CARRO ELéCTRICO AUTOSUFICIENTE

Antecedentes

El carro eléctrico autosuficiente tiene como base principal para su funcionamiento Ia generación de electricidad que provee un alternador de automóvil de gasolina, éste al producir y abastecer de electricidad a Ia batería Ie proporciona Ia carga necesaria para utilizar de manera continua e interrumpida a los tres motores eléctricos que el auto posee. La batería de un automóvil es Ia encargada de suministrar Ia energía al equipo eléctrico, y el alternador es el encargado de recargar constantemente a Ia batería. Su funcionamiento se basa en Ia ley de Faraday, según Ia cual una bobina en movimiento dentro de un campo magnético se carga de energía eléctrica.

En el alternador, el componente magnético se llama rotor, y gira dentro de Ia parte estacionaria o estator. Para obtener electricidad, el alternador necesita movimiento mecánico para hacer girar al rotor, por Io que su unión al motor de gasolina, del que toma Ia energía para girar mediante una relación de poleas de forma que el alternador adquiera velocidad para funcionar adecuadamente. Esta relación ha sido substituida por una polea más grande colocada en Ia llanta trasera y una banda en el auto eléctrico autosuficiente, que tiene como resultado el mismo efecto mecánico para hacer rotar al alternador y en una velocidad similar.

Los demás componentes eléctricos funcionan tal como Io hacen en el sistema eléctrico de los automóviles de gasolina. Aún cuando el alternador produce corriente alterna, cuenta con un rectificador auxiliar (regulador), que tiene como resultado Ia corriente directa necesaria para recargar a Ia batería.

Dos de estos motores son comunes utilizados en algunos componentes como en los elevadores de ventanillas, ventiladores y limpia parabrisas, el tercero y de mayor potencia es un motor de marcha modificado, al cual se Ie a quitado el automático por Io que el alto consumo que una marcha requiere es disminuido,

los tres motores utilizan el principio de cambiar velocidad por potencia (Engranes reductores), por Io trabajan en conjunto con catarinas de cadena.

Dependiendo del diseño del chasis y carrocería su torque variara de 130 a 215 libras. La distribución de los motores eléctricos Ie permite tener tracción delantera y trasera al mismo tiempo.

Descripción de Ia invención.

Para una mejor comprensión de Ia invención acompaño una serie de figuras, las cuales pueden considerarse como ejemplo y no deben tomarse como limitativas.

Breve descripción de las figuras:

La Figura 1 es una vista en explosión del chasis del carro eléctrico autosuficiente. La Figura 2 es una vista en explosión de los elementos que componen a Ia suspensión del carro eléctrico. La Figura 2a es una vista en perspectiva del chasis ensamblado en donde se aprecia los elementos de Ia suspensión acoplados del carro en cuestión. La Figura 3 es una vista en explosión del Sistema de tracción trasero. La Figura 3a es una vista en perspectiva del sistema de tracción trasero ensamblado. La Figura 4 es una vista en explosión del Sistema de tracción Delantero del carro eléctrico. La Figura 5 es una vista en perspectiva del Sistema de tracción Delantero ensamblado.

La Figura 5a es un corte transversal del eje delantero y del balero de tracción Delantero del carro eléctrico.

La Figura 6 es una vista en explosión de los componentes del sistema de transmisión trasero del carro eléctrico.

La Figura 6a es una vista en superior del chasis en donde se aprecia Ia ubicación del sistema de transmisión trasero del carro eléctrico autosuficiente.

La Figura 7 es una vista en perspectiva del Sistema de transmisión trasero ensamblado del carro eléctrico.

La Figura 8 es una vista en explosión de los elementos de transmisión delantera del carro eléctrico. La Figura 9 es una vista en perspectiva del Sistema de transmisión delantera ensamblada del carro eléctrico. La Figura 10 es una vista en explosión de los elementos que componen a Ia

Dirección del carro eléctrico. La Figura 11 es una vista en perspectiva de los elementos ensamblados que componen a Ia Dirección.

La Figura 12 es una vista frontal del mecanismo opresor de los botones liberadores del sistema de reversa del carro eléctrico.

