Tecnología y Accesorios Perder el hilo

Acelerador Electrónico

Comentar Publicado el viernes 01 de enero de 2010

Después de la inyección electrónica, es la innovación más grande en el campo de la gestión de motores. El acelerador electrónico o ride by wire, ya adoptado para todo tipo de motos -deportivas y naked, supermotard y custom- abre nuevos horizontes en términos de entrega de potencia, reducción del consumo y control de las emisiones.

Parece que haya pasado toda una vida desde los tiempos en que toda la electrónica que se encontraba en las motos eran las luces, intermitentes y poco más: algunos cables y una caja de fusibles.

Ahora, la situación es decididamente distinta y las motos parecen estar más emparentadas con los aviones que de sus directos progenitores. En un escenario tan dinámico, una novedad crucial es la tecnología by wire (2por cable"). Se utilizó por primera vez en 2003 por Aprilia en la RS Cube para MotoGP y se ha difundido rápidamente en el mundo de las carreras, llegando en la actualidad a muchos modelos de la producción en serie. Pero, ¿qué es el drive o ride by wire?

La tecnología
  
Literalmente drive by wire (DBW) significa "conducción por cables". Por eso en las motos se prefiere hablar de "ride by wire" ( RBW), que en inglés describe la conducción sobre dos ruedas retomando la denominación hípica. Dadas las grandes diferencias, tanto de conducción como de entrega de potencia existentes entre un coche y una moto, la distinción es seguramente oportuna y hablaremos a partir de ahora de ride by wire.
 
El nombre deja clara la idea base de esta tecnología: reemplazar las conexiones mecánicas entre el mando y el control con conexiones eléctricas. De esta forma se realiza un sistema que combina elementos electrónicos y mecánicos ( sistema electromecánico) con la finalidad de aprovechar al máximo el potencial de ambos: una suerte de "cocktail" en el que un ingrediente realza al otro. En un RBW, se mantiene el cable de gas, pero
 
ya no es un trenzado de acero que discurre por dentro de una funda: es un cable eléctrico fijo que manda señales a un servomotor. La diferencia está clara y se aprecia mejor pensando lo que ocurriría con un sistema de dirección by wire: desaparecería el grupo pipa-tija-manillar y tendríamos únicamente un "joystick" y cables eléctricos.
 
En el caso de puño de gas, la diferencia es menos vistosa, pero un acelerador RBW tiene poco en común con su homónimo clásico. Aquí, entre los cuerpos de mariposa y el puño del acelerador, hay una conexión mecánica directa (cable de acero simple o doble). Girando el puño se abre la guillotina del carburador o se gira la mariposa de la inyección. En cambio, el sistema by wire se beneficia de una conexión eléctrica que transporta un mensaje en formato digital: girando el puño se dan indicaciones a la centralita a voluntad del piloto.
 
Un sistema ride by wire está constituido de tres unidades principales: transductor, ECU y actuante. El transductor es el "intérprete" que transforma el ángulo y la velocidad de apertura del puño de gas en señal eléctrica. Generalmente se utilizan potenciómetros muy sensibles. La ECU (Electronic Control Unit o unidad de control electrónico) es la familiar "centralita", el cerebro íntegro del sistema tanto para gestionar la alimentación y el encendido del motor como para ordenar al comando de apertura de los cuerpos de mariposa para la entrada de aire/combustible. Por último, los ejecutores se ocupan de la realización física de la orden abriendo un determinado ángulo las mariposas de admisión.
 
Normalmente se utilizan pequeños motores de control electrónico que transforman un impulso eléctrico en una rotación muy precisa.
 
Estos tres elementos deben, seguidamente, comunicarse entre sí. Las informaciones producidas por cada unidad viajan por una red digital específica llamada CAN ( Controler Area Network). La red CAN está compuesta por dos hilos eléctricos que permiten la transmisión del mensaje. De hecho, un mensaje digital es una sucesión sincronizada y temporizada de bit realizados por un nivel de tensión entre los dos hilos: 0 es el nivel más bajo, 1 es el alto. Muchos bit forman una "palabra" y varias palabras hacen un mensaje.
 
