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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE FILOSOFÍA LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN CARRERA MECÁNICA AUTOMOTRIZ Tema: SISTEMA DE FRENOS REGENERATIVOS EN AUTOS ELÉCTRICOS E HÍBRIDOS EN EL TALLER AUTOMOTRIZ QUINTEROS EN EL BARRIO MARTHA BUCARAM. Trabajo de Titulación Previo a la Obtención del Título de Licenciado en Mecánica Automotriz Autor: Jaramillo Cabrera Edwin Israel Tutor: Edison Eduardo Morales Andino Quito, Agosto 2018
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE FILOSOFÍA LETRAS Y CIENCIAS
DE LA EDUCACIÓN
CARRERA MECÁNICA AUTOMOTRIZ
Tema: SISTEMA DE FRENOS REGENERATIVOS EN AUTOS ELÉCTRICOS
E HÍBRIDOS EN EL TALLER AUTOMOTRIZ QUINTEROS EN EL BARRIO
MARTHA BUCARAM.
Trabajo de Titulación Previo a la Obtención del Título de Licenciado en Mecánica
Automotriz
Autor: Jaramillo Cabrera Edwin Israel
Tutor: Edison Eduardo Morales Andino
Quito, Agosto 2018
ii
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a mis padres,
quienes me enseñaron el valor
del esfuerzo y trabajo duro,
a mis familiares que siempre
estuvieron apoyándome en todo,
por enseñarme que si uno se esfuerza y lucha
por lo que quiere alcanzar lo puede conseguir,
y por formar en mí una persona
honesta y responsable.
Edwin Jaramillo C.
iii
AGRADECIMIENTO
Agradezco a mis profesores de la universidad,
quienes gracias a su ayuda y esfuerzo han
sido formadores de todos mis conocimientos,
adquiridos ya que sin ellos este trabajo no
habría sido posible por su dedicación y
constancia en mi formación académica
un grato agradecimiento.
Edwin Jaramillo C.
iv
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE FILOSOFÍA LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
CARRERA MECÁNICA AUTOMOTRIZ
DERECHOS DE AUTOR
Yo, Edwin Israel Jaramillo Cabrera en calidad de autor de mi trabajo de
investigación realizada sobre “Sistema de frenos regenerativos en autos eléctricos e
híbridos en el taller automotriz Quinteros en el barrio Martha bucaram” por el presente
trabajo autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR hacer uso de la
mayoría de contenidos que me pertenecen. Es de mi plena autoría, original y no
constituyente plagio o copia alguna, constituyéndose en documento único, como
mandan los principios de la investigación científica de ser comprobado lo contrario me
someto a las disposiciones legales permanentes.
D.M. Quito, Agosto 2018
Autor
Edwin Israel Jaramillo Cabrera
C.I. 1725399057
v
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE FILOSOFÍA LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
CARRERA MECÁNICA AUTOMOTRIZ
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL PROYECTO
En mi calidad de tutoría del trabajo de grado, nombrado por el Msc. Edison
Morales Andino.
CERTIFICO:
Que el trabajo de investigación SISTEMA DE FRENOS REGENERATIVOS
EN AUTOS ELÉCTRICOS E HÍBRIDOS EN EL TALLER AUTOMOTRIZ
QUINTEROS EN EL BARRIO MARTHA BUCARAM. Presentado por Jaramillo
Cabrera Edwin Israel, estudiante de la carrera de Mecánica Automotriz, reúne los
requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la presentación pública y evaluación
por parte del jurado examinador que se designe.
En la ciudad de Quito, a los días del mes de Agosto del Año 2018
TUTOR
Msc. Edison Eduardo Morales Andino
C.I.
vi
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE FILOSOFÍA LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
CARRERA MECÁNICA AUTOMOTRIZ
APROBACIÓN EL TRIBUNAL
El trabajo de investigación, ha sido revisado, aprobado y autorizado su
impresión y empastado, previo la obtención de Grado de Licenciatura, mención
Mecánica Automotriz, autorizamos al postulante o a la postulante la presentación
pública.
Quito, Agosto del 2018
EL TRIBUNAL
PRESIDENTE/A
VOCAL 1 VOCAL 2
vii
Constancia de la institución donde se realizó la investigación
Quito, 20 de Abril del 2018
Propietario del taller automotriz Quinteros
Rodrigo Quinteros
Presente:
Yo, Jaramillo Cabrera Edwin Israel, con CI 1725399057 Estudiante de la carrera de
mecánica automotriz, me dirijo a usted me permita realizar la investigación sobre mi
trabajo de grado, con el tema “SISTEMA DE FRENOS REGENERATIVOS EN
AUTOS ELÉCTRICOS E HÍBRIDOS EN EL TALLER AUTOMOTRIZ QUINTEROS
EN EL BARRIO MARTHA BUCARAM”
Agradezco su atención
Atentamente
Jaramillo Cabrera Edwin Israel
1725399057
viii
Quito, 25 de Abril del 2018
Señores
FACULTAD DE FILOSOFÍA LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
Escuela de Educación Técnica
Carrera de Mecánica Automotriz
Yo Washington Rodrigo Quinteros Aguirre, con el número de cedula 1711728921, en mi calidad de
representante legal del taller automotriz Quinteros, autorizo a Edwin Israel Jaramillo Cabrera estudiante de la
Universidad Central del Ecuador que realice la investigación del tema “SISTEMA DE FRENOS
REGENERATIVOS EN AUTOS ELÉCTRICOS E HÍBRIDOS EN EL TALLER AUTOMOTRIZ QUINTEROS
EN EL BARRIO MARTHA BUCARÁN”, le facilitaremos la información que sea necesaria.
El material suministrado por la empresa será la base para la construcción de un estudio de caso. La información y
resultado que se obtenga del mismo podrían llegar a convertirse en una herramienta didáctica
Atentamente
_____________________________
Washington Rodrigo Quinteros Aguirre,
CI 1711728921
ix
ÍNDICE
DEDICATORIA ............................................................................................................... ii
AGRADECIMIENTO ..................................................................................................... iii
DERECHOS DE AUTOR ............................................................................................... iv
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL PROYECTO .......................................................... v
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL ................................................................................. vi
INSTITUCIÓN DONDE SE REALIZO LA INVESTIGACIÓN ................................. vii
LISTA DE TABLAS .................................................................................................... xiii
LISTA DE GRÁFICOS ................................................................................................ xiv
LISTA DE CUADROS .................................................................................................. xv
RESUMEN .................................................................................................................... xvi
ABSTRACT ................................................................................................................ xvii
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1
CAPÍTULO I .................................................................................................................... 2
EL PROBLEMA...............................................................................................................2
Planteamiento del problema ............................................................................................. 2
Formulación del problema ............................................................................................... 5
Preguntas directrices ........................................................................................................ 5
Objetivos .......................................................................................................................... 5
Objetivo general ............................................................................................................... 5
Objetivo específicos ......................................................................................................... 5
Justificación ..................................................................................................................... 6
CAPÍTULO II .................................................................................................................. 7
x
Antecedentes del problema ............................................................................................... 7
Fundamentación teórica .................................................................................................... 8
Sistemas de seguridad vehicular ....................................................................................... 9
La seguridad activa ........................................................................................................... 9
Sistema de frenado… ........................................................................................................ 9
Neumáticos ..................................................................................................................... 10
Dirección… .................................................................................................................... 10
Suspensión… .................................................................................................................. 11
Control de tracción… ..................................................................................................... 11
Iluminación… ................................................................................................................. 11
Carrocería ....................................................................................................................... 11
Confort ............................................................................................................................ 12
La seguridad pasiva ........................................................................................................ 12
Frenos ............................................................................................................................. 13
Frenos de Disco .............................................................................................................. 13
Pastillas de freno ............................................................................................................ 14
Frenos de tambor ............................................................................................................ 14
Zapatas de freno .............................................................................................................. 15
Frenos ABS......................................................................................................................15
Frenos regenerativos ....................................................................................................... 16
Funcionamiento .............................................................................................................. 17
Función de los frenos regenerativos ............................................................................... 17
Importancia de la recuperación de la energía ................................................................. 18
Componentes principales del sistema de frenos regenerativos ...................................... 18
Generador ....................................................................................................................... 18
xi
Motor eléctrico… ........................................................................................................... 18
Inversor… ....................................................................................................................... 18
Sistema de control .......................................................................................................... 19
Sistema de frenos regenerativos KERS .......................................................................... 19
Componentes del sistema de frenado KERS .................................................................. 20
Motor generador… ......................................................................................................... 20
Baterías ........................................................................................................................... 20
Unidad de control ........................................................................................................... 21
Vehículos eléctricos e híbridos ....................................................................................... 21
Vehículos eléctricos ........................................................................................................ 21
Vehículos híbridos .......................................................................................................... 23
Funcionamiento del motor hibrido… ............................................................................. 23
Como ahorra un hibrido .................................................................................................. 23
Arranque ......................................................................................................................... 23
Aceleración ..................................................................................................................... 24
Historia del auto hibrido… ............................................................................................. 24
Los primeros híbridos del mundo… ............................................................................... 26
Cuando surgen los autos híbridos en el Ecuador… ........................................................ 27
Autos eléctricos en el Ecuador… ................................................................................... 28
El mito de la autonomía .................................................................................................. 29
Definición de términos básicos ....................................................................................... 29
Caracterización de las variables ............................................................................. ……31
CAPÍTULO III ............................................................................................................... 32
METODOLOGÍA ........................................................................................................... 32
Diseño de la investigación .............................................................................................. 32
xii
Enfoque de la investigación ............................................................................................ 32
Modalidad de la investigación ........................................................................................ 32
Investigación de campo .................................................................................................. 32
Investigación descriptiva ................................................................................................ 32
Investigación documental y bibliográfica ....................................................................... 32
Pasos de la investigación realizada ................................................................................. 33
