Así funciona el sistema multi-mode de Renault: un cambio creado en piezas de Lego

Si tu también tienes pensado retomar las construcciones durante las vacaciones, tienes un duro objetivo que igualar: generar un sistema funcional para los coches del futuro.

Todo comenzó en las navidades de 2010. Durante sus vacaciones, el ingeniero Nicolas Fremau ideó este sistema de transmisión con piezas de Lego. Pero no pienses que es una simple construcción, es una maqueta funcional informatizada que se convirtió en la antesala del sistema de transmisión multi-mode de Renault. Sin ella, los coches híbridos E-Tech de Renault no serían posibles. Te lo contamos todo con detalle.

Visitamos el norte de París para probar las mejoras de los nuevos motores E-Tech en el Renault Symbioz y el Renault Espace. Ambos incorporan mejoras en las cajas de cambios multi-mode, un sistema formado por varias marchas que se acoplan generando hasta 15 combinaciones. La particularidad de esta obra de la ingeniería es que es una caja de cambios que prescinde del embrague. 

Tan enigmática como interesante, los ingenieros de Renault decidieron mostrarnos cómo fue la creación de la gama e-Tech y entre ellas, la caja de cambios definitiva para este sistema híbrido.

La historia de su creación: multi-mode de Renault

Hace aproximadamente 15 años, Toyota era prácticamente la única empresa que fabricaba coches híbridos a gran escala. Entonces, la idea de competir con el fabricante nipón en su propio terreno parecía inalcanzable. Renault se había lanzado a la carrera viendo el potencial de los motores híbridos una vez el proyecto comenzó a parecer rentable, pues el diseño de la caja de cambios de Frenau, a pesar de ser más complejo, resulta más económico y eficiente.

Para seguir adelante con este plan de lanzamiento, los ingenieros asistieron al desarrollo del motor híbrido de competición de Renault, ideado para su uso en Fórmula 1. Esta visita llevó también a un nuevo desenlace interesante: la creación del Renault Sport Twizy F1 concept en 2013. 

Un año después, todo el sistema E-Tech se materializó en forma de prototipo. Entonces, Renault presentó el Eolab, un laboratorio sobre ruedas que consumía 1 litro de combustible por cada 100 km. Sirvió de precedente para que, varios años más tarde, amaneciera el primer Renault E-Tech de la historia: el Renault Clio E-Tech.

¿Cómo funciona?

La caja de cambios multi-mode diseñada por Fremau tiene una particularidad: sustituye el embrague convencional por un motor eléctrico que actúa para poner al coche en marcha. Más adelante entra en juego el motor de combustión. Por eso, toda la gama E-Tech híbrida de Renault arranca primero en modo 100% eléctrico.

Este sistema híbrido incluye dos motores eléctricos. El primero se ubica donde iría el embrague “de toda la vida” de un motor de combustión, es decir, entre el motor térmico y la caja de cambios, y actúa como generador y motor de arranque en determinadas fases de la conducción. También es capaz de accionar las ruedas y recarga la batería durante la aceleración y desaceleración. El segundo actúa como generador de alto voltaje para la batería y como motor de arranque. Se emplea como estabilizador durante los cambios de marcha, eliminando vibraciones y sacudidas.

La encargada de “llevar la batuta de la orquesta” es la caja de cambios multi-mode, La transmisión ofrece cuatro relaciones para el motor térmico y dos para la parte eléctrica, lo que da como resultado hasta 15 combinaciones posibles. No hay pasos de marcha perceptibles como en una caja manual o automática tradicional. El sistema simplemente conecta y desconecta los engranajes necesarios mediante un juego de embragues pilotados electrónicamente, que se abren y cierran según la situación.

Por ejemplo:

• A baja velocidad, el coche arranca siempre en eléctrico.
• Si se necesita más potencia (como en una subida o aceleración fuerte), se combina el motor térmico con el eléctrico.
• Cuando se alcanza velocidad de crucero, el sistema puede desconectar el motor eléctrico y utilizar solo el térmico, si es más eficiente.
• En deceleraciones o frenadas, entra en juego la regeneración para recargar la batería.

 

El resultado es una transición prácticamente imperceptible entre modos, sin cambios bruscos y con una gestión inteligente de la energía.

¿Por qué es especial?

Hay varias razones que hacen a la caja de cambios Multi-mode de Renault realmente especial. La primera es que participa en la obtención de una eficiencia muy elevada para un motor de combustión interna. Según Renault, este sistema E-Tech logra una eficiencia de un 40,5 por ciento reduciendo el consumo de combustible y las emisiones -el nuevo Symbioz homologa 4,3 litros a los 100 km y unas emisiones de 98 g de CO2 por km-.

Normalmente, este resultado sería más propio de un motor diésel -cada vez más olvidado-. Y es que los bloques de combustión generan mucha energía que no se convierte finalmente en trabajo útil, parte de ella se pierde en forma de calor y fricción dentro del motor.

Novedades en los nuevos motores E-Tech

Tras las últimas mejoras, además de las actualizaciones de software en el bloque del Espace, la caja de cambios automática suma una nueva combinación de velocidades, hasta 15 combinaciones entre las dos velocidades de la parte eléctrica, cuatro de la parte de combustión y una neutra. Renault registró más de 150 patentes -más de un 30 por ciento corresponden a la caja de cambios- antes de la comercialización de los primeros E-Tech.

La batería pasa a ser de 1,4 kWh y se recarga automáticamente gracias a la recuperación de energía. El sistema funciona según las necesidades de cada momento, incluso como un coche eléctrico en diversas circunstancias. De hecho, modelos como el Symbioz, el Captur o el Clio son capaces de circular hasta un 80 por ciento del recorrido urbano en modo eléctrico.