 
Cómo funciona
  
Cuando el piloto actúa sobre el acelerador solicita al motor un dato medido a través del ángulo (-) y la velocidad de rotación (v) del puño del gas. El transductor descifra la solicitud y la transmite, mediante la línea CAM, a la ECU. Ésta integra las informaciones relativas a los parámetros del vehículo (temperatura, régimen del motor, presión del aire) con la solicitud del piloto y suministra a los ejecutores el valor del ángulo de apertura de las mariposas de admisión (-) para su exacta aplicación. La apertura de la mariposa ya no la decide únicamente el piloto, sino la centralita tras combinar las diversas informaciones: es la ECU quien "media" entre las exigencias del piloto y las posibilidades del motor.
 
De esta manera, se obtienen márgenes de control impensables con la tecnología mecánica. Basta pensar en la gestión de la entrega de potencia del motor: las curvas de de par y potencia son menos curvas y más próximas a una línea recta. Ello significa un empuje constante y progresivo, sin vacíos, a todos los regímenes, de forma compatible con lo que pueda hacer el motor. Con un RBW se puede controlar completamente la fase de aspiración del motor en lo que concierne a la introducción del carburante y del aire. Unido a la posibilidad de variar el avance de encendido, permite gestionar todas las fases críticas de funcionamiento del motor.
 
¿Y el piloto? ¿Queda reducido a un elemento del proceso? Afortunadamente no, porque sigue siendo él quien decide cuánta potencia descargar; sólo que lo "dice" al motor de forma un poco distinta. Lo importante es entenderse, ¿no?
 
El RBW tiene muchas otras ventajas que apenas comienzan a ser exploradas. Por ejemplo, poder regular electrónicamente los cuerpos de mariposa, ya sea en la fase de apertura o en la de cierre, permite gestionar el moto r también en frenada controlando con un solo dispositivo la tracción y el freno motor dejando en superflua la acción del embrague anti-rebote. No menos importante es el aspecto relacionado con la reducción del consumo o, más correctamente, a la optimización del uso del combustible: obtener la mejor mezcla posible en relación a las prestaciones solicitadas. chicas.
 
En busca de la fiabilidad

Llegados a este punto, muchos se preguntarán si toda esta electrónica, cables, sensores y centralitas, no harán aburrida la conducción de la moto.
 
Es una cuestión, sin duda, legítima. Complejidad rima con fragilidad, riesgo de hacer olvidar todas las ventaja de un sistema que, hijo de dos tecnologías (mecánica y electrónica), no solamente hereda las ventajas, si no también los problemas de ambas. En realidad, sería inútil tener un sistema con el potencial evidenciado anteriormente, pero con una vida útil de pocos centenares de kilómetros. Por esa razón, durante la fase de desarrollo no sólo se analizan las prestaciones, también la fiabilidad y la seguridad.
 
El estudio de la fiabilidad, la probabilidad del correcto funcionamiento en el tiempo, pasa por dos acercamientos: teórico y experimental. El primero se utiliza en las fases iniciales del proyecto, trámites técnicos como el FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) que permiten modelar el sistema y suministrar, sobre la base de los datos ya adquiridos sobre sistemas análogos, una estimación probabilística de la fiabilidad. Habitualmente, se descompone el sistema en sub-sistemas menos complejos de los que se conoce el comportamiento en términos de relación prestaciones/duración y se combinan estas informaciones en un modelo matemático que esclarece modos y efectos de las posibles averías.
 
En un sistema electromecánico como el RBW, el acercamiento viene dictado por la propia naturaleza del dispositivo. El comportamiento de las partes mecánicas y electrónicas, tomadas individualmente, ya es conocido. En consecuencia, el análisis se desplaza a las interferencias que una ejerza sobre la otra.
 
De hecho, el análisis experimental parte de un estado más avanzado del proyecto, normalmente cuando ya se dispone de los primeros prototipos que se hacen funcionar en condiciones ambientales extremas reproducidas en cámaras climáticas adecuadas. Ante la evidencia de que no se pueden esperar años para saber si un dispositivo será factible de mayores o menores roturas, se efectúan pruebas de "envejecimiento precoz" en los que su robustez se comprueba mediante pruebas que van más allá de las condiciones de funcionamiento habituales.
 