Población y muestra ........................................................................................................ 33
Técnicas e instrumentos .................................................................................................. 34
Validez y Confiabilidad del Instrumento. ....................................................................... 34
Confiabilidad del Instrumento Bajo el Sistema Alpha Cronbach… ............................... 34
Calculo de Alpha de Cronbach ....................................................................................... 35
Operacionalización de variables ..................................................................................... 36
CAPÍTULO IV ............................................................................................................... 37
ANALISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS .............................................. 37
CAPÍTULO V ..................................................................................................................48
Conclusiones y recomendaciones ................................................................................... 48
Conclusiones ................................................................................................................... 48
Recomendaciones ........................................................................................................... 49
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................................... 50
NETGRAFÍA..................................................................................................................51
ANEXOS ........................................................................................................................ 53
ANEXO A MODELO DE CUESTIONARIO ............................................................... 53
ANEXO B CUADRO DE CONFIABILIDAD DE ALPHA DE CRONBACH…........54
xiii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Caracterización de variables ............................................................................ 31
Tabla 2: Población y muestra ........................................................................................ 33
Tabla 3: Técnicas e instrumentos .................................................................................. 34
Tabla 4: Operacionalizacion de las variables ................................................................ 36
Tabla 5: Pregunta 1 ........................................................................................................ 37
Tabla 6: Pregunta 2 ........................................................................................................ 38
Tabla 7: Pregunta 3 ........................................................................................................ 39
Tabla 8: Pregunta 4 ........................................................................................................ 40
Tabla 9: Pregunta 5 ........................................................................................................ 41
Tabla 10: Pregunta 6 ...................................................................................................... 42
Tabla 11: Pregunta 7 ...................................................................................................... 43
Tabla 12: Pregunta 8 ...................................................................................................... 44
Tabla 13: Pregunta 9 ...................................................................................................... 45
Tabla 14: Pregunta 10 .................................................................................................... 46
xiv
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Sistema de frenos regenerativos ..................................................................... 4
Gráfico 2: neumáticos ................................................................................................... 10
Gráfico 3: sistema de dirección… ................................................................................. 10
Gráfico 4: sistema de suspensión ................................................................................. 11
Gráfico 5: frenos de disco ............................................................................................. 13
Gráfico 6: Pastillas de frenos ......................................................................................... 14
Gráfico 7: frenos de tambor ........................................................................................... 14
Gráfico 8: zapatas de freno ............................................................................................ 15
Gráfico 9: frenos ABS ................................................................................................... 16
Gráfico 10: motor vehículo eléctrico ............................................................................. 16
Gráfico 11: vehículo híbrido ......................................................................................... 18
Gráfico 12: frenos regenerativos ................................................................................... 19
Gráfico 13: inversor ....................................................................................................... 20
Gráfico 14: frenado KERS ............................................................................................ 21
Gráfico 15: motor generador ......................................................................................... 21
Gráfico 16: baterías ....................................................................................................... 22
Gráfico 17: Unidad de control ....................................................................................... 23
Gráfico 18: Coche eléctrico… ....................................................................................... 25
Gráfico 19: Auto hibrido… ........................................................................................... 26
xv
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1: Porcentaje de pregunta 1 .............................................................................. 38
Cuadro 2: Porcentaje de pregunta 2 .............................................................................. 39
Cuadro 3: Porcentaje de pregunta 3 .............................................................................. 40
Cuadro 4: Porcentaje de pregunta 4 .............................................................................. 41
Cuadro 5: Porcentaje de pregunta 5 .............................................................................. 42
Cuadro 6: Porcentaje de pregunta 6 .............................................................................. 43
Cuadro 7: Porcentaje de pregunta 7 .............................................................................. 44
Cuadro 8: Porcentaje de pregunta 8 .............................................................................. 45
Cuadro 9: Porcentaje de pregunta 9 .............................................................................. 46
Cuadro 10: Porcentaje de pregunta 10 .......................................................................... 47
xvi
Tema: SISTEMA DE FRENOS REGENERATIVOS EN AUTOS ELÉCTRICOS E
HÍBRIDOS EN EL TALLER AUTOMOTRIZ QUINTEROS EN EL BARRIO
MARTHA BUCARAM.
AUTOR: Edwin Israel Jaramillo Cabrera
TUROR: Edison Eduardo Morales Andino
RESUMEN
El siguiente trabajo fue realizado basado a una problemática presentada en el
sistema de frenos y con el objetivo de analizar el sistema regenerativo de los vehículos
eléctricos e híbridos. Inicialmente se procedió a analizar las diferentes partes del sistema
de los frenos regenerativos, su funcionamiento, fallas, seguridad, mantenimiento
preventivo, utilizando una perspectiva cuali-cuantitativa, con la técnica de recolección
de datos, la encuesta y una investigación de campo que nos permite enfocarnos en la
problemática antes mencionada. Se beneficiarían las personas y el sistema automotriz de
nuestro país para mejorar el funcionamiento del sistema de frenos de los automóviles
híbridos y eléctricos, así evitando un gasto excesivo en el mantenimiento del sistema de
frenos de los autos antes mencionados y mejorando su funcionamiento. La
investigación fue realizada en el taller automotriz Quinteros, ubicado en el barrio
Martha Bucarán, en el sistema regenerativo de los vehículos eléctricos e híbridos
pudimos notar desconocimiento por parte de los propietarios de dichos vehículos ya que
presentaban fallas mecánicas y eléctricas con códigos de error permitiendo un desgaste
excesivo en sus componentes. Esto llevo a los propietarios a tener más conocimiento de
sus vehículos y del manual de fábrica.
DESCRIPTORES: SISTEMA DE FRENOS REGENERATIVOS/SEGURIDAD
ACTIVA/SEGURIDAD PASIVA/VEHÍCULOS HÍBRIDOS E ELÉCTRICOS/
SEGURIDAD/ CONFORT AL MANEJAR.
xvii
TITLE: SYSTEM OF REGENERATIVE BRAKES IN ELECTRIC AND HYBRID
CARS IN THE AUTOMOTIVE WORKSHOP QUINTEROS IN THE MARTHA
BUCARAM DISTRICT.
AUTHOR: Edwin Israel Jaramillo Cabrera
TUTOR: Edison Eduardo Morales Andino
ABSTRACT
The following work was done with the objective of analyzing the regenerative
brakes system of electric and hybrid vehicles. Initially it proceeded to analyze the
different parts of the regenerative brakes system, its operation, fails, security, preventive
maintenance, using a qualitative and quantitative perspective with the technique of data
collection and the survey. The research was realized out in the Automotive Quinteros
workshop located in the Martha Bucaram neighborhood, n the regenerative system of
the electric and hybrid vehicles we could notice the lack of knowledge on the part of the
owners of said vehicles since they presented mechanical and electrical failures with
error codes allowing excessive wear on their components. This led the owners to have
more knowledge of their vehicles and the factory manual.
KEYWORDS: SYSTEM OF REGENERATIVE BRAKES / ACTIVE
SECURITY / PASSIVE SECURITY HYBRID AND ELECTRIC VEHICLES /
SAFETY / COMFORT IN DRIVING.
1
INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo de investigación fue realizado con el fin de analizar el
sistema de frenos regenerativos en los vehículos eléctricos e híbridos, para ello se ha
efectuado la investigación en el taller automotriz Quinteros que se encuentra ubicado en
el barrio Martha Bucarán, se analizó cómo el sistema de frenos regenerativos es un
factor determinante tanto de la seguridad cómo de ahorro en los vehículos híbridos y
eléctricos. Con el propósito de encontrar las posibles fallas y el respectivo
mantenimiento antes de que los daños sean de mayor proporción como el remplazo de
componentes que podría llegar a un gasto excesivo respecto a un simple mantenimiento.
Esta investigación consta de los siguientes capítulos.
Capítulo I: EL PROBLEMA, se compone de el análisis y la formulación del
problema que permiten establecer las preguntas directrices y los objetivos que se
quieren alcanzar en el proceso de investigación.
Capítulo II: MARCO TEÓRICO, contiene los antecedentes del problema y toda
la información recolectada mediante libros, tesis y páginas de internet, sobre las
variables de la investigación y la definición de términos que sean difíciles de
comprender.
Capítulo III: METODOLOGÍA, se enfoca en el método aplicado en la
investigación, la población y la muestra con la que se trabajó, la operacionalización de
variables y las técnicas e instrumentos que se utilizaron para la recolección de
información.
Capítulo IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. Contiene
tablas, gráficos e interpretación de datos obtenidos después de haber realizado y
tabulado la encuesta.
Capítulo V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES, se enfoca en los
resultados más relevantes de la investigación realizada y de las recomendaciones de la
misma, anexo, bibliografía.
2
CAPÍTULO 1
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
La recuperación de energía en frenada es una expresión que cada vez escuchamos más
de boca de todos los fabricantes. Ya sea en un vehículo eléctrico, híbrido, o uno
convencional con start-stop (también conocidos como microhíbridos) la energía que
antiguamente se perdía en forma de calor se reconduce a un sistema que la convierte en
energía eléctrica que podemos almacenar en una batería o acumulador y reutilizar más
tarde.
Los objetivos de la energía recuperada difieren ligeramente según el vehículo del que
hablemos, aunque tienen algo en común en todos, buscan ahorrar en consumo y
prolongar la autonomía del coche sin perder por ello prestaciones o confort.
Simplemente vamos a aprovechar una energía que en un vehículo sin este sistema se
desperdiciaría, siendo además una fuente de energía limpia y gratuita.
En un freno convencional el vehículo adquiere una inercia al acelerar, que pierde
suavemente si dejamos de hacerlo. Pero si queremos una detención más rápida,
necesitamos aplicar una fuerza contraría al movimiento. Se utiliza habitualmente el
rozamiento de un disco o un tambor metálicos contra un compuesto de ferodo más
blando que dicho metal, creando una resistencia al pisar el pedal del freno que el
sistema hidráulico del coche multiplica para hacerlo más efectivo. El resultado es que
disminuimos el movimiento y obtenemos a cambio mucho calor en los materiales en
rozamiento.
El freno regenerativo en trenes eléctricos alimenta la fuente de energía del
mismo. En vehículos de baterías y vehículos híbridos, la energía se almacena en un
banco de baterías o un banco de capacitores para un uso posterior.
El freno regenerativo es un tipo de freno dinámico. Otro tipo de freno dinámico
es el freno reostático, mediante el cual la energía eléctrica generada en la frenada es
disipada en forma de calor.
3
Es importante notar que el freno regenerativo no reemplaza por completo al
freno convencional de fricción, dado que a bajas velocidades va perdiendo efectividad.
Aparte, el sistema podría fallar lo que requiere de un respaldo. También se puede dar el
caso en una emergencia de requerir un frenado muy por sobre la capacidad del sistema,
lo que sólo se puede lograr mediante el frenado convencional.
El frenado tradicional, basado en la fricción, se sigue usando junto con el
regenerativo por las siguientes razones:
El frenado regenerativo no reduce de manera efectiva la velocidad a niveles bajos.
La cantidad de energía a disipar está limitada a la capacidad de absorción de ésta
por parte del sistema de energía, o el estado de carga de las baterías o los
capacitores. Un efecto no regenerativo puede ocurrir si otro vehículo conectado a la
red suministradora de energía no la consume o si las baterías o capacitores están
cargados completamente. Por esta razón es necesario contar con un freno reostático
que absorba el exceso de energía.
