Un comunicado de prensa de Moza Racing sobre su tecnología Direct Drive y cómo puede aplicarse en vehículos reales.
A medida que los automóviles evolucionan hacia computadoras rodantes, innovaciones como las suspensiones que pueden adaptarse independientemente a las condiciones del camino y los motores con una precisión incomparable están permitiendo nuevas capacidades.
MOZA, desarrollador de estabilizadores y equipos de simulación de carreras, está ayudando a impulsar esta evolución. Aprovechando el conocimiento de la retroalimentación háptica de precisión, MOZA se ha aventurado en tecnologías en el corazón de la tracción directa moderna y los automóviles.
Desde 2018, la empresa ha invertido en el desarrollo de un sistema de suspensión activa que utiliza actuadores independientes para mejorar la calidad de marcha y la estabilidad, que ahora se está aplicando en campos emergentes como la conducción autónoma. Además, MOZA ha sido pionera en motores avanzados de tracción directa, rotores y software de retroalimentación de fuerza para el mercado de la simulación.
A través de avances en ciencia de materiales, así como en ingeniería de hardware y software, MOZA se está posicionando en la intersección de la movilidad sostenible y un metaverso inmersivo.
Los Beneficios de la Tecnología Direct Drive
Los sistemas Direct Drive ofrecen ventajas significativas sobre las transmisiones de correa y engranajes heredadas. Al acoplar directamente el motor al eje de salida, no hay distorsión mecánica ni dispersión de potencia. Esto permite una precisión de par y tiempos de respuesta sin precedentes medidos en microsegundos en lugar de milisegundos.
Específicamente, veamos la Base de Direct Drive de MOZA:
Aprovechando una serie de innovaciones patentadas, desde materiales avanzados hasta software, las bases de tracción directa de MOZA están desbloqueando todo el potencial de esta tecnología.
Sus motores de servo R21, R16 y R12 de alta gama generan salidas de par líderes en la industria y sostenidas de 21Nm, 16Nm y 12Nm, respectivamente. El rendimiento bruto se refina luego mediante avances en el diseño del rotor y algoritmos de control.
Aquí hay algunas de las características clave de las bases de tracción directa de MOZA:
Sistemas de Motivación de Alta Precisión y Alto Par
Los motores de servo de tracción directa de MOZA logran salidas de par notablemente altas mediante la optimización de subsistemas electromagnéticos y mecánicos. Los rotores de imanes permanentes de neodimio interiores inclinados de 12 a 36 polos cuentan con segmentación sesgada patentada para minimizar el entrecruzamiento y ofrecer una entrega de par suave.
Combinado con módulos de sensor de grado aeroespacial y devanados de cobre perfilado, la entrega de par abarca todo el rango operativo de cero a 350 RPM. El enfoque electromecánico unificado permite una precisión receptiva incomparable por otros equivalentes.
Es esta tecnología la que se puede encontrar en el Tesla Model S, ayudando al vehículo a alcanzar 60 millas por hora en menos de dos segundos con más de 1000 caballos de fuerza.
Protección del Rotor de Fibra de Carbono
Para evitar la degradación gradual del rendimiento debido al sobrecalentamiento del rotor, MOZA emplea una manga de fibra de carbono en sus motores de simulación de tracción directa de alta precisión. Con un módulo de elasticidad a tracción más de 70 veces más fuerte que los tejidos no tejidos básicos, este material aeroespacial mantiene la integridad estructural a través de millones de revoluciones de alta velocidad, lo que permite una salida sostenida necesaria para carreras virtuales inmersivas.
El laminado de fibra de carbono unidireccional también exhibe una baja conductividad eléctrica, manteniendo una geometría de campo magnético uniformemente óptima sin distorsionar la densidad de flujo ni inducir corrientes de Foucault que absorben energía, como las carcasas metálicas tradicionales que corrompen el rendimiento. Esto permite una precisión dinámica y una salida sostenida para experiencias de carreras virtuales inmersivas.
El material de prepreg de fibra de carbono personalizado exhibe relaciones excepcionales de resistencia-peso 5 veces más fuertes que el acero, al tiempo que minimiza la interferencia con componentes electromagnéticos cerrados.
Tecnología de Polo Inclinado
En 2021, el mundo de las carreras virtuales vio un salto innovador con la primera implementación de la tecnología de polo inclinado
de vanguardia en motores. La tecnología de motor de polo inclinado patentada MOZA R21 pionera en capacidades de tracción directa mejoradas de precisión, estableciendo un nuevo estándar posteriormente igualado por el MOZA R16 y R12.
La tecnología de polo inclinado, o diseño de polo sesgado, marca una desviación de la uniformidad tradicional prevalente en los diseños de rotor de motor. Específicamente, el rotor del motor MOZA R21 presenta un diseño innovador, segmentado en porciones irregulares, cada una sesgada a un ángulo preciso. Este enfoque distintivo para la estructuración del rotor reduce profundamente el par de cogging del motor, la ondulación de par, la vibración electromagnética y los niveles generales de ruido.
