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El diseño del coche bionic nuevo de Mercedes-Benz inspiró por forma del cuerpo de los pescados
Lanzamiento de DaimlerChrysler
10 de julio de 2005
(Este lanzamiento fue fechado originalmente 7 - junio - 2005)


DaimlerChrysler está utilizando un vehículo nuevo del concepto para examinar el gran potencial de la biónica para el desarrollo del automóvil, y ha alcanzado los resultados excepcionales para la consumición de combustible y las emisiones con una combinación de iniciar tecnología del motor diesel y métodos de control innovadores de emisión. El estudio bionic del coche de Mercedes-Benz tendrá su premier de mundo en el simposio relativo a este año de la innovación de DaimlerChrysler en Washington.

Realizar el coche bionic de Mercedes-Benz, los ingenieros en el centro de la tecnología de Mercedes-Benz y el departamento de la investigación de DaimlerChrysler han buscado por primera vez un ejemplo específico en la naturaleza que no sólo aproxima a la idea de un coche aerodinámico, seguro, cómodo y ambientalmente compatible en términos de detalles, sino como un entero formal y estructural. El ejemplo llegó era el boxfish.

Biónica: Naturaleza como un ingeniero y diseñador ingeniosos

¿Cómo una araña del agua capaz de nadar y de zambullirse sin está consiguiendo mojada? Éste es una de las preguntas a que la disciplina moderna de la biónica intenta contestar. La puntería de los especialistas de la biónica es traducir las soluciones de la naturaleza a tecnología humana, porque no hay duda que la naturaleza es el mejor ingeniero y la mayoría del diseñador ingenioso de todos.

El área comparativamente reciente de la investigación de la biónica es realmente un tema interdisciplinario que combina ciencia, arquitectura y matemáticas de la ingeniería. El principio de base es hacer las ideas y las soluciones del problema, que de la naturaleza han estado parada la prueba del tiempo sobre millones de años de la evolución, usables para el hombre.

La biónica del término fue acuñada por un oficial americano de la fuerza aérea en 1958, pero el primer estudiante del mundo de la biónica era el da italiano Vinci de Leonardo. Hace ningunos menos de 500 años, este todo-más redondo ingenioso estudió el vuelo de pájaros y diseñó una máquina del vuelo según sus resultados. Él también derivó el principio del helicóptero de lo que él observó en naturaleza. Era más adelante la vuelta de Otto Lilienthal a triunfar con su "aparato del vuelo", que él había diseñado después del estudio cuidadoso de la estructura de ala de la cigeña.

Los pescados son también objetos muy interesantes del estudio para los especialistas bionic. Por ejemplo, la nariz del delfín es el modelo para una protuberancia en forma de pera del arco que permita a las naves cruzar los océanos del mundo con menos resistencia de agua y por lo tanto una consumición de combustible más baja. Y los ingenieros de Airbus han copiado la piel áspera del tiburón para desarrollar una hoja estriada que cubría para las alas del avión. El resultado es hasta seis por ciento menos fricción y los ahorros considerables en la aviación aprovisionan de combustible.

Las superficies autolimpiadoras se basan en el ejemplo de las hojas del loto, metálico altamente resistente hace espuma se deriva de la estructura del hueso y el más últimos, uno mismo-afilando las herramientas de corte copian el principio de los dientes del roedor. La naturaleza incluso proporciona las soluciones ingeniosas para las cosas cotidianas tales como el sujetador del Velcro.

La naturaleza es también un modelo del sustainability

La investigación de la biónica no significa la naturaleza de copiado. La puntería es algo entender sus principios y utilizarlos como estímulo para las innovaciones. Las invenciones de la naturaleza, se han desarrollado que y millones excesivos continuamente mejorados de años, proporcionan un depósito inagotable de las ideas y de las inspiraciones de las cuales no sólo la tecnología puede beneficiar. Más que siempre antes, la biónica puede también fomentar la causa de la protección del medio ambiente. Muchos de los conceptos innovadores que dirige y de los científicos están adoptando de la naturaleza corresponden al principio del sustainability. La naturaleza alcanza siempre sus objetivos económicamente, con la energía mínima, conserva sus recursos y recicla totalmente su basura - un ejemplo que esté bien digno de el siguiente.