Según Méndez (2016) El sistema de freno regenerativo:
Se usa en vehículos híbridos los cuales combinan dos tipos de motores: un motor
de combustión interna y un motor eléctrico Ambos, requieren diferentes tipos de
energía. El motor de combustión interna consume combustible, y el motor eléctrico
requiere de energía eléctrica. (p.2)
Según el SFR viene hoy en día en los vehículos eléctricos e híbridos permitiendo
recuperar la energía cinética y transformándola para reutilizarla, este tipo de frenos
generan energía que es aprovechada por este sistema.
4
Grafico 1: Sistema de frenos regenerativos Fuente: Carga de baterías mientras se frena. Obtenido de www.diarionorte.com
Tecnologías como el ABS, el control de estabilidad, la frenada automática, el
cambio de carril o el control de crucero adaptativo, que hace unos años parecían muy
lejos de los coches generalistas, se empiezan a montar hoy con asiduidad y suponen el
inicio de la conducción autónoma. Los frenos regenerativos pueden perfectamente
considerarse como parte de estos sistemas innovadores que permitirán al coche realizar
la mayoría de las maniobras de forma autónoma. La convergencia de la electrificación
de los vehículos y la conducción autónoma acelera la necesidad de unir los sistemas de
propulsión y frenado en uno solo gobernado por un software que controle el
mecanismo de transmisión a las ruedas.
5
Formulación del Problema
1. ¿Qué problemas son más frecuentes en el sistema de frenos regenerativos en los
automóviles eléctricos e híbridos?
Preguntas Directrices
1 ¿Cuáles son los hábitos de conducción más comunes de los conductores en el
sistema de frenos regenerativos en los automóviles eléctricos e híbridos?
2 ¿Qué fallas mecánicas se presentan en el sistema de frenos en los automóviles
eléctricos e híbridos?
3 ¿Cuál es el mantenimiento más frecuente en el sistema de frenos de los
automóviles eléctricos e híbridos?
Objetivo General
Analizar el sistema de frenos regenerativos para la seguridad activa de los
automóviles eléctricos e híbridos y su aplicación en el proceso de aprendizaje en el
taller automotriz Quinteros.
Objetivos Específicos
1. Identificar los hábitos de conducción más comunes de los conductores en los
automóviles eléctricos e híbridos en el sistema de frenos regenerativos.
2. Determinar las fallas mecánicas que se presentan en el sistema de frenos en los
automóviles eléctricos e híbridos.
3. Establecer el mantenimiento más frecuente en el sistema de frenos de los
automóviles eléctricos e híbridos.
6
Justificación
El desarrollo de la presente investigación es importante porque los estudios
sobre esta temática son escasos, el proyecto permitirá contar con información valiosa
para la realización de futuras exploraciones en esta área. Es decir, presenta una utilidad
tanto teórica, como práctica. La selección del tema se dio porque durante el proceso de
estudios no se profundizó sobre el sistema de frenos regenerativos, siendo un elemento
fundamental para la seguridad del conductor y sus acompañantes.
Con la presente investigación se beneficiarán los conductores y propietarios de
automóviles híbridos y eléctricos así como las futuras generaciones que estudien dicha
problemática. En nuestro país esta área aún no ha sido problematizada a profundidad,
por ello con el presente estudio se buscará mejorar el estudio en esta área automotriz, la
investigación permitirá brindar información de primera mano sobre los sistemas de
frenado regenerativos en los automóviles antes mencionados.
La investigación es factible porque se cuenta con todos los medios de
investigación necesarios como la encuesta y la investigación de campo, estás técnicas de
investigación permiten desarrollar el proyecto en un escenario propicio para la
realización de la investigación antes mencionada.
7
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Antecedentes del Problema
El proyecto de investigación que se encontró estuvo a cargo del señor
estudiante:
RAÚL GUEVARA MACÍAS
Quien realizó esta investigación en la Universidad Nacional Autónoma de México
en la Facultad de Ingeniería Mecánica, el proyecto se llevó a cabo en el año 2014
previo a su obtención del título de ingeniero mecánico, la investigación se titula de
la siguiente manera: “FRENO REGENERATIVO EN AUTOMÓVILES PARA USO
HÍBRIDO”.
INTRODUCCIÓN
La utilización de automóviles híbridos es una gran ventaja para el ahorro de
combustibles fósiles, ya que al sustituir los automóviles convencionales, los recursos
naturales serían menos explotados. En México, el petróleo es la principal fuente de
insumos para generar combustible en los sectores de transporte e industria, en el
transcurso del tiempo se ha ido agotando, necesitando cada vez más puntos donde
explotar el crudo y en consecuencia los costos de los combustibles se han elevado cada
día más. Los vehículos híbridos son de costo elevado, por lo que los autos de
combustión interna al no serlo son los más utilizados en la actualidad; por lo tanto, es
prioritario fabricar un automóvil híbrido que cuente con más ventajas sobre el
automóvil convencional, teniendo en cuenta que se debe de trabajar en esta tecnología
mejorando el diseño de los mismos, abaratando la producción y que este genere un
ahorro de energía al utilizarlos para que este tipo de automóvil en un futuro sea utilizado
con mayor frecuencia. Se debe de tomar en cuenta los siguientes factores:
Eliminar emisiones contaminantes, sobre todo el CO2.
Reducción de ruido ambiental.
Mejorar el costo de la autonomía del automóvil híbrido; a través de nuevas
tecnologías como la que se propondrá en el presente trabajo que es la energía cinética.
Financiamientos de adquisición más viables, como los de los automóviles
convencionales.
8
Diseños más llamativos para los compradores. Por lo que, en los capítulos que
conforman esta tesis, se da a conocer una importante tecnología, es decir que se puede
tener una recuperación de energía cinética en los automóviles híbridos con el simple
hecho de frenar; teniendo este sistema el cual consta de un generador eléctrico o motor
eléctrico que nos ayuda a recuperar dicha energía.
Para este caso es necesario utilizar un freno regenerativo, donde tome la energía
liberada por el sistema y la convierta en energía eléctrica limpia y funcional;
entendiendo como energía limpia aquella que no genera ningún tipo de residuo
contaminante, todo esto, mientras sucede la desaceleración. Con esta importante
situación, el freno regenerativo produce menos desgaste, recarga las baterías, reduce la
acumulación de calor en el motor y mejora la autonomía confiable. Este estudio propone
ayudar a describir las condiciones del funcionamiento del sistema de recuperación de
energía cinética y convertirla en eléctrica para obtener el máximo aprovechamiento del
mismo, contrario a lo que hoy en día se utiliza como la explotación inmoderada de los
recursos naturales y la alta inversión económica.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
Sistemas de Seguridad Vehicular
La seguridad vehicular ha sido un tema primordial de los constructores o
fabricantes de vehículos quienes han implementado nuevos sistemas y servicios de
seguridad que son enfocados en la seguridad activa y seguridad pasiva. Sin embargo la
existencia de tantos elementos no significa solamente que un automóvil deba incorporar
todos los equipamientos de seguridad técnicamente factibles. Igual importancia
corresponde a su perfecta calidad, tanto del diseño como del material. Un antibloqueo
de frenos ABS puede hacer perder metros enteros de salvación, si en el momento
decisivo no funciona con la debida precisión.
La seguridad activa es aquella que permite prevenir situaciones de alto riesgo y
sus características de funcionamiento del vehículo en función de los sistemas técnicos
del vehículo sin embargo, esta seguridad no puede ver la destreza y vialidad del
conductor.
9
Se encuentran varios temas y principios que se deben tomar en cuenta para tener una
seguridad activa tales como son: tren de rodaje, frenos (ABS), neumáticos, dirección.
SEGURIDAD ACTIVA
Es el conjunto de todos aquellos elementos que contribuyen a proporcionar una mayor
eficacia y estabilidad al vehículo en marcha y en la medida de lo posible evitar un
accidente. Cada día hay mayor cantidad y son más sofisticados. Algunos de ellos son:
SISTEMAS DE FRENADO:
o ABS: hacen que las ruedas no se bloqueen al pisar el freno a fondo y de
esta manera la distancia de frenado es menor y se puede esquivar un
obstáculo.
o ESP: su función es conseguir que el vehículo se mantenga en la
trayectoria marcada por el conductor con el volante, reduciendo en buena
medida los siniestros viales derivados de un derrape. Normalmente esta
actuación se produce mediante el frenado selectivo de las ruedas. Es
obligatorio para coches nuevos en Europa desde el 1 de noviembre de
2014. Se estima que este sistema es capaz de reducir en un 80% de los
accidentes por derrapaje.
o BAS: asistente a la frenada de emergencia. Aumenta la presión de
frenado para reducir la distancia de parada.
o AEB: frenada autónoma. El coche frena de forma autónoma cuando
detecta que hay un vehículo enfrente parado y el conductor no frena (solo
para cuando se va a baja velocidad por ciudad).
NEUMÁTICOS: De la calidad de los neumáticos y de su buen estado y presión
depende el buen agarre a la calzada y por lo tanto la seguridad de los ocupantes
del vehículo. Hay sistemas que te avisan cuando detectan que una rueda no tiene
presión insuficiente.
10
Grafico 2: neumáticos Fuente: www.diarionorte.com
Grafico 3: Sistema de dirección Fuente: sistema de dirección: www.mecanicaymotores.com
Según Carlos Vega (2010)
Todos los sistemas de frenado requieren que la fuerza del conductor se transmita a
un tambor o rotor unido a cada rueda. La fuerza que se puede ejercer sobre el pedal
de freno varía según sea la fuerza que ejerza el conductor. Los fabricantes proyectan
los sistemas de frenado de modo que requieran menos de 667 Newtons (150 Ib.) de
fuerza del conductor, pero que, al mismo tiempo, proporcionen la fuerza necesaria
para detener un vehículo que se mueva a alta velocidad. (p.19)
Los sistemas de freno del vehículo deben tener un material de fricción para poder
detener el vehículo a alta velocidad y baja velocidad, hoy en día los fabricantes usan
sistemas más seguros y materiales de alta calidad para brindar seguridad al conductor y
sus ocupantes.
DIRECCIÓN: El giro de las ruedas mediante el volante es asistido haciendo que
sea más suave a bajas velocidades y más rígida a altas velocidades para evitar
que demos un volantazo y perdamos el control, hay direcciones hidráulicas y
electrónicas.
11
Grafico 4: Sistema de suspensión Fuente: sistema de suspensión Obtenido de www.aficionadosalamecanica.com
SUSPENSIÓN: Garantiza el contacto de las cuatro ruedas con la carretera. Si la
suspensión es activa, actúa sobre cada rueda haciendo que las trazadas de las
curvas sean más seguras.
