Avance de motores de combustión interna y transmisiones: Schaeffler está desarrollando soluciones para el segmento de producción de volumen.

1/01/18 / Eventos de REPXPERT / Comunicados de prensa

Advancement of internal combustion engines and transmissions: Schaeffler is developing solutions for the volume-production segment

XI Schaeffler Simposio 2018

En el Schaeffler Simposio 11, el proveedor automotriz e industrial estará presentando soluciones innovadoras para motores de combustión interna y transmisiones para su hibridación, la cual está comenzando a incrementar su rentabilidad. Por un lado, es una prioridad hacer el tren motriz como una sola unidad y sus módulos y componentes más eficientes y reducir sus emisiones en condiciones de una conducción real, así como cumplir con los ciclos expandidos de inspección de las legislaciones. Esto se puede hacer, por ejemplo, utilizando el denominado sistema de desactivación de cilindros rodantes y una nueva generación de rodamientos para motores y transmisiones que funcionan con una fricción particularmente baja. Por otro lado, esto también incluye la complementación de los trenes motrices que se basan en motores de combustión interna con sistemas de electrificación “suaves” de 48 volts.

Los componentes y sistemas desarrollados por Schaeffler para este objetivo se enfocan en reducciones significativas en el CO2 y otras emisiones por medio de estrategias mejoradas de conducción, como recuperación, navegación e impulso.

BADEN-BADEN, Abril 16, 2018. Alrededor del 70 por ciento de las emisiones globales de CO2 son causadas por la combustión de combustibles fósiles, casi una cuarta parte son emitidas por el sector de transporte. A fin de alcanzar los ambiciosos objetivos climáticos de París, se requerirán nuevas tecnologías para el tren motriz de los vehículos del futuro. Sin embargo, no es suficiente restringir los desarrollos a unidades eficientes y completamente eléctricas. De hecho, los cálculos realizados por Schaeffler demuestran que casi 30 por ciento de los automóviles de pasajeros de reciente manufactura serán impulsados por trenes motrices puramente eléctricos en el año 2030. Pero al mismo tiempo, otro 40 por ciento de todos los nuevos vehículos serán equipados con un tren motriz híbrido, con el motor de combustión interna y la transmisión como componentes clave.

Incluso en 10 años, los automóviles que funcionan exclusivamente con motores de combustión interna representarán el otro 30 por ciento del mercado mundial.

Schaeffler espera un crecimiento particularmente fuerte del mercado con respecto a los vehículos híbridos que funcionan con un subsistema eléctrico de 48 volts. En 2030, se espera una producción anual de 20 millones de unidades para los llamados vehículos P0, en los que el motor eléctrico está conecto al cigüeñal del motor de combustión interna a través de una banda. Este tipo de generador de arranque impulsado por la banda de arranque permite recuperar una gran porción de la energía cinética que de otra manera se pierde cuando se frena. Para el almacenamiento de energía se utiliza una batería de iones de litio pequeña y, por lo tanto rentable. La energía recuperada puede ser usada para reiniciar el motor en modo start-stop o navegación, así como para una aceleración adicional. Para asegurar que el funcionamiento de los módulos pueda cambiar dinámicamente, Schaeffler ha desarrollado nuevas soluciones para los tensores de banda. La compañía introducirá un tensor accionado eléctricamente en el Simposio.

Las soluciones de 48 volts también serán altamente aplicadas en otras posiciones en trenes motrices híbridos en los años próximos. El objetivo es aumentar la potencia eléctrica a más de 20 kW y mejorar aún más la eficiencia general y el comportamiento de emisión. La disposición del motor eléctrico de 48 volts en el cigüeñal como módulo híbrido P1 proporciona un enlace libre de relación con la velocidad del motor de combustión interna. Las estrategias de recuperación y ahorro de combustible son cada vez más eficientes con un módulo híbrido P2 basado en 48 volts que se equipa entre el motor de combustión interna y la transmisión. Para ejes delanteros transversales, Schaeffler ha desarrollado una variante con una disposición paralela al eje que actúa sobre la flecha de mando de la transmisión a través de una banda o cadena. Además de recuperar la energía de frenado, este sistema permite la conducción a bajas velocidades, como en embotellamientos o en maniobras de estacionamiento. Además, el módulo híbrido de 48 volts de Schaeffler ayuda en aceleraciones y al ahorro de combustible, lo que significa que el vehículo avanza libremente con el motor de combustión interna apagado y desacoplado del tren motriz. Un embrague automatizado e integrado asegura un alto nivel de comodidad al arranca el vehículo, ayudando al motor a acelerar inmediatamente después de que arranca. Además, los módulos P2 de Schaeffler permiten la hibridación rentable de transmisiones manuales.

El potencial para una eficiencia mayor aún no se agota cuando se trata de motores convencionales no electrificados de combustión interna. Por esta razón, Schaeffler ha desarrollado balancines para la desactivación de cilindros en motores de tres cilindros, que se integrarán en los vehículos de producción de alto volumen de Ford. Es más, Schaeffler ha llevado a cabo pruebas en un motor de prueba con activación de cilindro rotativo. En este diseño, los cilindros que se apagan continuamente cambian: después de cada cuatro veces en operación normal, el cilindro es saltado por otras cuatro veces. El prototipo ha sido equipado con el sistema completamente variable de tren valvular UniAir y con componentes de tren valvuar variables en el lado de escape, adicionalmente permitiendo reducir las pérdidas del ciclo de carga. Presentado por primera vez en el Schaeffler Simposio, el resultado muestra: Dependiendo del ciclo, la desactivación del cilindro permite reducir el consumo de combustible un 2 por ciento adicional comparado con la desactivación estática sin afectar negativamente el comportamiento de emisión del motor.

Las tecnologías para incrementar la eficiencia en el sistema de transmisión también juegan un papel importante en el Schaeffler Simposio. Los péndulos-amortiguadores centrífugos, por ejemplo, han demostrado ser muy eficaces al momento de amortiguar las vibraciones torsionales del tren motriz. La tendencia hacia la navegación activa, sin embargo, implica un punto de operación crítica en donde el péndulo centrífugo convencional ya no es efectivo. A fin de que el conductor acepte el apagado y el reinicio del motor de combustión interna, Schaeffler ha desarrollado un nuevo péndulo, en el cual los amortiguadores se apoyan entre sí por medio de resortes en una dirección circunferencial. Además Schaeffler ha desarrollado un nuevo diseño para rodamientos de transmisión con baja fricción, llamados “Unidades de Rodillos Angulares” (ARU). Estos son similares a los rodamientos de rodillos cónicos y combinan una alta capacidad de carga y una vida larga. A diferencia de los rodamientos de rodillos cónicos, estos pueden soportar fuerzas axiales en dos direcciones por lo que pueden usarse como rodamientos de apoyo libre o fijo. Esta disposición se caracteriza por la baja fricción, de este modo aumenta más la eficiencia de trenes motrices convencionales.