La Figura 13 es una vista en acercamiento de los botones liberadores del sistema de tracción delantera. La Figura 14 es una vista en explosión de los componentes del Sistema de reversa del carro eléctrico. La Figura 14a es una vista en planta del chasis donde se aprecia Ia ubicación del Sistema de reversa. La Figura 15 es una vista en explosión de los elementos del Sistema de

Frenos del carro eléctrico.

La Figura 15a es una vista en perspectiva de los elementos que componen al freno de mano ensamblado del carro eléctrico.

La Figura 16 es una vista en explosión de los componentes del sistema de abastecimiento de energía eléctrica del carro. La Figura 17 es una vista del pedal de encendido y sus conexiones del carro eléctrico. La Figura 17a es una vista superior del chasis donde se aprecia el sistema de abastecimiento de energía eléctrica y el pedal de encendido. La Figura 18 es una vista superior del chasis donde se aprecia el sistema de transmisión Delantero.

La Figura 19 es una vista frontal del Tablero de Monitoreo del carro eléctrico. La figura 20 es una vista en perspectiva del carro eléctrico autosuficiente, ya integrado.

Con referencia a dichas figuras, el carro eléctrico autosuficiente se compone de:

A) Chasis

B) Suspensión C) Sistema de tracción Trasero

D) Sistema de tracción Delantero

E) Sistema de transmisión Trasero

F) Sistema de transmisión Delantero

G) Sistema de Dirección H) Sistema de Reversa

I) Sistema de Frenos J) Freno de mano

K) Sistema de Abastecimiento de energía eléctrica L) Asientos M) Tablero de monitoreo

El chasis A, el cual a su vez se compone de un par de barras tubulares paralelas 1, entre si, que tienden a cerrarse ligeramente hacia Ia parte delantera, formando una sección ligeramente angosta. Dichas barras 1 , tienen una elevación trapezoidal 2 y 2a en cada uno de sus extremos, para que en ella se instale un sistema de tracción trasero C, y un sistema de tracción delantero D, Io cual explico más adelante., Las barras 1 , están unidas en Ia sección angosta por una barra frontal 5, así también como por una defensa delantera 9, que posee dos barras de acople 10, para insertarlas en los extremos de las barras semi paralelas 1. En Ia parte media de las barras 1 , se encuentra un par de barras centrales, Ia barra central trasera 3 y Ia barra central delantera 3a, las que además de unir a las barras semi paralelas 1,

sirven de soporte para los motores 4 de Ia transmisión trasera E, y el motor 4a de Ia transmisión delantera F, tal como se aprecia en Ia figura 1.

En Ia sección más amplia (trasera), las barras semi paralelas 1 , se unen mediante una barra posterior 7, al igual que con una defensa trasera 9a que tiene dos barras de acople 10a que se insertan en el extremo de dichas barras semi paralelas.

La suspensión B, se compone de cuatro resortes 11, ubicados en posición vertical, colocados cada uno dentro de cada elevación trapezoidal 2, para Io cual cuentan con abrazaderas 12, las cuales tienen forma de "U". En Ia parte superior de cada elevación trapezoidal esta atornillada una abrazadera superior 12, en Ia que se acopla un resorte 11 , y debajo de éste se acopla una abrazadera inferior 12a en posición inversa a Ia abrazadera superior 12, que sirve para sostener al eje trasero 53.

Dicha suspensión B, cuenta con un par se soportes tirantes 13, los cuales se ubican a media altura de las elevaciones trapezoidales 2a, que sirven para soportar a Ia barra estabilizadora 14, Ia cual es similar a un eje. Cuenta además con otro par de soportes tirantes 13a, ubicados en Ia base de cada elevación trapezoidal 2a, dichos tirantes 13a, cuentan en el centro con una abrazadera tipo "omega" 16, que une y mantiene estable al eje delantero 18.

El sistema de tracción trasero C, cuenta con un eje trasero 53, el que tiene en cada extremo un sujetador de solera 52, que tiene Ia apariencia de una mano abierta, que sirve para fijar en él, un disco de acople 26, que en su centro tiene un balero de tracción 25, y que se une a su vez con el eje central 37 de Ia llanta, Io que permite el movimiento de tracción. Un aro de bicicleta 58, se acopla paralelo a las llantas 24, mediante soleras de aluminio 59, y sirve como una gran polea en Ia que se conecta Ia banda 60, que transmite el movimiento mecánico al generador eléctrico 8.

