Híbridos y Eléctricos

NOVEDADES SOBRE TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN, LA CARROCERÍA Y EL CONJUNTO PROPULSOR

Nueva cultura tecnocientífica en el Honda NSX

Seguimos fieles a nuestro espíritu de dar a conocer el trabajo de las diferentes empresas en aquellos aspectos que aporten novedad cultural en el campo de la tecnología, la ingeniería y los procesos productivos.

2015 Honda NSX SAE

Porque entendemos el concepto de cultura desde una visión amplia del quehacer humano que concibe a la ciencia y la tecnología como articuladoras de las diferentes maneras de ver la realidad y de vivir en nuestra sociedad. Así es que hoy les ofrecemos los avances que presenta Honda a través del desarrollo NSX. Un desarrollo que aporta novedades en diferentes apartados como son el conjunto propulsor, la carrocería o en el rendimiento dinámico. Para ello, les ofrecemos, de entrada, una síntesis de las características técnicas más significativas:

Nuevas tecnologías

En el NSX, Honda ha utilizado por primera vez un diseño revolucionario de bastidor space frame fabricado con diversos materiales que ofrece una rigidez en la carrocería líder en su clase, al tiempo que no incrementa el peso.

Supone la primera aplicación de la historia en el mundo de la automoción de la nueva tecnología de fundición por ablación, que proporciona una rigidez a la carrocería de primer orden para obtener unos niveles de control y maniobrabilidad definitivos.

Es la primera vez en la historia que se utiliza un montante A de acero de ultra-alta resistencia y modelado tridimensional, que contribuye a una rigidez y un rendimiento en colisiones líderes en su clase al tiempo que proporciona una extraordinaria visibilidad exterior.

El NSX ofrece unas prestaciones aerodinámicas líderes en su categoría sin el uso de elementos aerodinámicos, mientras que su unidad de potencia híbrida deportiva de tres motores se refrigera por medio de diez intercambiadores térmicos, todo ello gracias a una estrategia de control total del flujo de aire que maximiza la circulación del aire alrededor y a través del NSX.

La cilindrada del nuevo motor V6 con dos turbocompresores del NSX es de 3,5 litros.

El NSX marcará la introducción del sistema de tracción a las cuatro ruedas de maniobrabilidad superior con los mayores niveles de gestión del par en la historia de Honda.

Supone un avance en el trabajo de Honda durante dos décadas dedicado a una conducción superior que responda de forma proactiva a las interacciones del conductor, lo que permite al NSX alcanzar un nuevo nivel de trazada, además de proporcionar un apoyo inteligente al conductor en entornos cambiantes.

 

Antes del lanzamiento al mercado del NSX, los ingenieros a cargo del desarrollo de este superdeportivo han revelado estos nuevos detalles técnicos y estrategias de diseño a la comunidad de ingenieros de automoción en la exposición SAE 2015 World Congress & Exhibition. Seguimos con más detalles sobre cada uno de estos avances de ingeniería:

Carrocería fabricada a partir de diversos materiales

La clave del objetivo del NSX de ofrecer las prestaciones propias de un coche deportivo radica en un bastidor space frame basado en aluminio y fabricado con diversos materiales. Este bastidor space frame innovador supone un salto a la próxima generación de diseño de carrocerías, gracias a una tecnología líder en su clase y exclusiva de Honda dentro del mercado de la automoción. Según datos internos, la carrocería de diversos materiales del nuevo NSX es, con diferencia, la más rígida de su categoría con respecto a la competencia.

2015 Honda NSX SAE

Aunque la carrocería monocasco completamente de aluminio del NSX original ya se adelantó a su tiempo, la arquitectura de la carrocería actual, basada en acero de ultra-alta-resistencia y aluminio, ha alcanzado las cotas más altas en lo que se refiere al diseño de un superdeportivo.