CONTROL DE TRACCIÓN o TCS: Evita que las ruedas patinen y que por lo
tanto pierdan adherencia.
ILUMINACIÓN: Una buena iluminación hace que veamos mejor y que seamos
vistos.
LCD: Luces diurnas. Son obligatorias para todos los vehículos de nueva
fabricación en Europa desde febrero de 2011. Se encienden
automáticamente y solo van en la parte frontal. Hacen que seamos más
visibles.
BI-XENÓN: Luces blancas que iluminan mucho mejor y tienen mayor
alcance.
Luces de giro: Pueden ser estáticas que se encienden al girar o dinámicas
que giran conforme giras el volante.
CARROCERÍA: La rigidez del vehículo y su aerodinámica (altura, anchura,
inclinación de las lunas...) influyen mucho en la estabilidad.
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CONFORT: Sistema de climatización, ergonomía de los asientos... también se
incluye como seguridad activa ya que si el conductor no va confortable pierde
atención en la conducción. (Cerda, 2015)
LA SEGURIDAD PASIVA
La seguridad pasiva se entiende por el fabricante a la hora de dar ciertas seguridades al
vehículo las cuales pueden ser el habitáculo, la carrocería, apoya cabezas, cinturones de
seguridad, depósito de combustible. Estas seguridades permiten que sus ocupantes
tengan mayor seguridad a la hora de conducir, no solo a los ocupantes les da seguridad
sino también a terceras personas.
Son los elementos que reducen al mínimo los daños que se pueden producir sobre los
ocupantes cuando el accidente es inevitable. Solo actúan cuando la colisión ya se ha
producido, algunos son activados electrónicamente por una centralita que se llama ECU.
Lo que hacen es disminuir al máximo la energía de impacto sobre las personas. Algunos
de ellos son:
Cinturón de Seguridad de Tres Puntos: es el mejor sistema de seguridad
pasiva inventado ya que, usado correctamente, reduce en nueve veces la
probabilidad de fallecer por una colisión. La mayoría lleva un pretensor, un
limitador de carga y sistemas de bloqueo para mejorar su funcionamiento.
Airbags: son bolsas de aire que se inflan cuando hay una colisión para que
nuestro cuerpo no choque con las partes duras del vehículo. Son sistemas de
retención suplementarios (SRS) al cinturón ya que están sincronizados para
trabajar juntos, es decir, que un airbag no sirve para nada si no llevas el cinturón
puesto. (Cerda, 2015)
Según Jorge Basil (2017)
La seguridad activa consiste en el conjunto de los elementos del vehículo que
mantienen la estabilidad del mismo para impedir que ocurran accidentes.
Muchos de estos elementos son de uso común en Latinoamérica desde hace
algunas décadas. Entre las tecnologías de seguridad activa se destacan:
o Frenos ABS
o Dirección asistida
13
Grafico 5: frenos de disco Fuente: frenos obtenidos de: www.aficionadosalamecanica.com
o Suspensión hidráulica
o Neumáticos con adherencia a todas las superficies
o Luces para situaciones de baja visibilidad(p.2)
Según la definición de seguridad activa refiere a todos los sistemas que ayudan a
tener un mayor confort de seguridad en nuestros vehículos, la tecnología cada día
avanza para mejorar la seguridad implementando sistemas electrónicos asistidos
en los nuevos modelos.
Frenos
Es un sistema que permite detener un cuerpo en movimiento en este caso los
vehículos, ya que estos cuentan con un sistema de frenado los cuales se encuentran en
un eje de transmisión o tambor. Existen varios tipos de frenos en el vehículo tales como:
Frenos de Disco
El sistema de frenos de disco es implementado normalmente en todo tipo de vehículos
en la cual es una parte móvil girando junto con la rueda, el disco está sometido a una
fricción con las (pastillas), para transformar toda la energía cinética del vehículo en
calor hasta reducir la velocidad o parar completamente, este tipo de frenos son más
eficientes en cuanto a disminuir las elevadas temperaturas que genera la fricción con las
pastillas a diferencia de otro sistema.. (Ascencio, 2016)
14
Grafico 6: Pastillas de frenos Fuente: Las pastillas de freno obtenido de: www.mecanicaymotores.com
Grafico 7: frenos de tambor Fuente: tren de rodaje frenos hidráulicos obtenido de: www.dacarsa.net
Pastillas de Freno
Las pastillas de frenos son un componente importante en el sistema de frenos de
disco, en el cual tiene la función de proporcionar la fricción hacia el disco cuando el
conductor presione el pedal de freno, existen de diferentes tipos y materiales.
(Montesdeoca, 2012)
Frenos de Tambor
El sistema de frenos de tambor a diferencia del sistema de disco este implementa
la fricción con un par de zapatas el cual cuando el conductor presiona el pedal de freno
estas zapatas hacen una presión contra el tambor, este tipo de frenos tiene más tendencia
a recalentarse ya que la calor que se genera no se disipa con mayor rapidez y esto puede
llegar a cristalizar las zapatas. (Decasar, 2013)
Según Ángel Aranguren (2018)
Antes que nada quiero aclarar que los frenos de tambor no son comunes en los
autos actuales, ya que los mismos por traer motores más potentes y más
tecnológicos, se necesitan frenos más efectivos y eso lo ofrecen los frenos de
discos. Sin embargo, aún existen autos con este sistema de freno los cuales de cara
a ellos les resulta bastante eficientes, gracias a su inventor quien en el año 1902 lo
dio a conocer al mundo, me refiero al señor Louis Renault. Los frenos de tambor o
15
Grafiuco 8: zapatas de freno
Fuente: frenos obtenido de: www.aficionadosalamecanica.com
frenos de campana como se les llama en algunos países son un tipo de freno donde
la fricción es causada por unas zapatas, las cuales presionan contra la superficie
interior del tambor giratorio, que a su vez está conectado al eje de la rueda por
medio de unos espárragos y tuercas. (p.3)
Según Louis Renault los frenos de tambor son muy eficientes a la hora de frenar ya que
utiliza dos zapatas para su fricción, hoy en día se siguen utilizando estos tipos de frenos
brindando una seguridad y abaratando costos de mantenimiento.
Zapatas de Freno
Las zapatas del freno por lo general están hechas de dos piezas de acero
soldadas entre sí. El material de fricción está remachado al revestimiento de la tabla o
pegado con adhesivo. La pieza con forma de media luna se llama red y tiene agujeros y
ranuras en diferentes formas que sujetan los elementos de reajuste automático.
(Montesdeoca, 2012)
Frenos ABS
Los frenos ABS fue un invento creado para uso en aviones lo cual permitió
implementar un sistema de anti bloqueo en las ruedas esto fue implantado en los
vehículos, este sistema controla la velocidad de las ruedas en el frenado en los vehículos
incorporan un sistema hidráulico que tiene un sensor para cada rueda con la función de
controlar la velocidad. (Ingemecanica, 2014)
16
Grafico 10: frenos regenerativos
Fuente: esquema de los frenos regenerativos obtenido de:
www.aficionadosalamecanica.com
FRENOS REGENERATIVOS
Es un dispositivo que permite reducir la velocidad del vehículo transformando la
energía cinética en energía eléctrica, esta energía eléctrica se almacena en los
acumuladores o baterías para un uso posterior. El freno regenerativo en autos eléctricos
alimenta o se carga de la fuente de energía del mismo.
La idea es recuperar parte de la energía involucrada en el frenado, cosa que en
los frenos convencionales se libera en forma de calor. En el caso de los frenos
regenerativos, es el mismo motor eléctrico que asiste en el frenado, es muy importante
saber que los frenos regenerativos no van a remplazar por completo a los frenos
convencionales ya que los regenerativos a velocidades bajas tienen tendencia a fallar ahí
es donde entran los frenos de fricción (convencionales). (Montesdeoca, 2012)
Grafico 9: frenos ABS
Fuente: mecánica obtenida de: www.ingemecanica.com
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Según Pablo Bejarano (2017)
El freno regenerativo en el automovilismo se popularizó con su introducción en la
Fórmula 1, con el nombre de KERS. Aunque su entrada en el mercado del motor
masivo la protagonizó Toyota, con su híbrido Prius. Para entender cómo funciona
hay que acudir a física elemental. La energía ni se crea ni se destruye, solo se
transforma. Es el proceso que tiene lugar cuando se pone en marcha esta función de
estos coches. El freno regenerativo es una idea brillante de aprovechamiento
energético. Desde que se inventó el motor de combustión, un coche es una máquina
de demandar energía. Cuando acelera, requiere potencia, solo alcanzable, con un
aporte energético. Y cuando frena ocurre algo similar: requiere energía para
contener el impulso que lleva. Este tipo de aporte energético es más rudimentario.
El conducto pisa el pedal y la mecánica del vehículo transmite la orden de bloqueo
hasta las pastillas de freno. Estas reducen la velocidad de las ruedas a costa de su
desgaste físico (p.7)
El sistema KERS evolucionó gracias a la fórmula 1 permitiendo ingresar al mercado
con el modelo de Toyota (prius), este sistema lo que genera no es energía la transforma
mediante sus componentes electrónicos. Este sistema cada día evoluciona con mejoras y
así solucionando los diferentes inconvenientes que genera esté tipo de frenos.
Funcionamiento
El funcionamiento de los frenos regenerativos consiste en la desaceleración
cuando el conductor retira el pie del pedal del acelerador, al realizar esto el sensor de
posición del acelerador envía la información a la PCM (Modulo De Control
Electrónico), una vez que el sensor envía la información se activa el alternador que
envía de 12v a 15v al condensador para hacer almacenada. El convertidor DC/DC que
se encuentra en el ECU baja la tensión de 25V del condensador a 12V esto es
distribuido directamente a los componentes eléctricos del vehículo o a su vez a la carga
de la batería. Cuando el conductor regresa el pie al acelerador el sensor manda la
información a la ECU y hace que deje de funcionar el alternador dejando toda la
potencia a las ruedas, en ese instante el condensador determina la carga de la batería que
está por debajo de los niveles.
Función de los Frenos Regenerativos
El sistema de frenos regenerativos está diseñado para almacenar grandes
cantidades de energía cinética a diferencia de los frenos convencionales que disipan la
energía en calor reduciendo la velocidad o parando en su totalidad y a su vez
desperdiciando la energía calorífica.
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Grafico 11: inversor
Fuente: vehículos híbridos obtenidos de:
www.aficionadosalamecanica.com
La energía recuperada también ayuda al motor eléctrico en el arranque del
vehículo y a la hora del arranque minimiza la energía que utilizan las baterías a la hora
del arranque.
