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Dirección por cable

SpeedE, un concept car académico desarrollado para estudiar tecnologías de conducción por cable [1] [2]

En el contexto de la industria automotriz, la dirección por cable es una tecnología o sistema que permite dirigir algunas o todas las ruedas de un vehículo sin una columna de dirección que gire la dirección de esas ruedas mecánicamente. Es diferente de la dirección asistida eléctrica o de la dirección asistida, ya que esos sistemas aún dependen de la columna de dirección para transferir parte del par de dirección a las ruedas. [3] A menudo se asocia con otras tecnologías de dirección por cable .

Un vehículo con un sistema de dirección por cable puede ser controlado manualmente por un conductor a través de un volante, un yugo o cualquier otro controlador que esté conectado a una o más unidades de control electrónico , que utiliza la entrada para controlar los actuadores de dirección que giran las ruedas de lado a lado, dirigiendo el vehículo. El volante o el yugo pueden estar equipados con retroalimentación háptica para simular la sensación de la carretera y la resistencia de las ruedas, y cambiar según la velocidad del vehículo o configuraciones personalizables. [3] [4]

La seguridad de los sistemas de conducción por cable suele garantizarse mediante redundancia , por ejemplo, mediante sensores de entrada redundantes, redes de comunicación y redes eléctricas redundantes en el vehículo, actuadores de dirección redundantes por rueda y dirección que funciona en caso de fallo. Si la dirección falla en una o incluso dos ruedas, el sistema puede compensarlo con vectorización de par utilizando las otras ruedas disponibles. [5]

Vehículos únicos

Los sistemas de conducción por cable mejorados, como el Paravan Space Drive, están disponibles desde 2003 para los vehículos de producción existentes. [6]

Varios vehículos únicos y vehículos conceptuales implementaron la dirección por cable, como el Saab Prometheus de principios de la década de 1990 , [7] Mercedes F200 de 1996 , [8] SKF Filo de 2001 basado en el Opel Zafira , [9] General Motors Hy-wire de 2003 , [10] GM Sequel de 2005 , [11] Mazda Ryuga de 2007 , [12] y otros.

Schaeffler Paravan Technologie ha proporcionado sistemas de dirección por cable para vehículos de carreras únicos, por ejemplo: un Porsche Cayman GT4 con dirección por cable corrió las 24 Horas de Nürburgring de 2020 y terminó en segundo lugar en su clase y 29 en la general; un Mercedes-AMG GT3 con dirección por cable corrió el año siguiente usando el mismo sistema y terminó 16 en la general. [13] [14]

Vehículos de producción con motor de combustión

Acoplado con dirección tradicional

La dirección por cable solo en el eje trasero se puede combinar con la dirección tradicional en las ruedas delanteras para una dirección condicional en las cuatro ruedas, lo que reduce el radio de giro a bajas velocidades y aumenta la estabilidad a altas velocidades. [15] Los sistemas de dirección en las cuatro ruedas puramente mecánicos han estado disponibles en los automóviles de producción desde mediados de la década de 1980, seguidos pronto por sistemas controlados por computadora a fines de la década de 1980. Los fabricantes que implementaron estos sistemas incluyeron a Citroën , Honda , Isuzu , Mazda , Mitsubishi , Nissan , Porsche y Toyota . La popularidad de la dirección en las cuatro ruedas disminuyó en la década de 1990, y se ofrecieron pocos modelos a principios de la década de 2000. Los sistemas de dirección en las cuatro ruedas reaparecieron a fines de la década de 2000 y en la década de 2010 en modelos de fabricantes como Acura , BMW , Nissan , Porsche y Renault . [16] Los fabricantes de automóviles que han ofrecido dirección en el eje trasero en la década de 2020 incluyen Acura , Audi , Bentley , BMW , Cadillac , Ferrari , General Motors , Genesis , Lamborghini , Lexus , Mercedes-Benz , Porsche y Rolls-Royce . [17]

Un sistema de dirección por cable que solo se utiliza en el eje trasero y se combina con la dirección delantera tradicional fue el Quadrasteer . Fue desarrollado por Delphi y se ofreció a partir de 2002 en algunos camiones de General Motors. A pesar de la recepción favorable, el sistema se suspendió en 2005 debido a la baja penetración en el mercado de solo el 17 por ciento de las ventas del mismo modelo, en parte debido a la falta de familiaridad con el sistema y en parte debido a su margen de beneficio de 1000 dólares. [15]