1998-2005 DaimlerChrysler.
A pesar de su boxy, el cuerpo cubo-formado, este pescado tropical es de hecho outstandingly aerodinámico y por lo tanto representa un ideal aerodinámico. Con un modelo exactamente construido del boxfish los ingenieros en Stuttgart podían alcanzar un coeficiente de resistencia del viento de apenas 0.06 en el túnel de viento.

Para utilizar este gran potencial para los propósitos del desarrollo del automóvil, los especialistas en DaimlerChrysler primero crearon un modelo del coche de 1:4 que forma fue basada substancialmente en el boxfish. Durante pruebas en el túnel de viento, un coeficiente de resistencia de 0.095 - un valor previamente sin precedente en la ingeniería automotora - fue medido para este modelo de la arcilla. Corresponde a los valores alcanzados con las formas altamente aerodinámicas (Cd 0.09) y otras formas aerodinámico ideales.

DaimlerChrysler utilizó los resultados de esta investigación durante el desarrollo del coche bionic de Mercedes-Benz, completamente de un funcionamiento y del coche compacto roadworthy con una longitud de 4.24 metros y del espacio para cuatro inquilinos más el equipaje. Con un valor del Cd de apenas 0.19, este vehículo del concepto está entre el lo más aerodinámico posible eficiente de esta categoría del tamaño.

20 por ciento bajan la consumición de combustible y emisiones de hasta 80 por ciento más bajas del óxido del nitrógeno

Además de la aerodinámica magnífica y de la construcción ligera un concepto derivó de la naturaleza, el motor diesel y la tecnología innovadora del SCR (reducción catalítica selectiva) de 103 kW/140-hp contribuyen grandemente a la economía de combustible y a otra reducción en emisiones del extractor. En el EU que conduce el ciclo el coche del concepto tiene una consumición de combustible de 4.3 litros por 100 kilómetros - 20 menos que un coche comparable de la serie-producción. De acuerdo con el método que mide de los E.E.U.U. (ftp 75) la gama es alrededor 70 millas por el galón de los E.E.U.U. (combinado), que es cerca de 30 por ciento más que para un coche de la estándar-producción. En un de velocidad constante de 90 kilómetros por hora la unidad diesel de la dirigir-inyección consume solamente 2.8 litros por 100 kilómetros que corresponden a un radio de acción de 84 millas por galón en el ciclo de la prueba de los E.E.U.U.

DaimlerChrysler está probando actualmente su tecnología del SCR por todo el mundo. Por este los medios, y con el "AdBlue flúido de funcionamiento adicional", las emisiones del óxido del nitrógeno del motor diesel de la dirigir-inyección se pueden reducir por hasta 80 por ciento. La puntería de estos ensayos es evitar las desventajas de la consumición de combustible optimizando los procesos de la combustión del en-motor. Aquí es donde los ingenieros del coche de Mercedes-Benz están beneficiando de la experiencia ganada por sus colegas en el sector comercial del vehículo, donde está la tecnología del SCR ya en uso acertado. DaimlerChrysler también se prepone utilizar el gran potencial de este proceso para los coches de pasajeros diesel en futuro, y ofrecerá inicialmente tecnología del SCR en los E.E.U.U. cuando se han terminado los ensayos.




