Llego el motor 1.6 16V E.torQ

Llego el motor 1.6 16V E.torQ, el primero de la familia de propulsores midsize que FPT Powertrain Technologies produce en la recientemente inaugurada planta de Campo Largo

Energía, ingeniería (Engineering), emoción y ecología fueron cuatro “E” conceptos que estuvieron presentes en oportunidad del evento de inauguración de la planta de FPT Powertrain Technologies en Campo Largo (Paraná, Brasil), acontecimiento que se coronó con la presentación de la familia de propulsores  que ofrece una amplia gama de soluciones que FPT desarrolló y produce para el mercado mundial y que ya nacen con atributos suficientes como para ser “best in class” en torque máximo y nuevos referentes en términos de desempeño, confiabilidad, bajo índices de consumo y de emisión de gases, de ruidos y vibraciones.

Los nuevos motores de FPT fueron desarrollados a partir de la versión 1.61 16v nafta E0 de la ex Tritec Motors. Con base en ese producto, la empresa de motores y transmisiones del Grupo Fiat elaboró 5 nuevas versiones con un 70% de contenidos totalmente nuevos: los 1.61 16v y 1.81 16v E0 1.61, los 16v Flex y 1.81 16v Flex, destinados al mercado brasileño, y también una versión Sulev (Super Ultra Low Emissions Vehicle), aún en desarrollo. El 1.6 16V E-torQ es el primero en incorporarse a buena parte de la gama producto de Fiat Auto en el mercado argentino.

La familia E.torQ es el resultado de más de 500.000 horas de investigación, que incluyó 20.000 horas de test de confiabilidad en dinamómetro, 9.000 horas de cálculo y 5.000.000 de kilómetros rodados en pruebas de durabilidad, confiabilidad y aplicación. El proyecto tuvo la participación de más de 100 ingenieros del Centro de Ingeniería de FPT de América Latina y de Italia. Además de eso, 1.200 motores de pre-serie y prototipos fueron fabricados antes del inicio de la producción.

Todo este trabajo tuvo como resultado una familia de motores de alto nivel tecnológico que se destaca en los aspectos siguientes:

Ingeniería

El proyecto de ingeniería tuvo como input privilegiar en el desarrollo de los propulsores el torque en bajas revoluciones, con capacidad para atender los límites globales de emisiones –asegurando el carácter mundial de la nueva línea de motores de FPT-. Otras premisas fueron la reducción de consumo de combustible y de los niveles de ruido y vibraciones, además de la confiabilidad. Los nuevos propulsores nacieron para el futuro, preparados para una evolución tecnológica, con el uso de turbocompresor y con el sistema MultiAir de control de válvulas de admisión.

Para garantizar la modernidad de la nueva familia de propulsores, FPT desarrolló una serie de nuevos contenidos para sumar calidad a la sólida y tecnológica base ofrecida por los motores de Tritec. El 70% del motor es nuevo, ya que se desarrollaron componentes nuevos como block, cigüeñal, bielas, pistones, colector de admisión, sistema de inyección electrónica, volante de motor, bomba de agua y de dirección hidráulica, tapa de válvulas, junta de tapas de cilindros y cabezales de inyectores, entre otros.

Técnicas computarizadas y experimentales de análisis fluido dinámico, térmico y estructural permitieron adicionar al proyecto soluciones técnicas de última generación. Ejemplo de ello, por caso, es la optimización de cálculo de la pulverización de los inyectores, con utilización de un software 3D, denominado VEM (Virtual Energy Modeling), que representa lo más avanzado en simulaciones termodinámicas y fluido dinámicas en motores de combustión interna.

El VEM posibilita diseñar toda la geometría interna del motor, desde la cámara del colector de aspiración hasta el colector de escape, utilizando mallas 3D móviles para simular el movimiento de los pistones y de las válvulas. En el modelo todos los fenómenos de escape de los gases, descarga de líquidos, formación de spray, condensación de gotas, cambios térmicos entre fluidos y superficies metálicas, evaporización y mezcla de fases fluidas están representados.

Con eso, fue posible prever y optimizar el comportamiento del spray de los inyectores, favoreciendo la formación de la mezcla dentro de los cilindros y reduciendo al máximo la formación de películas fluidas en los conductos y en las válvulas, de modo de minimizar la emisión de hidrocarburos no quemados, reduciendo el consumo y mejorando la combustión.

