La industria del automóvil es dinámica y su tecnología no ha dejado de evolucionar para cumplir las estrictas normativas medioambientales y mejorar el confort de conducción. Una innovación significativa en esta evolución es el sistema Start-Stop. Introducido hace más de dos décadas, desde entonces ha experimentado avances sustanciales. Los generadores de arranque por correa (BSG) y las correas E-Start™ Micro-V® de Gates desempeñan un papel crucial en los vehículos híbridos suaves modernos. Estos componentes contribuyen a la eficiencia del combustible y garantizan una conducción más suave y silenciosa, lo que los hace indispensables para las soluciones de automoción sostenibles.
- Historia de la tecnología Start-Stop y BSG
Los primeros sistemas Start-Stop empezaron a aparecer a principios de la década de 2000. Han contribuido a reducir las emisiones al ahorrar combustible cuando el motor no es necesario, como cuando el vehículo se encuentra en un semáforo en rojo.
En los vehículos con Start-Stop, algunos modelos arrancan el motor a través del alternador en lugar del motor de arranque. En estos casos, el alternador se convierte temporalmente en un motor eléctrico, también conocido como generador de arranque por correa (BSG). Cuando el BSG se convierte en un motor eléctrico, tira de la correa de accesorios acoplada al cigüeñal, girando así el cigüeñal y volviendo a arrancar el motor después de que se haya parado.
Estos sistemas requieren una mayor tensión y agarre de la correa para funcionar sin problemas, pero tienen la gran ventaja de ser más rápidos que un motor de arranque convencional. Además, son mucho más silenciosos.
Para cumplir estos requisitos operativos, Gates desarrolló una correa más robusta, capaz de transmitir la tracción necesaria y soportar muchos arranques a lo largo de su vida útil.
Esta correa con sistema Start-Stop (ver imagen.3) incorpora mejoras como cuerda de tracción de aramida para una mayor resistencia y durabilidad (1) y material de caucho EPDM mejorado para un funcionamiento más silencioso (2). El tejido engomado de la parte posterior de la correa añade protección adicional, plasticidad y resistencia a las variaciones de temperatura (3).
Imagen 3
- Evolución del sistema Start-Stop
Este sistema evolucionó significativamente con la introducción de un sistema de dos tensores (véase la imagen.4) para adaptarse a los vehículos con motor diesel de la época, mejorando así el agarre de la correa a la polea del alternador.
Imagen 4
Las imágenes 5 y 6 muestran cómo los dos tensores se adaptan a los requisitos del sistema.
Esta (imagen.5) muestra cómo el motor tira de la correa. El tensor situado entre la polea del alternador y el cigüeñal trabaja más en este caso porque es el punto donde la correa tiene menos tensión (1).
Imagen 5
Esta (imagen.6) muestra cómo se modifican temporalmente las fuerzas en el sistema. Durante el arranque, el alternador se convierte en el motor de arranque y tira de la correa mientras el motor está parado. Esto tensa el punto entre la polea del alternador y el cigüeñal, empujando el tensor alojado allí (1). Mientras tanto, el otro tensor tensa la correa antes de la polea del alternador en el lado flojo (2) para evitar la pérdida de tracción en el arranque.
Imagen 6
- TECNOLOGÍA DE HÍBRIDACIÓN SUAVE
Los sistemas híbridos suaves pueden considerarse una evolución de los sistemas Stop-Start con un BSG. La mejora de estos sistemas viene determinada por la capacidad del BSG para ayudar al motor de combustión en determinados momentos, como al arrancar después de un semáforo o cuando se necesita un par motor adicional (modo Boost). Gracias a este nuevo sistema, un gran número de vehículos del parque de la EMEA han reducido sus emisiones de gases contaminantes y pueden cumplir normas anticontaminación más estrictas.
Para aplicar el par adicional que ofrece el BSG y aprovechar plenamente el frenado regenerativo, los tensores han tenido que evolucionar junto con el sistema. En un sistema con dos tensores independientes, el rendimiento del frenado regenerativo y del modo boost sería limitado. Sin embargo, el uso de un tensor lateral permite transferir toda la potencia con menos tensión.
La imagen.7 muestra diferentes diseños de sidewinder, todos los cuales funcionan de forma similar.
Imagen 7
Este novedoso sistema tensor (imagen 8) funciona mediante una conexión mecánica entre las poleas situadas a ambos lados de la polea del alternador. Cuando se tensa una parte de la correa, la parte con menos tensión se tensa instantáneamente por el movimiento giratorio del tensor. Veamos cómo funciona en diferentes modos de funcionamiento.
Imagen 8
Este modo (imagen.9) funciona de forma similar a los sistemas Start-Stop tradicionales. En el momento del encendido, el BSG, que se convierte en un motor eléctrico, tira de la correa para hacer girar el cigüeñal y arrancar el motor. Gracias a la conexión mecánica, cuando el alternador aplica par a la correa, ésta empuja la polea tensora del lado tensado. A continuación, el tensor gira sobre sí mismo (1), aplicando tensión en el lado flojo de la correa (2), impidiendo que resbale en la polea del alternador. Este proceso se produce de forma muy rápida y silenciosa, por lo que el conductor a veces ni siquiera se da cuenta.
Imagen 9
En determinados momentos de la conducción (ver imagen.10), el BSG ayuda al motor de combustión, como al arrancar desde un semáforo a bajas revoluciones, donde el motor de combustión es menos eficiente y el BSG saca su máximo potencial. En este modo, se produce el mismo proceso que en el arranque, pero el BSG aplica un par mucho mayor (1) durante más tiempo. La conexión mecánica de las poleas tensoras laterales es especialmente importante debido al elevado par transmitido.
Imagen 10
- Modo de frenado regenerativo
Durante la deceleración, el BSG aprovecha la inercia del vehículo para cargar la batería. En consecuencia, el eje BSG muestra mayor oposición a ser girado (ver imagen.11), aumentando la tensión de la correa (1) y forzando al tensor a posicionarse como se muestra en la siguiente ilustración.
Imagen 11
- Modo de navegación por inercia
Dependiendo del vehículo y del equipamiento, el modo de marcha por inercia puede ser posible en algunas situaciones. Este modo permite apagar el motor de combustión cuando se circula a cierta velocidad (entre 55 y 160 km/h) para aprovechar la inercia y consumir menos combustible.
Mediante estos modos de funcionamiento, el tensor Side WInder gira constantemente sobre sí mismo, adaptando la tensión al lado del alternador o al otro en función de su modo de funcionamiento. Como estos dispositivos tensores están sometidos a un mayor esfuerzo y trabajan de forma continua, suelen tener un periodo de mantenimiento fijado por el fabricante del vehículo. El periodo suele oscilar entre 90.000 y 140.000 km aproximadamente. Gates ofrece kits de sustitución, en los que se suministran tanto el tensor como la correa, para asegurar una mayor garantía de reparación.