Los vehículos Rolls-Royce basados ​​en la plataforma Architecture of Luxury, como Cullinan, Spectre, Ghost y Phantom, tienen dirección en las cuatro ruedas controlada por computadora. [18] La dirección de las ruedas delanteras utiliza asistencia eléctrica [19] mientras que un sistema electrónico controla la dirección de las ruedas traseras y las gira en la dirección opuesta a las ruedas delanteras cuando gira a velocidades más bajas, y ligeramente en la misma dirección que las ruedas delanteras a velocidades más altas para aumentar la estabilidad. [20]

Sin dirección tradicional

El Infiniti Q50 fue el primer vehículo de carretera de producción sin una columna de dirección tradicional, aunque todavía estaba equipada con una como respaldo. [2]

El sistema de dirección por cable sin columna de dirección se ofreció por primera vez en un automóvil de producción en serie con el Infiniti Q50 en 2013. [4] El sistema tiene una columna de dirección de respaldo separada del volante con un embrague. El embrague conecta el volante a la cremallera de dirección en caso de falla de los sensores o actuadores electrónicos de la dirección. [2] Después de una recepción negativa, el modelo fue equipado con una dirección hidráulica tradicional . [21] El sistema de dirección por cable continuó ofreciéndose con el QX50 y el QX55, y a partir de 2022 se ofrecerá con el cupé Infiniti Q60 . [22]

Vehículos eléctricos de producción

Vehículos eléctricos de producción con eje trasero SbW y columna de dirección tradicional.
Vehículos eléctricos de producción con dirección por cable y sin columna de dirección.

Los vehículos eléctricos de batería (BEV) de producción con eje trasero SbW acoplado con dirección delantera tradicional incluyen a partir de 2024 el Rolls-Royce Spectre , [23] Lotus Eletre , [24] GMC Hummer EV y Chevrolet Silverado EV . [22]

Los vehículos eléctricos de producción con dirección por cable sin columna de dirección incluyen a partir de 2024 el Tesla Cybertruck [25] que se vende al por menor, y el Canoo Lifestyle Vehicle [26] y REE Automotive P7-C [27] que se venden a operadores de flotas. Los vehículos de producción planificados con SbW sin columna de dirección a partir de 2023 incluyen: Lexus RZ 450e , [28] Nio ET9 , [29] Toyota bZ4X , [22] y Geely Super Van. [30] A partir de 2023, Lotus , [24] Mercedes-Benz , [31] y Peugeot [32] planean ofrecer automóviles con dirección por cable sin columna de dirección a mediados o fines de la década de 2020.

