ZF presenta un eje motriz eléctrico para autobuses de piso bajo propulsados por tracción híbrida en serie. La tracción eléctrica individual a cada rueda, con una elevada relación de multiplicación, puede nutrirse de diferentes fuentes de energía y su montaje es compartible con el eje pórtico estándard para los autobuses de piso bajo.

ZF Passau GmbH, la división Accionamiento de Maquinaría de Obra y Sistemas de Ejes de ZF, ha desarrollado un concepto de una tracción híbrida en serie para autobuses. Dos motores eléctricos estan integrados en el eje utilizados también en la recuperación de energía en las frenadas. Este concepto de la denominada tracción híbrida en serie permite un servicio económico cuidando al máximo el medio ambiente sobre todo a los autobuses de ciudad en sus duras condiciones de trabajo con las constantes frenadas y arranques.

Motores eléctricos bien dimensionados permiten en determinadas condiciones una conducción sin emisiones, por ejemplo ante los semáforos y las paradas y aceleraciones saliendo de las paradas. Una ventaja muy atractiva para los fabricantes de autobuses es que este eje de tracción híbrida no precisa más espacio de montaje que el ya conocido eje pórtico de piso bajo modelo AV 132.

Los motores eléctricos son imprescindibles en el tráfico úrbano moderno de vehículos sobre raíles, ya que son silenciosos y sumamente eficientes. Ahora también se pueden aprovechar sus grandes ventajas en el autobus – independiente de una línea aerea (trolebuses).

En conjunto con una moderna tecnología de baterías pueden acumular la energía de frenado, por lo tanto el motor diesel ya no precisa ser la ùnica fuente de energía, con el resultado que podría tener unas dimensiones más reducidas. Sin una conexión fija hacía la rueda – el motor diesel suministra su energía al sistema a través de un generador – este motor puede ser utilizado de forma óptima en su campo de aplicaciones o puede apagarse si se precisa, sin que la tracción pierde sus prestaciones, una gran ventaja sobre todo para el tráfico en ciudad. Los autobuses normalmente avanzan con ciertas dificultades debido a la intensidad de tráfico y sus contínuas paradas, que precisan constantes frenadas y aceleraciones, además de paradas completas. Por este motivo la tracción híbrida constituye una alternativa económica para los autobuses úrbanos, protegiendo al mismo tiempo el medio ambiente.

Motores eléctricos con diferentes fuentes de energía
El eje para autobuses de piso bajo, propulsado por motores eléctricos, se ha diseñado para una carga máxima de eje de 13 toneladas. Segun el concepto de ZF, la tracción se realiza a cada rueda a través de un motor asincrónico de elevadas revoluciones, seguido de una multiplicación de dos escalones. Debido a esta relación de multiplicación fija no se precisa cambios de marcha, lo que contribuye a aumentar el confort de conducción. Por cada eje esta disponible una potencia máxima de 240 kW en cortos intervalos, y 120 kW de potencia constante.

Los motores asincrónicos, refrigrados por líquido, se pueden alimentar con varias fuentes de energía – también combinadas -, lo que hace más flexible las soluciones para la tracción híbrida. Además del sistema diesel-eléctrico más baterías se puede combinar con líneas aereas eléctricas o con pilas de combustible. En el sistema eléctrico se pueden accionar componentes auxiliares de consumo como la bomba auxiliar de dirección, el compresor de climatización o el sistema de aire comprimido, con las mismas ventajas que la tracción: sólo se conectan según las necesidades lo que permite a reducir su consumo.

El medio ambiente no sólo se protege con el ahorro de combustible; con un funcionamiento uniforme del motor de combustión interna se logra excelentes valores de emisiones. Pero en zonas especialmente sensibles se puede conducir completamente sin producir emisiones, reduciendo al mismo tiempo el nivel de ruido gracias a un motor más pequeño y a su tipo de funcionamiento. El arranque en las paradas puede ser incluso meramente eléctrico, lo que beneficia a vecinos y pasajeros.

A pesar de la integración de potentes motores eléctricos, el espacio de montaje que precisa el eje de tracción híbrida equivale al que precisa el eje pórtico estándar para los autobuses de piso bajo, lo que permite su uso en una flota de vehículos con motores diésel estandard sin tener que realizar costosas adaptaciones en el bastidor. El diseño plano del puente del eje permite su montaje como eje central o eje trasero en los vehículos articulados. Dado que la energía de tracción se transfiere por medio de cables eléctricos, el fabricante tiene todas las libertades de ubicación de sus componentes. Tampoco supone ningún problema el uso de dos ejes motrices, ya que muchos componentes eléctricos pueden distribuirse en el techo del vehículo, además una unidad compacta motor-generador montado en la parte trasera facilita el diseño del espacio interior del autobús.

Incorporación en flotas con facilidad de mantenimiento
Allá donde hace falta un mantenimiento, se han utilizados los componentes estándar a pesar del inovador concepto del eje – como los frenos, discos de freno, cojinetes y sus obturaciones. Así, los autobuses con ejes de tracción híbrida se pueden incorporar en una flota de vehículos con facilidad de mantenimiento. Pero hasta que llegue este momento, todavia deben finalizar las pruebas correspondientes en Passau. El eje motriz eléctrico para autobuses de piso bajo estará disponible en serie a partir de 2010.

El sistema de híbrido en serie desarrollado por ZF Passau completa las actividades del consorcio ZF en el campo de la propulsión híbrida con un nuevo elemento muy atractivo. Mientras que la división de Tecnología de Accionamiento de Camiones y Vehículos Especiales de ZF con sede en Friedrichshafen se concentra en el desarrollo del sistema híbrido en paralelo, en el cual un motor de combustión interna y otro eléctrico se ocupan paralelamente de la tracción, ZF Passau, líder en producción de ejes motrices para autobuses y autocares, se concentra especialmente en un módulo de tracción híbrida en serie para autobuses.

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Referencias: ZF Passau