En el eje trasero 53, a partir de los sujetadores de solera 52, y en dirección al centro de Ia barra se ubican: un par de baleros laterales de unión 29, que sirven para unir al chasis A, mediante las abrazaderas inferiores 12a; junto a estos se encuentran un par de discos de freno 56, seguidos por un par de catarinas cuartas 33, que sirven para recibir al sistema de transmisión trasera E, posteriormente están situados un par de discos de reversa 61 , para el sistema de reversa H, y finalmente un par de baleros centrales de unión 29a, que sirven para recibir a las barras soporte 54, mismas que sirven para evitar Ia vibración del carro y como base de los asientos 57.

El sistema de tracción delantera D, cuenta con un eje delantero 18, el que tiene en cada extremo un cable coaxial 28, que sirven para direccional a las llantas 24 y transmitir Ia potencia del sistema de transmisión delantero D. Un sujetador de solera 27 que tiene Ia apariencia de una mano abierta, que sirve para fijar en él, un disco de acople 26, que en su centro tiene un balero de tracción 25, que se une a su vez con el eje central 37 de Ia llanta 24, Io que permite el movimiento de tracción; el disco de acople 26 se une en el extremo superior al balero de rodamiento 23 que cuenta con dos puntos de unión; uno con los brazos del sistema de dirección 22 y otro con Ia barra estabilizadora 14.

El eje delantero 18, cuenta en cada extremo con un balero lateral de unión 29, inmediatamente después de estos y en dirección al centro, se ubican los baleros de soporte 29a, que describiré en el sistema de transmisión delantera F, además cuenta con dos botones 32, que describiré en el sistema de reversa H, y en el centro una Catarina cuarta 33, que describiré en el sistema de transmisión delantera.

El Sistema de Transmisión Trasero E, se compone de dos unidades, las cuales están compuestas de una escuadra 62 y una barra 67 colocadas paralelamente entre si, en el espacio formado entre estos dos últimos elementos se ubica un arreglo de 3 catarinas 41,44 y 46 con sus respectivas

cadenas 42,45 y 47 a las cuales se les provee el movimiento mecánico, gracias al eje 63 del motor 4.

La cadena 47 une a Ia Catarina tercera 46 y Ia Catarina cuarta 33 que se encuentra en el eje trasero 53, y que es Ia de mayores dimensiones.

El sistema de Transmisión Delantero F, se compone de un par de barras 31 , posicionadas paralelamente en cuyo interior se encuentra el mismo arreglo de motor, cadenas y catarinas de Ia transmisión trasera. Cuenta también con dos abrazaderas tipo "omega" 16, en el extremo en el que se unen las barras 31 con el eje delantero 18, y con una solera de soporte 50, para el motor eléctrico, mismo que se ubica de Ia barra central delantera 3a, al eje delantero 18, y unos soportes 48, con forma de "z" que unen al chasis A, con el sistema transmisión delantera F. Para que el motor 4a sea puesto en funcionamiento es necesario accionar una palanca 99, Ia cual esta ubicada en Ia barra central delantera 3 a que cierra o abre el circuito de alimentación de comente eléctrica.

La Dirección G, se compone de un eje de dirección 18, colocado en posición vertical, el cual tiene colocado en su extremo superior, un manubrio 17 que puede ser remplazado por un volante convencional, en el extremo inferior del eje, se une con un engrane 20, el cual esta dentro de una base 19, que sirve para contenerlo y posicionarlo; una barra dentada 21 , que se ubica junto al engrane 20 también dentro de Ia base, que sirve para direccionar a las llantas 24. De cada extremo de Ia barra dentada 21 , tiene un brazo de dirección 22, los que a su vez se acoplan a un balero de rodamiento 23, los que a su vez están conectados a Ia barra estabilizadora 14.

El sistema de dirección al igual que los componentes del aparato, no son limitativos por Io que puede ser remplazado por otro sistema mas simple como el de efectuar Ia dirección mediante un sistema de palancas u otro.

