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viernes, 9 de junio de 2023

EL “TRACTOR” APOCALÍPTICO: 862 CV

862 CV EN UN V8 HEMI DE 6,2 LITROS

Los norteamericanos y su “gigantismo”, parece que todo lo llevan al extremo; en el caso de este “carro” no se han quedado atrás; es quizá lo más “bestia e intimidante” que se pueda ver en una carretera.

Lo fabrica una empresa con sede en Florida, se llama Apocalypse Manufacturing, y que ya son los responsables del “padre” de la camioneta que hoy presento: el Juggernaut 6*6, de 3 ejes y 6 ruedas.

En esta ocasión el vehículo creado es “más convencional”, un "humilde" 4*4 pero del cual no pararás de abrir la boca por el asombro. Se trata de una “camioneta” (pick-up) con un aspecto que te podrá o no gustar, pero que seguro vuelves la cabeza cuando te lo encuentres.

Desde el motor a la pintura, pasando por neumáticos y carrocería, nada es “normal”. Es la camioneta definitiva, preparada para sobrevivir al apocalipsis…

Motor: Un motor HEMI, Dodge Hellcat V8 (motor HEMI) de 6,2 litros sobrealimentados y que proporciona en esta ocasión hasta 862 CV…

Tracción, Ejes y Ruedas: Permanente a las 4 ruedas. Ambos ejes son Dana, modelo 60™ con suspensión independiente y diferenciales con bloqueo,

Unas llantas de 22 pulgadas de MHT Wheels, en concreto su modelo SFJ y neumáticos que más parecen los de un tractor, con diámetro de cerca de un metro.

Su capacidad de remolque, según el fabricante, te permite hacer una vendimia sin bajarte del coche, hasta casi 7 toneladas…

Dimensiones: Simplemente gigantesco: 6,10 metros de largo, 2,50 de ancho y 2,10 de alto…

Carrocería: Aquí el acero toma la propiedad. La calandra frontal y el parachoques delantero están en un único módulo combinado y realizado en acero. También el parachoques trasero es del mismo material pero realizado como si se tratase de pletinas apiladas.

Pero quizá lo que más llama la atención son los pasos de rueda que van “abiertos” lo que le confiere enorme capacidad para sobrepasar vados y rampas.

La “pintura” es mucho más que “simple pintura”, pues el recubrimiento final es de una resina epoxi blindada que le proporciona una “piel” que podrá soportar cualquier arañazo o proyección de piedras y gravas.

Los estribos para subir a la plataforma son eléctricas y retirables.

Estrategias de conducción: Las estrategias o modos de conducción afectan tanto a la gestión del motor como de la suspensión. Se han programado hasta cinco modos: Sport, Drag Race, Baja, Rock y Mud

Por dentro: De la “bestialidad” del exterior a la “unción” que provoca su interior. Del acero y la resina epoxi del exterior al cuero interior.

Asientos tapizados en cuero, con ajuste eléctrico, calefactados y ventilados

El salpicadero también con tapizados en cuero, buen sonido y pantalla de 12´´

Además, cuenta con cámaras para aparcamiento y una cámara de “vista de pájaro”. Espejos eléctricos, luces led… en fin todo lo que se puede desear y necesitar en los hipotéticos escenarios donde esta camionera pueda recorrer a lo largo de su vida.

¿Precio?: Poco, la mayoría de los mortales se lo pueden permitir… ¡250.000 dólares!

Fuentes consultadas


By: Catalán Mogorrón, H.

Copyright © Más que Máquinas. Prohibida la reproducción total o parcial de este artículo sin permiso y autorización previa por parte del autor.

lunes, 2 de diciembre de 2019

STEYR KONCEPT, SÓLO ES UN PROTOTIPO, PERO ¿SE PUEDE SACAR UNA IDEA DE TENDENCIA PARA EL FUTURO?


AL QUE MÁS FOTOS SE LE HIZO
No estuve en la pasada feria Agritechnica; a pesar de ello, por todo lo que he visto publicado, me atrevería a afirmar que el concepto de tractor del futuro de Steyr se convirtió en stand triunfador. He visto por las redes sociales, cientos de fotos de su futurista figura, pero ¿qué es lo que hay detrás del “orgasmo de ideas” de los ingenieros de CNH?
Pero ¿por qué Steyr?: Quizá sea esta la primera pregunta que habría que hacerse. El tractor fue diseñado por el Centro de Diseño de CNH Industrial y podía haber salido rojo Case o azul New Holland pero salió blanco-rojo Steyr, ¿por qué una marca que "hasta ayer" y desde que Steyr está en la esfera CNH, estaba “aparcada” y solamente dirigida al mercado austríaco, ahora se revela cómo predominante? ¿irá CNH a convertir a Steyr en su marca Premium?
¿Qué es un tractor conceptual?: Los anglosajones hablan de concept tractor. Para nosotros sería un prototipo, pero normalmente no son prototipos funcionales, son más bien maquetas a escala real. Se usan para presentar una idea a la propia empresa y también al público; es una forma de marcar tendencia para el futuro.