"Para el desarrollo del nuevo NSX se puso encima de la mesa absolutamente todo lo que pudiera ofrecer una rigidez extraordinaria a la base y un diseño ligero", afirma Shawn Tarr, ingeniero principal y jefe de desarrollo de la carrocería del NSX. "Pusimos encima de la mesa un diseño de bastidor space frame, un diseño de una sola pieza en aluminio y otro diseño de monocasco de fibra de carbono y, finalmente, creamos un bastidor space frame de diversos materiales, ya que ofrecía el peso más bajo y los mejores niveles de rigidez, precisión y capacidad de estructuración del conjunto propulsor híbrido en comparación con el resto de diseños."

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Un avance clave en la tecnología de fundición permitió al equipo de desarrollo del NSX realizar un progreso considerable en el diseño de la carrocería, ya que se pudo diseñar un vehículo con fundidos en zonas clave para mejorar la rigidez, capaces también de ofrecer la ductilidad necesaria en las zonas de deformación.

Primera aplicación en la historia de la fundición por ablación

En el NSX se llevará a cabo la primera aplicación de la tecnología de fundición por ablación en la historia del sector automovilístico. La fundición por ablación combina métodos de fundición tradicionales con técnicas de refrigeración rápida con el fin de ofrecer flexibilidad en el diseño y la rigidez de la fundición, junto con las propiedades de ductilidad y absorción de energía de los materiales extrudidos.

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Las técnicas de fundición tradicionales proporcionan la rigidez definitiva que requieren el bastidor space frame y otros diseños de carrocería, pero normalmente presentaban un importante inconveniente: las fundiciones tradicionales son frágiles. Dados los objetivos de rendimiento, era necesario emplear un nuevo método de fundición revolucionario en las zonas de deformación.

Nuevo método de fundición

El proceso de ablación permite ubicar fundiciones ultrarrígidas en las zonas de deformación y que éstas funcionen como grandes nodos de aluminio o puntos de unión. Las extrusiones en aluminio se insertan entonces en ranuras en los nodos de fundición, de modo que sujetan el bastidor space frame en su sitio durante la soldadura.

Durante el proceso de soldadura, se pueden aplicar cordones de soldadura más cortos, lo que mejora la precisión constante y extraordinaria del bastidor space frame del NSX al reducir la deformación por la acción del calor durante el proceso de producción.

Las fundiciones de este tipo también permiten utilizar las fundiciones de aluminio tradicionales en áreas estratégicas del bastidor tales como los puntos de montaje principales para los componentes de la suspensión y el motor, además de servir de puntos de referencia y acoplamiento temporal durante el proceso de fabricación de gran precisión del bastidor space frame.

La fabricación del bastidor space frame y el ensamblado del vehículo se llevan a cabo en su totalidad en las instalaciones del nuevo Performance Manufacturing Centre (PMC) de Marysville, en Ohio (Estados Unidos), con un alto nivel de control de calidad.

 

Nueva técnica de construcción del montante -A-

Además de incorporar la primera tecnología de fundición por ablación de la historia, en el NSX se ha utilizado un nuevo montante A de acero de resistencia ultra-alta y modelado tridimensional que proporciona unas tolerancias de gran precisión en las especificaciones del modelado y una rigidez de próxima generación.

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El NSX de la generación anterior contaba con un montante A delgado que ofrecía una visibilidad excelente del exterior. Para mantener este legado con el techo y el nuevo nivel de rigidez, los requisitos de rendimiento en caso de colisión exigían este nuevo método de producción de resistencia ultra-alta.

Estrategia basada en materiales avanzados

El NSX supone una expresión avanzada de la teoría moderna del diseño de carrocerías: la integración estratégica de diversos materiales para conseguir un rendimiento óptimo de la carrocería en cuanto a diversos aspectos, entre los que se incluyen la rigidez, la respuesta dinámica, el ajuste y el acabado superiores, y la protección de los ocupantes.