El sistema de reversa H, cuenta a su vez con un mecanismo de opresión Fig. 12, que se compone de un aro de opresión 67, el cual se soporta dentro bastidor rectangular de aluminio 68, el aro 67, tiene una apertura 69, que puede estar cerrada y abierta u oprimir a los botones liberadores 32; en Ia apertura del aro de opresión 67, se coloca un resorte 70, y un chicote 71 , para poder halar o soltar los botones opresores Fig. 13, que se encuentran a un lado de Ia Catarina cuarta 33, de cada uno de los sistemas de transmisión, uno para el eje delantero 18, y dos para el eje trasero 53, y que se controlan mediante Ia palanca de reversa 72, que se conecta al chasis A, en Ia barra central delantera 3a, al accionar esta palanca podrá liberar al balero de control de tracción 34, como se explica a continuación:

El balero de control de tracción 34, del eje delantero 18, dispone de dos chicotes de botones liberadores 35, que van por dentro del eje delantero 18, y que están unidos en un extremo a los topes internos 36, del balero de control de tracción 34, y en el otro extremo a los resortes de los botones liberadores 32, que se mantienen bajo presión constante hecho que permite Ia tracción. Cuando Ia presión es liberada, hala los topes internos 36, mediante los resortes 73, de los botones liberadores 32, y los resortes internos 38, del balero de tracción 34, simplemente liberan por Io que puede girar libremente hacia atrás. Fig. 5a.

Lo que sucede en el eje trasero F, es contrario a este efecto, el mecanismo esta conectado a los baleros de control de tracción 34, sin presión y se ubican en los discos de reversa 61 , que normalmente se encuentran sin presión, pero que al accionar Ia palanca 72, los topes son liberados y pueden tener tracción cuando los motores eléctricos 4, giran en sentido de reversa.

Cuando Ia palanca de reversa 72, se acciona hacia atrás permite Ia tracción del balero de control 34, del eje delantero 18, tenga tracción. Y los baleros de control 34, de del eje trasero 53, sean liberados y no tengan ningún efecto.

Al accionar la palanca 72, hacia adelante existe un efecto inverso sobre los baleros de control 34, tanto del eje delantero 18, como los del eje trasero 53.

El sistema de Frenos I, cuenta con unos pibotes 75, que son pequeñas soleras cuadradas, sujetas a los extremos de las defensas traseras 9a, Dichos pibotes sujetan cada uno a un opresor 74, similares a los usados en las bicicletas para frenar.

Además cuenta con un par de tirantes 87, que sirven para fijar a los baleros de rodamiento 23 y como base para el pedal de frenos 77.

Este sistema no es limitativo y al vehículo en cuestión podrá adaptársele un sistema de frenos de disco, estos sistemas de frenos podrán instalarse en los discos de acople con que cuenta cada llanta.

El freno de mano J, que se compone de dos opresores 74, un chicote de freno 76, y una palanca para accionarla 78, similar al mecanismo anterior se ajusta mediante Ia palanca de freno 78, a Ia barra central delantera 3a, y en el extremo opuesto se ajusta al disco de freno de mano 56, que se encuentra en el eje trasero 53, y al chasis A. Al accionar Ia palanca 78, hala mediante los chicotes 76, al mecanismo de freno 74, impidiendo que el vehículo tenga movimiento.

Abastecimiento de Energía Eléctrica K, se compone de un generador 8, que es un alternador de automóvil convencional, se ubica en Ia barra posterior del chasis 7, y tiene Ia finalidad de generar electricidad para reabastecer a Ia batería 6, para Io cual se aprovecha el movimiento mecánico mediante Ia banda 60, y el aro que hace las veces de una polea 58, que a su vez esta unida a las llantas 24, del eje trasero 53.

El generador al tener movimiento mecánico de este sistema genera electricidad que es almacenada en Ia batería 6, ésta es reutilizada por los motores eléctricos 4 y 4a que a su vez generan movimiento mecánico del

aparato proporcionando desplazamiento y rotación para el generador 8, y crear un circulo de utilización y reabastecimiento de corriente eléctrica.

Los Asientos L ₅ se soportan sobre dos barras colocadas paralelamente y perpendiculares, tal como cualquier vehículo para transportar personas se han incluido un par de asientos L, para realizar el viaje y para controlar al carro, uno para el conductor del lado izquierdo como en los autos convencionales y un asiento para un pasajero del lado derecho, estos se buscaron de material ligero siendo el plástico los que mas se acoplaron a las condiciones necesarias de evitar peso y de ser funcional.

Por las cualidades que presentan son fáciles de instalar, sin necesidad de grandes adaptaciones se previo, que se unieran al chasis A, en ambos lados y a las barras de soporte 54.