EL CONCEPTO DE CNH-STEYR
El tractor amarillo que es lo que se lleva ahora: El concepto del fabricante austriaco en la esfera de CNH tiende a convertirse en adalid de donde resulta sencillo estar, de lo que se lleva ahora, lo más “chic”: la sostenibilidad, digitalización… Pero ¿de verdad la tendencia irá por ese camino? (en las próximas líneas daré mi opinión)
El futuro es híbrido
Es la gran novedad del prototipo Steyr. Puede moverse como vehículo totalmente eléctrico o con el motor de combustión. El motor funciona a un régimen que permite estar cargando la batería de forma óptima.
La batería está pensada para suministrar energía a componentes del tractor y a implementos eléctricos progresando en la tendencia a la electrificación de los implementos (El concepto Steyr propone dos voltajes para los implementos, 700 o 48 V)

STEYR Y YO, ¿EN QUÉ COINCIDIMOS?
Era el final de 2016 cuando la revista Agricultura me pidió una “predicción” del tractor para el 2050. Al final aquella visión de “bola de cristal” se plasmó en la revista nombrada pero también en otros foros como este mismo blog (FEVERLANDS, EL NUEVO TRACTOR QUE HACE FUROR EN FIMA 2050 Parte I y Parte II) y en otro blog, La Huerta Digital. Parece lógico comparar las predicciones de CNH y las mías. ¿Vamos?
Coincidimos
Estructura-Arquitectura: Se mantendrá la arquitectura típica con ruedas desiguales. En vez de la estructura "monolítica" (cosido de carcasas) se coloca un bastidor que absorba esfuerzos de flexión y torsión.
Hibridación: Se trata de un tractor híbrido gasóleo-eléctrico. Con sistemas de recuperación y almacenamiento de energía en el frenado. El tractor híbrido será un tractor “enchufable”, es decir que se puede cargar en toma externa estándar además de con el propio motor de combustión.
Se llevan 4 motores eléctricos, uno en cada rueda, que reciben la potencia desde las baterías alimentadas por el motor de combustión.
Motor: Auguré una reducción “de cilindros” y de cilindrada y efectivamente Steyr lanza su prototipo con un motor, que, en su caso, como es lógico es NEF 45 de FPT, diésel “convencional” de hasta 150 kW. CNH ha propuesto para su prototipo un 4 cilindros que no sería lo lógico según cánones actuales para un tractor de ese tamaño, pero es la línea de tendencia. La cilindrada es de 4,5 litros manteniendo la “moda” de la reducción de tamaño.
Se mantienen las tecnologías common rail, y se optimiza disminuyendo los inconvenientes del turbo lag mediante biturbos o turbos de geometría variable. Regulación electrónica con mapas de motor elegidos de forma autónoma.
Realidad aumentada: Coincidencia total. Se trata de proyectar información al parabrisas mediante técnicas de “enfoque infinito”
Interfaz ISOBUS: Se generaliza el protocolo de comunicación entre múltiples CPUs. Se integran datos GPS para obtener toda la información de forma geo referenciada.
Coincidimos parcialmente
Baterías: Desconozco que tipo de batería ha colocado Steyr. En mi caso descarté las baterías de ácido plomo, pero no tengo seguridad para apostar por níquel-hidruro metálico (Ni-MH) o por ion litio.
Neumáticos: El prototipo de Steyr ha aparecido calzado con unos Michelin ExoBIB, unos neumáticos que tienen mucho recorrido, un buen producto. Por supuesto yo no di marcas en mi “cápsula de tiempo” pero sí que he apostado claramente por la baja presión (de 0,8 a 1 kg/cm2) Sin embargo yo sigo apostando por la banda de goma que no parece que Steyr la haya considerado.
Cabina, puesto de conducción: En muchos aspectos sí hemos coincidido, por ejemplo, el protagonismo que asume la cabina, aumentando comodidad y ergonomía, presurización e insonorización. Cabinas con amortiguación convencional o hidroneumática.
Pero mientras que yo aposté por desarrollar capacidad de cabina giratoria y “vidrios” en policarbonato antienvejecimiento y absorción de rayos UV, Steyr no habla de giro en cabina.