Además de eso, el colector de aspiración pasó por el análisis CFD (computation fluid dynamics) para garantizar la minimización de pérdidas de carga y el equilibrio del rendimiento volumétrico entre los cilindros.

Para la reducción de las emisiones de hidrocarburos (HC), también se utilizaron pistones con un “top ring land” de 3.5 mm de altura, que ayudan a disminuir el volumen de la mezcla (aire-combustible) sin quemar entre la cabeza del pistón y la primera ranura del aro de compresión. Con la utilización del Topland de 3.5 mm, el volumen atrapado en la tronera entre el primer anillo, el tope de pistón y el cilindro se reduce, disminuyendo al mínimo el volumen de las emisiones.

Los motores E.torQ poseen componentes especialmente proyectados con foco en el desempeño y en la reducción del consumo y de emisiones de gases – principalmente gracias a la reducción del peso y/o la fricción. Ejemplos son los pistones optimizados y grafitados (Evotec), con menor peso y faldas asimétricas, minimizando la fricción con los cilindros, además del tren de válvulas a rodillo.

Las nuevas bielas, simplificadas, forjadas y fracturadas son las de menor masa en el mercado para este nivel de cilindrada. De la misma forma, los anillos del tipo low friction, de baja carga tangencial, con alturas de 1.2; 1.2; y 2.41 mm, y están entre los de menor masa y fricción del mercado para esta cilindrada.

Para disminuir la deformación de las camisas de los cilindros, el block del motor tiene las fijaciones de la tapa desvinculadas de las camisas de los cilindros. Además de eso, las roscas se ubican en la parte inferior de las camisas de agua y de las conexiones entre las camisas y la parte externa fueron separadas de las fijaciones de la tapa de cilindros. Con esto, fue posible obtener la reducción de las deformaciones de las camisas inducidas por el torqueado de la tapa, aparejando reducción de la fricción y del consumo de aceite.

La cámara de combustión cuenta con baja relación superficie/volumen y bujía central. Esto proporciona la disminución del tiempo de combustión y mayor eficiencia térmica, lo que se traduce en optimización del desempeño y contención del consumo.

Cálculos termo-estructurales se usaron para verificar y eliminar de todos los eventuales puntos de fatiga del block, bancadas y tapa de cilindro. Además de eso, el mismo tipo de cálculo fue utilizado para diseñar la nueva junta metálica de la cabeza de cilindros de tres láminas, previendo antes de la construcción del prototipo las presiones de sellos entre junta, block y cabeza.

Otros contenidos actúan en el sentido de conservar el perfecto funcionamiento del motor a lo largo de toda su vida útil. Ejemplos de eso son las superficies de sellado planas, que optimizan el desempeño de las tapajuntas y garantizan cero pérdidas; el nuevo cuerpo de mariposa drive-by-wire con sensor contactless, que elimina el contacto mecánico entre los componentes internos del sensor; el tren de válvulas libre de mantenimiento, con botadores hidráulicos; y la cadena de distribución, que dispensa la necesidad de mantenimientos periódicos.

Para un incremento aún más significativo en la confiabilidad, los motores E.torQ cuentan con cigüeñal con microestructura metálica especial, de mayor resistencia a la fatiga, y ocho contrapesos, que reducen el esfuerzo de los rodamientos; pistones optimizados, con cubo reforzado, maximizando la resistencia, y las bielas sinterizadas, forjadas e fracturadas que ofrecen, al mismo tiempo, precisión absoluta de montaje y resistencia máximas, con un peso mínimo.

Aunque dotada de una serie de ítems de alta tecnología, la nueva familia de propulsores de FPT es compacta y posee un layout simplificado. Todos los periféricos son montados directamente en el block, que posee además una bomba de agua, dirección hidráulica y soporte de motor integrados. Todo eso garantiza más versatilidad a la familia E.torQ, permitiendo su aplicación en diversas plataformas de varios segmentos, además de la facilidad de mantenimiento en función del espacio libre en el vano del motor.

El peso de los motores E.torQ es competitivo, inclusive comparado con los de la competencia que utilizan block de aluminio. Block y tapa de cilindros de la nueva familia de motores poseen masas reducidas en comparación con otros motores 16V de la misma cilindrada. También en ese sentido, fue ejecutado el colector de aspiración y el cobertor de la tapa de cilindros en plástico, un material más liviano, sin sacrificar resistencia ni confiabilidad.

