Intervista: il nuovo mozzo ruota "Fuel Efficient" riduce la resistenza al rotolamento

Mozzo ruota a basso consumo di carburante sviluppato da Fersa (Foto: Fersa)

I motori dei camion hanno subito notevoli miglioramenti negli ultimi due decenni, con nuove tecnologie che consentono un maggiore risparmio di carburante e una riduzione delle emissioni di CO2 e NOx. Tuttavia, mentre la tecnologia dei motori è progredita, altri elementi dei gruppi propulsori per veicoli pesanti non hanno beneficiato dello stesso percorso di sviluppo.

Si tratta di un'occasione persa: sebbene in genere i guadagni complessivi in termini di efficienza siano inferiori, escludendo il miglioramento delle prestazioni di un determinato componente in un'ampia flotta di veicoli si possono ottenere riduzioni significative del consumo di carburante e delle emissioni.

Fersa vanta oltre 50 anni di esperienza nella progettazione e produzione di soluzioni complete di cuscinetti per veicoli. A marzo di quest'anno, l'azienda spagnola ha presentato un nuovo mozzo progettato specificamente per autocarri medi e pesanti.

Prima della sua presentazione, il nuovo mozzo ruota Fuel Efficienct (FE) aveva completato oltre un milione di miglia di test "intensivi". I dati raccolti in questo periodo hanno indicato che il nuovo componente può apportare un miglioramento del 3%, o superiore, nel risparmio di carburante.

In una dichiarazione rilasciata in occasione del lancio, Rafael Paniagua, CEO di Fersa, ha dichiarato: "Il settore dei trasporti è sottoposto a un'enorme pressione per ridurre sia i costi che le emissioni. La nostra tecnologia Fuel Efficient è rivoluzionaria, offrendo risparmi comprovati sul consumo di carburante, minori emissioni di CO₂ e una riduzione dell'attrito della trasmissione fino al 50%".

Per saperne di più sul nuovo mozzo ruota Fuel Efficient, Power Progress International ha parlato con David Gimeno, responsabile dello sviluppo aziendale della Smart Mobility Unit di Fersa, che ha iniziato fornendo maggiori dettagli sul processo di sviluppo.

Circa due anni fa abbiamo notato che le tendenze del mercato stavano cambiando: gli OEM richiedevano prodotti più efficienti. Avevamo consegnato prodotti che portavano la vita utile da un milione a due milioni di chilometri, ma ora l'attenzione era rivolta al risparmio di carburante. Così abbiamo preso quell'unità, che aveva una durata di due milioni di chilometri, e ci siamo chiesti: 'Cosa possiamo fare per ottimizzare quel design e renderlo più efficiente?'"

Da lì abbiamo iniziato a studiare il mozzo ruota e a capire cosa potevamo fare come azienda produttrice di cuscinetti per migliorarlo. È stata questa indagine a dare vita al mozzo Fuel Efficient.

La microgeometria è importante

Nel ripensare il mozzo ruota, Gimeno ha spiegato che alcuni elementi sono completamente nuovi, mentre altri sono stati mantenuti. Sfruttando l'esperienza di Fersa, il nuovo mozzo utilizza cuscinetti prodotti con attrezzature di microgeometria "totalmente innovative" per ottenere riduzioni dell'attrito e una minore resistenza aerodinamica.

Uno dei camion utilizzati per testare il sistema Fuel Efficient (Foto: Fersa)

La microgeometria è la struttura superficiale fine che influenza il contatto, l'attrito e le prestazioni funzionali, il che a sua volta si traduce in un'area di contatto ottimizzata quando i singoli cuscinetti a rulli vengono assemblati. Gimeno ha affermato che per raggiungere il livello di microgeometria necessario sono stati necessari nuovi macchinari, mentre anche il controllo qualità ha dovuto essere intensificato per supportare il nuovo processo.

Anche l'acciaio utilizzato per produrre i cuscinetti a rulli conici è stato migliorato per garantire un livello più elevato di microgeometria, mentre l'unità cuscinetto sigillata presenta anche un lubrificante migliorato.

