Vectorización de par

Los diferenciales de vectorización de par en vehículos de tracción delantera o trasera son menos complejos, pero comparten muchos de los mismos beneficios que los diferenciales de tracción total. El diferencial solo varía el par entre dos ruedas. El sistema de monitoreo electrónico solo monitorea dos ruedas, lo que lo hace menos complejo. Un diferencial de tracción delantera debe tener en cuenta varios factores. Debe monitorear el ángulo de rotación y de dirección de las ruedas. A medida que estos factores varían durante la conducción, se ejercen diferentes fuerzas sobre las ruedas. El diferencial monitorea estas fuerzas y ajusta el par en consecuencia. Muchos diferenciales de tracción delantera pueden aumentar o disminuir el par transmitido a una rueda determinada. ^{[ 8 ]} Esta capacidad mejora la capacidad de un vehículo para mantener la tracción en condiciones climáticas adversas. Cuando una rueda comienza a patinar, el diferencial puede reducir el par en esa rueda, frenándola efectivamente. El diferencial también aumenta el par en la rueda opuesta, lo que ayuda a equilibrar la salida de potencia y mantener el vehículo estable. Un diferencial de vectorización de par de tracción trasera funciona de manera similar a un diferencial de tracción delantera.

La mayoría de los diferenciales con vectorización de par se encuentran en vehículos con tracción integral. Un diferencial básico de este tipo distribuye el par entre las ruedas delanteras y traseras. Esto significa que, en condiciones normales de conducción, las ruedas delanteras reciben un porcentaje fijo del par motor, y las traseras el resto. Si es necesario, el diferencial puede transferir más par entre las ruedas delanteras y traseras para mejorar el rendimiento del vehículo.

Por ejemplo, un vehículo podría tener una distribución de par estándar del 90 % a las ruedas delanteras y del 10 % a las traseras. Cuando es necesario, el diferencial cambia la distribución a 50/50. Esta nueva distribución reparte el par de manera más uniforme entre las cuatro ruedas. Una distribución de par más uniforme aumenta la tracción del vehículo. ^{[ 9 ]}

También existen diferenciales de vectorización de par más avanzados. Estos diferenciales se basan en la transferencia de par entre las ruedas delanteras y traseras, añadiendo la capacidad de transferir par entre ruedas individuales. Esto proporciona un método aún más eficaz para mejorar las características de manejo. El diferencial monitoriza cada rueda de forma independiente y distribuye el par disponible según las condiciones del terreno.

En los vehículos eléctricos, la tracción integral se implementa típicamente con dos motores eléctricos independientes , uno para cada eje. En este caso, la vectorización del par entre los ejes delantero y trasero es simplemente una cuestión de controlar electrónicamente la distribución de potencia entre los dos motores, lo que puede hacerse en una escala de milisegundos. ^{[ 10 ]} En el caso de los vehículos eléctricos con tres o cuatro motores, se puede aplicar electrónicamente una vectorización del par aún más precisa, con un control de par por rueda específico en milisegundos en el caso de cuatro motores, ^{[ 11 ]} y dos ruedas de control por rueda más un control por eje en el caso de tres motores.

La vectorización de par puede ser aún más efectiva si se acciona mediante dos motores eléctricos ubicados en el mismo eje, ya que esta configuración puede utilizarse para moldear la característica de subviraje del vehículo y mejorar la respuesta transitoria del mismo, ^{[ 12 ] [ 13 ]} El modelo Tesla Cybertruck de tres motores tiene un eje con dos motores, mientras que el Rivian R1T tiene dos motores en cada eje, delantero y trasero. ^{[ 11 ]}

En el vehículo experimental MUTE de la Universidad Técnica de Múnich de 2014 se utilizó una unidad de transmisión especial , donde el motor más grande proporciona la potencia motriz y el más pequeño la función de vectorización de par. El sistema de control detallado de la vectorización de par se describe en la tesis doctoral del Dr.-Ing. Michael Graf. ^{[ 14 ]}

En el caso de vehículos eléctricos con cuatro motores eléctricos, el mismo par total en las ruedas y el mismo momento de guiñada pueden generarse mediante un número casi infinito de distribuciones de par en las ruedas. La eficiencia energética puede utilizarse como criterio para distribuir el par entre las ruedas. ^{[ 15 ] [ 16 ]} Este enfoque se utiliza en el camión ligero Rivian R1T presentado en 2021. ^{[ 11 ]}

Se están realizando investigaciones sobre el uso de la vectorización de par para dirigir activamente los ejes de las ruedas de los trenes en la vía. Entre los beneficios que se le atribuyen se incluyen una drástica reducción del desgaste tanto de la vía como de la rueda, y la posibilidad de simplificar o incluso eliminar el bogie, que es mecánicamente complejo, pesado y voluminoso .

Stored Energy Technology Limited ha construido y demostrado con éxito su sistema de vectorización de par Actiwheel , que emplea un motor de cubo de rueda de diseño propio. ^{[ 17 ]}

El Centro Aeroespacial Alemán presentó en Innotrans 2022 una maqueta a escala real del tren de rodaje con vectorización de par destinado a su Tren de Próxima Generación. ^{[ 18 ]}