Madrid, 29 de marzo de 2007

Control Dinámico de Prestaciones de BMW: Mayor seguridad, agilidad, capacidad de tracción y placer de conducción, combinados

El Control Dinámico de Prestaciones sirve para distribuir con precisión la fuerza de tracción en el eje trasero y logra un aumento sustancial de estabilidad y de capacidad de tracción. Cuando se estaba desarrollando e implementando esta idea, los ingenieros de BMW no solo pensaron en situaciones de conducción extremas y en curvas rápidas. La intención desde el principio fue más bien la de aumentar la seguridad, la agilidad, la maniobrabilidad y el placer de conducción como tal, en las circunstancias normales del día a día. Por ello, incluso las personas menos acostumbradas a conducir se beneficiarán de las ventajas que ofrece el Control Dinámico de Prestaciones en cuanto éste comience a ser producido en serie.

En resumen, el Control Dinámico de Prestaciones proporciona una mayor seguridad aumentando la estabilidad.

Implementación moderna de una antigua patente

La idea que hay detrás del concepto no es nueva. En los años treinta del siglo pasado, el francés Pierre-Louis Chassagny registró patentes de varios diseños que utilizaban un grupo de engranajes superpuesto. En 1970 el ingeniero austriaco Walter Fleisch patentó una idea parecida para que vehículos de tipo oruga pudiesen girar. Ahora que la electrónica y la mecánica modernas pueden ofrecer estas ventajas en la conducción diaria, BMW Group y sus ingenieros han retomado aquel concepto para aplicarlo al uso cotidiano de los vehículos.

A diferencia de otras tecnologías, la característica especial del concepto utilizado por BMW radica en que el Control Dinámico de Prestaciones logra un reparto adecuado de las fuerzas de tracción, no solo cuando se acelera sino también en retención o cuando no se frena.

Para crear este nuevo dispositivo, que se presenta al público por primera vez montado en un BMW 530xi, los especialistas de transmisión y chasis de BMW han acoplado dos conjuntos de engranajes a un grupo final convencional. Cuando resulta necesario, estos engranajes planetarios intervienen en el reparto de potencia por medio de unos dispositivos de fricción multidisco, y pueden repartir la fuerza entre las dos ruedas traseras de manera variable, o bien transmitir mucha más fuerza a la rueda exterior en un giro.

Con esta solución, los ingenieros de BMW Group han logrado mejorar las cualidades que identifican a todo BMW. Gracias a la nueva tecnología de transmisión y chasis, el BMW 530xi con Control Dinámico de Prestaciones es, una vez más, claramente superior en términos de comportamiento, manejabilidad, capacidad de tracción y seguridad activa. Además, el Control Dinámico de Prestaciones mejora la capacidad de tracción al arrancar y la estabilidad al acelerar saliendo de una curva y, por tanto, permite alcanzar aceleraciones laterales aún más elevadas.

Mayor estabilidad gracias a la aplicación variable de fuerzas de tracción

El efecto de variar las fuerzas de tracción en el eje trasero es evidente si se toma como ejemplo un vehículo de tipo oruga. Para que un vehículo de este tipo gire, se aplica más fuerza de tracción a una de las dos cadenas, que se moverá más deprisa. El vehículo girará entonces hacia el lado de la oruga con menor fuerza de tracción y menor velocidad. El radio de giro logrado dependerá de la diferencia de fuerza y velocidad que haya entre ambas cadenas.

El Control Dinámico de Prestaciones se aprovecha de este fenómeno, entre otras cosas, para mejorar la estabilidad en curva. La diferencia de fuerzas tiene como efecto un momento de guiñada que permite al BMW 530xi seguir la trayectoria curva que dictan las ruedas delanteras de manera más directa y con una mayor estabilidad. Las fuerzas que se aplican con este sistema "meten" literalmente al coche en la curva.

Mayor seguridad y placer de conducción en el día a día

Las ventajas de este nuevo sistema son percibidas por cualquier conductor, también en circunstancias de conducción cotidianas. Cuando se conduce por carreteras nevadas en invierno, por ejemplo, el coche responde a las órdenes del conductor de manera mucho más precisa y al mismo tiempo el Control Dinámico de Prestaciones simplifica la acción de girar. La propia dirección responde de manera más rápida y se necesitan muchas menos correcciones durante el giro.

El conductor disfruta de una ayuda activa incluso en las situaciones más extremas, como en un doble cambio de carril o en una estrecha carretera de montaña. La mayor precisión de la dirección, el mejor comportamiento en las curvas y una mayor estabilidad proporcionan al conductor un aumento de seguridad y le permiten reaccionar de manera más segura en situaciones críticas. Este sistema hace que las reacciones del coche sean más predecibles.