"AdBlue" es una solución acuosa de la urea que se rocía en el dispositivo de escape en cantidades exacto medidas, dependiendo del estado de funcionamiento del motor. Esto convierte los óxidos del nitrógeno en el nitrógeno y el agua inofensivos. El depósito para este líquido del servicio está situado en la hendidura de la rueda de repuesto del coche del concepto, y su capacidad es suficiente para un kilometraje que corresponde al intervalo del servicio para un modelo actual del diesel de Mercedes. El estudio bionic del coche de Mercedes-Benz también se equipa de un filtro de partículas diesel sin necesidad de mantenimiento.

Gran rigidez y peso bajo - un principio del crecimiento diseñó por la naturaleza

El boxfish, el modelo aerodinámico para el coche del concepto, es también un ejemplo típico de la rigidez y del peso ligero. Su piel consiste en las placas hexagonales, huesudas numerosas que proveen de fuerza máxima el peso mínimo y protegen con eficacia el animal contra lesión.

Los investigadores de DaimlerChrysler examinaron esta estructura bionic y transfirieron este principio al estudio bionic del coche de Mercedes-Benz con la ayuda de un proceso especial del cálculo. El proceso se basa en los principios de la formación del hueso y por ejemplo permite que a hasta 40 por ciento más rigidez sea alcanzada en el revestimiento de madera externo de la puerta que ser posible con diseños convencionales. Si el bodyshell entero se calcula según este principio bionic, el peso total se reduce cerca alrededor un tercio con seguridad no disminuída de la fuerza y del desplome.






Lanzamiento detallado


Pensamiento del increíble. El mirar más allá del horizonte. Dejando las trayectorias familiares y dando a nuevas ideas una ocasión: ésa es la filosofía de DaimlerChrysler, el líder tecnológico entre los fabricantes de automóviles.

Por más de 100 años el plomo tecnológico de la compañía de Stuttgart se ha basado en la creatividad de sus ingenieros - y en su entusiasmo para las visiones. Ninguno de esto ha cambiado a hoy, y los especialistas de DaimlerChrysler toman el desafío para formar el futuro del automóvil sobre una base diaria. No hay límites aquí: para crear las innovaciones trailblazing para aún más seguridad, compatibilidad ambiental y comodidad, investigan todas las posibilidades ofrecidas por la tecnología y la ciencia. Para la experiencia ha demostrado eso solamente libre, pensamiento interdisciplinario conduce a los resultados realmente excepcionales.

Un tal proyecto era el coche bionic de Mercedes-Benz, un vehículo del concepto basado en ejemplos en la naturaleza, en la cual DaimlerChrysler también ha transferido la tecnología del motor diesel del futuro completamente a un funcionamiento y del coche práctico para el uso diario.

La biónica - una combinación de la biología y de la tecnología - es un campo de la investigación absolutamente reciente que no obstante ya ha hecho progreso notable posible en diversas áreas. La naturaleza ha proporcionado las ideas para los materiales de alta resistencia, las superficies de la bajo-fricción, las capas que repele la suciedad y las cerraduras prácticas del Velcro, por ejemplo.

Muchas de estas invenciones se basan en los descubrimientos más o menos accidentales del mundo del animal y de la planta. Por primera vez en el caso del coche bionic de Mercedes-Benz, los ingenieros en el centro de la tecnología de Mercedes-Benz (MTC) y la investigación de DaimlerChrysler buscaron un ejemplo específico en la naturaleza que forma y estructura aproximó a sus ideas para un coche aerodinámico, seguro, espacioso y ambientalmente compatible. Es decir ésta no era una cuestión de soluciones detalladas sino de una transferencia completa de la naturaleza a la tecnología - una primera.

El boxfish - angular pero no obstante muy aerodinámico

Este trabajo en equipo requerido: los biólogos, los científicos de la biónica y los investigadores automotores de varias disciplinas emprendieron una expedición extraordinaria en el reino animal que pronto las condujo en las profundidades del mundo subacuático - y presentado las con una sorpresa. No era los nadadores rápidos, lisos tales como el tiburón o el delfín que vinieron lo más cerca posible a los ideales de los ingenieros de la investigación, solamente una criatura que mira todo menos aerodinamizada y ágil a primera vista: el boxfish.

