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Apr 15, 2023

La tecnología SuperTruck II podría llegar a producción

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LAS VEGAS — Por los $20 millones que gastó en el programa Freightliner Cascadia SuperTruck II, Daimler Truck North America espera que parte de la tecnología avanzada llegue a la producción.

Eso es lo que sucedió después de SuperTruck I, una división de $80 millones entre DTNA y el Departamento de Energía que se llevó a cabo entre 2010 y 2015. El DOE igualó los $20 millones de DTNA para SuperTruck II.

La inversión del primer programa SuperTruck dio sus frutos. La generación actual de Freightliner Cascadias tiene un parabrisas que debutó en SuperTruck I. Las características aerodinámicas de ahorro de combustible del proyecto aparecieron como opciones en el New Cascadia que debutó como modelo 2020.

"Queremos centrarnos en aquellas cosas que tienen la mejor oportunidad de producción", dijo Derek Rotz, director de ingeniería avanzada de DTNA que trabajó en SuperTruck I y dirigió el programa SuperTruck II. "Con SuperTruck II, nos basamos en esos aprendizajes. No necesitábamos comenzar con una hoja limpia e investigar hasta el último rincón del vehículo".

Incluso cuando se dieron a conocer los resultados de SuperTruck II en la conferencia sobre la cadena de suministro Manifest, DTNA ya está trabajando en un programa SuperTruck III para desarrollar un tractor eléctrico de pila de combustible impulsado por hidrógeno para camiones de larga distancia que conserva la máxima capacidad de carga.

Los resultados de SuperTruck III están planificados para revelarse en 2027, cuando Daimler Truck y Volvo Group esperan introducir camiones de celdas de combustible de producción de su empresa conjunta centrada en celdas.

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Para SuperTruck II, los diseñadores e ingenieros intentaron mantenerse cerca de la arquitectura del Cascadia actual al elegir qué dejar y qué dejar. Se prestó atención a cuatro áreas: mejora de la aerodinámica del tractor, mejoras del sistema de propulsión, gestión de la energía y neumáticos de baja resistencia a la rodadura.

Cada uno establece puntos de referencia para la eficiencia de carga y una huella de carbono reducida, objetivos generales del programa SuperTruck.

"Todas estas tecnologías juntas nos llevaron a más del doble de nuestra eficiencia de carga en un tractor que no se ve radicalmente diferente pero funciona mejor", dijo Derek Villeneuve, gerente de sistemas avanzados de vehículos.

La resistencia aerodinámica, una medida de cómo se desliza a través de las corrientes de aire, fue un 12 % mejor que la SuperTruck I. Los ingenieros no calcularon el número contra la camioneta de producción actual porque no sería una comparación de manzanas con manzanas, dijo Rotz. .

El capó, el paragolpes y el carenado del chasis rediseñados complementan la estructura de la cabina existente, impulsando un flujo de aire imperturbable alrededor del camión. La parrilla, las tomas de aire y las puertas se rediseñaron para que fueran lo más impecables y limpios posible.

A velocidades de autopista, el tractor y el remolque bajan automáticamente un par de pulgadas. Cuando la plataforma se desacelera, el tractor vuelve a subir.

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Los extensores laterales desarrollados por DTNA y un spoiler de techo también se activan automáticamente a velocidades de autopista para cerrar la brecha entre el tractor y el remolque a menos de cuatro pulgadas. Se parecen a los extensores del mercado de accesorios de Truck Labs, pero Villeneue dijo que DTNA había estado trabajando en su propia versión.

Los espejos laterales voluminosos fueron reemplazados por el sistema de cámara de espejo Stoneridge. Las regulaciones federales prohíben la instalación de fábrica del sistema en la actualidad, pero están cada vez más cerca. DTNA ya precablea los Cascadias de producción para facilitar su incorporación al mercado de repuestos, lo que permiten los reguladores.

DTNA afirma que SuperTruck II presenta el tren motriz más eficiente que Freightliner ha integrado en un camión. SuperTruck II consume un 5,7 % menos de combustible que SuperTruck I. Un prototipo de motor Detroit de 13 litros cuenta con turbo de dos etapas y enfriamiento entre etapas junto con una transmisión de sobremarcha de 13 velocidades.

