza para aumentar la eficacia.
- Frenado regenerativo: Transferir la energía cinética desperdiciada en la fricción a la carga de la batería.
- Arranques silenciosos: Adiós a las manivelas del motor del portátil, hola al zumbido silencioso del susurro
- El pezón de Juggernaut: Los M/G habían ayudado al gas asociado en 30%, lo que indica que el verde no tiene por qué ser lento.
El cerebro del cuadro de mandos digital
Los generadores modernos contemplan tecnología que habría dejado boquiabierto a un ingeniero de los años sesenta:
- Infoentretenimiento:Pantallas táctiles de 12 pulgadas, carga y puntos de acceso 5G.
- Redes de seguridad: Control de crucero guiado por radar, aviso de ángulo muerto, aparcamiento automático
- Cualquier característica de lujo: Volantes calefactados, iluminación ambiental y asientos con masaje.
Incluso los BEV de Tesla se basan en la lógica del alternador. Sus diseños, que no dependen de correas, utilizan el movimiento de las ruedas para recargar las baterías. Aprovechan hasta el último vatio de inercia.
Futuro: Alternancia entre vehículos eléctricos y energías renovables
Más que híbridos: Energía solar, estado sólido y más allá
Sonata Híbrido, Hyundai; absorbe los paneles del techo, y alimentar los alternadores solares Estos paneles proporcionan carga de goteo a las baterías, hasta 800 millas por año.
Recolectores de energía Los prototipos de BMW aprovechan el calor de los frenos y el tubo de escape. Convierten los residuos en vatios.
Diseños de estado sólido: Startups como CelLink están experimentando con nuevos alternadores. Utilizan bobinas de grafeno, que se consideran más ligeras, frías y 40% eficientes.
Retos en el horizonte
Guerras de peso: ¿Están equilibradas las necesidades energéticas y la demanda de baterías de los VE?
Gestión térmica en Coches deportivos eléctricos de más de 500 CV: Heat 2.0
Crisis de costes: Reducir el coste de la tecnología punta de las berlinas económicas.
Conclusión
Las raíces militares que permitieron el éxito del alternador. Tras la Segunda Guerra Mundial, los ingenieros se plantearon una gran pregunta: Si un alternador de campo podía sobrevivir en el campo de batalla, ¿lo haría también en los vehículos familiares de uso diario?
La respuesta fue un sí rotundo. Esta innovación dio lugar a muchas características que ahora damos por supuestas, desde los asientos calefactados a las pantallas táctiles, pasando por las ayudas a la conducción autónoma. Esto no mejoró los coches, los cambió. Pero el camino no fue fácil. Los primeros alternadores de los automóviles se sobrecalentaban, un fallo de diseño que podría haber acabado con sus velas. Los ingenieros recurrieron a una gama que incluía ventiladores de refrigeración, carcasas de aluminio y sistemas de refrigeración líquida derivados de los coches de carreras. Cada arreglo no añadía un matiz, era una vuelta de tuerca.
En los años 90 se lanzaron alternadores "inteligentes" que ajustaban su potencia en función de las demandas de la batería. Los sistemas híbridos de arranque y parada despliegan un diseño inteligente para ayudar a reducir el consumo de combustible. Demuestran que se puede ser eficiente además de rendir bien.
Otro hito fue la revolución híbrida. El Prius de Toyota de 1997 estaba equipado con alternadores y generadores de motor de arranque (M/G) que entonces eran estándar. Estos generadores captan la energía del frenado y encienden el motor silenciosamente. No se trataba de una innovación para reducir las emisiones, sino de un replanteamiento de las funciones del alternador.