Clima y vibraciones: así prueba Mercedes los camiones eléctricos y de hidrógeno

 

En Wörth am Rhein la compañía alemana utiliza tecnologías innovadoras para probar sus camiones, como el nuevo eActros 600. Entre ellas destacan una máquina para analizar las vibraciones y resonancias de los vehículos y una cámara climática para monitorizar el comportamiento de los camiones como condiciones cambio de temperatura y humedad

 

Cámaras climáticas para realizar ensayos a temperaturas extremadamente frías o calientes y maquinaria para analizar vibraciones de vehículos . Se trata de dos de los nuevos sistemas que Mercedes-Benz Trucks ha instalado en su sede de Wörth am Rhein , donde se encuentra el Centro de Desarrollo y Ensayos (EVZ) de la compañía . La EVZ permite concentrar pruebas intensas en un solo lugar. mediante seis innovadores bancos de pruebas interiores y la pista de rodaje en la zona exterior directamente adyacente.

 

Sin embargo, los procedimientos de prueba se centran cada vez más en los sistemas de propulsión de camiones eléctricos de batería y de hidrógeno , en particular el Mercedes-Benz eActros 600 , que se está preparando para la producción en serie. Las dos instalaciones de prueba mencionadas al principio se diseñaron con camiones pensando en estas propulsiones alternativas.

 

 

El banco de pistones múltiples para análisis de vibraciones

En el edificio del banco de pruebas 220 en Wörth se encuentra el Multi Piston Bench (MPB), una nueva máquina que Mercedes describe como “única en el mundo”. El equipo se utiliza para analizar el comportamiento vibratorio de los vehículos , con el fin de aumentar el confort y la seguridad del conductor.

 

MPB realiza simulaciones de vibraciones provocadas por diferentes superficies de la carretera . Para ello, se genera y simula una serie de diferentes superficies de carreteras a partir de los datos de los estudios existentes introducidos en el sistema. Las simulaciones abarcan desde rutas de autopistas , caminos rurales , caminos llenos de baches , hasta rutas formadas enteramente por caminos en mal estado . La generación de vibraciones en el vehículo se consigue tanto en sentido vertical como longitudinal.
Esto da como resultado resultados de medición válidos y análisis completos y reproducibles de vibraciones y resonancias de los medios. Independientemente de la variante de conducción, el comportamiento del chasis y de las piezas de la carrocería y el efecto sobre el confort de marcha se calculan y evalúan con diferente frecuencia.   Además de examinar la estabilidad de los rodamientos y amortiguadores y su comportamiento vibratorio en otros componentes del vehículo, el MPB también identifica lugares donde puede producirse abrasión , como canales y tuberías para cables.

 

Dependiendo del alcance, el examen del comportamiento de vibración y resonancia del vehículo completo o de grupos individuales puede tardar entre ocho y catorce días .

 

 

Estructura y funcionamiento del MPB

Estructuralmente, el banco de pistones múltiples se presenta como una combinación de veinte cilindros hidráulicos , diez instalados longitudinalmente y diez verticalmente, sobre una innovadora base oscilante que hace vibrar de manera selectiva el vehículo bloqueado en su posición. Para cada rueda o para cada neumático gemelo existe un cilindro que actúa vertical y horizontalmente. La plataforma vibratoria , que descansa sobre una base de hormigón, se eleva antes de cada prueba mediante muelles neumáticos y se desacopla del entorno. Esto evita que las vibraciones y oscilaciones generadas durante el procedimiento se transmitan al edificio del banco de pruebas. El MPB es accionado por una unidad hidráulica central compuesta por ocho bombas con una presión de aceite de 280 bar . Cada cilindro tiene un límite de carga de ocho toneladas .

 

Los cilindros también se pueden controlar individualmente , lo que permite medir, examinar y analizar el comportamiento de vibración de vehículos completos con hasta cinco ejes y una longitud total máxima de 20 m . El ancho del camión es variable: se puede fijar en cualquier valor entre 1,77 my 2,06 m .
En el MPB también es posible probar vehículos con semirremolques o remolques con una anchura de hasta 2,50 m , una altura máxima de 5,30 m, una carga máxima por rueda de ocho toneladas y un peso máximo combinado de hasta sesenta toneladas.

 

 

 

Frío y calor: la cámara de pruebas climáticas

La cámara climática de alto rendimiento (Climatic Test Chamber – CTC) en la EVZ de Wörth también fue diseñada desde el principio para vehículos eléctricos y de hidrógeno. La ventaja en comparación con las pruebas in situ, por ejemplo en Finlandia o España, es que las condiciones climáticas simuladas se pueden reproducir de forma flexible durante todo el año en condiciones comparables.