Importancia de la Recuperación de la Energía
Cuando nosotros conducimos el vehículo todo el tiempo no está extrayendo
energía del vehículo, el sistema de frenos regenerativos es muy importante, la
recuperación de energía es muy valiosa para los acumuladores o baterías, esta energía se
almacena en las baterías transformándola en energía cinética.
Componentes Principales del Sistema de Freno Regenerativo
Los principales componentes son:
Generador
El generador es el que se encarga de transformar la energía cinética en
electricidad casi la misma función del motor térmico, aparte de transformar la energía
también da el arranque al motor térmico es de corriente alterna síncrono.
Motor Eléctrico
El motor eléctrico de los autos eléctricos e híbridos es síncrono, como es el caso
de la Toyota que fabrica un motor síncrono con las mejores características que funciona
a 5oo V y que puede dar 50 KW entre 1200 rpm y 1540rpm, según Toyota no hay otro
motor mejor a este que contenga las mismas características.
Inversor
El inversor aparte de transformar también administra el flujo de energía entre la
batería y el motor eléctrico, posee un convertidor integrado que permite enviar parte de
energía a la batería auxiliar del auto de 12v. (Montesdeoca, 2012)
19
Grafico 12: frenado KERS
Fuente: vehículos híbridos (2015): obtenido de mecanicahibrida.com
Sistema de Control
Este sistema controla toda la energía usada por el vehículo, la cual contiene
energía para desplazar el auto y los componentes auxiliares, este sistema monitorea toda
la parte hibrida de los vehículos tanto las necesidades y las condiciones que ocupan este
tipo de vehículos este sistema controla también los diferentes sensores como el del
freno, posición del acelerador, sensor de velocidad.
Según Ricardo Romero (2014)
Básicamente, lo que hace un sensor es utilizar una información física o
química (como los grados de temperatura, la cantidad de gases de escape, o el
número de las revoluciones del motor), filtrarla y convertirla en datos
electrónicos que se envían a la centralita de forma que la unidad de control
pueda comprenderla. En ésta, los datos eléctricos recibidos se medirán además
por su frecuencia, intensidad y duración, de manera que la información extraída
sea lo más exacta posible. (p.2)
Según el sistema de control genere un buen funcionamiento gracias a los diferentes
tipos de sensores que lleva dicho sistema, el sensor lo que hace es mandar una señal a la
computadora indicando si está en estado óptimo o tiene alguna falla.
Sistema de Frenos Regenerativos Kers
La recuperación de energía que necesita este tipo de frenos se la consigue
principalmente del frenado del vehículo que permite tener un frenado más seguro y a su
vez almacenar energía para el uso del auto híbrido o eléctrico. (Ascencio, 2016)
20
Grafico 13: motor generador
Fuente: vehículos híbrido obtenido de: www.aficionadosalamecanica.com
Componentes del Sistema de Frenado Kers
Este sistema de frenado principalmente se compone de tres partes principales
que son el motor generador que se encarga de la potencia de frenadas del vehículo, la
batería que permite almacenar la energía recuperada y la unidad de control que controla
todo el proceso de recuperación.
Motor – Generador
Está ubicada en la parte delantera del vehículo que está unida con un engranaje
que conecta con la transmisión del vehículo, dispone de dos funciones principales la
primera es el recobro o recuperación de energía a la hora del frenado del vehículo
convirtiéndose en energía eléctrica que son almacenadas en la batería, la segunda es lo
contrario el devolviendo la energía almacenada para hacer funcionar como motor
cuando se presiona el botón Kers. (Cesar Octavio López Pérez, 2016)
Baterías
Permiten almacenar la energía recuperada por el generador, está formada por 40
celdas de gel o de litio está ubicada en la parte trasera del vehículo en un espacio
preparado con refrigeración ya que estas baterías necesitan un ambiente fresco ya que
tienden a calentarse. (Cesar Octavio López Pérez, 2016)
21
Grafico 15: uniad de control
Fuente: autos híbridos obtenidos de: www.aficionadosalamecanica.com
Unidad de Control
Es la que se encarga de supervisar este sistema ya que se puede presentar
cualquier problema, controla el cambio de corriente entre la batería y el motor, además
controla la batería que puede llegar a fallar una celda y esto ocasionaría un
recalentamiento y esto afectaría a la seguridad del vehículo. (consorci per a la formacion
continua de catalunya, 2012)
VEHÍCULOS ELÉCTRICOS E HÍBRIDOS
Vehículos Eléctricos
Los vehículos eléctricos son muy eficientes ya que evitan un gran porcentaje de
contaminación y de mantenimiento en relación a los de combustión, estos vehículos con
el pasar del tiempo van mejorando la calidad y el nivel de consumo de energía, las
diferentes marcas que los fabrican como Nissan aseguran que para el 2020 incrementará
un 20% de ventas de este tipo de vehículos, los propietarios de este tipo de vehículos
Grafico 14: baterias
Fuente: auto híbrido obtenido de: http://conduccioneficiente.cl/ventajas-de-un-auto-híbrido
22
aseguran una confortabilidad de un 96% ya que tienen menos gasto en mantenimientos,
las empresas que los fabrican aseguran que lo más importante son las baterías y el motor
eléctrico:
Según Lázaro Alvarado (2014)
Un automóvil eléctrico es un automóvil propulsado por uno o más motores
eléctricos, usando energía eléctrica almacenada en baterías recargables. Los
motores eléctricos proporcionan a los automóviles eléctricos un torque instantáneo,
creando una aceleración fuerte y continua. Son también hasta tres veces más
eficientes que un interna. Los primeros coches eléctricos prácticos surgieron en
la década de 1880.23 De hecho, los coches eléctricos fueron populares a finales
del siglo XIX y comienzos del siglo XX, hasta que los avances en los motores de
combustión interna, sobre todo con la introducción del dispositivo de arranque
automáticos, y la producción en masa de coches de gasolina más baratos llevaron al
declive el uso de coches eléctricos.(p.6)
Los vehículos eléctricos ayudan a generar menos contaminación que los de
combustión interna ya que su inercia es mediante la energía cumula en unas baterías
recargables, los materiales de este tipo de vehículos son de alto costo esto permitió que
sean de poca producción.
Grafico 16: motor vehiculo electrico
Fuente: funcionamiento de un motor eléctrico obtenido de: www.abc.es
23
Vehículos Híbridos
Este tipo de vehículos combina un motor de combustión y un eléctrico, es un
sistema muy interesante que implementa varias tecnologías que maximizan el ahorro de
energía, existen diferentes tipos de arquitectura como son (en paralelo, serie,
combinado), en relación con el vehículo eléctrico lo único que aumenta en el híbrido es
el motor térmico.
Funcionamiento del Motor Híbrido
Este tipo de motores está compuesto con una serie de engranajes que están
conectados a cada uno de los motores del vehículo híbrido. En este tipo de autos el
motor eléctrico siempre es el que inicia la marcha haciendo girar el engranaje sin una
gota de gasolina y a cierta velocidad se enciende el motor de combustión haciendo
activar los engranajes del divisor de potencia logrando aumentar la potencia del
vehículo.
El sistema también lleva un engranaje central conectado a un generador de carga
para las baterías accionado por el motor de combustión permitiendo aportar energía al
motor eléctrico.
¿Cómo ahorra un Híbrido?
Arranque: Utilizan poca demanda de aceleración del motor térmico, si el
vehículo se encuentra parado para poder moverlo es lo más suave, en relación con los
semi híbridos que ellos si usan sus dos motores al mismo tiempo para poder moverse.
Grafico 17: vehivulo híbrido
Fuente: ahorro en un vehículo híbrido obtenido de: www.solucionesmagazine.com
24
Aceleración: El motor térmico siempre va a tener más fuerza, el eléctrico lo que
hace es de empujar nada más llegando al punto de reducir el esfuerzo del motor térmico
y logrando un consumo menor de combustible. (consorci per a la formacion continua de
catalunya, 2012)
Historia del Auto Híbrido
Cuando empezó el siglo XX el ser humano ya conocía el automóvil, y por
entonces, los motores eléctricos y de vapor eran los reyes de las carreteras, frente a los
torpes e ineficientes motores de combustión interna de gasolina o bencina. Los
eléctricos eran silenciosos y económicos, gozaban de buena aceptación.
Sin embargo, tenían un gran problema, la tecnología de las baterías eléctricas
estaba en pañales, la autonomía era muy reducida, tiempos de recarga lentos y se añadía
mucho peso al conjunto, había que buscar una forma de eliminar esta desventaja y de
ahí nacieron los coches híbridos. Ojo, no hay que confundir a los híbridos con los
bifuel, son dos cosas distintas.
En 1895 un periodista francés dijo que la combinación de petróleo y electricidad
daría muchas sorpresas en el futuro. Es más, Nikolas August Otto, uno de los padres del
automóvil, llegó a decir: “El motor eléctrico es un genial invento que seguramente un
día complementará al motor de gasolina”.
Los coches eléctricos se remontan a la primera mitad del siglo XIX. El
primer diseño de vehículo eléctrico (imagen inferior) fue obra del húngaro Ányos
Jedlik en 1828, pero no podemos considerarlo un coche.
25
Grafico 18: Coche eléctrico Fuente: Javier Costa 2009
También hay información sobre un diseño de Sibrandus Stratingh y Christopher Becker
en 1835 de vehículo eléctrico a escala. El primer carruaje eléctrico (coche, para
entendernos) fue obra del escocés Robert Anderson en 1832-1839. Poco después,
Thomas Davenport y Robert Davidson perfeccionaron el concepto.
La invención de la batería recargable consiguió eliminar el problema de las primeras
pilas, que al agotarse eran inútiles. Hacia finales de siglo los motores eléctricos movían
turismos, transportes urbanos y también camiones. Fue en 1890 cuando W.H.
Patón tuvo la idea de hacer un tranvía con propulsión híbrida en serie, con un motor de
gas y eléctricos.
Según Javier Acosta (2009)
Desde mediados de los años 20 del siglo pasado los coches híbridos
estuvieron fuera de la palestra durante muchos años. Hay que
esperar hasta mediados de los años 60, cuando empieza la
humanidad a darse cuenta de las consecuencias de la
contaminación y que esta se está volviendo incontrolable.
En 1966 el congreso de Estados Unidos recomienda el uso de
coches eléctricos para reducir la contaminación ambiental. La
industria empieza a moverse tímidamente. Más o menos por
entonces, el ingeniero Víctor Wouk dijo que el futuro no estaba en
el motor eléctrico, sino en el híbrido gasolina/eléctrico, lo que le
valió bastantes críticas.
