Tren motriz

En un vehículo de motor , el sistema de propulsión comprende los componentes principales que generan potencia y la transmiten a la superficie de la carretera, al agua o al aire. Esto incluye el motor , la transmisión , los ejes de transmisión , los diferenciales y la transmisión final ( ruedas motrices , orugas continuas como en tanques militares o tractores de orugas, hélice , etc.). Los sistemas de propulsión híbridos también incluyen uno o más motores eléctricos de tracción que impulsan las ruedas del vehículo. Los vehículos totalmente eléctricos ("coches eléctricos") eliminan por completo el motor, dependiendo únicamente de motores eléctricos para la propulsión. En ocasiones, el término " planta motriz " se utiliza informalmente para referirse al motor o, con menos frecuencia, a todo el sistema de propulsión.

La transmisión o tren motriz de un vehículo automotor consta de las partes del tren motriz, excluyendo el motor. Es la parte del vehículo, después del motor principal , que varía según si el vehículo tiene tracción delantera , trasera o en las cuatro ruedas , o, menos común, tracción en seis u ocho ruedas .

En un sentido más amplio, el sistema de propulsión incluye todos los componentes utilizados para transformar la energía almacenada (química, solar, nuclear, cinética, potencial, etc.) en energía cinética para la propulsión. Esto abarca la utilización de múltiples fuentes de energía y vehículos sin ruedas.

Los avances más recientes en sistemas de propulsión se basan en la electrificación de múltiples componentes. Se requiere energía eléctrica, lo que generalmente implica baterías de mayor capacidad. Los motores eléctricos pueden encontrarse como componentes aislados o integrados en otros elementos, como el eje . En los sistemas de propulsión híbridos, el par motor generado por el motor de combustión y el motor eléctrico se combina y se distribuye a las ruedas. El control de este proceso puede ser complejo, pero las ventajas son una aceleración mucho mayor y unas emisiones considerablemente menores.

El desarrollo de sistemas de propulsión para motores diésel incluye lo siguiente: recirculación de gases de escape (EGR) y combustión avanzada. El desarrollo de motores de encendido por chispa incluye: inyección de combustible , incluyendo la variante de inyección directa de gasolina , así como la mejora de la eficiencia volumétrica mediante el uso de múltiples válvulas por cilindro, distribución variable de válvulas , colectores de admisión de longitud variable y turbocompresor . Los cambios también incluyen nuevas calidades de combustible (sin azufre ni aromáticos ) para permitir nuevos conceptos de combustión. Los denominados "sistemas de combustión combinada" (CCV) o ciclos "diesotto" se basan en combustibles sintéticos (diésel sintético, biomasa a líquido (BTL) o gas a líquido (GTL)). ^{[ 1 ]}

Se espera que los sistemas de propulsión BEV , FCEV y PHEV alcancen la paridad de costos con los sistemas de propulsión ICE en 2025. ^{[ 2 ]}

El sistema de propulsión de un vehículo se refiere al conjunto de componentes que generan energía y la transmiten a las ruedas, permitiendo así el movimiento del vehículo. Estos sistemas pueden variar significativamente entre los vehículos convencionales con motor de combustión interna (MCI), los vehículos híbridos (VHE) y los vehículos eléctricos (VE). Independientemente del tipo, el sistema de propulsión sigue siendo uno de los sistemas más importantes de cualquier vehículo.

* Motor: El motor es el corazón del sistema de propulsión en los vehículos convencionales con motor de combustión interna. Convierte el combustible, como la gasolina o el diésel, en energía mecánica mediante el proceso de combustión. Existen diversos tipos de motores, incluyendo los de combustión interna, que son los más comunes, y los motores eléctricos, predominantes en los vehículos eléctricos. Los vehículos híbridos suelen combinar ambos sistemas para maximizar la eficiencia del combustible y reducir las emisiones. Cada tipo de motor tiene un diseño y características operativas únicas, pero todos buscan producir el par motor necesario para impulsar el vehículo.

* Motor eléctrico e inversor: En los vehículos eléctricos, el motor eléctrico reemplaza al motor de combustión tradicional, convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica para impulsar las ruedas. Este motor es altamente eficiente y elimina la necesidad de algunos de los componentes más complejos que se encuentran en los vehículos con motor de combustión interna, como los sistemas de escape o los depósitos de combustible. Los inversores son fundamentales en los vehículos eléctricos, ya que controlan el rendimiento del motor regulando la potencia de salida y permitiendo velocidades variables. Juntos, el motor y el inversor constituyen la base del sistema de propulsión eléctrica.

* Transmisión: La transmisión se encarga de transferir la energía mecánica del motor al sistema de transmisión. Garantiza que la potencia generada por el motor se transmita a las ruedas de la manera más eficiente, ajustándose a la velocidad y la carga. Existen varios tipos de transmisiones, incluyendo las manuales, donde el conductor cambia las marchas; las automáticas, que cambian las marchas automáticamente; las de variación continua (CVT), que ofrecen una aceleración suave; y las de doble embrague (DCT), conocidas por sus cambios de marcha rápidos y un rendimiento mejorado.