La reducción de los niveles de ruido y de vibración también fue uno de los objetivos del proyecto de ingeniería de FPT. Para alcanzarlos, se desarrolló un particular diseño de aislamiento de la cadena de transmisión (front end). Por otra parte, los motores E.torQ utilizan cárter estructural de aluminio, que proporciona mayor rigidez estructural al motopropulsor. Con el cigüeñal de ocho contrapesos, fue posible lograr una reducción del 25% en la fuerza resultante del balanceo.

La simetría de flujos entre los cuatro tramos del colector de aspiración, concebido a través del cálculo fluido dinámico 3D, junto con el diseño de los conductos de la tapa de cilindros y de las cámaras de combustión, permiten una excepcional igualdad y simetría de combustión entre los 4 cilindros, favoreciendo la regularidad del funcionamiento del motor y mejorando aún más la sensación de confort.

Con la reducción del peso y optimización de las polleras de pistón, el proyecto de ingeniería logro la estabilización del movimiento de los pistones, reduciendo aún más el ruido de funcionamiento. Finalmente, fueron utilizados cojinetes de tres clases para tolerancias de luces más estrictas correspondientes al ojo de la biela. Eso garantiza el mantenimiento del bajo ruido en el funcionamiento durante la vida útil del motor.

Ecología

Los motores E.torQ son el mayor ejemplo de que, para FPT, innovación y cuidado del medio ambiente caminan de la mano. Los nuevos propulsores consiguieron una reducción de consumo y de emisiones de gases en torno al 5% en comparación con los 1.8 utilizados hasta ahora por Fiat.

Además, los nuevos motores de FPT están calificados en la Fase V de Proconve, el nivel de emisiones de la familia E.torQ es hasta 40% inferior al que establece la legislación. Asimismo, los propulsores cuentan con sistema electrónico de diagnóstico de control de emisiones OBD BR-I y que son compatibles con la próxima etapa de la legislación, el OBD BR-2.

Los motores E.torQ, por otra parte, tienen un índice de reciclado del 95%, además de utilizar filtro ecológico –en que solo el elemento filtrante de papel y caucho es intercambiado, aprovechando el resto de la estructura-.

Potencia

La potencia de los propulsores E.torQ se manifiesta en su excelente desempeño, tanto en altas como en bajas rotaciones. A nafta, la versión 1.6 desarrolla 115 cv a 5500 rpm y torque de 16.2 kgm a 4500 rpm. Esos números hacen del motor el más potente 1.6 del mercado, además de el de mayor torque entre los de la misma cilindrada.

Los nuevos motores 1.6 presentan curvas de torque prácticamente planas, con 80% de torque disponible a 1500 rpm y 93% a 2500 revoluciones.

Emoción

Fun to drive, el placer de conducir, es el término más apropiado para definir la sensación de manejar un auto impulsado por los motores E.torQ. Silencioso, blando y con óptimo desempeño y elasticidad, el propulsor ofrece rápidas respuestas dinámicas para cualquier tipo de conducción. Además su torque en bajas rotaciones – lo más destacado de la nueva familia- colabora también en la reducción del consumo y de la emisión de gases.

La performance acústica de la nueva línea de motores realza aún más el placer de conducir, dado que logra índices de ruido sensiblemente menores que el patrón de aprobación establecido por FPT en marcha lenta.

Ficha técnica E.torQ 1.6l 16v

Cilindrada: 1.6l

Combustible: Gasolina 95 RON

Potencia máxima: 115cv @ 5.500rpm

Torque máximo: 16,2kgfm @ 4.500rpm

Diámetro x Curso: 77,0mm X 85,8mm

Tasa de compresión: 10,5 : 1

Emisiones: Proconve F-V

La nueva planta de FPT en Campo Largo

Tras dos años de inversiones en intervenciones tecnológicas, FPT Powertrain Technologies inauguró recientemente la más moderna unidad productora de motores “midsize” de América Latina. Localizada en Campo Largo (PR-Brasil), en la región metropolitana de Curitiba, está especializada en la fabricación de propulsores E.torQ, en las versiones 1.6l 16v y 1.8l 16v, flex y a gasolina, con una capacidad inicial de producción de 330 mil motores por año, con previsión de alcanzar las 400 mil en 2012.

La inauguración fue el resultado de la adquisición de Tritec Motors – ex proveedor de motores para vehículos, como el Chrysler PT Cruiser y el BMW Mini Cooper – por parte de FPT Powertrain Technologies, en marzo de 2008. Desde entonces, la empresa del Grupo Fiat realizó importantes inversiones para hacerla aún más moderna y alcanzar niveles de excelencia en productos y procesos.

