Técnica / El turbo eléctrico de Mercedes-AMG (elektrifizierter Turbolader) , el último desarrollo de los motores térmicos.

 elektrifizierter Turbolader by Mercedes-AMG

Mientras algunas marcas tiran la toalla y dejan de trabajar sobre los motores térmicos Mercedes Benz con socios como AMG y Garrett continúan buscando soluciones cada vez más innovadoras.

El último desarrollo de Mercedes-AMG es su nuevo motor convencinal equipado con un turbocompresor eléctrico, una tecnología derivada directamente de la Fórmula 1 y que abre un nuevo campo de posibilidades en cuanto a prestaciones y reducción de emisiones. 

La sobrealimentación asistida eléctricamente es algo en lo que la industria del automóvil lleva trabajando desde hace años. Aunque ha habido diferentes formas de abordar esta idea, como ha sido el compresor eléctrico de Audi o el sistema Power Pulse de Volvo, lo cierto es que la integración de un motor eléctrico dentro del propio turbocompresor ha sido la tecnología más eficiente pero también la más compleja y costosa.

Pero pese a eso Mercedes-AMG se ha aliado con el especialista Garrett para llevar el turbo eléctrico a los autos de serie, colocándolo en un motor 2.0 Turbo (M139) capaz de desarrollar 381 CV en el Mercedes-AMG SL 43 y 408 CV en el Mercedes-AMG C 43.

elektrifizierter Turbolader by Mercedes-AMG /Garrett

 elektrifizierter Turbolader by Mercedes-AMG

 elektrifizierter Turbolader by Mercedes-AMG

Este propulsor busca sacar provecho del turbo eléctrico en tres sentidos: extrayendo mucha potencia a partir de un motor de solo 2 litros, rebajando la carga impositiva al usar menos cilindrada y reduciendo las emisiones de CO2 con respecto a un motor de potencia equivalente de 6 u 8 cilindros con al menos 3 litros de cilindrada. 

El turbocompresor eléctrico desarrollado por Garrett para Mercedes-AMG parte de un turbo convencional, pero en él se ha integrado un motor eléctrico capaz de hacer girar la turbina con total independencia de la carga del propulsor. Además este movimiento de la turbina puede muy rápidamente alcanzar hasta 175.000 rpm, logrando la total eliminación del lag.

Así se consigue un aumento de la  curva de potencia, contando además con par motor plano disponible desde el mismo instante en que se acciona el pedal del acelerador, pudiendo así mejorar las recuperaciones o eliminar los clásicos tiempos muertos del sobrealimentador.

Pero eso si la complejidad de este turbo eléctrico es alta, pues además de un circuito de engrase y refrigeración que son vitales para su correcto funcionamiento, necesita de un control electrónico dedicado y una instalación de 48 voltios que lo alimente. Dado que la arquitectura de 48 voltios es ya a día de hoy casi que un obligado de todo nuevo auto que llega al mercado, la adopción del turbo eléctrico por parte de más motores será solo cuestión de tiempo, significando esto que además el motor térmico contará además con otros 14 CV y 250 Nm de asistencia adicional a través del generador eléctrico (Hybrid Light o Mild Hybrid) que recarga una pequeña  batería de litio que emplea esta instalación.

Mercedes AMG C43 con motor 2.0 Turbo (M139)

Junto a esta solución de Mercedes-AMG y Garrett, debemos recordar que otro gran especialista como es BorgWarner tiene previsto el lanzamiento de su eTurbo para 2023 junto a otro importante fabricante europeo, consolidando así la apuesta por esta tecnología.

Los motores Diésel y los por ahora muy en pañales motores térmicos alimentados por hidrógeno también pueden entrar en la era del turbo eléctrico para conseguir ganar en eficiencia.

Y finalmente los turbos eléctricos también podrían jugar un papel protagonista en las fuel cell de hidrógeno ávidas de incorporar la mayor cantidad de aire posible aunque en este caso la tecnología a emplear es más sencilla ya que no existen las temperaturas extremas de los motores de combustión.

fuente https://www.diariomotor.com/

Héctor Daniel Oudkerk 

Garrett crea un turbocompresor electrificado que le permite al motor AMG de 2.0 litros de 4 cilindros alcanzar potencias nunca pensadas en un auto de serie.

Downsizing a full...el próximo Mercedes-AMG C63 llega a los 644 CV combinando un 2.0 turbo, con un turbocompresor eléctrico Garrett , un sistema de mild hybrid y un eje trasero con motor eléctrico integrado.  Con eso mandaron a descarte a los motores V8 que equipaban las versiones anteriores del C63.

AMG E PERFORMANCE powertrain

El sistema tomará el nombre de E PERFORMANCE y tres componentes:
1) un motor-generador que hace las veces de motor de arranque y alternador en el propulsor térmico, pudiendo asistir con 14 CV de potencia en aceleraciones y ofreciendo un sistema de stop & go  más eficaz a la hora de reducir consumos y emisiones.

E PERFORMANCE turbo eléctrificado Garrett

2) La gran novedad, un turbocompresor electrificado marca Garrett, una tecnología que será llevada a la producción en masa por primera vez por AMG. Esta idea consigue integrar un motor eléctrico de 6 kW en el eje del turbocompresor, pudiendo así eliminar el tiempo de respuesta y permitiendo mantener la presión de los gases constantes sin importar el régimen del propulsor.