* Unidades de control: Los sistemas de propulsión modernos dependen en gran medida de las unidades de control electrónico (ECU) o módulos de control del tren motriz (PCM). Estos sistemas supervisan y optimizan el rendimiento del motor, la transmisión y otros componentes. Mediante el análisis de datos de sensores en todo el vehículo, las ECU garantizan que el tren motriz funcione con la máxima eficiencia, cumpliendo además con las normas de emisiones y rendimiento. Las unidades de control son esenciales para funciones avanzadas como los modos de conducción adaptativos y el mantenimiento predictivo.

* Tren motriz: El tren motriz es el sistema que conecta la transmisión con las ruedas, distribuyendo la potencia según sea necesario. Incluye componentes clave como el eje de transmisión, que transfiere la potencia de rotación; el diferencial, que permite que las ruedas giren a diferentes velocidades para un mejor agarre en las curvas; y los ejes, que transmiten la potencia directamente a las ruedas. La configuración del tren motriz varía según el tipo de vehículo, siendo las configuraciones más comunes la tracción delantera (FWD), la tracción trasera (RWD) y la tracción integral (AWD) o la tracción en las cuatro ruedas (4WD), cada una con ventajas distintas según la aplicación.

La fabricación de componentes y sistemas de propulsión es fundamental para la industria, incluyendo el sector automotriz y otros sectores de vehículos. La competitividad impulsa a las empresas a diseñar y producir sistemas de propulsión que, con el tiempo, resulten más económicos de fabricar, de mayor calidad y fiabilidad, con un rendimiento superior, más eficientes en el consumo de combustible, menos contaminantes y con una vida útil más prolongada. A su vez, estos requisitos han dado lugar a diseños que implican mayores presiones internas, mayores fuerzas instantáneas y una mayor complejidad en el diseño y el funcionamiento mecánico. Los diseños resultantes imponen, a su vez, requisitos mucho más estrictos en cuanto a la forma y las dimensiones de las piezas, así como en cuanto a la planitud , la ondulación , la rugosidad y la porosidad de la superficie del material . El control de calidad de estos parámetros se logra mediante la tecnología de metrología aplicada a todas las etapas de los procesos de fabricación de sistemas de propulsión.

En la fabricación de automóviles, el bastidor más el "tren de rodaje" forman el chasis .

Posteriormente, sobre el chasis se construye una carrocería (a veces denominada « chasis »), que generalmente no es necesaria para la integridad de la estructura, para completar el vehículo . Los fabricantes de vehículos comerciales pueden ofrecer versiones con chasis únicamente y versiones con chasis y carrocería, las cuales pueden equiparse con carrocerías especializadas. Entre ellas se incluyen autobuses , autocaravanas , camiones de bomberos , ambulancias , etc.

El chasis más la carrocería forman un planeador (un vehículo sin sistema de propulsión).

La transmisión final es el último componente del conjunto que transmite el par a las ruedas motrices . En un vehículo de carretera, incorpora el diferencial . En un vehículo ferroviario, a veces incorpora la marcha atrás. Algunos ejemplos son las marchas de cambio automático RF 28 (utilizadas en muchas unidades diésel múltiples de primera generación de British Railways ) ^{[ 3 ]} y RF 11, utilizadas en las locomotoras diésel de maniobras British Rail Clase 03 y British Rail Clase 04 .

Esta sección utiliza infografías para mostrar un modelo unificado con variaciones: las ruedas verdes indican falta de tracción y las ruedas inclinadas indican dirección.

6X4 significa que 6 ejes de ruedas y 4 posiciones distribuyen la potencia (con divisor de potencia instalado).

6X2 significa 6 extremos de rueda y 2 posiciones que distribuyen la potencia (tracción de un solo eje).

4X0 significa 4 ejes con ruedas sin tracción (eje del remolque).

4x2 significa 4 ejes con ruedas y 2 posiciones para distribuir la potencia.

Los 6 extremos de las ruedas pueden ser simples o dobles de base ancha. Se trata de la parte exterior de las ruedas.

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• Tren motriz de vehículo híbrido
• Vehículos de tres ruedas

• Conferencia sobre nuevas tecnologías de sistemas de propulsión, 27 y 28 de marzo de 2007 .
• http://www.caradvice.com.au/105/car-frame-chassis/
• Chasis de un coche de carreras Honda F1 .
• Cuestionario sobre el sistema de transmisión
• Documento técnico sobre el banco de pruebas HIL (Delphi Motor) : Un modelo de tren motriz de circuito cerrado.
• Aprende qué es la relación de transmisión final y cómo afecta a tu coche.