GESTIÓN DE TRACCIÓN EN PENDIENTES DEL 30%, ACOPLAMIENTOS AUTOMÁTICOS, CONTROL A DISTANCIA…

ZF Innovation Tractor: potencia eléctrica de asistencia y mecatrónica inteligente

Con el concepto del Innovation Tractor, ZF Friedrichshafen AG muestra cómo se pueden aumentar la eficiencia, la comodidad y la seguridad cuando se aplican sistemas inteligentes de los segmentos de vehículos industriales y de turismo en vehículos todoterreno.

ZF Innovation Tractor: potencia eléctrica de asistencia y mecatrónica inteligente.
ZF Innovation Tractor: potencia eléctrica de asistencia y mecatrónica inteligente.

El Innovation Tractor está equipado con cámaras que monitorizan su entorno. Estos datos ópticos constituyen la base de los sistemas de asistencia, que permiten ejecutar maniobras del vehículo de manera semiautónoma o con la ayuda de terminales móviles fuera de la cabina del conductor y facilitan así, por ejemplo, el acoplamiento de aperos. Además, las cámaras con reconocimiento de personas hacen más seguros estos procesos importantes de una empresa agrícola. 

ZF es una de las pocas empresas que implementan sistemas autónomos de asistencia al conductor en todos los segmentos de vehículos. La clave para ello es la competencia para interconectar los sensores, la electrónica inteligente y los sistemas mecatrónicos y hacer que los vehículos vean, piensen y actúen. Con ello, usuarios finales en los mercados de maquinaria de obras, maquinaria agrícola y otras aplicaciones todoterreno pueden emplear conceptos de automatización completamente nuevos.

Para la electrificación de la línea motriz, el Innovation Tractor fue equipado con el potente módulo generador ZF TERRA+. Además, un accionamiento eléctrico de ruedas independientes para remolques y aperos se encarga, con la ayuda de una gestión de tracción desarrollada especialmente para ello, del avance óptimo en todoterreno.

La base del Innovation Tractor es un tractor estándar, el cual ha sido mejorado por ZF con componentes y funciones de asistencia que abren nuevos caminos. 

Ojos y cerebro

Los "sentidos" del prototipo de vehículo son seis cámaras que están instaladas en la cabina del conductor y en el capó del motor. La evaluación de los datos recopilados es controlada por ordenador.

Partiendo de las imágenes de las cámaras, el ordenador genera el entorno espacial del tractor y, finalmente, una imagen en vista envolvente (Surround-View). El conductor puede visualizar esta imagen en una tableta en varias vistas, por ejemplo, como vista superior (TopView). Pero él también se puede hacer mostrar el proceso de movimiento del tractor.

Otras cámaras en la parte trasera del tractor, que disponen de una unidad procesadora propia, se utilizan para los procesos automáticos de acoplamiento, así como para la detección de peatones durante el cambio de aperos. 

Sistemas mecatrónicos en el chasis y el accionamiento

Para las funciones de conducción automática es necesaria una dirección electrificada, que los ingenieros de ZF han integrado en la red de control. En la línea motriz está instalada la caja de cambios de ZF TERRAMATIC con el módulo generador ZF TERRA+. Esta generación del sistema puede poner a disposición una potencia continua de 60 kW y ser usada como fuente de corriente para consumidores eléctricos. En esta aplicación, la potencia eléctrica total se pone a disposición del remolque. 

Porque allí se encuentra otra innovación esencial: un cabezal de rueda eléctrico desarrollado especialmente para el uso en maquinaria agrícola y de obras, con un motor asíncrono trifásico.

Potencia eléctrica adicional

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Gestión de tracción en el tractor Innovación ZF permite a los vehículos de compensar con perfecto control de tracción en pendientes pronunciadas de hasta un 30 por ciento. Todo gracias a las cabezas de las ruedas accionados eléctricamente, que están instalados en el remolque y suministrará la energía adicional.