Tiene su hogar en los filones coralinos, las lagunas y la alga marina de los mares tropicales, en donde tiene mucho en común con los coches en muchos aspectos. Necesita conservar su fuerza y moverse con la menos consumición posible de la energía, que requiere músculos de gran alcance y una forma aerodinámica. Debe soportar altas presiones y proteger su cuerpo durante colisiones, que requiere una piel externa rígida. Y necesita moverse en espacios confinados en su búsqueda para el alimento, que requiere buena maniobrabilidad.









1998-2005 DaimlerChrysler.
Hay más al boxfish que reuniones el ojo: a pesar de su cuerpo angular, es un nadador excelente que cubo-formó la estructura es de ninguna manera un obstáculo. En el contrario, el boxfish posee características únicas y es un ejemplo típico de las invenciones ingeniosas desarrolladas por la naturaleza sobre millones de años de la evolución. El principio de base de esta evolución es que nada es superfluo y cada parte del cuerpo tiene un propósito - y a veces varios inmediatamente.

La piel externa del boxfish consiste en las placas huesudas, hexagonales numerosas que se ligan para formar un juego de la armadura rígido. Esta estructura huesuda, armadura-plateada da el cuerpo de la gran rigidez de los pescados, lo protege contra lesión y es también el secreto de su maniobrabilidad excepcional, pues los vórtices minúsculos forman a lo largo de los bordes en las partes superiores y más inferiores del cuerpo para estabilizar los pescados en cualquier posición y para asegurarse de que sigue habiendo con seguridad en curso incluso en áreas de la gran turbulencia. No necesita mover sus aletas en el proceso, y puede por lo tanto conservar su fuerza.

Aplicado a la ingeniería automotora, el boxfish es por lo tanto un ejemplo ideal de la rigidez y de la aerodinámica. Por otra parte, su anatomía rectangular es prácticamente idéntica a la sección representativa de un cuerpo del coche. Y el boxfish se convirtió en tan el modelo para un proyecto automotor hasta ahora único del desarrollo.

Valor del Cd: boxfish casi tan bueno como la forma ideal de la ingeniería

El primer secundario-proyecto abordado por los ingenieros en el centro de la tecnología de Mercedes-Benz y la aerodinámica en cuestión de la investigación de DaimlerChrysler. En túneles de viento y canales del agua examinaron cómo las cualidades del modelo vivo se podrían transferir a un automóvil.

Los resultados son impresionantes. A pesar de su estructura angular, el boxfish casi tiene como bueno aerodinamizando calidades como la forma de la gota del agua que los especialistas consideran ser el estándar para la forma aerodinámica ideal. Cuando está expuesta a un flujo abierto, esta forma aerodinámica tiene un valor del Cd de 0.04. Usando cálculos de la computadora y pruebas del túnel de viento con un modelo exacto del boxfish, los ingenieros de Mercedes alcanzaron un valor que vino muy cerca de este ideal, a saber 0.06 - un resultado excepcional. Explica porqué el boxfish es un tan buen nadador y es tan manejable con esfuerzo mínimo.

Para hacer uso el potencial aerodinámico los especialistas en Stuttgart primero crearon un coche del modelo de la escala de 1:4 que forma correspondió substancialmente al boxfish. Los contornos exteriores angulares del modelo vivo fueron adaptados en el área de las faldas de la azotea y del lado, al igual que el extremo posterior prominente, descendente con sus lados pesadamente horneados a la crema y con pan rallado y la forma pronunciada de la cuña.

En hacer esto desobedecían principios importantes en aerodinámica automotora, y fueron sorprendidos tanto más en los resultados: el valor del Cd para el coche era 0.095. En términos aerodinámicos era tan bueno justo como la forma como medido en la tierra consideraba ideal por los especialistas de la aerodinámica (Cd 0.09).