Tampoco apuesto por esos volantes “futuristas” que exhibe el Steyr y aún menos por esos colores tan poco prácticos. Además, exhiben demasiadas pantallas y lucecitas.
No coincidimos
Transmisión: Muy alejado el concepto Steyr de mi transmisión "convencional", bajo carga y parcialmente robotizada.
El prototipo Steyr dispone de un sistema de propulsión (le llama eTorque) por el cual desaparece la transmisión mecánica complicada de un tractor convencional. La tracción se consigue mediante motores eléctricos. Cada rueda dispone de un motor eléctrico que se conecta a los cubos de rueda (similar a los motores hidráulicos de, por ejemplo, las vendimiadoras) Las ruedas reciben la energía de forma independiente, por lo que la maniobrabilidad del tractor se supone inmejorable.
La tdf e incluso el elevador y servicios externos hidráulicos, también disponen de un motor eléctrico. En conjunto son por tanto cinco los motores eléctricos del Steyr Koncept. Los motores están conectados para recibir electricidad bien de la batería o bien del propio motor generador.
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Eje delantero: Yo apuesto por un eje convencional con servofrenos de disco húmedos (como en el trasero) o por eje con suspensión activa e independiente como parece que propone Steyr para solamente el eje delantero, en absoluto para el eje trasero.
Dirección a las cuatro ruedas: No, no lo pienso en esto para tractores de esta potencia.
Agricultura de Precisión: Quizá esto sea lo más estrambótico que veo en el prototipo austriaco. Ellos hablan de un dron equipado con sensores de cultivo que pueda volar por delante del tractor durante el trabajo de campo, transmitiendo datos en tiempo real a la cabina…

Y AHORA UN PREMIO MUY PRESTIGIOSO
Con fecha mayo del 2020 se ha conocido que el STEYR Konzept ha sido elegido entre 3820 propuestas de 50 países para el prestigioso premio de platino en el certamen MUSE Design Awards 2020. Enhorabuena a Steyr y a todo el grupo CNH

OTROS PROYECTOS
Ha habido otros proyectos en Agritechnica, no tan llamativos como el de CNH, pero que apuesta también por el camino de la hibridación. Quizá el más "realista" haya sido el del fabricante indio Farmtrac (Escorts Group) un fabricante muy poco conocido en España pero que se escuchará, creo, cada vez más (recuérdese que Farmtrac aunque es marca polaca es propiedad del grupo indio Escorts Ltd que fabrica ¡120.000 tractores al año!)
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Farmtrac ya lleva tiempo con tractores eléctricos, ahora ha presentado su modelo 6090 E Hybrid, un prototipo enchufable. Para el motor de combustión también han apostado por un 4 cilindros, aunque en este caso cubica menos que el NEF de Steyr; lógico, puesto que se trata de un tractor bastante más pequeño, 3680 cm3 para proporcionar 78 CV y fase V. La batería es de iones de litio y puede dar energía en modo híbrido (funcionan los motores eléctrico y combustión) o en modo eléctrico (solo funciona con el motor eléctrico) Con las dos fuentes de potencia, térmica y eléctrica, llega a los 90 CV. La transmisión es convencional, mecánica, 24+8 velocidades.
Farmtrac Hybrid del grupo Escorts 

viernes, 15 de junio de 2018

EL TRACTOR ELÉCTRICO, ACTUALIDAD Y ANÁLISIS DE SU FUTURO (II parte)

Y llegó el desenlace...
En la I parte analicé las diferencias entre un motor eléctrico y uno de combustión. En esta 2ª parte me centraré en las diferencias de transmisión que montan los vehículos eléctricos y los convencionales; también se analizará el mantenimiento de ambos vehículos y por último me detendré en los tractores eléctricos e híbridos que ya están en el mercado aunque sean en fase de prototipo.