SuperTruck II cuenta con un sistema de enfriamiento dividido que consta de circuitos de enfriamiento de alta y baja temperatura que funcionan en conjunto con turbocompresor de dos etapas y enfriamiento de recirculación de gases de escape en el motor. Navistar introdujo un sistema similar en el sistema de propulsión S13 integrado que se ofrece en el International LT que comenzará la producción a finales de este año.

Un beneficio clave es la reducción de las revoluciones del motor.

"Las velocidades típicas de la autopista son de alrededor de 1100 rpm. Estamos encontrando que SuperTruck II es de alrededor de 950", dijo Villeneuve. "Debido a que las rpm son más bajas, es más silencioso dentro de la cabina".

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Los sistemas eléctricos de alta potencia de 48 voltios son demasiado caros para la mayoría de los camiones de producción actuales. Aparecen en camiones autónomos donde los sistemas informáticos requieren cantidades masivas de electricidad. Un sistema de 48 voltios alimentado por baterías de iones de litio ofrece beneficios significativos en un vehículo de investigación como SuperTruck II.

Tome la dirección asistida como ejemplo.

"Un sistema de dirección asistida típico está realmente diseñado para baja velocidad cuando está estacionando el camión", dijo Villeneuve. "Necesitas tener una bomba grande que te dé mucho impulso para dirigir el vehículo".

Pero los sistemas de dirección asistida generalmente están sobrediseñados y son ineficientes para la conducción en carretera donde se necesita poco esfuerzo de dirección.

"Con este sistema, podemos controlarlo de tal manera que podemos hacer funcionar la bomba a altas revoluciones por minuto para lograr una dirección increíblemente fácil a baja velocidad, y luego, en la carretera, no necesita mucho impulso. Retornamos toda esa potencia [en la batería] para no consumir energía extra".

La batería de 48 voltios alimenta la dirección en todo momento, incluso cuando el camión se conduce con el motor apagado. (Sí, lo leíste bien).

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La función EcoSail de DTNA puede apagar el motor cuando no se necesita potencia de conducción, como en un descenso largo cuesta abajo. El conductor no necesita hacer nada. El sistema de 48 voltios mantiene en funcionamiento funciones como el aire acondicionado. Tan pronto como se necesita energía, el motor se reinicia automáticamente.

Pero hay más

El motor de arranque de 48 voltios enciende el motor con más potencia y velocidad. Opera funciones de hotel en una cabina dormitorio, como aperturas de microondas y sistemas de entretenimiento sin que el motor esté en marcha, mientras proporciona energía de 12 voltios para la iluminación de la cabina y el grupo de instrumentos.

Al igual que en SuperTruck I, DTNA se asoció con Michelin para desarrollar neumáticos para ejes tándem adaptativos que reducen el consumo de energía y el tiempo de inactividad por mantenimiento debido a un menor desgaste de los neumáticos.

Al reducir la fricción en la carretera, se necesita menos combustible para mantener la velocidad del camión. Los ingenieros redujeron la resistencia a la rodadura del tractor en un 12 % en comparación con SuperTruck I. Michelin diseñó neumáticos específicamente para los ejes de dirección, tracción y arrastre de SuperTruck II.

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El cambio de carga dinámico, que mueve parte de la carga automáticamente del eje motriz al eje portador, aumenta aún más la eficiencia y el ahorro de combustible, aprovechando la baja resistencia a la rodadura de los neumáticos traseros. Las nuevas bandas de rodadura y compuestos dieron como resultado un 20 % menos de desgaste de los neumáticos de tracción y una resistencia a la rodadura significativamente mejorada.

Jeff Cotner, gerente de desarrollo de diseño y diseñador jefe, y su equipo, buscaron inyectar arte en la camioneta mientras trabajaban con los ingenieros.

"Nos inspiramos en la forma en que el viento puede soplar a través de superficies como la nieve y la arena para crear la forma perfecta", dijo Cotner. "El viento te dirá la forma que quiere que tenga la forma y pensamos que era una forma excelente de hacer realidad el SuperTruck. De hecho, puedes ver la eficiencia en las formas que estás mirando".

¿Y qué hay de esa envoltura colorida?

"El camión debajo es plateado y necesitábamos algo para que se destaque", dijo Cotner.

Misión cumplida.

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