El modelo de la investigación en la forma de un boxfish mejora el coeficiente de resistencia de coches compactos de hoy por más de 65 por ciento.

Cd 0.19: uno de los coches compactos más aerodinámicos del mundo

El segundo redondo del proyecto bionic del coche de Mercedes-Benz ahora comenzó. La tarea era desarrollar un automóvil del mismo tamaño, roadworthy en base de los contornos del boxfish - un modelo totalmente equipado para cuatro inquilinos, con las cualidades típicas de Mercedes en términos de seguridad, comodidad, diseño y sentido práctico cotidiano, y equipado de toda la tecnología necesaria para la consumición de combustible mínima y la compatibilidad ambiental mejor.

El resultado de este proyecto único del vehículo es un coche compacto con dos puertas, cuatro solos asientos cómodos, un parabrisas panorámico, una azotea de cristal y una puerta posterior grande - 4.24 metros desean, 1.82 metros de ancho y 1.59 metros de alto. Naturalmente los requisitos exigentes con respecto a sentido práctico, a conveniencia diaria y a diseño hicieron los compromisos comparados con el necesario modelo de 1:4, pero el coche del concepto todavía conserva características aerodinámicas excepcionales: con un valor del Cd de 0.19 el lleno-funcionamiento y el coche bionic driveable de Mercedes-Benz está entre el aerodinámico más eficiente de esta categoría del tamaño.

Además de boxfish-como forma básica, este resultado es hecho posible por un número de otras características aerodinámicas, e.g. las ruedas posteriores que se cubren casi totalmente con las hojas de la puerta plástica, limpiar-cabida dirigen y el uso de cámaras fotográficas en vez de los espejos exteriores.

Consumición de combustible: solamente 4.3 litros por 100 kilómetros [55 millas por galón]

En el estudio de Mercedes, las características aerodinámicas óptimas derivadas del boxfish y un nuevo concepto ligero de la construcción tomado de la naturaleza crean las condiciones para una consumición de combustible baja y un funcionamiento excelente. Equipado de un motor diesel de la dirigir-inyección de 103 kW/140-hp, el coche del concepto consume 4.3 litros de combustible por 100 kilómetros (combinados), haciendo te 20 por ciento más económicos que un modelo comparable de la estándar-producción. De acuerdo con el método que mide de los E.E.U.U. (ftp 75) la gama es alrededor 70 millas por el galón de los E.E.U.U. (combinado), que es cerca de 30 por ciento más que para un coche de la estándar-producción. En un de velocidad constante de 90 kilómetros por hora la consumición de combustible del EU baja a 2.8 litros meros por 100 kilómetros - correspondiendo al mpg 84 en los E.E.U.U. probar el programa. El coche del concepto tiene una velocidad máxima de 190 kilómetros por hora.

Longitud/anchura/altura 4243/1815/1594 milímetro
Distancia entre ejes 2568 milímetros
Salida del motor 103 caballos de fuerza kW/140
Esfuerzo de torsión máximo 300 nanómetro en 1600-3000 RPM
Consumición de combustible (combinada) 4.3 l/100 kilómetro; mpg 70 (galones de los E.E.U.U.)
Aceleración 0-100 kilómetros por hora 8.2 s
Velocidad máxima 190 kilómetros por hora


Control de emisión: 80 por ciento bajan emisiones del óxido del nitrógeno con tecnología del SCR

La materia de las emisiones del extractor era otra tarea importante para los reveladores del coche del concepto. Mientras que el motor actualizado de CDI mejora ya el EU riguroso que 4 límites de la emisión del extractor agradecen perceptiblemente a un convertidor catalítico que oxida y a un filtro de partículas, los ingenieros en Stuttgart tienen un ojo al futuro y están probando un proceso innovador que prometa resolver estándares aún más exigentes en el futuro, a saber tecnología del SCR (reducción catalítica selectiva).