TRANSMISIÓN
Si en la I parte hablaba de la enorme “meseta” de par que tiene un motor eléctrico, entonces... “¿por qué se necesita la transmisión?
El motor térmico genera par y potencia utilizables en una banda estrecha de revoluciones. La transmisión, bien usada, consigue mantener al motor en esa banda “eficiente” de revoluciones. Pero si los motores eléctricos, como se vio en la ParteI, el 100 % de su par se consigue a velocidades muy bajas (en un motor de CC desde 0 y en uno de CA desde 400) ¿para qué se usa la transmisión?
¿Por qué poner una transmisión en un vehículo eléctrico?
En realidad hay muchos vehículos eléctricos, automóviles, coches y motos, que no incorporan transmisión. Un ejemplo puede ser cualquiera de las motos eléctricas de alquiler que pululan ahora por las grandes ciudades, pero también un vehículo más grande como el Tesla Model S.
Tesla Model S: Este modelo de Tesla puede llevar un motor en cada eje o un motor en el eje delantero y dos en el trasero. La transmisión consiste solo en una desmultiplicación 9.73:1 (patente US 8.453.770 B2) Hay una opción más y es la de montar dos motores eléctricos, uno para baja velocidad y otro para la alta. En este caso la distribución de potencia entre los motores está determinada por la eficiencia óptima en cada instante. La diferente velocidad se consigue jugando con el amplísimo rango de giro, 0 a 15.000 o más. En estos vehículos sin transmisión o mejor dicho con una relación única y fija se puede incluso eliminar el embrague.
Vehículos "grandes": Pero hay otros vehículos más grandes que si llevan transmisión. ¿Por qué? La respuesta es que si bien una transmisión complica el montaje tiene como ventaja no desperdiciar energía de la batería ya que la transmisión nivela la energía de las baterías.
Otra razón a la hora de decidir si se opta por transmisión si o no es la naturaleza del motor eléctrico, ya sea de corriente alterna o continua o incluso motor síncrono o asíncrono; arquitectura de montaje (un motor, uno por eje, uno en cada rueda…)
En cualquier caso lleve o no transmisión lo que el lector debe tener claro es que en los vehículos eléctricos encontrará transmisiones mucho más sencillas que las convencionales.
La transmisión consigue que los vehículos eléctricos y de combustión, con curvas de entrega de par tan diferentes, no se comporten de forma tan distinta.
Tractores: En el caso de los tractores, debido a la enorme variedad de faenas agrícolas que se realizan con el tractor, prescindir de la transmisión no es posible. Si se podría hacer si por ejemplo el tractor solo realizase labores de transporte.
Otra opción es colocar un motor por rueda. Cada motor se acciona mediante un regulador de velocidad, controlado por microprocesador, y con un sistema de engranajes para reducir la carga en los motores. Esta disposición genera nuevas oportunidades en el control dinámico del vehículo ya que se puede regular el par en cada rueda por separado y la velocidad de los ejes delantero y trasero eliminando el fenómeno Wind-Up.
Fenómeno Wind-Up: Se trata de un par de torsión que se genera en los componentes del vehículo cuando se coloca la tracción en las cuatro ruedas y se hace un giro sin existir un diferencial central, ya que las 4 ruedas recorren distancias diferentes. El problema aparece cuando se circula con la doble tracción conectada en superficies duras. Este estrés de torsión puede ocasionar daños muy costosos en transmisiones.
En tractores que no disponen de diferencial central, si se gira con dos ruedas motrices, el diferencial permite que cada rueda gire a la velocidad requerida. Si se dispone de tracción delantera, EDM, se suele recurrir a desconectar el eje delantero al detectar un giro.
En tractores isodiamétricos, con tracción constante a las cuatro ruedas, si que suele existir ese diferencial central que reparte potencia a las ruedas delanteras y traseras.
DirectDrive la CVT de John Deere

¿Y EN CUANTO AL MANTENIMIENTO?
"Uf, ¿dónde están las tripas?" Así se podría definir la impresión de cuando se abre el capó de un coche eléctrico: ¡Es un mecanismo de una simplicidad abrumadora!, ¡apenas existen piezas móviles!
Simplicidad mecánica significa pocos rozamientos, poca generación de calor, poca fatiga y en consecuencia mucha eficiencia energética.
Todo lo anterior se traduce en que la partida económica dedicada a mantenimiento por revisiones periódicas cada X horas, cambio de aceites, refrigerantes, filtros… en los eléctricos casi nada.
Mecánica simple que reduce el mantenimiento a líquidos de frenos, dirección… pero es que incluso los frenos se gastan menos ya que los motores eléctricos son regenerativos. Efectivamente otras operaciones como los filtros de aire en cabina si son iguales. Y en cuanto al nivel eléctrico/electrónico pues son más complicadas.
¿Y de duración?: La vida útil de un motor eléctrico puede superar fácilmente las 50.000 h

