EN EL PRÓXIMO SALÓN DE FRANKFURT, PEUGEOT Y TOTAL MOSTRARÁN SU DEMOSTRADOR TECNOLÓGICO 208 HYBRID FE, UN FULL HYBRID DE GASOLINA NO PLUG-IN DE EXCEPCIONALES CARACTERÍSTICAS
29 de agosto de 2013.- Los equipos de I+D de las dos marcas han logrado concretar de manera brillante el desafío que se habían propuesto, al conseguir sobre la base de un 208 de serie, un nivel de prestaciones impresionante: 8 segundos de 0 a 100 km/h y 49 g CO2/km en el ciclo europeo NEDC (ciclo mixto). Para ello han utilizado múltiples aplicaciones en diferentes campos:
- Aerodinámica: reducción de un 25% del scx.
- Peso: aligeramiento de un 20%.
- Grupo propulsor: reducción de un 10% del consumo.
- Hibridación: recuperación del 25% de la energía en cada ciclo.
- El proyecto 208 hybrid fe asocia nociones hasta la fecha antagonistas –fuel economy y fun&efficent, razón y placer – adelantando los vehículos de mañana.
Desde 1995, Peugeot y Total trabajan conjuntamente para conseguir una reducción significativa del consumo de combustible, de las emisiones de CO2 y del TCO (coste total de utilización) de los vehículos. Para Peugeot, se trata de una política medioambiental histórica. Bajo este compromiso, la Marca redujo todavía más en 2013 las emisiones medias ponderadas de CO2 de sus gamas europeas: a finales de mayo, éstas eran de 116,3 g/km, mejorando los 121,5 g/km de 2012.
Los investigadores de Total trabajan en la elaboración de los futuros carburantes y lubricantes automovilísticos. El grupo proporciona a Peugeot y a su red a nivel mundial lubricantes FE (Fuel Economy). A la vez que reducen la fricción dentro del motor, han contribuido a un descenso del 5 % de las emisiones de CO2 en diez años en los motores Peugeot. Los carburantes de gama alta Total Excellium ayudan también a una reducción del consumo de combustible.
El objetivo del 208 HYbrid FE es asociar placer de conducir a unas emisiones de CO2 muy bajas. De manera más precisa, se trata de reducir a la mitad las emisiones de CO2 de la mejor versión en este apartado de la gama 208, la que equipa el motor 1.0 VTi 68, y dotarle de unas prestaciones cercanas a las del 208 GTi.
El reto para el equipo de desarrollo del 208 HYbrid FE es todavía mayor, teniendo en cuenta que el Peugeot 208 de serie destaca ya por su gran ligereza y sus motores de última generación, que le permiten proponer una experiencia dinámica de alto nivel. Para conseguir el objetivo, Total y Peugeot han unido sus capacidades respectivas de innovación en todos los terrenos capitalizando el círculo virtuoso iniciado por la berlina de serie.
208 HYbrid FE, integrante de la estrategia híbrida de la Marca
El objetivo en términos de emisiones de CO2 es ambicioso. Se trata de alcanzar los 95 g/km de media ponderada de los vehículos nuevos vendidos en Europa en 2020. Para lograrlo sin tener que sacrificar el placer de conducir, Peugeot invierte en diferentes tecnologías que equipan ya sus vehículos y que permiten progresos sustanciales: mejora continua del rendimiento de los motores térmicos, estrategia de downsizing, difusión del Stop&Start, propulsión eléctrica etc.
HYbrid4, la hibridación diesel-eléctrica, se inscribe en esta tendencia. Lanzada en primicia mundial por Peugeot en el 3008, se amplió posteriormente a los 508 RXH y 508. Los 28.000 clientes de la tecnología HYbrid4 han descubierto un placer de conducción inédito que conjuga prestaciones, facilidad de uso, silencio y respeto al medio ambiente con registros de CO2 a partir de 88 g/km.
Con el 2008 HYbrid Air, Peugeot innova de nuevo en beneficio del medio ambiente y de sus clientes en todos los mercados. En efecto, esta tecnología revolucionaria asocia gasolina y aire comprimido para responder a las expectativas de los conductores y a los retos automovilísticos.