  • El bastidor space frame basado en aluminio se complementa con acero de ultra-alta resistencia tratado con gran precisión y anclado mediante una superficie de fibra de carbono que, en conjunto, ofrecen el máximo rendimiento de la carrocería.
  • En el caso del nuevo NSX, el diseño y las tecnologías aplicados a la carrocería no se centran en el rendimiento únicamente, un objetivo presente en el desarrollo de cualquier superdeportivo. En consonancia con el concepto de superdeportivo orientado al conductor, el equipo de desarrollo del NSX fue más allá y optimizó el modo en que el conductor disfruta de las capacidades de rendimiento del coche a través de la carrocería.
  • Los conductores experimentarán la maniobrabilidad "guiada" que proporciona la unidad de potencia híbrida deportiva con sistema de tracción a las cuatro ruedas (SH-AWD), ya que está estrechamente conectada a través de la carrocería más rígida de su clase.

Control total del flujo de aire

Ingeniería en torno a un paquete térmico y aerodinámico de próxima generación por medio del control total del flujo de aire.

2015 Honda NSX SAE

Además de la mecánica de fluidos computacional avanzada y las pruebas en el túnel de viento y en entornos del mundo real, el equipo de desarrollo también empleó modelos de simulación de tiempo de vuelta por ordenador de algunas de las pistas de pruebas más legendarias del mundo, que se pudieron ejecutar en dinamómetros de chasis para realizar pruebas y validar modelos computacionales para el control térmico.

  • El nuevo NSX emplea diez intercambiadores térmicos refrigerados por aire para enfriar la unidad de doble motor (TMU) delantera, el motor de seis válvulas con dos turbocompresores, el motor eléctrico de transmisión directa trasera y la transmisión de doble embrague (DCT) de nueve velocidades.
  • El nuevo motor de V6 y 3,5 litros con dos turbocompresores integrado junto con el sistema de tracción SH-AWD requiere la máxima refrigeración, que obtiene por medio de tres radiadores: uno central y dos laterales, con los que recibe el máximo volumen de flujo de aire con la mayor eficacia. El radiador central está inclinado hacia delante 25 grados, lo que permite una disposición optimizada y de máxima amplitud que saca el mejor partido del gradiente de presión inherente, al tiempo que se mantienen los estrictos requisitos de centro de gravedad bajo de la estructuración deportiva avanzada del NSX.
  • Los refrigeradores de la unidad impulsora (PDU) y el condensador están ubicados estratégicamente frente al radiador del motor central.
  • La TMU se refrigera de forma pasiva por medio del uso estratégico de aire en el espacio del motor delantero y por medio de un intercambiador térmico instalado en el radiador secundario del motor derecho.
  • La transmisión DCT de nueve velocidades se refrigera por medio de dos intercambiadores térmicos, uno montado frente al radiador secundario del motor izquierdo y el otro en el compartimento del motor.
  • Los dos intercambiadores ubicados en las entradas laterales distintivas se utilizan para enfriar el volumen de aire de admisión.

Aerodinámica propia de un superdeportivo

La resistencia aerodinámica se reduce al mínimo, incluso con grandes flujos de aire de admisión y expulsión a través del NSX. La carga aerodinámica se crea al centrar el control total del flujo de aire en el paso de aire a través de cada orificio de ventilación, cuando el aire sale del NSX, y al aplicar una optimización de la morfología aerodinámica más tradicional.

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Los conductos de precisión y los orificios de ventilación de control total del flujo de aire contribuyen también a crear una carga aerodinámica fuerte y constante en el NSX. Además, se perfeccionaron para optimizar la morfología con mejoras a nivel aerodinámico y de diseño durante las sesiones de trabajo en el túnel de viento.

  • Hay seis vórtices en la parte trasera del NSX, incluidos los que favorecen la creación de la máxima carga aerodinámica en la tapa del maletero.
  • Hay un vórtice clave desde la parte inferior del coche hasta las aletas del difusor trasero optimizadas meticulosamente que proporciona al NSX más agarre al suelo. A diferencia de lo habitual, las aletas no están dispuestas en paralelo entre sí, sino que están más juntas en la parte delantera del coche y más separadas en la parte trasera. Gracias a este diseño, se crea una presión baja y se maximiza la carga aerodinámica aún más.