La ventaja de todo esto es que la mejora en estabilidad y control, y por tanto en seguridad, se deja notar a cualquier velocidad. Además el Control Dinámico de Prestaciones aumenta la capacidad de tracción significativamente en carreteras con firme de adherencia variable y al acelerar, incluso saliendo de una curva.

Su funcionamiento es comparable al de un diferencial de deslizamiento limitado, pero no requiere componentes adicionales. Sus ventajas quedan patentes sobre todo en condiciones adversas, como en nieve o hielo, pero también fuera del asfalto.

El resultado de todo ello es que el Control Dinámico de Estabilidad DSC no tiene que actuar con tanta frecuencia para garantizar la seguridad del conductor. Otra ventaja del Control Dinámico de Prestaciones es que permite aprovechar la potencia del motor al máximo en la mayoría de circunstancias.

Funcionamiento del Control Dinámico de Prestaciones

Cuando se conduce en línea recta, en condiciones normales, sin que sea necesario ningún reparto específico de fuerzas, el grupo final funciona igual que un diferencial convencional. Las fuerzas de tracción se reparten equitativamente entre ambos palieres.

Una vez que el sistema actúa, por medio de los dispositivos de fricción multidisco controlados electrónicamente, se transmite más par a uno de los dos palieres. Independientemente de la potencia suministrada por el motor, el sistema es capaz de generar una diferencia de par entre las dos ruedas de hasta 1.800 Nm.

Para asegurar un reparto de fuerzas óptimo, también en el caso de un rápido cambio en la carga del motor y en maniobras rápidas para esquivar obstáculos en la calzada, el sistema mecatrónico ha de ser capaz de generar la máxima fuerza necesaria en 100 milisegundos. Para lograrlo, la unidad de control procesa con complejos algoritmos las señales procedentes de otros subsistemas, como el ángulo de guiñada del coche, su velocidad, el ángulo de giro de la dirección y el par motor. Los actuadores de los dispositivos de fricción multidisco reaccionan a las señales de control de manera rápida y precisa.

Al arrancar sobre una superficie con firme de adherencia variable, el Control Dinámico de Prestaciones crea pares resistentes que derivan la fuerza de tracción a la rueda con mejor agarre. Este efecto es comparable al de un diferencial de deslizamiento limitado.

El gran avance de este sistema, comparado con otros, es que la distribución de fuerza entre las ruedas es controlada no solo en aceleración, sino también en retención y con el embrague pisado. Cuando no es necesario un reparto de fuerzas específico, los dos juegos de engranajes planetarios giran solidarios en su carcasa, lo que significa que permanecen desconectados, y todo el sistema actúa como un diferencial convencional. Los dispositivos de fricción multidisco no originan pérdidas por fricción cuando están desconectados, y las únicas pérdidas adicionales se limitan a las procedentes de los rodamientos y retenes adicionales.

Una combinación perfecta: El Control Dinámico de Prestaciones y xDrive

El Control Dinámico de Prestaciones de BMW ha sido concebido para ser utilizado con todo tipo de transmisión y motores, pero sus ventajas resultan aún más evidentes en combinación con el innovador sistema xDrive de BMW. La combinación de ambos sistemas es perfecta.

El sistema xDrive de BMW reparte la fuerza de tracción entre los ejes delantero y trasero, mientras que el Control Dinámico de Prestaciones asegura una distribución de fuerzas apropiada en el eje trasero, eliminando la tendencia al subviraje que presentan los vehículos de tracción integral. De este modo, un BMW de tracción total tiene un comportamiento más neutro, sin concesiones en cuanto a sus características dinámicas y que permite mantener el coche bajo control perfectamente incluso a los conductores con menor experiencia.

Naturalmente, el Control Dinámico de Prestaciones cumple con los más altos estándares de calidad europeos aplicados en la industria del automóvil hasta el momento (ASIL D). Cuando el sistema sea producido en serie, tendrá dos circuitos de control iguales para la unidad de control electrónica, que se vigilarán entre sí permanentemente para evitar fallos. Si a pesar de todo ello surgiese alguna incidencia, el reparto activo de fuerzas quedaría desactivado y el grupo final funcionaría como un diferencial convencional.