En la generación actual de vehículos del segmento B, el HYbrid Air reduce notablemente el consumo y las emisiones de CO2. En el test del ciclo de homologación, las cifras se establecen en apenas 2,9 l/100 km y 69 g/km. Esta tecnología es una etapa clave hacia el objetivo de la reducción del consumo a sólo 2,0 l/100 km. El 208 HYbrid FE reúne innovaciones que permiten alcanzar esa cifra récord.
El diseño Peugeot, naturalmente eficiente
La fluidez forma parte del patrimonio de diseño de la Marca, de su ADN. En el 208 HYbrid FE, los ingenieros aerodinámicos llevan este ejercicio al extremo. El Cx mejora así un 25%, con un valor ligeramente inferior a 0,25. Se trata de toda una proeza en un coche en el que tanto la habitabilidad como el maletero se han conservado.
Para ello, el aire es canalizado por la parrilla flotante cuyo diseño se ha revisado para reducir la permeabilidad en un 40%, a sólo 5 dm². En efecto, con la evolución efectuada en el motor, sus necesidades de refrigeración son inferiores.
En los laterales de la carrocería, la simpleza de elementos facilita la progresión de los flujos de aire. Los neumáticos especialmente desarrollados por Michelin son de tipo Tall&Narrow, es decir, de gran diámetro y poca anchura. Calzan unas llantas de 19’’ en aluminio en las que unos deflectores aerodinámicos en carbono cierran el espacio entre los brazos.
Unas cámaras de video se encargan proyectar sus imágenes en el retrovisor interior. Así, queda sólo en la parte exterior un pequeño soporte, que evoca disciplinas deportivas, como la resistencia. La vía trasera contribuye a la eficiencia con un estrechamiento de 40 mm que ayuda a reducir el Cx. Finalmente, el diseño del techo se prolonga en un movimiento casi horizontal y genera un alerón sobre el portón trasero.
La parte trasera, de estilo coupe, dispone en su parte inferior de un extractor de aire que evacúa los flujos que circulan sin obstáculos por los bajos del vehículo gracias a su fondo plano. Finalmente, para reducir al máximo la huella medioambiental, los faros de LED del 208 HYbrid FE disponen de pequeñas derivas verticales, inspiradas en el concept-car Onyx. Estos apéndices envían los flujos de aire lo más lejos posible de la carrocería minimizando así las turbulencias generadas.
Un ahorro notable de peso: 20%
Cuando se presentó, el Peugeot 208 revolucionó la oferta del segmento, especialmente por su peso a partir de 975 kg en el acabado Access. Esta cifra es muy notable pero en el futuro, los vehículos deberán ser todavía más ligeros pero garantizando confort y seguridad.
Materiales compuestos
El 208 HYbrid FE utiliza materiales punteros muy innovadores desarrollados por la dirección de polímeros de la rama de refinamiento-química de Total y por sus dos filiales CCP Composites y Hutchinson.
Recogido en la línea de montaje, el 208 conserva su estructura metálica. Elementos en material compuesto sustituyen a los paneles de carrocería y al piso, con lo que el peso del monocasco se reduce de 295 a 227 kg. La piel exterior de una sola pieza (20 kg), el fondo plano (8 kg), los paneles de puertas (2 x 3 kg) y el parachoques delantero son de fibra de carbono. El capó (5 kg) y las aletas (2 x 1 kg) son en compuesto VER/Carbono, un material que reduce a la mitad el peso y mantiene unas propiedades mecánicas equivalentes. Se obtiene a partir de un nuevo tipo de resina que puede emplearse en bruto pero que también puede pintarse o tintarse en origen.
Finalmente, y con excepción de los cristales de las puertas, el resto de lunas son en policarbonato, lo que permite ganar 5 kg. El 208 HYbrid FE innova en su aplicación ya que este material hasta la fecha se reservaba para los cristales de los faros. Aporta una reducción de peso de más del 50% en relación al cristal clásico.
