Entrevista: Novo cubo de roda 'Fuel Efficient' reduz a resistência ao rolamento

Cubo de roda com baixo consumo de combustível desenvolvido pela Fersa (Foto: Fersa)

Os motores de caminhões passaram por melhorias drásticas nas últimas duas décadas, com novas tecnologias que proporcionam maior economia de combustível e redução das emissões de CO2 e NOx. Mas, embora a tecnologia dos motores tenha avançado, outros elementos dos sistemas de propulsão para veículos pesados não se beneficiaram da mesma trajetória de desenvolvimento.

Esta é uma oportunidade perdida; embora geralmente ofereça ganhos menores de eficiência geral, considerar o desempenho aprimorado de um determinado componente em uma grande frota de veículos pode gerar reduções significativas no uso de combustível e nas emissões.

A Fersa possui mais de 50 anos de experiência em projeto e fabricação de soluções completas de rolamentos para veículos. Em março deste ano, a empresa espanhola apresentou um novo cubo projetado especificamente para caminhões médios e pesados.

Antes de seu lançamento, o novo cubo de roda Fuel Efficienct (FE) havia completado mais de um milhão de milhas de testes "intensivos". Dados coletados durante esse período indicaram que o novo componente pode proporcionar uma melhoria de 3% – ou mais – na economia de combustível.

Em comunicado divulgado no lançamento, Rafael Paniagua, CEO da Fersa, afirmou: “O setor de transportes está sob imensa pressão para reduzir custos e emissões. Nossa tecnologia Fuel Efficient é revolucionária, proporcionando economia comprovada no consumo de combustível, menores emissões de CO₂ e uma redução de até 50% no atrito do sistema de transmissão.”

Para saber mais sobre o novo cubo de roda Fuel Efficient, a Power Progress International conversou com David Gimeno, gerente de desenvolvimento de negócios da Unidade de Mobilidade Inteligente da Fersa, que começou dando mais informações sobre o processo de desenvolvimento.

Há cerca de dois anos, percebemos que as tendências do mercado estavam mudando e os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) exigiam produtos mais eficientes. Tínhamos entregue produtos que aumentavam a vida útil de um milhão para dois milhões de quilômetros, mas agora o foco era a economia de combustível. Então, pegamos aquela unidade, que tinha uma vida útil de dois milhões de quilômetros, e nos perguntamos: 'O que podemos fazer para otimizar esse design e torná-lo mais eficiente?'"

A partir daí, começamos a analisar o cubo da roda e o que poderíamos fazer como empresa de rolamentos para melhorá-lo. Foi essa investigação que, por fim, resultou no cubo Fuel Efficient.

A microgeometria é importante

Ao reinventar o cubo da roda, Gimeno explicou que alguns elementos são totalmente novos, enquanto outros foram mantidos. Aproveitando a expertise da Fersa, o novo cubo utiliza rolamentos produzidos com equipamentos de microgeometria "totalmente novos" para reduzir o atrito e o arrasto.

Um dos caminhões usados nos testes do centro Fuel Efficient (Foto: Fersa)

Microgeometria é a textura superficial em escala fina que afeta o contato, o atrito e o desempenho funcional, o que, por sua vez, significa uma área de contato otimizada quando rolamentos de rolos individuais se unem. Gimeno afirmou que atingir o nível necessário de microgeometria exigiu novas máquinas, enquanto o controle de qualidade também precisou ser intensificado para dar suporte ao novo processo.

O aço usado para produzir os rolamentos de rolos cônicos também foi aprimorado para oferecer um maior nível de microgeometria, enquanto a unidade de rolamento selada também conta com um lubrificante aprimorado.

“Cada um dos componentes individuais usados para produzir a unidade selada é novo, substituindo os itens existentes”, explicou Gimeno. “Além disso, construímos uma nova instalação para apoiar os testes dos componentes, para que possamos confirmar nossa tecnologia.”

Produção de componentes

A Fersa produz muitos dos componentes utilizados nos cubos Fuel Efficient, incluindo os anéis de rolamento interno e externo, rolos e gaiolas. Gimeno explicou que a empresa é responsável pela entrega do rolamento completo. Os elementos entregues pelos fornecedores incluem as peças fundidas e os lubrificantes.

“A maneira como este hub evoluiu em relação às versões existentes significa que precisamos fornecer todos os componentes relacionados”, disse ele.

A graxa utilizada no rolamento também vem de um fornecedor confiável; o produto foi projetado para durar por toda a vida útil do conjunto do cubo. O processo de vedação também é novo, pois é de fundamental importância que seja suficientemente robusto para durar toda a vida útil do cubo.

“Para atender às tolerâncias necessárias, fizemos melhorias no material e também na geometria da vedação.”

Economia e emissões

Os testes dos novos cubos Fuel Efficient mostraram uma melhoria média de 3% na economia de combustível. Segundo Gimeno, os cubos também apresentaram emissões mais baixas.

Existe uma equação que você pode usar para calcular a redução de emissões com base na menor economia de combustível, ou seja, nos gramas de dióxido de carbono que não estão sendo emitidos. Essa equação comprova que você está reduzindo as emissões.

Rolamento Fersa usado no novo cubo (Foto: Fersa)

O uso do cubo não se limita aos modelos a diesel; aplicados a um modelo elétrico a bateria, os cubos podem ajudar a ampliar a autonomia geral. "Se o veículo estiver usando um sistema de motor nas rodas, seriam necessárias algumas pequenas alterações, mas se fosse um sistema de tração elétrica que fornecesse potência à roda da maneira tradicional, isso funcionaria", disse Gimeno.

Em última análise, tudo dependeria do sistema de propulsão – e a Fersa ainda não testou a unidade com um caminhão elétrico a bateria –, mas Gimeno acredita que o cubo Fuel Efficient gerenciaria com sucesso os níveis de torque fornecidos por sistemas de propulsão a bateria. "Temos produtos usados em outras aplicações eletrificadas que estão funcionando bem."

Os cubos podem ser usados não apenas em tratores de caminhão, mas também em reboques. Gimeno contou que, durante os testes, a equipe utilizou dois caminhões praticamente idênticos (com placas com diferença de um dígito), sendo que um deles usava cubos originais e o outro, o novo modelo FE.

“Ficamos muito satisfeitos com os resultados dos testes usando os cubos apenas nos tratores. Depois, testamos os novos cubos nos reboques e vimos um impacto positivo com essas adições”, observou ele.

Produção industrial

Atualmente, a Fersa está na fase de "adoção inicial" do lançamento deste novo hub. Gimeno afirmou que a empresa está trabalhando com diferentes clientes para entender a demanda futura e, a partir disso, buscará implementar instalações de fabricação para atender a esses volumes.

“Há uma série de componentes individuais que compõem o cubo de roda Fuel Efficient”, explicou ele. “Precisamos analisar a demanda [antes de determinar os volumes finais], porque o investimento para suportar a microgeometria dos rolamentos dos cubos é apenas uma aplicação; haverá outras.”