El Tablero de monitoreo M, que es un rectángulo de aglomerado que contiene en primera instancia un interruptor 80, que se conecta directamente de Ia batería 6, y que permite el paso de corriente para que el pedal de encendido 81 , haga llegar ésta a los motores 4. Cuenta también con dos instrumentos de medición, uno a cada lado del interruptor 80, el amperímetro 82, y el voltímetro 83, para conocer el estado de carga y abastecimiento de Ia batería 6.

El pedal de encendido 81 , que se ubica en el tirante 87, del chasis A, recibe Ia corriente eléctrica que se encuentra en Ia punta de una línea 84, al presionar el pedal 81 , el resorte de apoyo 85, se contrae y permite que Ia corriente tenga contacto con otro extremo 86, y pase a los motores eléctricos 4, al dejar de presionar termina el efecto y el pedal de encendido 81 , regresa a su lugar.

El otro elemento con que cuenta el Tablero de monitoreo M, es el interruptor 88, para control de luces del vehículo, que es un pequeño interruptor que se ha preparado para Ia instalación de luces similar a Ia usada en los automóviles convencionales, tanto para señalamientos como para iluminación.

Como el aparato en cuestión produce su electricidad es susceptible y no limitativo de instalar una serie de aparatos que cumplan con las características del tipo de corriente entre ellos de audio, sonido, comunicaciones, visuales, de aire o calefacción entre otros.

Funcionamiento del carro eléctrico autosuficiente.

El funcionamiento del carro eléctrico autosuficiente es sencillo pues para ponerlo en marbha es necesario:

A) colocarse en el asiento 57 para el conductor y accionar el interruptor 50.

B) Realizar las siguientes operaciones simultáneamente: Presionar con el pie derecho el pedal de encendido 81 y accionar Ia palanca 99, para poner en funcionamiento a los motores 4 de Ia transmisión trasera y al motor 4a de Ia transmisión delantera.

C) Una vez el carro en movimiento es necesario accionar Ia palanca 99 para deshabilitar el sistema de transmisión delantero. Para evitar agotar Ia carga de Ia batería.

D) Una vez deshabilitada Ia transmisión delantera, el vehículo funciona únicamente con los motores de Ia transmisión Trasera, ya que proveerán potencia para mantener en movimiento al carro, como resultado de esta acción, Ia polea de Ia llanta trasera y Ia banda, producen movimiento giratorio al generador.

E) Para detener al móvil o bien para disminuir su velocidad, soltar el pedal de encendido y presionar el pedal de freno.

F) Para activar Ia reversa el carro eléctrico deberá estar sin movimiento, accionar el interruptor para cambiar Ia polaridad de Ia corriente eléctrica.

G) Se debe accionar Ia palanca 72, hacia delante, para que el sistema entre en función. H) Oprimir el pedal de encendido, el vehículo funciona únicamente con los motores de Ia transmisión trasera para el caso de Ia reversa. I) Para detener al móvil o bien para disminuir su velocidad, soltar el pedal de encendido y presionar el pedal de freno.

Las ventajas que presenta en cuanto al cuidado del medio ambiente y Ia economía son:

- Es autónomo por periodos indeterminados de tiempo. - Genera electricidad y recarga continuamente a Ia batería

- No requiere de ninguna recarga continua con convertidor o de algún combustible fósil, por Io que no genera gastos en este renglón, únicamente será necesario cambiar periódicamente Ia batería, Io cual depende del tipo que se utilice. - Las refacciones y componentes son fáciles de localizar y adquirir.

- Todos los componentes son de costos muy bajos.

- Podrá solucionar problemas de tráfico en ciudades muy congestionadas

- No genera ningún tipo de contaminante ambiental o de otro tipo.

Variantes en el diseño y construcción del carro eléctrico autosuficiente.

Por las características y materiales usados en el presente trabajo, este es susceptible de acoplarse a las siguientes variantes:

a) Un chasis idéntico o similar para una persona. b) Acoplar un motor de combustión interna al chasis. c) Los sistemas de tracción y transmisión acoplados a un triciclo. d) Los sistemas de tracción y transmisión acoplados a una bicicleta. e) Un sistema solar acoplado al chasis como suministro del sistema de generación eléctrica. f) Cualquier combinación de las antes mencionadas.