TRACTORES ELÉCTRICOS
Hay más ejemplos, pero solo hablo de aquellos de los que tengo algo de información remitida por el fabricante.
Baterías John Deere SESAM: Potencia en CC
John Deere SESAM
El SESAM (Suministro de Energía Sostenible para la Maquinaria Agrícola) es proyecto de John Deere, con apoyo financiero del gobierno alemán y desarrollo encabezado por la universidad de Kaiserlautern (casi al lado de Mannheim, el corazón de John Deere en Europa)
El prototipo SESAM está basado en la serie 6R pero completamente eléctrico. Una potencia de hasta 300 kW de corriente continua y dispositivos de recuperación de energía en el frenado.
El prototipo cuenta con dos motores eléctricos de 150 kW cada uno y una transmisión DirectDrive ligeramente adaptada. Uno de los dos motores se usa para la cadena de tracción, y el otro para la toma de fuerza, hidráulico y sistemas auxiliares aunque si es necesario se pueden unir ambos motores para suministrar toda la potencia para tracción (transporte) o para la TDF o incluso para el trabajo hidráulico.
Autonomía: La batería con una capacidad de 130 kWh proporciona una autonomía de 4 horas en labor de transporte a velocidad máxima, 50 km/h, o en trabajo típico de tracción. El tiempo de carga es de 3 h; Las baterías tienen una vida de 3000 ciclos de carga.
Fendt e100 Vario
Los alemanes de Fendt han optado por desarrollar un tractor especialista, el Fendt e100 Vario que dispone de 50 kW de potencia, una transmisión CVT Vario y dispositivos de recuperación de energía en el frenado.
Tractor de carga Alkè  ATX240E
El tractor puede trabajar con aperos completamente convencionales a través de su tripuntal, sistema hidráulico y toma de fuerza; también se puede utilizar como fuente de energía en aperos eléctricos.
Autonomía: La batería de iones de litio de 650 V y capacidad de 100 kWh permite trabajar hasta 5 horas de trabajo real. La recarga se puede realizar a través de un conector CEE normalizado (CCS tipo 2) en 40 minutos (hasta el 80%) o incluso con corriente continua.
De baterías: Se conectan de forma modular ya que es el diseño más conveniente para su reemplazo parcial en caso de fallo. Las celdas van en unos bloques conectados en paralelo. Los bloques forman un pack´s, y los pack se conectan entre ellos en serie.
Mucha batería: Si una batería de un móvil almacena unos 4 Wh se necesitaría unas 20.000 baterías de móvil para igualar la carga de un tractor de unos 100 CV

¿Y EL TRACTOR HÍBRIDO?
Muchos expertos apuestan por la tecnología híbrida, diésel-eléctrico. Un motor diésel conectado a un generador para crear la electricidad que necesitan tanto los componentes de potencia como los sistemas auxiliares.
La hibridación es una técnica conocida y depurada desde que en 1895 la usasen locomotoras de ferrocarril. Hoy es la técnica usada por los submarinos diesel-eléctricos, por camiones y autobuses urbanos y por coches tan renombrados y con tanto éxito comercial como el Toyota Prius al que han seguido prácticamente todas las marcas.
Motor eléctrico en cubo de rueda del Multitooltrac
El sistema híbrido ofrece ventajas sobre el sistema mecánico convencional en cuanto a posibilidades como parar el motor si se está a ralentí o usar la fuerza de las baterías para alimentar el climatizador o eliminar la necesidad de las baterías convencionales y el motor de arranque. Se puede prescindir del embrague y sus costes asociados ya que se puede arrancar con el motor eléctrico que dispone del par máximo desde el inicio y luego conectar el motor térmico.
Algunos casos interesantes entre los tractores
RigiTrac: Es un fabricante suizo que está trabajando sobre una versión híbrida de un tractor especialista de 125 CV. El motor alimenta un generador de 650 V de CC y dispone de un motor eléctrico por rueda.
MultiToolTrac (MTT): Un proyecto holandés de tractor multi herramienta capitaneado por Osse Equipment Manufacturing Group con un equipo de empresas como Machinefabriek Boessenkool, Wissels Techniek y Van Ham Organization&Advice. Un motor de 6 cilindros y 200 CV mueve un generador que alimenta unas baterías de 30 kWh y cuatro motores eléctricos. El tractor puede variar, hidráulicamente, el ancho de vía de 3,20 a 2,25 m incluso en marcha. También la cabina es deslizante para moverse por toda la longitud del chasis que tiene una capacidad de carga de 5 toneladas para montar implementos en casi cualquier posición.
John Deere 7030 E: En realidad no es un híbrido y ya lo cité en el número de septiembre de la revista Agrotécnica pero el concepto de generador eléctrico resulta muy interesante en la tendencia “de moda” en la alimentación de aperos y componentes.
CES 2018: En estos momentos se está produciendo en Las Vegas (EEUU) el evento más importante a nivel mundial sobre vehículos eléctricos. Se trata del denominado CES (Consumer Electronics Show) Las noticias que allí se generan son muchas y variadas, pero como ejemplo quiero poner el del fabricante francés Valeo.
Valeo, usando el modelo de coche chino Zhidou, ha presentado, conjuntamente con la universidad de Shanghai Jiao Tong, un coche eléctrico con algo muy novedoso: en vez de utilizar un motor de alto voltaje como los habituales 400 V solo recurre a un motor de 48 V. Las ventajas es que existen considerables ahorros por los requisitos de seguridad en alto voltaje.
Por supuesto los 48 V no ofrecen cifras de aceleración de un deportivo pero quizá se acercan más a la realidad de una gran parte de la población.
Valeo afirma que el coche tendrá un precio de venta rondando los 7500 € antes de las posibles ayudas públicas y una autonomía de unos 100 km para una velocidad sobre 100 km/h
Tractor eléctrico Farmtrac