"Ogni singolo componente utilizzato per produrre l'unità sigillata è nuovo, ha sostituito quelli esistenti", ha spiegato Gimeno. "Inoltre, abbiamo fatto costruire una struttura completamente nuova per supportare i test dei componenti, in modo da poter confermare la nostra tecnologia."

Produzione di componenti

Fersa produce molti dei componenti utilizzati nei mozzi Fuel Efficient, inclusi gli anelli interni ed esterni dei cuscinetti, i rulli e le gabbie. Gimeno ha spiegato che l'azienda è responsabile della fornitura dell'intero cuscinetto. Tra gli elementi forniti dai fornitori figurano i pezzi fusi e i lubrificanti.

"Il modo in cui questo hub si è evoluto rispetto alle versioni esistenti significa che dobbiamo fornire tutti i componenti correlati", ha affermato.

Anche il grasso utilizzato nel cuscinetto proviene da un fornitore affidabile; il prodotto è progettato per durare per tutta la vita utile del mozzo. Anche il processo di sigillatura è nuovo, poiché è di fondamentale importanza che sia sufficientemente robusto da durare per l'intera vita utile del mozzo.

"Per rispettare le tolleranze necessarie, abbiamo apportato miglioramenti al materiale e anche alla geometria della guarnizione."

Economia ed emissioni

I test sui nuovi mozzi Fuel Efficient hanno mostrato un miglioramento medio del 3% nel risparmio di carburante. Secondo Gimeno, i mozzi hanno anche ridotto le emissioni.

Esiste un'equazione che si può usare per calcolare la riduzione delle emissioni in base al minor consumo di carburante, ovvero i grammi di anidride carbonica che non vengono emessi. Questa equazione dimostra che si stanno riducendo le emissioni.

Cuscinetto Fersa utilizzato nel nuovo mozzo (Foto: Fersa)

L'uso del mozzo non è limitato ai modelli diesel; applicato a un modello elettrico a batteria, il mozzo può contribuire a estendere l'autonomia complessiva. "Se il veicolo utilizza un sistema di propulsione integrato nelle ruote, richiederebbe alcune piccole modifiche, ma se si trattasse di un sistema di propulsione elettrica che trasmette la potenza alle ruote in modo tradizionale, funzionerebbe", ha affermato Gimeno.

Dipenderebbe in ultima analisi dal sistema di propulsione – e Fersa deve ancora testare l'unità su un camion elettrico a batteria – ma Gimeno ritiene che il mozzo Fuel Efficient gestirebbe con successo i livelli di coppia erogati dalle trasmissioni a batteria. "Abbiamo prodotti utilizzati in altre applicazioni elettrificate che funzionano bene."

I mozzi possono essere utilizzati non solo sui trattori stradali, ma anche sui rimorchi. Gimeno ha raccontato che, durante i test, il team ha utilizzato due camion praticamente identici (con targhe che differivano di una sola cifra), dove uno montava mozzi originali e l'altro il nuovo modello FE.

"Siamo rimasti molto soddisfatti dei risultati dei test effettuati utilizzando i mozzi solo sulle motrici. Poi abbiamo provato a utilizzare i nuovi mozzi sui rimorchi e abbiamo riscontrato un impatto positivo da queste aggiunte", ha osservato.

Produzione manifatturiera

Allo stato attuale, Fersa si trova nella fase di "adozione anticipata" del lancio di questo nuovo hub. Gimeno ha affermato che l'azienda sta collaborando con diversi clienti per comprendere la domanda futura e, sulla base di ciò, cercherà di realizzare impianti produttivi per supportare tali volumi.

"Il mozzo ruota Fuel Efficient è costituito da una serie di singoli componenti", ha spiegato. "Dobbiamo valutare la domanda [prima di determinare i volumi finali], perché l'investimento per supportare la microgeometria dei cuscinetti per i mozzi è solo un'applicazione, ce ne saranno altre".