E PERFORMANCE turbo eléctrificado Garrett

Además de conseguir una respuesta más inmediata, el turbocompresor adapta su funcionamiento en todo el rango de revoluciones del motor térmico llegando a girar el turbo a 156.000 rpm. El compresor electrificado hasta la fecha se había visto como un sistema que asistía a los turbocompresores convencionales solo a bajas revoluciones para reducir el tiempo de respuesta en esas circunstancias. Con la solución de Garrett, se conseguiría el funcionamiento independiente del turbocompresor con respecto del propulsor en todo el rango de rpm.

E PERFORMANCE eje trasero con un motor auxiliar eléctrico de 201 CV y 320Nm.

3) La tercera forma de electrificación que Mercedes-AMG ha diseñado, se trata de un eje trasero en el que se integra un motor eléctrico capaz de rendir hasta 201 CV y 320 Nm. Este motor eléctrico actuaría como complemento del motor térmico, incluyendo una transmisión de dos velocidades para conseguir la máxima aceleración a velocidades inferiores a 140 Km/h, y la mejor relación consumo/prestaciones a partir de esa velocidad. Para alimentar todo el sistema de asistencia eléctrica, AMG ha diseñado una batería de iones de litio con 6,1 kWh de capacidad que recibe el código HPB80, pudiendo ofrecer 94 CV (70 kW) de potencia constante y 201 CV de potencia pico durante 8 segundos (150 kW).

fuente: diariomotor.com 

Los modelos Mercedes-AMG de próxima generación tendrán tecnología Turbo eléctrica

La próxima generación de Mercedes-AMG verá la llegada de un turbocompresor eléctrico, inspirado en la tecnología utilizada en los motores del equipo de Fórmula 1.

La tecnología se desarrolló en asociación con Garrett Motion y se dice que resuelve los objetivos conflictivos entre un pequeño turbocompresor de reacción rápida con un rendimiento pico relativamente bajo y un turbo grande con un alto rendimiento.

El motor eléctrico mencionado anteriormente impulsa la turbina del compresor antes de que llegue el flujo de gases de escape, mejorando así la respuesta inmediata de la velocidad en vacío y en todo el rango de velocidad del motor, afirma el fabricante de automóviles. En otras palabras, elimina el retraso turbo (turbo lag).

Hay un motor eléctrico delgado integrado directamente en el eje entre la rueda de la turbina en el lado del escape y la rueda del compresor en el lado del aire fresco. Mide unos 4 cm y Mercedes-AMG lo llama el "highlight of this system".

"Hemos definido claramente nuestros objetivos para un futuro electrificado. Para llegar a ellos, confiamos en componentes altamente innovadores ”, dijo el presidente de Mercedes-AMG, Tobias Moers.“

“Con este movimiento, complementamos estratégicamente nuestra tecnología modular y la adaptamos a nuestros requisitos de rendimiento. En un primer paso, esto incluye el turbocompresor electrificado, un ejemplo de la transferencia de tecnología de Fórmula 1 a los autos de calle, algo con lo que llevaremos los motores de combustión turboalimentados a un nivel de agilidad previamente inalcanzable ”, agregó.

La electrificación del turbocompresor también da como resultado un mayor par a bajas velocidades del motor, optimizando la capacidad de aceleración desde un punto muerto.

"Incluso cuando el conductor quita el pie del acelerador o aplica los frenos, la tecnología del turbocompresor eléctrico puede mantener la presión de refuerzo en todo momento, de modo que se garantiza una respuesta directa continua".

Turbo eléctrico de Garrett....un MGU-H para los motores de serie con tecnología que viene de la fórmula uno.

Se especuló que la Fórmula 1 podía renunciar al MGU-H en los motores del 2021, pero los constructores se opusieron. Ahora surge que este motor eléctrico-generador ligado al turbo es uno de los pocos elementos que podrían aprovecharse en los vehículos de calle.

Garrett, líder en la producción de turbos, ha anunciado el próximo lanzamiento de un nuevo turbo, el E-Turbo, totalmente electrificado, que está en su última fase de desarrollo y saldrá al mercado en 2021. Está previsto que apoye cualquier forma de hibridación y es apto tanto para motores nafteros como para Diesel o gas. ver: https://diarioautomotor.blogspot.com/2019/02/el-compresor-electrico-llega-los-diesel.html.

El motor generador eléctrico y su centralita de control actúan conjuntamente con el turbo. El motor eléctrico ayuda al turbo en las aceleraciones y consigue reducir el tiempo de respuesta y mejorar el par, sobre todo a bajas revoluciones. Pero después pasa a actuar como generador, recuperando energía de los gases de escape que de otra forma se perderían y que aprovecha para crear electricidad con la que recarga las baterías de los sistemas híbridos.

Los resultados que anuncia Garrett son muy buenos. Sus ensayos tipo muestran un aumento de la potencia del 16% con respecto a un turbo convencional, una mejora del par del 10,5% y una mejora del 25% en las recuperaciones entre 60 y 100 kilómetros/hora. Un aumento de la eficiencia que también puede ser usado para reducir consumo y emisiones.

Los constructores de automóviles podrán adaptar el E-Turbo a las exigencias o filosofías de sus modelos. Se pueden utilizar para mejorar prestaciones, mejorar consumos o un mix entre ambos factores y también para ayudar a cumplir con las futuras normas Euro 7.

fuentes: Garrett.com, SoyMotor.com