MI OPINIÓN PERSONAL
De momento no veo al tractor eléctrico como alternativa a los convencionales, sin embargo celebro la investigación en este campo. 
Contrariamente a la afirmación anterior, estoy convencido de lo acertado de la tecnología híbrida diésel-eléctrico. La tecnología híbrida diésel-eléctrico tiene mucho potencial tanto en el tractor como en máquinas como la cosechadora.
Basta imaginar alguna de sus ventajas: Adiós a las transmisiones de correas y cadenas por motores eléctricos; Menos partes móviles que significa menos desgastes y menos pérdidas energéticas ya que se sustituyen por "silenciosos" motores eléctricos; Barras de corte o elevadores de grano accionados eléctricamente...
Ver más 
Electrificación del tractor
Dirección eléctrica
Tracción eléctrica en remolques agrícolas
John Deere Sesam expuesto en SIMA 2017

martes, 26 de julio de 2016

POWERSHIFT CONTRA “ZEROSHIFT” OTRA TENTATIVA PARA BUSCAR LA MEDALLA A LA INNOVACIÓN TÉCNOLÓGICA EN LA PRÓXIMA AGRITECHNICA

Y UNA MÁS SOBRE TRANSMISIONES
De notable alto puedo calificar el éxito que tuvieron las entradas que se dedicaron a aclarar algunos conceptos sobre las transmisiones en los tractores. Me estoy refiriendo a aquella "trilogía" sobre esos conceptos (Transmisiones: entenderlas ¿misión imposible? I Parte (6.100 visitas) II P (14.854 visitas) y III P (6.893 visitas) Con la trilogía intenté aportar un poco de luz al nebuloso universo que han ido creando los fabricantes en torno a los conceptos de caja de cambios comerciales que montan sus tractores. Y es que la transmisión de un tractor es fundamental y así un mal tractor con una buena transmisión puede ser un tractor pasable y viceversa, un buen tractor con una mala transmisión se convierte en un auténtico problema y es que recuérdese que en realidad la potencia no es otra cosa que par y régimen de giro)
Zeroshift o ¿qué hay de nuevo viejo?: Pero es que hoy cuento algo "especial". Tengo entradas a las cuales les tengo mucho cariño pero el tema de hoy me ilusiona especialmente. Se trata de una transmisión que todavía no está montada en ningún tractor ¡al menos en un tractor comercial! Se trata del concepto Zeroshift que voy a desarrollar.
Powershift en tractor JD serie 8R

EN BABEL
Uno de los principales problemas para el potencial comprador de un tractor nuevo o incluso para los "foros de discusión" sobre tractores es que pocos saben de lo que están hablando. Y creo que en gran medida el responsable de eso son los propios fabricantes con su "propia terminología".
Me refiero a que si el lector analiza la enorme oferta de fabricantes y se "bebe" sus catálogos terminará con un dolor de cabeza terrible porque entre otras cosas se quiere comprar productos y ahí es donde un profano (¡y no tan profano!) se pierde porque el "aderezo" de la terminología propia de cada marca forma un "pastiche" tal que al final no sabes ni analizar la "caja" que cada fabricante ofrece en cada modelo.
El resultado tras las gotas de "inglés y alemán", la pésima traducción del algunos manuales del operador es, supongo, el que quiere el fabricante y es que el agricultor no sabe ni lo que compra y al final resulta que se te queda la cara de tonto porque ya no sabes si el powershift va en el cigüeñal, el electrocommand es el asiento de acompañante, el speedshift es el aire acondicionado, el autopower es la suspensión en cabina y el powerShuttle es el nombre del padre del vendedor…
Paquete embragues

HABLANDO DE FUTURO: ZEROSHIFT
¡Pero hombre…! ¿Cómo es que te has comprado una Powershift?:  A pesar de que hoy por hoy la transmisión del “tractor medio” vendido en España sigue siendo una caja mecánica con inversor de mando hidráulico es cierto que las cajas con cambios bajo carga son cada vez más populares.
Pero no solo tenemos a la “transmisión mecánica manual” y a los cambios bajo carga pues en el mercado existe para todos los gustos: cambio manual pilotado o cambio en movimiento (on the move); Parcialmente bajo carga; Totalmente bajo carga; Transmisión continua CVT…
En el presente artículo solo se trata de la caja denominada Powershift que se adivina como la más popular en los próximos años y una idea “descabellada” que se me ocurre proponer a algún fabricante visionario para que la desarrolle en paralelo a sus inventores y que es… ¡cágate lorito! De nuevo una caja manual de las de toda la vida… ¿qué? Si, pero con algún “ligero” cambio: El Zeroshift.

