PARA ADAPTARSE A LAS PREVISIONES DE FABRICACIÓN DE 2030 (30% VE, 40% PHV, 30% CI)

Schaeffler y sus tecnologías para reducir consumos y eliminar emisiones

La tecnología de Schaeffler para la electromovilidad 100% libre de emisiones y para reducirlas significativamente en los motores de combustión interna ofrece soluciones en los diferentes sistemas de la cadena de transmisión de los vehículos.

Sistema modular e-Mobility Intelligent Active Roll Control (iARC).
Sistema modular e-Mobility Intelligent Active Roll Control (iARC).

Las previsiones que fijan la hoja de ruta de los nuevos productos de Schaeffler determinan que hacia 2030 el 30 por ciento de todos los vehículos recién fabricados podrían usar sistemas de tracción totalmente eléctricos. En dicho caso, solo el 30 por ciento estaría equipado exclusivamente con un motor de combustión interna, y el 40 por ciento restante tendría una transmisión híbrida.

Bajo esta perspectiva, queda claro que hay una necesidad de conseguir que los motores que aún transformarán la energía química del combustible en energía mecánica tendrán que reducir muy mucho sus valores de emisión para conseguir cumplir con la legislación de control de emisiones y mejorar la calidad del aire en zonas urbanas.

Es por ello que para Schaeffler, si ha de contar con que dos de cada tres vehículos tendrán todavía un motor de combustión interna a bordo, “tenemos que hacer todo lo que esté a nuestro alcance para seguir reduciendo las emisiones de los motores de combustión interna” como señala Peter Gutzmer, Director Tecnológico de Schaeffler.

En este sentido, y partiendo de esta necesidad para los motores térmicos, nos presenta una serie de propuestas tecnológicas que ayudarán a minimizar las emisiones.

Un motor térmico aumenta sus emisiones en función de una serie de variables como por ejemplo el período de arranque en frío, cuando el aceite del motor y el líquido de transmisión todavía están fríos al comienzo de un viaje, la fricción aumenta considerablemente y el consumo también.

La solución, en este caso, Schaeffler la aporta mediante el módulo de gestión térmica (TMM) de segunda generación que se encarga de controlar los circuitos de refrigeración del motor, la transmisión y unidades de accionamiento eléctrico adicionales y, si procede, los de la batería.

Al inicio de la fase de calentamiento, todos los circuitos de refrigeración pueden apagarse por completo para permitir un calentamiento acelerado de los distintos sistemas. Los circuitos gestionados por el módulo pueden controlarse sistemáticamente, dependiendo de las condiciones operativas y los requisitos de calor en el habitáculo del vehículo, consiguiendo así un mayor ahorro de combustible (de hasta un 3%) y consiguientemente de emisiones.

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Otro aporte importante de emisiones se genera también en las aceleraciones. La manera de poder actuar para mejorar sus resultados es a través de lo que sería la distribución dinámica de las válvulas del motor. Para ello, ajustando los tiempos de apertura y cierre de las válvulas de admisión, se puede mejorar el fluido del aire y los gases de salida. La solución que aporta Schaeffler es la de un regulador eléctromecánico del árbol de levas con el que se puede ajustar el propio árbol a una velocidad angular del cigüeñal entre 600 y 800 grados por segundo. Está previsto en 2018 fabricar el primer motor de tres cilindros con este sistema de Schaeffler.

Otro de los sistemas desarrollados por Schaeffler es el volante bimasa con un amortiguador de péndulo integrado que evita los efectos negativos del funcionamiento temporal de dos cilindros en el rendimiento de NVH (acústica, vibración y dureza).

También se consigue mejores resultados de emisiones sustituyendo el clásico motor de arranque por un sistema integrado de motor eléctrico de 48 voltios en la unidad motor-transmisión y en el eje. Con ello se consiguen reducciones importantes de consumo y también aprovechar la energía generada en fase de desaceleración. Además de conseguir la conducción activa en punto muerto a mayores velocidades manteniendo el vehículo su velocidad incluso cuando el motor de combustión interna se apague.

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Para los híbridos enchufables, Schaeffler cuenta con un módulo híbrido de alto voltaje que ya desde 2010 suministra y que ahora, a punto de iniciarse la producción de la siguiente generación de este módulo híbrido, le permitirá transferir pares muy elevados de hasta 800 Nm. Además, puede combinarse con el convertidor en transmisiones automáticas, de modo que incluso los vehículos con una gran masa, pueden arrancar con comodidad desde cero. 

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P4 impulsor de eje eléctrico de 48V.

En el caso de los vehículos eléctricos con baterías, son los sistemas de tracción integrados en el eje o incluso en las ruedas los que Schaeffler aporta como solución. Mientras que el motor eléctrico del cubo de la rueda todavía es un tema en predesarrollo, la producción en serie del eje eléctrico de Schaeffler es inminente.

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Motor eléctrico en el cubo de la rueda.

Para el Director Tecnológico de Schaeffler: “En este momento, nadie puede predecir dentro de cuándo los vehículos eléctricos estarán ampliamente aceptados en el mercado. No obstante, está claro que toda la industria de la automoción está en marcha hacia la movilidad con cero emisiones. Nuestra intención es ayudar a esta tendencia con tecnologías listas para la producción.”

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Impulsor eje eléctrico dos velocidades, diseño paralelo.

Schaeffler también cuenta con productos y soluciones de sistema para vehículos híbridos y eléctricos con baterías para la transmisión del futuro y que propone a través de kits modulares. La gama de e-Axle empieza con una unidad de relación de una sola velocidad con un diseño coaxial o de eje paralelo. Al contar con un diferencial de tipo planetario, la transmisión es muy compacta y facilita un amplio espacio de montaje para el motor eléctrico, que está disponible o bien como un PSM (motor síncrono de excitación permanente) o bien como un ASM (motor asíncrono) con o sin electrónica de potencia.

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Sistema modular e-Mobility Intelligent Active Roll Control (iARC).

Además de la composición mecánica de los sistemas eléctricos de propulsión, todos los tipos de vehículos eléctricos requieren una electrónica que permita facilitar la energía eléctrica y a medida de cada momento de conducción. Gracias a su colaboración con la compañía Semikron, Schaeffler está ampliando su experiencia en electrónica y desarrollando su capacidad para convertir, controlar e integrar de manera eficiente la energía eléctrica.

Todas las configuraciones de propulsión eléctrica, ya sean híbridas o 100% eléctricas, requieren un software sofisticado que permite garantizar una transferencia del par libre de pérdidas o controlar la interacción perfecta entre las unidades de propulsión en el nivel del sistema total.

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Los conocimientos técnicos adquiridos como resultado del compromiso de la empresa con el Campeonato de Fórmula E de la FIA, desarrollando entre otros componentes la transmisión del actual campeón de Fórmula E, también se aplican al desarrollo de tecnologías de movilidad eléctrica para la industria del automóvil de todo el mundo.

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