En 1997 Audi lanza al mercado el Audi Dúo III, con un motor
1.9 TDI de 90 CV y un motor eléctrico de 29 CV, en configuración
paralela y tracción delantera. Fue el primer híbrido europeo
moderno de producción, pero sólo se vendieron 60 unidades y fue
un fracaso comercial por su elevado precio. Hay que esperar a 2009
para ver otro híbrido europeo, el Mercedes-Benz S 400
26
BlueHYBRID. En 2004 aparece el primer híbrido de
comercialización masiva americano, también el
primer SUV híbrido del Mundo, Ford Escape Hybrid. Tiene un
motor Atkinson 2.3 de 156 CV y módulo eléctrico de 94 CV, en
versiones 4×2 y 4×4. Su consumo de combustible en autovía es 7,6
l/100 km (4×2) u 8,1 l/100 km (4×4). En su día fue el SUV más
eficiente del mercado americano.
En Estados Unidos los híbridos aparecen como transformación de
modelos existentes, no son diseños pensados desde cero para
conseguir consumos bajos, al igual que los Lexus. Los Prius e
Insight son modelos diseñados desde cero, no tienen versiones
convencionales a la venta. (P.6)
Grafico 19: auto híbrido Fuente: Javier Costa 2009
Los Primeros Híbridos del Mundo
En 1896 los británicos H. J. Dowsing y L. Epstein patentaron ideas sobre
hibridación en paralelo, que posteriormente fueron utilizadas en Estados Unidos para
mover vehículos grandes, como camiones o autobuses. Dowsing llegó a montar en un
Arnold una dinamo que o bien arrancaba el motor de gasolina, propulsaba o bien
Recargaba baterías, tal vez fue el primer híbrido de la Historia.
Según la historia desde los años 20 existieron los vehículos híbridos y así
permitió que en los 60 la humanidad se diera cuenta la contaminación que genera el
motor de combustión interna permitiendo su producción masiva teniendo un buen
mercado de los híbridos.
27
La comercialización de vehículos híbridos comenzó en Ecuador en 2009. Desde
Esa fecha hasta el año pasado se ha colocado 12.989 unidades de unas 14 marcas
automotrices.
El pico de ventas durante estos años se alcanzó en el 2010, cuando el mercado demandó
4.509 unidades, que en su mayoría fueron colocadas por Toyota, Ford, Chevrolet y
Lexus.
La exoneración de impuestos que tuvieron estos vehículos, caracterizados por tener dos
motores (eléctrico y de gasolina), disparó las ventas. Sin embargo, el cambio de reglas
para la importación de autos con esta tecnología fue modificando el crecimiento de este
mercado.
Actualmente los híbridos con motor de gasolina de hasta 2.000 centímetros cúbicos y un
precio de venta de hasta 35 mil dólares están exonerados de impuestos como el ICE.
Un ejecutivo de una firma que importaba estos carros cuenta que esa modificación de
reglas mermó el interés inicial que había despertado este nicho, en especial en la
importación de carros con mayor cilindraje. Por ello, dice, en el 2010 había hasta nueve
marcas trayendo este tipo de carros a Ecuador.
Las ventas y el número de competidores han ido paulatinamente bajando. Según datos
de la Asociación de Empresas Automotrices del Ecuador (Aeade), el año pasado se
vendieron 991 híbridos y el 99,5% lo colocaron tres marcas: Hyundai, Toyota y Kia.
El español Emilio de la Cuadra fundó en 1898 una empresa, Compañía
General Española de Coches Automóviles E. de la Cuadra Sociedad en Comandita,
para fabricar vehículos junto a los suizos Carlos Vellino y Marc Charles Birkigt
Anen. En 1899 la gama inicial de cuatro modelos constaba de un carruaje biplaza, una
camioneta, un camión y un autobús (imagen superior), todos eléctricos. (Costa, 2009)
¿Cuándo Surgen los Autos Híbridos en el Ecuador?
28
Fabián Rodríguez, jefe de Producto de Toyota, sostiene que el cliente que adquiere un
vehículo híbrido es una persona con alto nivel de educación, que realiza una compra
racional identificando el costo beneficio que el vehículo le brinda con respecto a bajo
consumo de combustible, bajas emisiones contaminantes y alto nivel de equipamiento
en tecnología y seguridad.
Esta marca, que desde el 2009 ha colocado más de 4.600 unidades, comercializa en
Ecuador dos modelos híbridos: el Prius C Sport y el Prius 4G, que es la cuarta
generación del híbrido más vendido a nivel mundial. Este último se presentó en el
Automundo 2017.
Su rendimiento en cuanto al consumo de combustible y emisiones es 20% mejor
comparado con la generación anterior, según el fabricante japonés.
La marca brinda en los híbridos ocho años de garantía o 160 mil km para todos los
componentes del sistema híbrido, incluida la batería. (El Universo, 2017)
Según El Universo (2014)
La comercialización de vehículos híbridos comenzó en Ecuador en 2009. Desde
esa fecha hasta el año pasado se han colocado 12.989 unidades de unas 14
marcas automotrices. Su rendimiento en cuanto al consumo de combustible y
emisiones es 20% mejor comparado con la generación anterior, según el
fabricante japonés. (p1)
En el ecuador empezó la comercialización de los vehículos híbridos en el año 2009 con
el Toyota prius, permitiendo disminuir la contaminación y así la llegada de más
vehículos híbridos de diferentes marcas como son Renault, Ford, Hyundai, Kia entre
otros.
Autos Eléctricos en el Ecuador
Los autos eléctricos son la nueva tendencia del mercado automovilístico que,
aunque no han logrado introducirse por completo debido a ciertos mitos que trataré de
analizarlos hoy, es ciertamente que esta tecnología ha venido para quedarse. El hecho de
que este tipo de vehículos sean un símbolo de futurismo, tecnología y una lucha contra
el calentamiento global, los hacen cada vez más atrayentes, sin embargo, ¿por qué aún
no logran dominar el mercado? ¿Autonomía?, ¿Precios altos?, ¿Verdadero ahorro?,
¿Vidal útil?, veamos…
29
El Mito de la Autonomía
Llamamos autonomía a la distancia máxima en Km que puede recorrer un auto
eléctrico con su batería cargada al 100%. La autonomía de los autos eléctricos actuales
varía de 100 Km a 360 Km por carga. El miedo de los usuarios es quedarse sin batería a
“medio camino”, pero, por ejemplo, en caso de vivir en una ciudad como Quito en
donde en mi caso, la distancia desde mi hogar en el Valle de los Chillos hasta mi lugar
trabajo en el centro-norte de la ciudad por el camino más largo es de 20 Km, serian en
total 40 Km entre ida y vuelta, por lo que con una autonomía de 300 Km podría hacer
este recorrido aproximadamente por 7 días sin tener que recargar el auto. A esto habría
que incluir un análisis de la frecuencia de uso del auto dentro de la ciudad o para largos
recorridos interprovinciales, la mayoría de usuarios usamos el auto un 90% del tiempo
en recorridos dentro de la ciudad, es decir, distancias no mayores a 100 Km. El
verdadero problema vendría en viajes largos, con una autonomía de 300 Km podríamos
llegar desde Quito hasta Riobamba en la Sierra o hasta Pedernales por vía a la Costa y
con una recarga adicional en medio del recorrido, se podría llegar hasta Guayaquil,
aunque en el país aún no existen puntos de recarga en carretera o los llamados
“electrolineras”.
Estos los principales vehículos eléctricos comercializados en Ecuador con sus
respectivas autonomías [1]:
Renautl Twitzy – 100 Km
Nissan Leaf – 160 Km
Renault Kangoo – 170 Km
Toyota Coms – 50 Km
BYD E6 – 250 Km
(Wilson Benitez, 2017)
Definición de Términos Básicos
1. ABS: sistema que impide el bloqueo de las ruedas de un vehículo automóvil en
una maniobra de frenado brusco.
2. Baterías de litio: son baterías que soportan una carga exagerada de energía y a su
vez permite controlar la descarga mesuradamente.
30
3. Disco de freno: es un sistema de frenado que va en las ruedas de los vehículos,
es una pieza móvil que junto con las pastillas de freno ejercen una fricción para
la reducción de velocidad del vehículo.
4. ECU: unidad de control del vehículo.
5. Generador: transforma la energía cinética en electricidad.
6. Inversor: controla el flujo de la energía de la batería al motor.
7. Motor eléctrico: transforma la energía eléctrica en movimiento.
8. Motor térmico: transforma la energía del calor en movimiento.
9. Pastilla de freno: Se encuentra en el sistema de frenos que proporciona la
fricción con los discos de freno para un frenado eficaz.
10. Tambor de freno: es un tipo de freno en la cual la fricción es ejercida por unas
zapatas de frenos hacia el interior del tambor giratorio, está conectado al eje del
vehículo.
11. Vehículos eléctricos: son alimentados por energía eléctrica que es almacenada
en unas baterías de litio.
12. Vehículos híbridos: son vehículos que llevan dos tipos de motores eléctrico y
térmico.
13. Zapatas de freno: son en forma de media luna, al pisar el pedal del freno las
zapatas hacen una fricción hacia el interior de los tambores, son de diferente
material la cual hace a ello su durabilidad.
31
Caracterización de Variables
Tabla 1: Caracterización de Variables.
Elaborado por: Edwin Jaramillo.
VARIABLE INDEPENDIENTE
Definición
Sistema de frenos regenerativos. El sistema de frenos regenerativos es el
conjunto de elementos que tienen la función
de proporcionar un frenado eficaz además de
transforma la energía cinética en eléctrica.
VARIABLE DEPENDIENTE Definición
Vehículos eléctricos e híbridos. Son vehículos que permiten tener un ahorro
de energía y menos contaminación ya que
transforman la energía cinética en eléctrica.
32
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
Diseño de la Investigación
Enfoque de la Investigación
El tipo de investigación que se utilizó es un enfoque cuali-cuantitativo se
comenzó analizando cuál era el motivo de la investigación, se procedió a definir el
objetivo general y los específicos que permitieron la elaboración del marco teórico, que
se realizo mediante una investigación documental, por medio de la revisión de libros,
tesis, páginas web, etc. Con el propósito de ayudar a la investigación se tomaron datos
estadísticos sobre el tema para análisis respectivo.
Modalidad de la Investigación
La modalidad de investigación es socio-educativa, la cual sirvió para mejorar el
ambiente de trabajo de los empleados del taller, así como brindar pautas para un mejor
mantenimiento y un perfecto uso del sistema.
Investigación de Campo
Se utilizó la investigación porque se visitó el taller automotriz Quinteros ubicado
en el barrio Martha Bucarám donde se evidenció el problema y se procedió a realizar las
encuestas a los diferentes clientes que poseen este tipo de vehículos y así se mantuvo
una comunicación directa con los miembros de la investigación.