Finalmente, las comprobaciones más comprometidas del RBW consisten en la experimentación con el sistema completo. Los componentes individualizados son producidos según los estándares "automotive" y el nudo de la cuestión es entender cómo sus diversas naturalezas pueden modificar el comportamiento del sistema. Si se considera, por ejemplo, el parámetro "temperatura de trabajo", se busca saber si el límite viene producido por el decrecimiento de la lubricación de las partes mecánicas (el lubricante deviene demasiado fluido) o si procede de la provocación de oxidación de los componentes electrónicos.
 
Un sistema electromecánico como el RBW posee, por último, una modalidad intrínseca de control y gestión de los errores. En efecto, la red CAN no solo realiza la estructura física de transmisión digital de información, sino que además crea un protocolo para el envío de los datos que define cómo debe estar estructurado un "mensaje" antes del propio valor del contenido y, fundamentalmente, saber que éste sea correcto. Por ejemplo, cuando la ECU recibe un mensaje, antes de transmitir la información a los ejecutores procede a verificar la corrección con un adecuado bit de control enviado al cierre de la transmisión. Este control se efectúa centenares de veces por segundo visto que las frecuecias típicas de trabajo de una red CAN son del orden de un centenar de Hertzios. No obstante, la fiabilidad es un parámetro de probabilidad: no existen certidumbres, lo que obliga a contar con una "política de emergencia". En el caso del ride by wire, se debe prever, por ejemplo, un funcionamiento limitado en caso de una avería "leve" y la detención total en caso de avería "grave". De hecho, en el primer caso, el usuario tiene la posibilidad de llegar al concesionario oficial más cercano con seguridad y limitando los perjuicios debidos a la avería. En cambio, en el segundo, se da la máxima prioridad a la seguridad.
 
Este breve análisis muestra lo complejo que es el trabajo de desarrollo y de industrialización de un sistema RBW. Además del desarrollo de la idea de base, es necesario definir en detalle los procesos y análisis para transformar la tecnología en una ventaja concreta, evitando peligrosos efectos boomerang al principal probador: el motociclista. Pero si estáis pensando en un viaje al Cabo Norte, podéis marchar tranquilos: no será el sistema ride by wire quien limitará vuestras ansias de aventura.
 

Tecnología de MotoGP
 
 El RBW debutó en MotoGP para controlar, primero, la potencia y, después, los consumos.
 
Mientras Aprilia investigaba a finales de 2002 su sistema integral en la RS3 (a izquierda), Honda fue a pasos agigantados en su RC211V partiendo en 2004 con un sistema híbrido (encima) que se limita a regular la apertura de la mariposa en base a la marcha engranada., la Ducati Streetfighter tiene un RBW híbrido.
 
 
Punto por punto

Sala de pruebas para calibrar el motor (en el caso con un Dell'Orto).?
La puesta a punto del ride by wire es todavía más compleja que la de una inyección tradicional.
Porque el sistema ha de saber "interpretar" la voluntad del piloto y, también, porque garantizar la fiabilidad es más difícil.?
 

¿Integral o híbrido?
 
No todos los Ride By Wire son iguales. Existen sistema " full by wire", con gestión electrónica integral completamente desprovistos de conexiones mecánicas, y sistemas "híbridos" que utilizan algún componente mecánico. En un RBW integral solo existe una mariposa con control electrónico, mientras que en un híbrido existen dos: una con control electrónico situada en lo alto del sistema de aspiración y la otra de mando mecánico situada a proximidad de las cámaras de combustión. Diferencias que se traducen en diversas capacidades de actuación, sobre todo, como veremos, en la fase de cierre.
 
De todas formas, los dos sistemas ofrecen ventajas comparables en términos de entrega permitiendo gestionar las curvas de potencia y de par-motor trabajando no solo en linealidad y progresividad, si no también en el modo en que se alcanza el objetivo de par deseado. Por ejemplo, un determinado valor de par se puede alcanzar actuando sobre el encendido y abriendo menos la mariposa de cuanto se ha solicitado. De hecho, así se crea una "reserva de par" utilísima en la gestión de los momentos intermedios. También es importante el control constante de la mezcla aire/combustible. Se puede enriquecer o empobrecer en función de los parámetros externos (sobre todo en la presión del aire en el conducto de aspiración) obteniendo el máximo de prestaciones con consumos y emisiones mínimas.
 