Referencias

  1. ^ SpeedE - Forschungsplattform, ika - Instituto de vehículos de motor de la Universidad RWTH Aachen, 2016
  2. ^ abc Lutz Eckstein (2016), "Tendencias futuras para sistemas de dirección automotriz" (PDF) , JTEKT Engineering Journal, edición en inglés (1013E)
  3. ^ ab Chris Perkins (17 de marzo de 2023), "Cómo Toyota defiende la dirección por cable", Road & Track
  4. ^ ab Jancer, Matt. "Eche un vistazo al interior del primer automóvil con dirección por cable". Archivado desde el original el 16 de marzo de 2014. Consultado el 6 de marzo de 2017 .
  5. ^ Arunkumar Sampath, "Hacia la seguridad funcional en vehículos con transmisión por cable" (PDF) , Mobility Engineering (diciembre de 2020)
  6. ^ Lydia Saß (26 de julio de 2023), "25 Jahre PARAVAN", barrierefrei-magazin.de
  7. ^ Gary Axon (21 de mayo de 2018), "Aquella vez que Saab construyó un coche con un joystick", Goodwood
  8. ^ Adrian Padeanu (15 de agosto de 2022), "Se ve el Mercedes F200 Imagination con joystick y muchas pantallas", Motor1
  9. ^ Luca Ciferri (18 de junio de 2001), "Filo: ¿es este el diseño de automóvil independiente de más alta tecnología?", Automotive News
  10. ^ Ralph King (1 de octubre de 2003), "La carrera hacia el futuro de GM", CNN Money , archivado desde el original el 25 de febrero de 2007
  11. ^ Cesiel, D; et al. (3 de abril de 2006), Desarrollo de un sistema de dirección por cable para el GM Sequel, doi :10.4271/2006-01-1173
  12. ^ "El concepto Mazda Ryuga captura el espíritu del movimiento", Bloomberg , 10 de enero de 2007
  13. ^ "Primera participación en carrera de un GT3 sin columna de dirección en el Nordschleife". www.schaeffler‑paravan.de . 10 de mayo de 2021 . Consultado el 1 de octubre de 2021 .
  14. ^ Bosch, Miguel (6 de mayo de 2021). «Schaeffler Paravan lleva el sistema de dirección por cable a GT3 con la participación de Mercedes-AMG en las 24 horas de Nürburgring». www.gt‑report.com . Consultado el 1 de octubre de 2021 .
  15. ^ de Benjamin Hunting (5 de enero de 2021), "¿Por qué simplemente desapareció el excelente sistema de dirección en las cuatro ruedas Quadrasteer para camionetas de tamaño completo de GM?", DrivingLine
  16. ^ Aaron Severson (12 de junio de 2015), "La dirección en las cuatro ruedas desmitificada", Autoweek
  17. ^ Jonathon Klein (23 de julio de 2021), "¿Cómo funciona exactamente la dirección en las cuatro ruedas?", The Drive
  18. ^ Daniel Golson (18 de octubre de 2022), "El Rolls-Royce Spectre EV es el automóvil más importante de la marca hasta el momento", CNET
  19. ^ Mark Vaughn (9 de octubre de 2018), "Primera prueba del Rolls-Royce Cullinan: ver para creer", Autoweek
  20. ^ Mark Ewing (25 de octubre de 2017), "Primera prueba: el Rolls-Royce Phantom VIII no tiene rival, ni igual ni par", Forbes
  21. ^ O'Kane, Tony (2 de septiembre de 2014). "El Infiniti Q50 2016 tendrá una dirección asistida hidráulica 'a la antigua': informe". themotorreport.com.au . Archivado desde el original el 1 de abril de 2017 . Consultado el 13 de abril de 2018 .
  22. ^ abc Jordan Golson (21 de mayo de 2022), "¿Qué es Steer-by-Wire?", CapitalOne
  23. ^ Britta O'Boyle (3 de julio de 2023), "Revisión del Rolls-Royce Spectre: el pináculo de la automoción eléctrica", Pocket-lint
  24. ^ por Georg Kacher (10 de julio de 2023), "Revisión del Lotus Eletre 2024: primera conducción internacional", ¿ Qué coche?
  25. ^ Kevin Williams (30 de noviembre de 2023), "Hurra, el Tesla Cybertruck tiene dirección por cable", InsideEVs
  26. ^ Frank Markus, "El vehículo Canoo Lifestyle 2024 sorprende en nuestra primera prueba de manejo", USA Today
  27. ^ Ed Garsten (11 de enero de 2024), "REE Automotive ofrece el primer chasis de camión comercial totalmente eléctrico", Forbes
  28. ^ Dave VanderWerp (20 de septiembre de 2023), "Lexus continúa perfeccionando el sistema de dirección por cable; el yugo del RZ aún está a un año de distancia", Car and Driver
  29. ^ Mike Duff (3 de enero de 2024), "Nio revela el buque insignia ET9 EV, que promete una carga ultrarrápida de 600 KW", Car and Driver
  30. ^ "La china Farizon Auto lanza su nueva Super VAN eléctrica, lista para 2024. Europa es el objetivo", Sustainable Truck & Van , 30 de enero de 2023
  31. ^ Anthony Alaniz (3 de julio de 2023), "El nuevo Mercedes Clase S podría tener volante con yugo y más botones físicos", Motor1.com
  32. ^ Chris Chilton (6 de enero de 2023), "La dirección hipercuadrada en los vehículos de carretera en 2026, afirma el director ejecutivo de Peugeot", Carscoops