En la fase actual de desarrollo del Control Dinámico de Prestaciones, todavía no se utiliza todo el potencial de la distribución de fuerzas en un eje controlada electrónicamente. Conectando en red el sistema con otras funciones de control bajo el contexto de la Gestión Integrada del Chasis ICM, el Control Dinámico de Prestaciones puede interactuar con otros subsistemas como lo hace la Dirección Activa. Esto allana el camino hacia funciones adicionales para la seguridad y el confort.

Seguro, superior y preventivo: BMW xDrive

BMW no había ofrecido a sus clientes nunca antes una gama tan amplia de coches con tracción integral como en la gama de 2006. La cantidad de modelos BMW con tracción total es sobresaliente: al menos 30 vehículos pertenecientes a cuatro series de modelos distintas. Precisamente por eso, BMW lidera también este creciente segmento de mercado, con el sistema BMW xDrive demostrando sus cualidades en vehículos de todo tipo. Por tanto, no es sorprendente que uno de cada cuatro vehículos BMW entregados hoy en día sea de tracción total.

Más capacidad de tracción y mayor precisión proporcionan un mayor placer de conducción

Un comportamiento supremo y una capacidad de tracción óptima en cualquier tipo de carretera son solo dos de las ventajas que ofrece el sistema de tracción integral permanente xDrive de BMW, que combina la eficacia de la propulsión trasera con las ventajas en motricidad que supone repartir la fuerza de tracción entre todas las ruedas.

Este sistema de tracción integral, controlado electrónicamente, distribuye las fuerzas de tracción en fracciones de segundo, dirigiendo la potencia hacia el eje en el que pueda ser transformada directamente en tracción y movimiento. Este reparto variable entre el eje delantero y el trasero representa, en la práctica, una mejora significativa de comportamiento, agilidad, estabilidad y confort de marcha. Todas las ventajas del sistema xDrive de BMW son claramente perceptibles en todos los modelos con tracción integral.

Otra ventaja es que el xDrive de BMW no solo actúa cuando los problemas de adherencia son evidentes, sino que el sistema es capaz de detectar si empieza a haber pérdidas de tracción y, por eso, puede actuar en consecuencia para remediarlo a tiempo. Esto es lo que hace que el sistema xDrive sea una referencia en la tecnología de la tracción total.

Mientras que los sistemas convencionales solo actúan sobre las ruedas una vez que éstas patinan, el xDrive se anticipa, disminuyendo la fuerza transmitida al eje con menos agarre y redistribuyéndola entre las ruedas con mejor adherencia a la calzada.

El "cerebro" central: El embrague controlado electrónicamente

Detrás de la caja de cambios o de la transmisión automática se sitúa una caja de transferencia. Inicialmente se transmite la potencia al eje trasero por medio del eje de transmisión central. Este eje incorpora un embrague multidisco controlado electrónicamente, que sirve para derivar par a través de un eje secundario que lo transmite al eje delantero.

Conduciendo en línea recta y en condiciones normales, el 40 por ciento de la fuerza de tracción va al eje delantero y el 60 por ciento al trasero. El resultado es que un BMW con xDrive es, en principio, igual de ágil y dinámico en el día a día que un BMW con tracción trasera. Sin embargo, cuando es necesario, se puede transmitir fuerza a los ejes de modo variable y con un control absoluto por medio del embrague multidisco.

Este embrague multidisco, situado en la caja de transferencia, sólo tarda 100 milisegundos en abrirse o cerrarse completamente y lo hace de forma tan suave que los ocupantes no notarán nada. Lo que sí notará el conductor será un comportamiento en curva aún más equilibrado, un menor esfuerzo al girar la dirección y un elevado grado de confort de marcha. Además, el Control Dinámico de Estabilidad DSC interviene mucho menos al frenar.

Los coches de tracción integral BMW no tienen las desventajas de los sistemas de tracción total permanente con repartos de fuerza prefijados y constantes. Problemas como elevadas tensiones en la transmisión o el deslizamiento en giros se evitan completamente gracias a que ambos ejes se encuentran desconectados entre sí en giros muy cerrados, como por ejemplo al maniobrar. El potencial de la tracción integral se vuelve a aprovechar sólo cuando las ruedas presentan un deslizamiento excesivo.

Un sistema conectado en red para obtener aún mayor seguridad

Gracias a la conexión en red con el Control Dinámico de Estabilidad DSC, que mide y determina continuamente importantísimos parámetros como el ángulo de giro de la dirección, la aceleración lateral o el ángulo de guiñada, el sistema xDrive es capaz de reaccionar en fracciones de segundo ante cualquier desviación del comportamiento ideal, antes de que el conductor llegue a notar lo que ocurre.