 

 

El CTC funciona en el rango de temperatura de -40 °C a +70 °C . Además de la temperatura también hay un control de humedad , que permite establecer diferentes niveles hasta el 100% . El coeficiente de variación para los ajustes de temperatura y las determinaciones de humedad es 1,0 Kelvin o un grado Celsius por minuto; es decir, se pueden especificar los valores deseados con un alto nivel de precisión . Es decir, las innovaciones técnicas y las funciones mecánicas, eléctricas y de confort se pueden probar en condiciones climáticas que van desde el ártico hasta el subtropical.

 

 

En la cámara de pruebas climáticas hay espacio para dos cabezas tractoras. Un componente importante de las pruebas se refiere a la optimización del comportamiento de arranque en frío de los vehículos de combustión interna y eléctricos. En el caso de los camiones eléctricos, los aspectos más importantes de las pruebas son la gestión y la carga de la batería (SoC) .

 

En la cámara climática también se prueba la climatización de la cabina del conductor , así como el estado y la eficacia de los aislamientos térmicos y fríos instalados . Además, se llevan a cabo pruebas funcionales de componentes mecánicos y eléctricos, como la dirección, los cilindros basculantes y el capó delantero, en diferentes condiciones climáticas .

 

 

Los dispositivos de seguridad CTC

Para las pruebas, la cámara climática está equipada con dispositivos de seguridad , incluido un sistema de ventilación de gases de escape y un sistema de alarma de gas en caso de escape de monóxido de carbono, hidrógeno o metano. En caso de peligro inminente, tres niveles de sistemas de alerta óptica y acústica invitan a las personas presentes a abandonar el CTC inmediatamente. Además, el sistema de alerta está conectado directamente con los bomberos.

 

Otras medidas de seguridad incluyen el requisito de que el centro de pruebas cuente con personal que realice pruebas continuas (siempre hay dos miembros del personal presentes), siempre que haya personas en las instalaciones. Entonces se aplican requisitos de acceso estrictos y el interior de la cámara se controla constantemente mediante cámaras . Se prohíbe a los empleados entrar o permanecer en el interior solos o sin ropa protectora. Cualquier persona que acceda al interior con temperaturas inferiores a -25°C deberá presentar un certificado médico y por encima de +50°C obviamente no deberá encontrarse ningún miembro del personal en el interior.

Comparación con pruebas en condiciones reales.

Los resultados de las pruebas obtenidas en condiciones de laboratorio se comparan continuamente con los resultados de las pruebas , que a menudo duran varias semanas, en carreteras al aire libre de toda Europa, generalmente en condiciones extremas del mundo real .
Luego, estos resultados se revisan in situ para probar su reproducibilidad. En estos casos entran en juego factores como el hielo o el calor de las carreteras, la radiación solar y las condiciones de luz y viento , que no se pueden reproducir en condiciones de prueba estacionarias.

 

Mercedes realiza pruebas en carreteras de zonas como Rovaniemi, cerca del Círculo Polar Ártico en Finlandia, que se vuelve extremadamente fría en invierno (pruebas de invierno), o en Sierra Nevada en Andalucía, al sur de España, que se vuelve extremadamente calurosa en verano (pruebas de verano). Esto permite probar, proteger y optimizar exhaustivamente las funciones de cada sistema operativo y batería individuales.

 

Las pruebas del eActros 600

El verano pasado, Mercedes-Benz Trucks completó las pruebas de verano del eActros 600 eléctrico para el transporte de larga distancia. Los ingenieros de pruebas pasaron unas cinco semanas probando el camión eléctrico con un peso total de 44 toneladas y una carga útil de unas 22 toneladas a temperaturas muy altas (hasta +44°C en el sur de España) . El abanico de pruebas abarcó desde el correcto funcionamiento del sistema de aire acondicionado a altas temperaturas , el rendimiento de la transmisión eléctrica y la gestión térmica de la batería hasta mediciones durante la carga en estaciones de carga rápida.

Al final de las pruebas, un prototipo logró completar por sus propios medios el recorrido de más de 2.000 kilómetros desde Granada hasta el centro de desarrollo y pruebas de Mercedes-Benz Trucks en Wörth am Rhein.

En Finlandia, MBT completó hace unos días las últimas pruebas invernales del eActros 600 antes del inicio de su producción en serie a finales de 2024 . Con hielo, nieve y temperaturas de hasta -35°C , la nueva generación eléctrica ha demostrado sus capacidades operativas y también que su autonomía es adecuada para transportes de larga distancia en condiciones extremadamente adversas. En particular, en el polígono de pruebas de Rovaniemi se comprobaron los efectos del frío extremo en el manejo, la ergonomía y el confort . Las pruebas se ampliaron además a criterios como el comportamiento de arranque y la protección contra el frío de los componentes del propulsor, el sistema de gestión térmica , el comportamiento de carga y la robustez de los sistemas de sensores .