Investigación Descriptiva
Se utilizó la investigación descriptiva ya que se analizaron los resultados
obtenidos en la encuesta aplicada al taller automotriz, donde se pudo evidenciar la gran
influencia que tienen los frenos regenerativos en vehículos eléctricos e híbridos.
Investigación Documental Bibliográfica
Se utilizó la investigación documental bibliográfica debido a que se trabajó con
documentos de investigación como libros, manuales, páginas web sobre el tema para el
desarrollo del marco teórico de la investigación.
33
Pasos de la Investigación Realizada
1. Selección del tema
2. Identificación del problema
3. Recolección de datos
4. Procesamiento de la información
5. Análisis e interpretación de datos
6. Redacción del borrador
7. Corrección del borrador
8. Redacción del informa final
Población y Muestra
La población y muestra fue tomada por parte de los miembros del taller
automotriz que cuenta con 1 jefe de mecánicos, 2 auxiliares de mecánica, 10 clientes
que disponen el tipo de vehículos a investigarse haciendo un total de 13 miembros de la
población para investigarse.
Tabla 2: Población y Muestra
Unidades de análisis
Población
Jefe de mecánicos
1
Auxiliar de mecánica
2
Clientes con vehículos a
investigarse
10
Total 13
Elaborado por: Edwin Jaramillo
La población encuestada es pequeña con 13 personas por lo tanto se trabajó con todos
los individuos sin necesidad de tomar muestra.
34
Técnicas e Instrumentos
La investigación que se utilizó como técnica de recolección de datos fue la
encuesta basándonos en un cuestionario aplicando directamente a los propietarios de los
vehículos a investigarse en el taller automotriz, 10 preguntas con opción de respuesta
(suficiente, medianamente, muy poco) con sentido de análisis.
Técnicas e instrumentos para recolección de datos
Tabla 3: Técnicas e instrumentos
Población y muestra
Objetivo Propietarios de vehículos a investigarse
Lugar de investigación Taller automotriz Quinteros
Método de investigación Encuesta(cuestionario)
Tipo de encuesta Personal
Encuestados 13
Elaborado por: Edwin Jaramillo
Validez y Confiabilidad del Instrumento
Para obtener la validez y confiabilidad del instrumento utilizado para la
recolección de información en esta investigación, se procedió a la revisión del
cuestionario por juicio de expertos quienes revisaron las preguntas y dieron su criterio
para la elaboración y corrección del cuestionario con la participación de las siguientes
personas.
MSc. Edison Morales
Ing. Rodrigo Quinteros
Quienes validaron las preguntas del instrumento para su aplicación.
Confiabilidad del Instrumento Bajo el Sistema Alpha Cronbach
A continuación se procedió a validar el instrumento con el cálculo del Alpha de
Cronbach dónde se analiza la confiabilidad de la encuesta realizada.
Coeficiente alfa>.9 es excelente
Coeficiente alfa>.8 es bueno
Coeficiente alfa>.7 es aceptable
35
#
# − 1
13
13 − 1
Coeficiente alfa>.6 es cuestionable
Coeficiente alfa>.5 es pobre
Coeficiente alfa<.5 es inaceptable
Calculo de Alpha de Cronbach
∝= 1 −
K= Numero de ítems
∑VI= Sumatoria de varianza de los ítems
VT= varianza total
Según la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes datos
K= 13
∑VI= 2,949
VT= 0,910
∝= 1 −
∝= 1,111 0,691
∝= 0,768
El valor encontrado después de que se realizó el cálculo fue de 0,768lo que el
alpha de Cronbach tiene un nivel de confiabilidad aceptable, esto demuestra que la
encuesta aplicada es correcta.
∑'(
')
2,949
0,910
36
Operacionalización de Variables
Tabla 4: Operacionalización de Variables
VARIABLES DIMENSIÓN INDICADORES INSTRUMENTO ÍTEM
Variable Independiente Seguridad Activa Sistemas de frenado Encuesta 8
Sistema de frenos Fallas Mecánicas Encuesta 10
regenerativos Uso del pedal del freno Encuesta 3
Seguridad Pasiva
Encuesta 8
Sistema de frenos
Funcionamiento
del SFR Función del SFR
baterías
Componentes del SFR
Encuesta
Encuesta
Encuesta
6
7
1
Mantenimiento ABC de frenos Encuesta 2
del SFR Revisión del líquido de Encuesta 9
frenos
Variable Dependiente DIMENSIÓN INDICADORES INSTRUMENTO ÍTEM
Vehículos eléctricos e
híbridos
Tipo de vehículo
Historia del
vehículo eléctrico
e híbridos
Funcionamiento
del Motor Hibrido
Automóvil
Vehículos eléctricos
híbridos en el Ecuador
Ahorro de energía
vehículo hibrido
e
del
Encuesta
Encuesta
4
5
Elaborado por: Edwin Jaramillo
37
CAPÍTULO IV
Análisis e Interpretación de Resultados
A continuación se procedió al análisis e interpretación de resultados obtenidos
después de haber realizado la encuesta de la investigación, donde estudiamos el sistema
de frenos regenerativos en vehículos eléctricos e híbridos en el taller automotriz
Quinteros.
Para lo cual se procedió a utilizar la técnica de recolección de datos, que fue la
encuesta con su respectivo cuestionario, siendo aprobado y analizado para el desarrollo
de la investigación.
Para el análisis se procedió con los siguientes pasos:
Encuesta
Gráficos y cuadros con sus resultados
Interpretación de cada una de las preguntas
Análisis de cada pregunta
Pregunta N 1 ¿Tiene usted conocimiento de los diferentes componentes del sistema de
frenos regenerativos?
Tabla 5: Pregunta 1
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 5 50%
SUFICIENTE 3 30%
MEDIANAMENTE 2 20%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo
38
Cuadro 1: Porcentaje de pregunta 1
Análisis: El 30% de los conductores tienen suficiente conocimiento sobre los
componentes del sistema de frenos regenerativos, el 50% de los conductores tienen muy
poco conocimientos de los componentes del sistema de frenos regenerativos mientras
que el 20% de los conductores conocen medianamente de los componentes del sistema
de frenos regenerativos. La mitad de los conductores no conocen los componentes del
sistema de frenos regenerativos.
Se demuestra que casi todo los conductores de los vehículos conocen los
diferentes componentes del sistema de frenos regenerativos, esto debido al
conocimiento del manual de fábrica de dichos vehículos.
Pregunta N. 2 ¿Cree usted que es conveniente omitir el mantenimiento en el sistema de
frenos regenerativos?
Tabla 6: Pregunta 2
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 8 80%
SUFICIENTE 0 0%
MEDIANAMENTE 2 20%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo
MEDIANAMENTE SUFICIENTE MUY POCO
30%
50%
20%
39
Cuadro 2: Porcentaje de pregunta 2
Análisis: El 80% de los conductores no está de acuerdo en omitir el
mantenimiento en el sistema de frenos regenerativos, el 40% de los conductores tienen
poco interés en el mantenimiento del sistema de frenos regenerativos. Nos indica que
más de la mitad de los conductores no conocen los componentes del sistema de frenos
regenerativos.
Se demuestra que la mayoría de los conductores de los vehículos no está de
acuerdo en omitir el mantenimiento del sistema de frenos regenerativos, esto debido a
diferentes daños en sus vehículos y gastos elevados en repuestos.
Pregunta N 3 ¿Qué ocasiona al mantenerse mucho tiempo usando el pedal del freno?
Tabla 7: Pregunta 3
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 4 40%
SUFICIENTE 5 50%
MEDIANAMENTE 1 10%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo
MEIANAMENTE SUFICIENTE MUY POCO
80%
0%
20%
40
Cuadro 3: Porcentaje de pregunta 3
Análisis: El 40% de los conductores sabe muy poco que ocasiona al mantenerse
mucho tiempo en el pedal del freno, el 50% de los conductores tiene suficiente
conocimiento de que ocasiona al mantenerse mucho tiempo sobre el pedal del freno
mientras que el 20% conoce medianamente sobre usar mucho el pedal del freno.
Se demuestra que la mitad de los conductores si tienen conocimiento de que
ocasiona al mantenerse mucho tiempo presionado el pedal del freno, esto debido a la
experiencia de conducción.
Pregunta N 4 ¿Conoce usted los diferentes tipos de automóviles eléctricos e híbridos
que existen en nuestro país?
Tabla 8: Pregunta 4
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 6 60%
SUFICIENTE 2 20%
MEDIANAMENTE 2 20%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo
MEIANAMENTE SUFICIENTE MUY POCO
50%
40%
10%
41
Cuadro 4: Porcentaje de pregunta 4
Análisis: El 60% de los conductores conocen muy poco los diferentes tipos de
automóviles eléctricos e híbridos que existen en nuestro país, el 20% conoce suficiente
sobre los diferentes tipos de automóviles eléctricos e híbridos que existen en nuestro
país, el 20% conoce medianamente los diferentes tipos de automóviles eléctricos e
híbridos que existen en nuestro país.
Se demuestra que la mayoría de los conductores de los vehículos no conoce los
diferentes tipos de vehículos eléctricos e híbridos que existen en nuestro país, esto
debido que no tiene la necesidad de cambiar de modelo.
Pregunta N 5 ¿Conoce usted qué tipo de baterías llevan los vehículos eléctricos e
híbridos qué permiten el ahorro y almacenamiento de energía?
Tabla 9: Pregunta 5
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 7 70%
SUFICIENTE 0 0%
MEDIANAMENTE 3 30%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo
MEDIANAMENTE SUFICIENTE MUY POCO
60% 20%
20%
42
Cuadro 5: Porcentaje de pregunta 5
Análisis: El 70% de los conductores no sabe de qué material está compuesto las
baterías de los vehículos eléctricos e híbridos qué permiten el ahorro y almacenamiento
de energía, el 30% tiene poco conocimiento del tipo de material está compuesto las
baterías de los autos eléctricos e híbridos qué permiten el ahorro y almacenamiento de
energía, el 0% no conoce el tipo de material está compuesto las baterías de los autos
eléctricos e híbridos qué permiten el ahorro y almacenamiento de energía.
Se demuestra que la mayoría de los conductores de los vehículos no sabe de qué
material está compuesto las baterías de los vehículos eléctricos e híbridos, esto debido
al poco interés de sus vehículos.
Pregunta N 6 ¿Conoce usted el funcionamiento del sistema de frenos regenerativos?
Tabla 10: Pregunta 6
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 5 50%
SUFICIENTE 1 10%
MEDIANAMENTE 4 40%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo.