La pieza central es un convertidor catalítico que utiliza un líquido adicional del servicio para convertir los óxidos del nitrógeno (NOx): una solución acuosa de la urea se rocía en el dispositivo de escape en cantidades exacto medidas, dependiendo del estado de funcionamiento del motor. Esto convierte los óxidos del nitrógeno en el nitrógeno y el agua inofensivos. El resultado es hasta 80 por ciento de reducción en las emisiones de NOx en el nuevo ciclo que conduce europeo.

DaimlerChrysler está probando actualmente su tecnología del SCR por todo el mundo. Por este los medios, y con el "AdBlue flúido de funcionamiento adicional", las emisiones del óxido del nitrógeno del motor diesel de la dirigir-inyección se pueden reducir por hasta 80 por ciento. La puntería de estos ensayos es evitar las desventajas de la consumición de combustible optimizando los procesos de la combustión del en-motor. Aquí es donde los ingenieros del coche de Mercedes-Benz están beneficiando de la experiencia ganada por sus colegas en el sector comercial del vehículo, donde está la tecnología del SCR ya en uso acertado. DaimlerChrysler también se prepone utilizar el gran potencial de este proceso para los coches de pasajeros diesel en futuro, y se prepone inicialmente ofrecer tecnología del SCR en los E.E.U.U. cuando se han terminado los ensayos.

El líquido del servicio que permite la combustión catalítica selectiva se nombra "AdBlue". Como solamente muy pequeño se requieren las cantidades cuando en el movimiento, la capacidad del depósito situado en la hendidura de la rueda de repuesto del coche del concepto son suficientes para un kilometraje que corresponde al intervalo del servicio para un coche actual del diesel de Mercedes.

Estructura del cuerpo: principios de la construcción de la naturaleza para la rigidez y el peso ligero

La biología no sólo proporciona las ideas para la eficacia aerodinámica, pero también da los impulsos para los métodos ligeros innovadores de la construcción. La armadura-galjanoplastia externa del boxfish y las estructuras del hueso de otras criaturas demuestran cómo la naturaleza alcanza fuerza máxima con el uso mínimo de materiales. Las estructuras del hueso están siempre de acuerdo con las cargas reales encontradas.

En el caso del hueso humano del muslo, por ejemplo, la posición y la fuerza de la materia del hueso está exacto a la derecha para las cargas extensibles y de la presión que el miembro debe soportar. Es no sólo estructuras del hueso pero también los ramas y las raíces del árbol que crecen según los leyes biológicos - una estrategia ligera perfecta de la construcción de parte de la naturaleza.

En la consulta con los expertos de la biónica, los investigadores de DaimlerChrysler han desarrollado un proceso de ayuda de computadora para transferir el principio del crecimiento usado por la naturaleza a la ingeniería del automóvil. Se basa en el método de SKO (opción suave de la matanza). La simulación de computadora se utiliza para configurar componentes del cuerpo y de la suspensión de una manera tal que el material en áreas conforme a cargas más bajas se pueda hacer menos resistente, y se puede quizás incluso eliminar ("matado") totalmente, mientras que las áreas altamente tensionadas se refuerzan específicamente. Este proceso bionic de SKO permite a una geometría componente óptima ser identificado que resuelva los requisitos de la construcción, de la seguridad y de la durabilidad ligeras en medida igual.

Las escalas hexagonales del boxfish obedecen además el principio de la fuerza máxima para el menos peso. Transferido al revestimiento de madera externo de una puerta de coche, este principio natural de la construcción produce un patrón del panal con hasta 40 por ciento más rigidez. Si la estructura entera del bodyshell se configura según el método de SKO, su peso se reduce cerca alrededor 30 por ciento - mientras que conserva su estabilidad ejemplar, seguridad del desplome y maneja dinámica. En esta área también, la biónica puede por lo tanto hacer otra contribución importante a mayor economía de combustible.

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