Ejes rodantes inéditos
El 208 HYbrid FE reposa sobre ejes de tipo Pseudo McPherson que incluyen una lámina de material compuesto de tipo “resina de fibra de vidrio”, montada en posición transversal. Esta pieza sustituye a otras varias. como muelles de suspensión, triángulos inferiores y barra estabilizadora. La lámina delantera presenta una elasticidad variable a lo largo de su superficie. Desarrolladas y fabricadas por Hutchinson, estas dos láminas ahorran 20 kg.
Por sus dimensiones, las ruedas 145/65 R19 reducen en un 20% la resistencia a la rodadura. Asimismo requieren menos esfuerzo de volante para orientarlas, con lo que permiten eliminar la asistencia de dirección, se gana espacio bajo el capó y se reducen consumo y peso. Las ruedas se montan sobre rodamientos de baja fricción lubricados con una grasa Total específica.
Las llantas alojan discos de freno de grandes dimensiones: 380 mm de diámetro por un grosor de 9,6 mm. Disponen de pinzas de cuatro pistones, de 44,5 mm delante y de 31,8 mm detrás. Al frenar, el menor esfuerzo sobre el pedal y la intervención del motor eléctrico permiten eliminar la asistencia de frenada.
Un habitáculo para cinco personas
El 208 HYbrid FE tenía que conservar la habitabilidad interior del modelo de serie. El resultado lo certifica: un coche muy sobrio también puede acoger a cinco personas y su equipaje. Sólo se ha eliminado el climatizador por su notable impacto sobre el consumo.
Los paneles de puertas en material compuesto han sido desarrollados por la Dirección de polímeros de Total según una formulación de polipropileno reforzado con fibras naturales. Sus excelentes propiedades mecánicas, de rigidez y de absorción de impactos se acompañan de una reducción de peso de hasta un 15% y del descenso de la huella de carbono de estas piezas.
La consola central y los embellecedores de las salidas de aire son de resina VER (CCP Composites) presentados en estado bruto para ofrecer una impresión visual inédita. En efecto, su color miel ámbar permite observar las fibras naturales por transparencia. El aligeramiento implica tanto al motor de gasolina como a la caja de cambios.
Un grupo propulsor eficiente y de elevadas prestaciones
El 208 HYbrid FE está propulsado por un motor híbrido gasolina-eléctrico que asocia una evolución del tres cilindros gasolina de última generación a una batería eléctrica y a un motor eléctrico procedentes del programa de resistencia de Peugeot Sport. Una centralita del motor y un sistema de control específico gestionan el conjunto de la cadena de tracción. A nivel global, el rendimiento del sistema de propulsión mejora en un notable 10%.
Motor de gasolina 1.2 VTi-FE de alto rendimiento
El motor de tres cilindros ha recibido diferentes evoluciones: optimización del ciclo, reducción de las pérdidas por fricción, gestión térmica… Todos estos avances se concretan en un consumo reducido en un 10%, manteniendo la potencia de 68 CV (50 kW).
El ciclo Miller se ha acentuado y la relación de compresión se ha elevado de 11:1 a 16:1 para aumentar el rendimiento termodinámico. Esto, que podría provocar el auto-encendido de la mezcla, algo potencialmente peligroso para el motor; se evitado trabajando en diferentes innovaciones.
Así, la cantidad de partículas no quemadas en la cámara de combustión se ha reducido con el empleo de válvulas de mayor diámetro, de conductos de escape rediseñados, de un colector diferente y de una ley de elevación de válvulas adaptada. Por otra parte, los intercambios térmicos se han optimizado en el cárter de los cilindros gracias a los conductos de agua situados entre los cilindros. El agua atraviesa ahora la culata en toda su longitud para recuperar calorías en cada una de las fuentes de calor: cámaras de combustión y entre los inyectores y las bujías.
El motor adopta inyección directa que, con una compenetración precisa con el cierre del cilindro, maximiza la utilización de cada molécula de carburante. La distribución variable en admisión y escape, amplía el espectro de rendimiento óptimo a toda la gama de revoluciones, tanto a plena carga como en carga parcial.