POCO SUFICIENTE MUY POCO
0%
70%
30%
43
Cuadro 6: Porcentaje de pregunta 6
Análisis: El 50% de los conductores conoce muy poco cómo funciona el sistema
de frenos regenerativos, el 10% sabe suficiente cómo funciona el sistema de frenos
regenerativos. , el 40% conoce medianamente de cómo funciona el sistema de frenos
regenerativos.
Se demuestra que la mitad de los conductores de los vehículos conoce muy
poco del funcionamiento del sistema de frenos regenerativos, esto debido al poco interés
del manual de fábrica.
Pregunta N 7 ¿Cree usted que con el sistema de frenos regenerativos el auto recupere
energía y así tenga más durabilidad la batería?
Tabla 11: Pregunta 7
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 3 30%
SUFICIENTE 6 60%
MEDIANAMENTE 1 10%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo.
MEDIANAMENTE SUFICIENTE MUY POCO
10%
50%
40%
44
Cuadro 7: Porcentaje de pregunta 7
Análisis: El 30% de los conductores sabe muy poco si el auto recupera energía
con el sistema de frenos regenerativos, el 60% conoce suficiente de que su auto
recupera energía con el sistema de frenos regenerativos, el 10% conoce medianamente
si el auto recupera energía con el sistema de frenos regenerativos.
Se demuestra que la mayoría de los conductores de los vehículos si conoce que
su auto si recupera energía mediante el sistema de frenos regenerativos, esto debido a la
experiencia al conducir y las capacitaciones mediante videos en sitios web.
Pregunta N 8 ¿Conoce usted los diferentes sistemas de frenado y sus componentes?
Tabla 12: Pregunta 8
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 6 60%
SUFICIENTE 3 30%
MEDIANAMENTE 1 10%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo.
MEDIANAMENTE SUFICIENTE MUY POCO
60%
30%
10%
45
Cuadro 8: Porcentaje de pregunta 8
Análisis: El 60% de los conductores conoce muy poco de los diferentes sistemas
de frenado y sus componentes, el 30% conoce suficiente de los diferentes sistemas de
frenado y sus componentes, el 10% conoce medianamente de los diferentes sistemas de
frenado y sus componentes.
Se demuestra que la mayoría de los conductores de los vehículos conoce muy
poco de los diferentes componentes del sistema de frenos, esto debido a la falta de un
manual de propietario o de fábrica.
Pregunta N 9 ¿Usted conoce cada cuántos kilómetros se cambia el líquido de frenos?
Tabla 13: Pregunta 9
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 3 30%
SUFICIENTE 5 50%
MEDIANAMENTE 2 20%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo
MEDIANAMENTE SUFICIENTE MUY POCO
60% 30%
10%
46
Cuadro 9: Porcentaje de pregunta 9
Análisis: El 30% de los conductores conoce muy poco de cada cuantos
kilómetros se hace mantenimiento del sistema de frenos, el 50% conoce suficiente de
cada cuantos kilómetros se hace el mantenimiento del sistema de frenos, el 20% conoce
medianamente de cada cuantos kilómetros se hace mantenimiento del sistema de frenos.
Se demuestra que la mayoría de los conductores de los vehículos conoce suficiente
de cada cuantos kilómetros se hace e mantenimiento del sistema de frenos,
esto debido al manual de fábrica y la experiencia al conducir.
Pregunta N 10 ¿Conoce usted si el sistema de frenos regenerativos tiene un costo
elevado en el mantenimiento gracias a los hábitos de conducción y sus fallas mecánicas
que se pueden presentar en su vehículo?
Tabla 14: Pregunta 10
CATEGORÍA FRECUENCIA PORCENTAJE
MUY POCO 5 50%
SUFICIENTE 0 0%
MEDIANAMENTE 5 50%
TOTAL 10 100%
Elaborado por: Edwin Jaramillo
POCO SUFICIENTE MUY POCO
50%
30%
20%
47
Cuadro 10: Porcentaje de pregunta 10
Análisis: El 50% de los conductores muy poco sabe si el sistema de frenos
regenerativos tiene un costo elevado en el mantenimiento gracias a los hábitos de
conducción y sus fallas mecánicas que se pueden presentar en su vehículo, el 0% si
tiene suficiente conocimiento si el sistema de frenos regenerativos tiene un costo
elevado en el mantenimiento gracias a los hábitos de conducción y sus fallas mecánicas
que se pueden presentar en su vehículo, el 50% conoce medianamente si el sistema de
frenos regenerativos tiene un costo elevado en el mantenimiento gracias a los hábitos de
conducción y sus fallas mecánicas que se pueden presentar en su vehículo.
Se demuestra que la mitad de los conductores de los vehículos conoce poco si el
costo es elevado del mantenimiento del sistema de frenos regenerativos gracias a los
hábitos de conducción, esto debido a la experiencia la conducir.
MUY POCO SUFICIENTE MEDIANAMENTE
0%
50% 50%
48
Conclusiones
CAPÍTULO V
Conclusiones y Recomendaciones
Después de haber analizado el funcionamiento del sistema de frenos
regenerativos en el taller Quinteros se ha determinado que los vehículos que
ingresan con problemas en el sistema de frenos regenerativos por los usuarios ya
que usan mucho el pedal del freno causando un desgaste excesivo del sistema,
ponen el freno de mano en cada parada o semáforo en rojo permitiendo un
desgaste excesivo en el freno de mano.
Se ha determinado que las posibles fallas mecánicas del sistema de frenos
regenerativos son por usar repuestos de menor costo y calidad llegando a un
desgaste prematuro como son: Pastillas de freno, zapatas de freno, discos de
freno, tambores, etc.
Tras el desconocimiento de las diferentes partes del sistema de frenos
regenerativos en los vehículos eléctricos e híbridos, por parte de los conductores
ha generado una duda de cada cuánto se hace el mantenimiento preventivo en
este sistema, siendo el más frecuente el cambio de partes mecánicas como:
Pastillas de freno, zapatas de freno, discos de freno, líquido de frenos,
regulación del freno de mano por kilometraje, en esto puede ayudar el manual de
fábrica de cada vehículo y modelo para tener un seguimiento continuo del
usuario.
Se ha determinado la falta de conocimiento acerca del mantenimiento preventivo
y correctivo del sistema de frenos regenerativos, para lo cual se usó el manual de
fábrica mediante una charla pedagógica con los conductores permitiendo
conocer más sobre sus vehículos y su mantenimiento del sistema de frenos.
Tras el desconocimiento del funcionamiento del sistema de frenos regenerativos
en los vehículos eléctricos e híbridos se organizó un curso pedagógico y práctico
donde se capacito mediante videos, folletos, partes del sistema permitiendo que
los conductores conozcan más acerca de sus vehículos y del sistema de frenos
regenerativos.
49
Recomendaciones
Se recomienda a los conductores de vehículos no usar mucho el pedal del freno
ni el freno de mano ya que esto genera un desgaste excesivo en el sistema y
teniendo un costo elevado en reparaciones y cambio de piezas o repuestos.
Informar a los conductores sobre el uso de repuesto de baja calidad llegando a
tener un doble gasto ya que los de baja calidad duran menos, a veces dañan pates
del sistema de frenos regenerativos lo recomendable seria usar repuestos de
calidad.
Informar a los conductores sobre cada que tiempo o kilometraje se hace el
mantenimiento del sistema de frenos regenerativos para poder llevar un control
del vehículo, se recomienda basarse en el manual del fabricante esto ayudaría
bastante en el mantenimiento.
Sugerir a los conductores tener en cuenta el manual de fábrica de su vehículo ya
que es muy importante para el mantenimiento preventivo del sistema de frenos.
Se recomienda tener muy en cuenta cómo funciona el sistema de frenos en los
vehículos eléctricos e híbridos tomando en cuenta el curso pedagógico impartido
en el taller automotriz Quinteros, que nos permitió conocer su funcionamiento y
sus partes y así poder mantener su vehículo en óptimas condiciones ya que este
sistema de frenos cuenta con repuestos de alto costo.
50
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www.dacarsa.net
www.ingemecanica.com
www.abc.es
http://www.inacorpsa.com/autos-electricos/
www.solucionesmagazine.com
53
ANEXOS
Anexo A: Modelo de Cuestionario
Lea detenidamente cada pregunta y conteste con una x
Modelo de cuestionario
Cuestionario
N PREGUNTAS S MP M
1 ¿Tiene usted conocimiento de los diferentes componentes del
sistema de frenos regenerativos?
2 ¿Cree usted que es conveniente omitir el mantenimiento en el
sistema de frenos regenerativos?
3 ¿Qué ocasiona al mantenerse mucho tiempo usando el pedal del
freno?
4 ¿Conoce usted los diferentes tipos de vehículos eléctricos e
híbridos que existen en nuestro país?
5 ¿Conoce usted qué tipo de baterías llevan los vehículos
eléctricos e híbridos?
6 ¿Conoce usted
regenerativos?
el funcionamiento del sistema de frenos
7 ¿Cree usted que con el sistema de frenos regenerativos el auto
recupere energía y así tenga más durabilidad la batería?
8 ¿Conoce usted los diferentes sistemas de frenado y sus
componentes?
9 ¿Usted conoce cada cuantos kilómetros se cambia el líquido de
frenos?
10 ¿Conoce usted si el sistema de frenos regenerativos tiene un
costo elevado en el mantenimiento gracias a los hábitos de
conducción y sus fallas mecánicas que se pueden presentar en
su vehículo?
Elaborado por: Edwin Jaramillo
MUY POCO
SUFICIENTE
MEDIANAMENTE
MP
S
M
54
Anexo B: Cuadro de confiabilidad de los instrumentos de Alpha de Cronbach
SUJETO1 SUJETO2 SUJETO3 SUJETO4 SUJETO5 SUJETO6 SUJETO7 SUJETO8 SUJETO9 SUJETO10 SUJETO11 SUJETO12 SUJETO13 varianza
pregunta 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 3 3 0,141
pregunta 2 3 3 3 2 1 3 3 3 3 3 3 3 2 0,397
pregunta 3 3 1 3 3 3 2 2 3 3 3 3 3 3 0,397
pregunta 4 3 2 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 3 0,192
pregunta 5 2 3 3 3 2 3 3 3 3 3 2 2 2 0,256
pregunta 6 3 3 3 3 2 3 2 1 3 1 3 3 3 0,603
pregunta 7 3 3 2 3 3 1 3 3 3 2 2 2 3 0,436
pregunta 8 3 2 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 0,141
pregunta 9 2 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 0,192
pregunta 10 3 3 3 3 3 3 3 2 2 3 2 3 3 0,192
sumatoria 28 26 28 28 26 27 28 26 28 26 26 27 28
varianza
total
0,910
sección
1
1,111 sección
2
0,691
varianza de ítems
2,949
absoluto s2
0,691
K 10 Alpha 0,768
55