La verdadera diferencia entre la tecnología híbrida y la integral se manifiesta en la fase de cierre. Mientras el sistema full by wire gestiona el motor tanto en aceleración como en frenada, el sistema híbrido solo puede hacerlo durante la fase de aceleración. Con las dos válvulas de mariposa dispuestas en cascada, cuando el cable de mando cierra una de las dos, la otra ya no puede hacer nada y se anulan todas las posibilidades de control. En cambio, el sistema integral tiene una sola mariposa siempre controlable. Modulando la apertura de la mariposa se puede, por ejemplo, limitar el freno motor en fase de frenado facilitando el trabajo del embrague anti-rebote. En motos con uso no puramente deportivo, a menos de no utilizar otros sistemas de ayuda, se puede pensar en la gestión total con el RBW.
 
El primer sistema verdadero full by wire es el utilizado por Aprilia en la Shiver y la Dorsoduro. Ambas adoptan componentes de derivación automovilística. El primer RBW con componentes específicos también es de Aprilia y lo equipa la RSV4. La casa de Noale ha realizado un sistema seguro y eficaz en el que la fiabilidad está garantizada por la redundancia de las "trazas" leídas por los sensores (varios sensores envían a la centralita la misma señal medida de forma distinta) y de los criterios de control de la ECU. Además, se ha definido un detallado procedimiento de emergencia ("recovery"). El potencial de la tecnología RBW se ha duplicado para dar independencia a las dos bancadas del motor. Así, se puede controlar "medio motor" (dos cilindros laterales de su V), con ventajas evidentes en la entrega de potencia.
 
Los sistema híbridos son los más difundidos y son utilizados por marcas como Yamaha, Ducati y BMW. El potenciómetro para la medida de ángulo y de la velocidad de rotación del gas está situado cerca del cuerpo de mariposa, lo que obliga a utilizar los clásicos cables mecánicos para enviar la información del conductor al sistema (solo H - D monta, por ahora, potenciómetros de brazalete directamente sobre el puño). El límite de un sistema híbrido viene dado (como ya se ha dicho) por la doble mariposa: mientras en la fase de apertura se puede modular el flujo de aire con la mariposa electrónica, en la fase de cierre esto ya no es posible.
 
¿Por qué optar entonces por un sistema híbrido? Normalmente porque es menos comprometido. Un sistema integral es más complejo y comporta cambios más radicales, además de requerir un importante trabajo de fiabilidad y "recovery". En Aprilia han decidido aprovechar el sistema del sector automovilístico (el proveedor es Marelli) para "heredar" los sistemas de seguridad y fiabilidad y poderse concentrar en el trabajo de adaptación al sector motociclista. Para definir la política de "recovery" en un sistema integral, de hecho se anticipan las distintas emergencias a gestionar en relación al tipo de avería. En el sistema de Aprilia se ha previsto una condición de seguridad (denominada "limp home") en el que se bloquea la mariposa en una especie de "mínimo acelerado" que permite llegar a casa o al primer centro de asistencia en el caso de una avería "grave" del sistema. También en el caso de una avería "leve" se limitan el par y la potencia máxima. En cualquiera de las dos situaciones se visualiza un mensaje de error en el panel de instrumentación de la moto.
 
La gestión de la "recovery" está ampliamente simplificada en un sistema híbrido. En caso de avería, basta bloquear la mariposa electrónica en la posición completamente abierta para, de esta manera, volver a la gestión exclusivamente mecánica. Naturalmente, también en este caso se visualiza en el panel un mensaje de error. La elección de un sistema híbrido en lugar del integral viene motivada por la mayor confianza que se tiene con la integración de otros sistemas de control. Esa es la elección, por ejemplo, de Ducati y Yamaha. La casa boloñesa ha podido, gracias al RBW, mejorar su sistema de control de tracción DTC ( Ducati Traction Control) que, pudiendo trabajar sobre la aspiración del motor y no únicamente sobre el encendido, resulta más "natural" y menos agresiva su intervención. En cambio, Yamaha ha integrado el RBW con el sistema de gestión electrónica de los conductos de aspiración (también lo han adoptado Aprilia y BMW). Variando la longitud de los conductos en función del régimen, se mejoran los parámetros fluidodinámicos del aire en aspiración para beneficio de las prestaciones del motor. La sensación es que, pronto, todos se dirigirán al sistema integral. Llegados a ese punto, análogamente a cuanto sucedió con la inyección electrónica, se nos hará difícil pensar en una moto sin ello.
 