LA CAJA POWERSHIFT
Antes de explicar la ZeroShift voy, de nuevo, a aclarar el concepto de cambio bajo carga.
El cambio bajo carga nace por necesidad de ser más eficientes a la vez que se busca la comodidad.
Esquema cambio en ZeroShift

Con un cambio manual se dejan caer las vueltas del motor para favorecer el cambio. Si, es cierto que en cajas de competición y con pilotos de competición no se bajan las revoluciones para cambiar de marcha pero ¡eso es otra historia! En tractores con cajas sincronizadas manuales cada vez que se hace un cambio el motor cae de vueltas.
Para disminuir ese inconveniente aparecieron los cambios bajo carga, en un principio los sencillos Hi-Lo y actualmente los bajo carga “inteligentes” que permiten el funcionamiento del sistema casi en la misma línea de par tras cada cambio.
¿Qué significa cambio bajo carga?: Significa que no es necesario ni detener el vehículo ni pisar el embrague pero con un calificativo de calidad más y es que mientras dura el cambio no hay interrupción de par a las ruedas.
¡El detalle importa!: Ojo a potenciales compradores puesto que la mayor parte de las veces los vendedores, por desconocimiento, venden un “cambio en movimiento” como “bajo carga”. ¡No, no es lo mismo!
Punto de vista constructivo: La diferencia física más llamativa entre ambas cajas es el tamaño. Las cajas bajo carga son mucho más compactas pues los actuadores electromecánicos son pequeños. También el paquete de embragues es mucho menos que un convencional de fricción mono o bidisco.
Detalle de "crabots" o almenas (Foto 8000 vueltas)
El mecanismo se basa en sustituir el deslizamiento del collarín del sincronizador por unos embragues que se activan hidráulicamente controlando el flujo de potencia. En la caja powershift los engranajes están constantemente acoplados.
Lo más habitual es encontrar dos árboles de transmisión, un árbol que contiene a las velocidades pares y otro con las impares. Cada árbol tiene su propio embrague aunque todos los embragues reciben el par desde el volante de inercia. Para cambiar la velocidad, el sistema no “suelta” un embrague hasta tener el otro en perfecta rigidez con la nueva marcha engranada.
Y además llegó la electrónica: Los cambios bajo carga se han visto muy mejorados con la acción de la electrónica siendo habitual encontrar cajas powershift en las cuales una centralita decide y efectúa los cambios.
La centralita recibe información de multitud de parámetros del tractor vía sensores, procesa la señal y decide. La decisión se convierte en señales hacia los actuadores eléctricos que controlan los embragues multiláminas para el acople y el desacople.
Despiece y primer plano de SeamlessShift

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS USADAS EN UNA POWERSHIFT
Básicamente se usan dos soluciones:
Parejas de engranajes: Un par de engranajes en toma constante y gobernados por un embrague de discos de accionamiento hidráulico. Un distribuidor hidráulico gobierna el envío de aceite a presión para embragar o desembragar. Repitiendo el sistema tantas veces como requiera el número de velocidades se llega a una caja completa de cambio bajo carga. El inconveniente del sistema es que si hay muchas “marchas” debe haber muchos embragues y la caja “crece” en tamaño.
Cambio automático con trenes epicicloidales: Es una solución más compacta que la anterior. Los engranajes planetarios están constituidos por un piñón planetario y tres piñones satélites unidos por una placa común en una corona dentada por su parte interior. La opción del tren epicíclico permite obtener varias relaciones en función de los piñones que se acoplan en cada momento sin interrumpir el movimiento de entrada del motor.
El inconveniente es que es una opción con más complejidad técnica pero su gran ventaja son las enormes posibilidades de diseño y por eso es el más utilizado en los cambios automáticos. Además cuenta con el atractivo de repartir el par entre un mayor número de dientes y eso en tractores donde a menudo la transmisión de potencia se basa en mucho par y baja velocidad de giro es más que atractivo.