Estas diferentes evoluciones no buscan, en todos los casos, potencia a alto régimen. Por ello, la cilindrada se ha aumentado hasta 1.233 cm3 mediante el aumento del diámetro y la carrera (75 x 93 mm) para conservar los 68 CV (50 kW). Esta progresión beneficia por su parte al par máximo, que aumenta en un 25%.
El conjunto de piezas móviles es específico del 208 HYbrid FE. El cigüeñal es de acero nitrurado, las bielas de titanio y los pistones de aleación de aluminio y cobre están tallados en un bloque. Así, el peso del motor disminuye pese al aumento de cilindrada y los de las bielas y los ejes del pistón se reducen a la mitad.
Las pérdidas por fricción son un reto, ya que suponen aproximadamente la quinta parte de la potencia que consume un motor. En el 208 HYbrid FE se han reducido en cerca de un 40% especialmente por el cigüeñal, los pistones y su eje, los segmentos y las lengüetas. Estas piezas están revestidas en Diamond Like Carbon y han sido optimizadas geométricamente.
La culata, tallada en un único bloque, se ha aligerado a la mitad gracias a la reducción del grosor que se ha conseguido con su diseño y con las características del aluminio elegido. El circuito de agua y el conducto de admisión se han realizado en un prototipado rápido de resinas cargadas con fibras de vidrio o de carbono. Para ello, el cabezal láser de una impresora 3D fusiona capas sucesivas de polvo de aluminio. De este modo se obtiene rápidamente una pieza funcional y a un coste menor en el marco de una realización a la unidad.
Construidas con el mismo procedimiento, las bases de los pistones sirven así tanto para refrigerarlos en una utilización intensa a plena carga, como para calentar el aceite más rápidamente en la fase de arranque.
Estas mejoras repercuten en todos los campos explorados por este demostrador tecnológico. El tamaño del radiador se ha reducido, lo que favorece la aerodinámica. El alternador, el arranque y el piñón de la marcha atrás se han suprimido para reducir el peso y las pérdidas mecánicas, pero también el espacio disponible bajo el capó.
Transmisión pilotada
La base de la caja de cambios pilotada de serie se ha mantenido por su rendimiento elevado y la presencia de accionadores integrados. Los cárteres tallados en bloque albergan una cascada de piñones para enlazar el motor eléctrico con la corona del diferencial. Para reducir las pérdidas por fricción, los dientes de los piñones reciben un tratamiento de Carburo de Tungsteno-Cromo.
El engrase se ha revisado para reducir el volumen de lubricante y evitar las salpicaduras provocadas por los piñones, algo que consume energía. Ahora, el lubricante es desplazado, en la parte superior, por la corona del puente antes de circular por gravedad hacia el conjunto del mecanismo. El aceite de la caja de cambios prototipo ha sido desarrollado por Total Lubricantes a base de aceites bio-fuente de grado 75 W con un índice muy elevado de viscosidad (superior a 250). Al ofrecer un ahorro de consumo del 3%, prefigura los lubricantes del futuro.
Procedente de la competición, una grasa fluida de bajo peso en proporción a su volumen reduce la cantidad empleada. Su longevidad queda asegurada por un funcionamiento a una temperatura inferior gracias a la reducción de la fricción. Finalmente, los rodamientos de los cubos de rueda adoptan una grasa especial fluida, adherente pero que limita las pérdidas por fricción.
Carburante y lubricante
El 208 HYbrid FE supera el ciclo de emisiones de CO2 con un carburante Súper 95 de referencia. Los aditivos de prestaciones de tipo Excellium, desarrollados por Total aditivos y carburantes especiales, permiten por si mismos reducir las emisiones de CO2 de este motor en más de un gramo extra por kilómetro.
Un aceite de motor específico, con una muy baja viscosidad ha sido desarrollado por Total Lubricantes a partir de aceites de base ultra-fluidos y con la adición de reductores de fricción al molibdeno. De grado 0W 12, este aceite desarrolla sus propiedades muy rápidamente con un tiempo muy reducido de aumento de la temperatura. Optimizado en fricción, conserva, tanto en frío como en caliente una notable ventaja sobre las mejores referencias del mercado. Con la reducción de consumo que comporta, se ganan algunos gramos más en emisiones.