La interacción de la función de tracción total en el tractor y el apoyo eléctrico del accionamiento de ruedas independientes del remolque se complementan de manera óptima en la gestión de tracción: el conjunto tractor/remolque puede superar trechos intransitables para vehículos convencionales con remolque. 

Así, el conjunto tractor/remolque supera sin problemas trayectos que ofrecen poco agarre, debido al suelo húmedo o blando. Incluso en subidas de hasta un 30 por ciento, el tractor de pruebas todavía avanza con el apoyo eléctrico del remolque. También una reducción del tamaño se hace posible gracias al concepto de ZF: como se dispone de potencia adicional en el remolque, son posibles menores dimensiones del tractor o del motor del tractor – esto es ideal para usuarios que se deciden por una alta potencia del tractor solamente porque de vez en cuando transitan con el remolque completamente cargado. 

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De esta manera, un conjunto tractor/remolque puede mover una carga útil mayor incluso con un tractor más pequeño.

El accionamiento eléctrico del eje del remolque se realiza mediante dos motores asíncronos trifásicos refrigerados por líquido, con alta densidad de potencia y una etapa de transmisión posterior. Los motores están integrados ocupando poco espacio en el diseño de cabezal de rueda. El sistema se puede equipar opcionalmente con un freno de rueda. La tensión nominal es de 400 voltios. Con el concepto de propulsión acorde a los requisitos, las fuerzas se pueden transmitir al campo de manera más cuidadosa e, incluso, sería posible dejar transitar autónomamente los remolques del mañana.

Funciones de conducción automática anulan operaciones manuales

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El tractor Innovación incluye una característica innovadora: Puede ser maniobrado desde fuera de la cabina del conductor usando una tableta.

Con la función SafeRange, el conjunto tractor/remolque se controla a distancia desde afuera, al alcance de la vista. Todos los comandos relevantes de conducción y dirección se pueden dar entonces a través de una tableta. En esta pantalla, el Innovation Tractor está representado esquemáticamente, junto con el remolque. 

Los componentes del vehículo se pueden mover intuitivamente en la pantalla. Con el dedo se lleva el tractor o el remolque en la pantalla hacia la derecha o hacia la izquierda y el conjunto tractor/remolque "verdadero" maniobra exactamente en esta dirección. SafeRange está disponible también para hacer maniobras del tractor sin remolque.

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A pesar de lo cómoda que resulta esta función en maniobras libres para el acoplamiento de aparatos de trabajo, también las maniobras por tableta pueden resultar laboriosas. Por eso, los ingenieros de ZF han automatizado estos procesos mediante la función Hitch Detection (acoplamiento automático)

Con base en cámaras, el sistema detecta la posición y el ángulo exactos del apero agrícola que se va a acoplar, con respecto al tractor, y se acerca automáticamente para el proceso de acoplamiento. Para esto, el sistema trabaja con tablas de objetivos (Targets) en el remolque o en el apero y los valores de los ángulos de las ruedas giradas se corrigen permanentemente. 

El Innovation Tractor se mueve automáticamente hasta que ha alcanzado la posición óptima para el acoplamiento, el cual se hace a continuación manualmente.

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Caja de seguridad para todos los involucrados: detección de peatones asegura el tractor Innovación ZF se detiene de forma automática cada vez que alguien se interpone en el camino.

Para que el Innovation Tractor actúe de la manera más segura posible durante el proceso de acoplamiento, como también durante las maniobras a través de la tableta, dispone de la función Pedestrian Detection (detección de peatones). Si hay personas entre el vehículo y el remolque, éstas son detectadas por las cámaras, las cuales muestran en la tableta esta información y la ubicación de la persona. Si no hay reacción del conductor del vehículo, el sistema detiene el vehículo. El proceso de acoplamiento interrumpido se puede reactivar solamente cuando ya no se encuentre ningún peatón entre el vehículo y el remolque.

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