Las fuerzas de tracción se reparten entre los ejes delantero y trasero de modo que el coche genera un momento de guiñada que se opone a cualquier tendencia al sobreviraje o al subviraje. En la mayoría de los casos el vehículo se estabilizará sin que el DSC tenga que actuar sobre los frenos.

Para distribuir las fuerzas de tracción de forma rápida y precisa, el sistema de tracción total xDrive, el DSC y la gestión del motor se encuentran conectados a través de la Gestión Integrada del Chasis ICM. Por ello, el sistema puede intervenir en los frenos y en la distribución de fuerzas de tracción al mismo tiempo para mejorar la capacidad de tracción y el comportamiento. Si es necesario, la gestión del motor puede ajustar y variar la fuerza enviada a las ruedas.

A través de esta red inteligente, el sistema de tracción total xDrive puede responder de manera rápida y precisa a cualquier cambio en las circunstancias de conducción, mejorando el comportamiento y la seguridad significativamente.

En el nuevo BMW X5 incluso la Dirección Activa se encuentra integrada en esta red. Cuando el coche sobrevira y se necesita aplicar un contravolante, o cuando se frena sobre superficies cuyo coeficiente de rozamiento varía, se ejerce un ligero pero adecuado contravolante para evitar la pérdida de control del coche y asegurar que recupera su estabilidad.

Distribución adecuada de fuerzas

En condiciones normales, un 40 por ciento de la fuerza de tracción se destina al eje delantero y un 60 por ciento al trasero. Al circular deprisa o en carreteras en las que la adherencia del firme cambia con rapidez, la distribución de fuerzas se puede variar con tanta frecuencia como sea necesario.

Este sistema está diseñado para poder mantener el eje delantero totalmente desconectado o para conectar ambos ejes rígidamente cuando las circunstancias lo exijan. Esta última posibilidad equivale a la unión 100 rígida de algunos coches con sistemas de tracción integral convencionales.

Un comportamiento superior en cualquier circunstancia

El sistema xDrive de BMW compensa incluso aceleraciones o retenciones bruscas de manera tan suave que el conductor no notará absolutamente ningún cambio en el reparto de fuerzas de tracción.

En curva, el xDrive reduce el subviraje y el sobreviraje repartiendo la fuerza de tracción entre ambos ejes de forma lógica y rápida. Si la parte trasera del vehículo desliza (sobreviraje), el embrague multidisco transmite más fuerza de tracción al eje delantero, reduciendo la solicitación de las ruedas traseras y permitiendo que ganen adherencia lateral, que estabiliza el coche. Además, en combinación con el DSC, el sistema xDrive de BMW detecta el riesgo de sobreviraje con mucha antelación e interviene mucho antes de que el conductor se percate de lo que ocurre.

En un subviraje la parte delantera del coche tiende a salirse de la curva. En este caso la fuerza de tracción dirigida al eje delantero se reduce, desviando parte hacia el eje trasero. En un caso extremo se puede llegar a desviar el 100 por cien de la fuerza hacia el eje trasero. Si el sobreviraje o el subviraje no llegasen a ser corregidos con el reparto variable de la fuerza de tracción, se activaría además el DSC, que intervendría en los frenos y, si fuera necesario, actuaría sobre el motor para reducir la potencia enviada a las ruedas.

Los coches BMW con xDrive son particularmente ágiles y manejables en carreteras de montaña rápidas y con muchas curvas. Cuando las ruedas traseras tienden a patinar al acelerar mucho a la salida de una curva o una horquilla, xDrive desvía instantáneamente par del eje trasero al delantero.

El Centro de Pruebas de BMW en la "nevera" de Europa: El Centro de Pruebas de Arjeplog

Para asegurarse de que los coches y componentes nuevos van a cumplir con las exigencias de cualquier zona climática a nivel global, éstos tienen que ser probados en las condiciones extremas del invierno ártico, con todo lo que ello implica. Para que los ingenieros y los mecánicos de BMW pudieran trabajar en unas condiciones óptimas durante los meses de invierno, BMW Group abrió su propio Centro de Pruebas en Arjeplog, al norte de Suecia, en marzo de 2006.

El Centro de Pruebas de Arjeplog está situado a unos 56 kilómetros del Círculo Polar y BMW Group ha invertido en él 16 millones de euros, aproximadamente. Todas las pruebas invernales de BMW, MINI y Rolls-Royce se llevan a cabo en este complejo. Especialistas de varias divisiones y empleados de empresas de proveedores de componentes para BMW disfrutan allí de las condiciones óptimas para poner a punto la transmisión y el chasis, y coordinarlos con los sistemas auxiliares, para luego llevarlos al límite en los ensayos.