Unidad de potencia híbrida deportiva con sistema de tracción a las cuatro ruedas

La revolucionaria tecnología de vectorización dinámica del par motor de la unidad de potencia híbrida deportiva con sistema de tracción a las cuatro ruedas (SH-AWD) aplicada al nuevo NSX es el fruto de una labor de investigación y desarrollo prolongada durante más dos décadas.

Vectorización del par motor de próxima generación

Honda ha ido perfeccionando continuamente su tecnología de vectorización del par motor avanzada al tiempo y ha ido desarrollando nuevas formas de ajustarse a los requisitos inapelables de los coches deportivos de peso reducido, rigidez del chasis y potencia de motor. Este nuevo sistema de tracción SH-AWD consiste en un sistema que recibe más potencia eléctrica y de forma más directa, de modo que se gestiona una mayor potencia de combustión interna que con ningún otro sistema que Honda haya diseñado hasta la fecha.

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Mientras que el NSX ofrece una nueva experiencia deportiva con una maniobrabilidad "guiada", su tecnología de maniobrabilidad superior se ha optimizado para mejorar la experiencia al volante al responder de forma instantánea e intuitiva a la voluntad del conductor.

  • Esta maniobrabilidad superior alcanza sus máximas cotas en el NSX, en el que las ventajas de los motores eléctricos —con una aceleración sin retardo alguno— permiten al NSX ofrecer una vectorización dinámica del par motor incluso a velocidades del motor y el vehículo reducidas.
  • La lógica de maniobrabilidad superior ha avanzado a la par que el hardware. Mientras que muchas tecnologías automovilísticas avanzadas se centran en resultados y mediciones de las reacciones del vehículo, en el NSX se aplican de una forma única tecnologías adicionales que se centran en ofrecer una respuesta precisa a las interacciones del conductor por medio de la aplicación exacta e inmediata del par en cada una de las ruedas en todo momento.
  • Por medio de software de optimización de ingeniería asistida por ordenador (CAE) de vanguardia, los ingenieros crearon una suspensión delantera con brazo de control inferior doble y trapecio articulado que separa el par de la unidad de doble motor (TMU) de la experiencia del conductor en el volante, de manera que se proporciona una comunicación de la dirección del coche deportivo definitiva con el conductor con una nueva experiencia de maniobrabilidad guiada proporcionada por la vectorización del par motor de gran precisión de la TMU.
  • Se aplica una dirección de desmultiplicación variable para mejorar aún más si cabe el comportamiento dinámico de gran fiabilidad y preparado para la competición del nuevo NSX.

Conjunto propulsor

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Como ya se anunció en el Salón Internacional del Automóvil de Norteamérica de 2015, el nuevo NSX incorporará una unidad de potencia nueva desarrollada desde cero. Esta incluye un nuevo motor de seis cilindros en V con dos turbocompresores instalados longitudinalmente junto con una nueva transmisión DCT de nueve velocidades desarrollada por Honda con un motor eléctrico que aplica el par directamente al cigüeñal para una mayor potencia, que se transmite de forma inmediata a las ruedas traseras.

  • El nuevo motor tiene una cilindrada de 3,5 litros y emplea tecnologías de competición de primer nivel, tanto con inyección directa como indirecta.
  • El diseño de cárter seco y ángulo en V de 75 grados optimiza la rigidez del motor y ofrece un mayor apoyo a la estructuración deportiva avanzada del NSX al permitir que el motor y los demás componentes tengan una posición lo más baja posible en el chasis, lo que se traduce en el centro de gravedad más bajo de su clase. Esto también contribuye a la estructuración avanzada del resto de elementos del motor.
  • El diseño de cárter seco del motor también permite obtener el máximo rendimiento del vehículo en condiciones de fuerzas G laterales elevadas.
  • El motor eléctrico de transmisión directa trasera aplica el par directamente al cigüeñal.
  • El diseño de eje principal, contraeje, eje secundario y eje de salida de la transmisión DCT de nueve velocidades maximiza la estructuración deportiva avanzada por medio de una configuración que permite reducir el peso y contribuye a centrar la masa en un punto más cercano al conductor.

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