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| Transmisión de múltiples velocidades Ingear de la firma canadiense Inmotive |
En cualquier ámbito de la ingeniería, es habitual encontrarse con algo que ya ha sido pensado años atrás, pero que su replanteamiento supone, en cierto modo, una nueva revolución. En este caso de la transmisión de múltiples velocidades Ingear de la firma canadiense Inmotive.
El director técnico y ciclista entusiasta Anthony Wong comenzó a reflexionar sobre los cambios de su bicicleta y se preguntó cómo sería si, en lugar de cambiar la cadena a través de los engranajes de típica manera tan manera ruidosa y torpe, existiera una forma de moverlos de otra forma por debajo de la cadena.
En base a esta idea, creó un prototipo de transmisión para autos eléctricos que se espera que alcance la misma eficiencia de un conjunto de engranajes helicoidales de una sola velocidad, si finalmente llega a producción. Inmotive afirma que la transmisión Ingear puede aumentar la autonomía un 7-15% y la aceleración sobre un 15%. (dos cosas muy importantes para un EV).
Ingear NO se trata de una transmisión CVT (popularizada principalmente por Toyota) y tampoco necesita embragues o mecanismos de sincronización. Todo eso es reemplazado por una cadena silenciosa BorgWarner Morse Hy-Vo extremadamente robusta, que además de ser silenciosa es capaz de soportar un par elevado. El video a continuación muestra una recreación en 3D del sistema de Inmotive.
Inmotive, un fabricante de autopartes con sede en Canadá, completó recientemente sus extensas pruebas de preproducción del Ingear, lo ha integrado en un vehículo de demostración y está listo para su implementación total en el mercado. Las unidades de prueba están disponibles para OEM (1) calificados.
Normalmente, hay dos engranajes reductores entre el motor eléctrico y las ruedas, y el motor gira unas nueve veces por cada revolución de las ruedas. El Ingear reemplaza el segundo engranaje de reducción con una transmisión por cadena continua y una rueda dentada variable que cambia de tamaño durante un cambio. Todo el cambio ocurre durante una sola revolución de las ruedas.
Para cambiar, un actuador dirige los segmentos de la rueda dentada a su lugar durante una sola revolución de las ruedas, aumentando o disminuyendo efectivamente la relación de transmisión. La geometría patentada de Ingear mantiene el motor y las ruedas sincronizados, lo que permite un flujo de par continuo durante todo el proceso de cambio. Los turnos se pueden completar en tan solo 19 milisegundos.
Al permitir que el tren motriz funcione de manera más eficiente con la capacidad de velocidades bajas y altas, se desperdicia menos energía, lo que da como resultado una mayor autonomía con cada carga. Del mismo modo, la regeneración se mejora y es continua, incluso al reducir la marcha.
Se utiliza una tercera rueda dentada como rueda loca para que la cadena forme un triángulo. La zona impulsada cuenta con una rueda dentada más grande que gira a baja velocidad y, dentro de ella, una rueda dentada más pequeña que gira a alta velocidad. La rueda dentada de baja velocidad está fabricada en segmentos retráctiles que pueden moverse hacia los lados, uno por uno, fuera del camino de la cadena. A medida que cada segmento se aleja, la cadena se transfiere sin problemas y en una fracción de segundo al piñón más pequeño, enganchando una marcha alta.
Mientras eso sucede, tanto la marcha alta como la baja se acoplan a la cadena durante varios milisegundos para que no se interrumpa el par, exactamente igual que una caja de cambios de doble embrague o CVT, pero más simple y eficiente. A medida que se realiza el cambio, el motor de tracción principal tiene que reducir o aumentar significativamente la velocidad para que su controlador modifique el par entregado, ya sea positivo o negativo, para garantizar que la transición sea completamente suave.
El sistema puede configurar modos «Sport y Comfort,» dependiendo de cómo esté programado el software. El cambio de marcha se completa en cuestión de milisegundos, en menos de una rotación completa de las ruedas.
En comparación con AMT, DCT y CVT:
El Ingear no tiene embrague.
El Ingear no requiere bomba de alta presión.
El Ingear utiliza rodamientos de bolas en lugar de rodamientos de rodillos, ya que no genera carga axial por el engrane de la cadena / piñón.
El Ingear no tiene pérdidas por múltiples pares de engranajes acoplados simultáneamente, ni pérdidas por contacto rodante.
El Ingear no genera calor por pérdidas o fricción del embrague, o fricción por rodadura por contacto, por lo que se mitiga la elevación térmica del motor sin introducir carga alguna en el sistema de refrigeración.
El Ingear ofrece una transferencia de par ininterrumpida durante el cambio.
El Ingear tiene cambios consistentes / repetibles por diseño. Otros sistemas requieren un control de circuito cerrado que se adapte al desgaste y al rendimiento del embrague.
El Ingear solo mueve los segmentos axialmente cuando no son contactados por la cadena. La fuerza del actuador es baja. Los DCT y CVT requieren decenas de miles de newtons de fuerza para cambiar porque los actuadores deben modular la fuerza del motor de tracción a las ruedas.
Ahorro de costos. Al integrar el Ingear simple y de bajo conteo de componentes en unidades de propulsión integradas de alto volumen, los fabricantes de equipos originales pueden ahorrar más de $ 1,500 por vehículo de pasajeros. Este ahorro es posible mediante el uso de menos batería y motores eléctricos e inversores menos costosos, todo mientras se mantiene el mismo rango y se mejora la aceleración. Además de los ahorros de OEM, los propietarios de flotas ahorrarán alrededor de $ 2,000 en costos operativos (electricidad) durante tres años.
Compacto. Diseñado para envolver el diferencial, el Ingear es solo un poco más grande que una transmisión típica de una sola velocidad.
Rápido, suave y silencioso. El Ingear cambia en menos de una revolución de las ruedas. El motor se mantiene en contacto constante con las ruedas y puede aplicar torque continuamente incluso durante el cambio. Las relaciones de transmisión cambian gradualmente y los algoritmos de llenado de par mantienen una experiencia fluida para el pasajero. Los tiempos de aceleración se pueden mejorar hasta en un 15%.
Eficiente y confiable. El Ingear amplía la autonomía de un vehículo típico hasta en un 15% optimizando la eficiencia del motor y reduciendo las pérdidas parásitas. También mejora el remolque, la subida de pendientes y la velocidad máxima.
Transmisión de múltiples velocidades Ingear de la firma canadiense Inmotive
Actualmente, Inmotive tiene contratos de desarrollo con dos OEM globales (1) y está en conversaciones con varios OEM de todo el mundo para su implementación.
(1) OEM (del inglés, Original Equipment Manufacturer) o fabricante de equipos originales confecciona piezas o componentes que se utilizan en los productos de otras empresas.
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