Fue la pionera
  
Aprilia aplicó a sus motores de calle las experiencias desarrolladas con la RS3: el bicilíndrico Shiver 750 - Dorsoduro. Ha sido la primera marca en el mundo en adoptar el ride by wire "integral" en una moto. A la izquierda quedan bien visibles las mariposas motorizadas; a la derecha, un CAD del motor paso-paso que las acciona. Más a la derecha, el "demand", el transductor que se ocupa de traducir en impulsos eléctricos las solicitudes del piloto. Para reducir tiempo y costes de desarrollo y garantizar la fiabilidad, los componentes se han tomado de la producción automovilística gracias al proveedor Marelli. En cambio, para la RSV4 se ha desarrollado un proyecto autónomo.
 

Incesantes avances
 
Un poco por sorpresa, la tecnología RBW desembarcó casi enseguida en las antípodas del mundo deportivo: las grandes cruiser. Los grandes bicilíndricos no son fáciles de alimentar mientras sus usuarios pretenden la máxima suavidad y un "tirón" inquebrantable. Por esa razón, Kawasaki montó en la VN 1700 (arriba) el acelerador electrónico ETV, un sistema RBW híbrido como es bien visible por el doble sistema de cables (eléctricos y mecánicos) que salen del puño derecho. El ETV permite un más eficaz "cruise control", importante en un vehículo del género. El mantenimiento del cable mecánico garantiza un feeling en el puño de gas que no desorienta al piloto.
 

Milagro en Milwakee
 
Incluso Harley - Davidson se ha convertido inmediatamente a la tecnología RBW. Es más, su obsesión por la limpieza estética ha llevado a los ingenieros de Milwaukee a adoptar el único sistema de sensor por brazalete presente en el mercado. El sensor está integrado en el puño del gas y no existen antiestéticos dobles cables emergiendo. Las otras marcas, por ahora, no se fían de este sistema.
 

0

Scooter 125

Cómo limpiar a fondo tu moto o scooter

No sólo es una cuestión de apariencia. Limpiar la moto adecuadamente es obligatorio para un...

Los scooter 125 cc más rápidos del mercado

Los scooter 125 cc más rápidos del mercado

Uno de los aspectos que más interesa a la hora de comprar un scooter nuevo de 125 cc es su...

10 razones para no abandonar el scooter en invierno

10 razones para no abandonar el scooter en invierno

Conducir un scooter en invierno no es siempre agradable, sobre todo por dos razones: llueve y hace...

Los scooter 125 cc más rápidos del mercado

Los scooter 125 cc más rápidos del mercado

La velocidad máxima de un scooter de 125 cc es un aspecto muy importante para decidir la compra de...

Motos Custom

Las 8 mejores motos custom 125
Las 8 mejores motos custom 125

Las 8 mejores motos custom 125

La estética custom y retro está mas de moda que nunca y las motos 125cc son una gran opción para...

Esto es Drag Style

Esto es Drag Style

Hola amigos. Tengo una Harley-Davidson Sportster 1200 R de 2005 que, desgraciadamente, uso muy...

Subastada la moto que diseñó Wayne Rooney

Subastada la moto que diseñó Wayne Rooney

La custom, Lauge Jansen, que fue diseñada por el delantero del Manchester United, ha alcanzado un...

La Harley-Davidson que sobrevivió al tsunami japonés

La Harley-Davidson que sobrevivió al tsunami japonés

El Harley-Davidson Museum expone la moto del japonés Ikuo Yokoyama, modelo que navegó durante más...

Nuestros vídeos en

Las 10 principales novedaes de 2018
Estas son las mejores novedades desveladas en el pasado Salón de Milán

Especial MotoGP