LA CAJA ZEROSHIFT: MEDALLA DE ORO A LA INNOVACIÓN EN AGRITECHNICA
Como ya he explicado, que yo sepa todavía no existe una caja Zeroshift en el mundo de los tractores. Aunque, ¿quién sabe? Quizá a algún fabricante se le encienda la “bombilla”.
Zeroshift Ltd. es una empresa inglesa (al lado de Londres) bastante pequeña que ha desarrollado un sistema que se ha probado mucho en moto GP con unos resultados inmejorables, también han probado el “invento” en competición automovilística, sobre todo en los coches de rallies. Tras las pruebas en el mundo de la competición se ha montado en coches estándar de calle y también en coches eléctricos. También se han hecho pruebas en transporte pesado. Algunos ejemplos son la Selespeed (Alfa Romeo) o la R-Tronic (Audi) el X-Trac de Honda o incluso alguna de F1 (Ferrari la ha probado en algunos coches de F1 aunque no ha trascendido, al menos yo no lo sé, si en carrera o solo en entrenamientos) En definitiva y lo cierto es que el concepto Zeroshift ya lleva unos años en el mercado.
El concepto: La Zeroshift es una idea revolucionaria de unos ingenieros visionarios Peter Thomas, y Bill Martin (el inventor) británicos para más “INRI” que da nueva vida a la caja de cambios manual convencional.
Tradicional caja secuencial
La Zeroshift sustituye el sincronizador de la caja de cambios y así evitar el “gran inconveniente” de una caja convencional: la caída de revoluciones mientras dura el cambio. Con la Zeroshift se permite el cambio de velocidad sin interrupción de par ¿mande?
El sincronizador se sustituye por un par de pestillos que a la postre son bastantes menos piezas que con el sincro convencional. A medida que cambia el engranaje un conjunto de pestillos se acoplan a la siguiente marcha.
La Zeroshift también necesita un embrague pero se puede operar automáticamente. Por eso una “Zeroshift” viene a ser un cambio manual automatizado. En realidad se trata de una caja precursora de la caja de doble embrague o incluso se puede ver como la versión más avanzada al convertidor de par industrial.
¿Cómo funciona?: Internamente es como una manual pero la acción recae sobre un sistema electrohidráulico y no en el conductor que solo acciona una palanca. Obsérvese que las cajas de doble embrague en realidad son dos cajas independientes cada una con su embrague. En la Zeroshift no es así.
Caja doble embrague
La caja es igual a una convencional. Unos engranajes giran solidarios al eje de entrada o primario y un eje secundario en el que los engranajes, los conducidos, giran locos. Pero ahora vienen las diferencias. Si en una convencional una serie de horquillas y sincros se encargan de desplazar a los engranajes conducidos para hacerlos solidarios al eje de salida y mientras esto ocurre un embrague debe detener la transferencia de par desde el motor, en las ZeroShift el embrague solo se utiliza para arrancar y parar.
En las “Zero” también se necesita una centralita electrónica para los cambios de marcha (en esto una “Zero” es igual que una “Power”)
En las Zero se eliminan los sincros y se sustituyen por un sistema de pestillos o “crabots” que permite cambiar sin embrague.
El mecanismo “revolucionario” de una Zero es la existencia de un engranaje central solidario al eje de salida y de dos anillos con dientes desplazables mediante sendas horquillas que se encargan de bloquear el engranaje con los crabots. Para seleccionar una marcha uno de los anillos se desplaza hasta bloquear la relación y el segundo anillo rellena el espacio disponible. El segundo anillo no soporta par y por lo tanto se puede mover por ejemplo con un pequeño motor eléctrico.
Por la propia forma del diente cuando una marcha está engranada la otra se suelta logrando engranar marcha sin interrumpir el par y sin embrague.

Ventajas e inconvenientes frente a la powershift
Hay argumentos que en realidad pueden hacer pensar que una Zeroshift acaba definitivamente con sus oponentes:
  • La Zeroshift parte de cajas ya desarrolladas y utiliza casi todos sus componentes
  • No necesita ningún tipo de refrigeración adicional como ocurre con las powershift
  • No necesita un sistema hidráulico que actúe sobre los mecanismos de la propia caja. En la Zeroshift las piezas móviles que engranan una y otra relación no soportan ningún par y por lo tanto pueden ser desplazadas con pequeños motores eléctricos
En contra de las “Zero” es que el cambio se produce de forma muy brusca cosa que quizá a un piloto de rallies no le importa pero en un tractor….
Sincronizador y "Crabots" (Wikipedia)

¿Y en tractores?: ¿por qué no se popularizan entre los tractores? No lo sé. Pienso que los fabricantes se metieron hace ya unos años en una espiral tecnológica que a mí no acaba de convencerme. Además el problema en España es mayor puesto que ya no existen en nuestro país fabricantes que reciban directamente de los agricultores las ideas de lo que en realidad necesitan.
En fin no sé, quizá solo sean ideas de “viejo”. A veces pienso que yo ya vivo más en el pasado y solo de vez en cuando me gusta resucitar viejos manuales, viejas ideas…
A pasarlo bien. Esto es todo amigos.

ALGUNOS VÍDEOS DE ANIMACIÓN

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