Una hibridación derivada de las carreras de resistencia
Peugeot Sport ha trasladado a este proyecto su experiencia en la categoría de resistencia. Así, el motor eléctrico y la batería son los que se desarrollaron para el 908 HYbrid4.
Una arquitectura específica
La máquina eléctrica combina potencia y ligereza ya que, con 7 kg, desarrolla 30 kW en motor y 100 kW en frenada. En los dos modos, su par máximo es de 30 Nm. Proporcional a la velocidad del vehículo, su régimen máximo es de 40.000 rpm.
Esta máquina eléctrica asegura las funciones de marcha atrás por inversión del sentido de rotación, y de motor de arranque. Asimismo, facilita que el coche ruede en modo ZEV (eléctrico puro).
La batería de iones de litio, con una capacidad de 2 MJ útiles o de 0,56 kWh, está compuesta por 90 células de 3,5 V cada una dispuestas por grupos, lo que permite en caso de un problema, aislar los elementos defectuosos y asegurar la movilidad del vehículo. Para garantizar la buena refrigeración de este elemento estratégico, Total ha desarrollado un aceite específico que circula por un radiador propio.
La batería, que pesa 25 kg, está situada, junto al depósito de gasolina de 20 litros en una estructura que se atornilla a los bajos del coche a la altura de la banqueta trasera. En este caso, la experiencia deportiva justifica esta ubicación por su mejor centrado de masas.
El modulador y la centralita están situados bajo el capó en el espacio que deja libre la asistencia de frenos. La hibridación no tiene, por tanto, ningún impacto en el interior del coche, que conserva intacta su habitabilidad.
El principio de funcionamiento
En las fases de deceleración, tanto al levantar el pie del gas como al frenar, el vehículo decelera prioritariamente mediante el motor eléctrico. El circuito hidráulico sólo actúa en la fase final de la frenada, cuando el coche se detiene.
Durante esta fase, el motor eléctrico funciona como receptor para recuperar la energía y recargar la batería. En ciclo de homologación, esta recuperación se cifra en un 25%. Después, durante las aceleraciones, la energía se restituye y asiste al motor de gasolina en función de diferentes parámetros: presión sobre el pedal del gas y marcha insertada.
208 HYbrid FE, Fun&Efficient y Fuel Efficiency
Los equipos de Peugeot y Total, que trabajan desde hace meses en la realización de este demostrador tecnológico, pueden estar orgullosos de su trabajo. Las pruebas oficiales realizadas por el UTAC han certificado el ahorro de CO2. Hasta ahora, existían vehículos de bajo consumo y otros de altas prestaciones. Por primera vez, estas dos cualidades confluyen en un mismo vehículo.
Las emisiones de CO2 se establecen en sólo 49 g/km. Los diferentes elementos se reparten un ahorro de 50 g/km de la siguiente manera:
- Aligeramiento, aerodinámica y neumáticos: 40% equivalente a 20 g,
- Hibridación: 40% equivalente a 20 g,
- Motor y cambio: 20% equivalente a 10 g.
En el capítulo de prestaciones, que mejoran, en el caso del 0 a 100 km/h. de 14 a 8 segundos; el reparto es como sigue:
- Aligeramiento, aerodinámica y neumáticos: 4 segundos,
- Hibridación: 2 segundos.
El 208 HYbrid FE va más allá de las cifras. Gracias al círculo virtuoso en el que se han implicado ambos socios, el conductor vive al volante de este demostrador tecnológico una experiencia nueva: unas aceleraciones comparables a las de un GTi con un consumo mixto de 2,1 l/100 km.
Sin renunciar al confort y a la facilidad de uso, el conductor reencuentra el contacto directo con la carretera gracias a la supresión de las asistencias.
El 208 HYbrid FE prueba que la dimensión emocional estará siempre presente en un coche de Peugeot, incluso en un contexto energético y medioambiental cada vez más restrictivo. Peugeot y Total son los principales actores de una visión moderna del automóvil.
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Texto y fotografías: Peugeot