Conducir sobre un lago helado o en carreteras completamente nevadas bajo las extremas condiciones del clima más gélido no solo son pruebas extremadamente duras, sino que significan un reto para los nuevos sistemas de transmisión y chasis, como el Control Dinámico de Prestaciones.

Condiciones de trabajo óptimas en el clima más frío

El ultramoderno centro de pruebas de BMW puede presumir de unas amplias oficinas equipadas con los últimos avances y con dos talleres de 50 puestos para trabajar en los vehículos. Hay un garaje climatizado para 25 vehículos de pruebas y uno sin climatizar para 60, además de las 164 plazas de parking exteriores, de las cuales 80 cuentan con una conexión para calentar el motor. Y si, incluso estando en Arjeplog, no hiciera el suficiente frío, el centro cuenta con 18 cámaras frigoríficas que pueden enfriar los coches de pruebas a una temperatura de - 30 ºC.

Dentro del mismo centro, también hay una estación de servicio y un túnel de lavado, así como varios circuitos de pruebas para hacer mediciones. A la hora de planificar y construir el complejo se tuvieron en especial consideración las especiales exigencias que supone el probar y reparar vehículos propulsados con hidrógeno. Por último, el Centro de Pruebas de Arjeplog está integrado en la red de datos e información de BMW en el Centro de Investigación y Desarrollo de Munich, mediante una conexión de red segura.

Un circuito de 740 metros y 3.2 kilómetros de líneas de calor

Con un área total de 28 hectáreas, el centro de Arjeplog cuenta con un circuito de pruebas de 740 metros de longitud, una pista de ensayo de comportamiento de 660 metros de longitud, superficies de asfalto que pueden ser calentadas o enfriadas, una pista con una pendiente de entre el 10 y el 25 por ciento, una carretera de montaña y una pista con superficies de adherencia distinta que se alternan para realizar pruebas de conducción y frenado.

Para controlar la temperatura de los circuitos de pruebas hay instaladas más de 3.2 kilómetros de líneas de calor y 1.8 kilómetros de líneas de frío.

Desde noviembre hasta abril se preparan circuitos de hielo especiales sobre el Lago Kakel, que se encuentra suficientemente helado en esa época y que permite llevar a cabo ensayos sobre su superficie en las más exigentes condiciones.

Un importante factor económico para la región

BMW Group ha realizado pruebas en Arjeplog durante muchos años y ha contribuido de manera significativa al desarrollo de esta pequeña población. El centro de Arjeplog se ha convertido con el paso del tiempo en el centro de pruebas invernales más importante de toda la industria del automóvil. Además de las condiciones climatológicas y del emplazamiento geográfico, la baja densidad de población de Arjeplog también es una ventaja de cara a probar coches en la zona. En esta zona de Suecia donde la dispersión de la población es la más alta de todo el país, las temperaturas se mantienen relativamente constantes a una media de -10 ºC, aunque de vez en cuando el termómetro cae hasta -40 ºC o incluso menos.

Los casi innumerables lagos de la región permanecen helados desde octubre hasta mayo, con capas de hielo de hasta un metro de espesor, que soportan perfectamente el peso de un turismo e incluso de un camión. Sobre el hielo se pueden preparar muchos tipos de circuitos de pruebas con adherencia variable, que pueden ser utilizados durante un periodo de tiempo relativamente largo. Además, dada la baja densidad de población, el ruido producido al probar los coches apenas causa molestia alguna.

Todos los edificios del Centro de Pruebas de Arjeplog, donde trabajan durante todo el año 11 personas de la región contratadas por BMW Group, fueron construidos por empresas locales suecas con el típico estilo local, por encargo de BMW Group. Proveedores de servicios locales acogen y cubren las necesidades de los equipos humanos de pruebas, a la vez que mantienen y preparan las pistas de ensayo. Ya solo por eso el nuevo Centro de Pruebas representa un factor económico importante para Arjeplog y para toda la provincia de Norrbotten.

Entre noviembre y marzo, una media de 100 de ingenieros y mecánicos de BMW Group trabajan en el Centro de Pruebas, aunque en momentos de mucho trabajo pueden llegar a ser hasta 200. La mayoría pasa dos semanas en la región. La creciente presencia e integración de casi todos los proveedores de sistemas en el lugar ayuda a facilitar los ensayos de BMW Group y optimiza el proceso de desarrollo.