Con la nueva unidad, FPT aumenta aproximadamente en un 20% su capacidad instalada en el Mercosur, alcanzando un potencial productivo de 2,5 millones de sistemas de propulsión por año.

Entre las principales intervenciones realizadas en la fábrica desde su adquisición, figuran el aumento de la capacidad; la remoción de obstáculos; la implementación de un profundo programa de formación de colaboradores, con la inculcación de la culta de best practices del Grupo Fiat; la actualización tecnológica de equipamientos y el desarrollo y reactivación de proveedores.

La fábrica cuenta con cuatro líneas de maquinación para block, cigüeñal, biela y tapa de cilindros, con un total de 54 máquinas. Una de sus principales diferencias es la automatización en el abastecimiento de terminados a la línea de montaje vía “gantries” (abastecimiento aéreo). Esta tecnología, por ejemplo, permite que la unidad opere sin apilar material para el abastecimiento del proceso productivo – el llamado sistema fork lift free-.

Las líneas cuentan también con equipos de control final, con medición y clasificación del 100% de las piezas mecanizadas, además de máquinas modelos en la Manutención Autónoma y Profesional, preparadas con los más modernos conceptos de mantenimiento, apuntando a cero el índice de rotura. La excelencia de las piezas mecanizadas también está asegurada per el modelo de ruta Kamishibai, una secuencia de controles capaces de garantizar el cumplimiento de los test de calidad.

Las tres líneas de montaje, que comprenden el submontaje de tapas de cilindro, línea principal y dress-up, cuentan con robots de submontaje de casquillos y 77 equipos – 17 estaciones de test, 12 estaciones automáticas, 17 estaciones semiautomáticas y 31 estaciones manuales. Esas máquinas son capaces de hacer, entre otras actividades, test a frío con simulación de sincronismos, carga y vibraciones, y pruebas de validación en el 100% de los motores (lea test).

El montaje de FPT Campo Largo opera bajo el concepto de movian line, que proporciona patrones de producción y reducción de stock. La utilización del método también permite ganar en productividad, ya que facilita la visualización de pequeñas paradas, de los desbalances de las actividades y demás pérdidas productivas. Además, maximiza el aumento de la calidad, ya que los problemas se evidencian inmediatamente, con la parada de la línea y forzando una solución rápida y efectiva del problema planteado. Con las posibilidades de moverse a lo largo del ciclo de trabajo, el operador también gana en ergonomía con la adopción de ese sistema.

Las líneas de mecanizado y las de montaje son a prueba de errores y poseen, en general, 189 mecanismos de detección de errores – denominados error proofings y poka yokes –, que representan la máxima seguridad de cumplimiento de los patrones de cualidad del producto final. Eso porque los dispositivos consiguen detectar fallas que puedan acontecer durante el proceso productivo (como errores de montaje, fallas funcionales, errores humanos y problemas de conformidad de las piezas, por ejemplo). Además, todo el sistema está sometido a rigurosas auditorias diarias y semanales, con desmontaje de motores testeados en el dinamómetro.

Así como acontece en las demás unidades de FPT en el Mercosur (Betim y Sete Lagoas, en Minas Gerais, y Córdoba, en Argentina), la planta de Campo Largo adopta el modelo de gestión World Class Manufacturing (WCM). Ello implica la aplicación de las más modernas técnicas y métodos en el proceso industrial, con el objetivo de alcanzar altos índices de calidad y productividad.

El WCM observa 11 pilares técnicos: seguridad; contención de costos; mejora focalizada; mantenimiento autónomo; organización del trabajo; actualización profesional; control de calidad; logística y atención del cliente; gestión preventiva y equipos; desarrollo de las personas y cuidado del medio ambiente.

A partir de esos pilares, la gestión WCM establece una serie de directrices –que involucra, entre otros aspectos, normas de homogeneidad de productos, de relación con los proveedores, disposición de los materiales en la fábrica y métodos científicos para ejecutar operaciones de mejoras.

En FPT Campo Largo, el abordaje del WCM mira, principalmente, la eliminación de desperdicios, además de la búsqueda del nivel cero de rotura de equipos, de defectos de calidad y de accidentes de trabajo, incluyendo el cuidado de la ergonomía de los operarios, con el concomitante incremento de la calidad y la calidad de vida.

FUENTE: FIAT ARGENTINA