Firmware de FFB NexGen Propietario
El Moza Racing R21 , Moza Racing R16 , y Moza Racing R12 son notables por su tracción directa robusta y soporte de software integral. La simulación de sensaciones de carretera reales requiere un control de software avanzado en tiempo real; para lograrlo, el firmware NexGen Force 2.0 de MOZA utiliza un procesador de 280MHz capaz de entregar más de 10,000 parámetros de entrega de par cada segundo, garantizando que la comunicación de retroalimentación de fuerza se establezca casi simultáneamente, lo que resulta en un retraso de respuesta dinámica virtualmente nulo.
Un kernel determinista en tiempo real permite una programación precisa de la adquisición de sensores, el procesamiento de señales, la modelización de la física y los paquetes de salida háptica dentro de microsegundos. Esta optimización extrema produce retroalimentación de fuerza orgánica indistinguible de un vehículo real. Accesible en todas las bases de MOZA a través de actualizaciones convenientes del firmware, esta innovación elimina la necesidad de reemplazo de hardware.
Reconciliación de Señal Multietapa
Mapear la física simulada en sensaciones hápticas requiere extraer señales del ruido. El firmware NexGen aplica procesamiento digital de señales multinivel para decodificar la textura del camino y los eventos de pérdida de tracción del espectro de vibración.
El procesamiento de señales digital en múltiples etapas aísla las distorsiones eléctricas y mecánicas antes de que un filtro adaptativo reconcilie los datos de entrada con la física del vehículo del software para obtener retroalimentación de fuerza sincronizada realista. Es este enfoque de múltiples etapas el que preserva detalles de alta frecuencia como los cambios laterales, al tiempo que suaviza la salida para una jugabilidad óptima.
Algoritmos de Control Predictivo del Modelo
Convertir una señal de vibración conciliada en retroalimentación háptica realista requiere simulación y optimización de la física. El firmware NexGen crea un modelo de vehículo virtual que predice el comportamiento del mundo real utilizando telemetría de sensores.
Un controlador predictivo del modelo calcula luego señales de par óptimas para que coincidan con la respuesta esperada, manipulando vectores en tiempo real como amortiguamiento variable en función de la velocidad y efectos de inercia sin latencia. Los jugadores pueden personalizar completamente los ajustes que van desde el tamaño básico de retroalimentación de fuerza, amortiguamiento, fricción e inercia natural hasta la curva de retroalimentación de fuerza única de MOZA, el ecualizador de sensación de carretera, el amortiguamiento dependiente de la velocidad y la protección sin manos.
MOZA se adentra en la Conducción Inteligente con Sistemas de Tecnología de Suspensión Activa
Aprovechando su experiencia en sistemas electromecánicos de precisión y cinética inmersiva, MOZA presentó recientemente un prototipo de tecnología de suspensión activa para la industria automotriz. Este innovador sistema cuenta con actuadores hidráulicos controlados electrónicamente separados para cada rueda para permitir la sintonización en tiempo real de la calidad de marcha.
Los sensores integrados de aceleración/posición emparejados con algoritmos predictivos manipulan los actuadores para maximizar la comodidad y la estabilidad. Con capacidades como la reducción del balanceo del cuerpo y la prevención del mareo, esta plataforma de control de chasis dinámico tiene como objetivo mejorar la seguridad y personalizar la experiencia de conducción.
Sistemas de Suspensión de Vehículos
A medida que los vehículos evolucionan para adaptarse activamente a las carreteras en lugar de reaccionar pasivamente, las tecnologías de suspensión se vuelven cada vez más avanzadas. En lugar de utilizar simples resortes y amortiguadores, los nuevos sistemas pueden controlar independientemente los niveles de absorción y rigidez de cada rueda en tiempo real, lo que permite avances en calidad de marcha, manejo y comodidad del pasajero.
Los sistemas de suspensión básicos han visto una innovación relativamente incremental, pasando gradualmente de tasas de amortiguación fijas a amortiguadores ajustables manualmente. Pero con la aparición de materiales avanzados y controles por cable, ahora son posibles cambios más disruptivos.
Aquí hay algunos tipos:
Suspensiones Pasivas
Los sistemas de suspensión más básicos utilizan muelles helicoidales de tasa fija y amortiguadores pasivos para absorber impactos. Ajustados para un compromiso entre suavidad de marcha y manejo, los sistemas pasivos no pueden adaptarse a las condiciones cambiantes de la carretera o los escenarios de conducción.
Suspensiones Semiactivas
Las suspensiones semiactivas más avanzadas emplean amortiguadores ajustables capaces de variar la amortiguación del movimiento de la rueda. Al modular los niveles de disipación, proporcionan cierta adaptación en tiempo real. Sin embargo, sin la capacidad de controlar la rigidez de forma independiente, los beneficios en el rendimiento son limitados.
Suspensiones Totalmente Activas
Los sistemas de suspensión activa más capaces reemplazan los muelles pasivos con actuadores electrónicos que pueden amortiguar y energizar el movimiento de la rueda según sea necesario. Esto permite un ajuste completamente independiente de la calidad de marcha, como balanceo, cabeceo, hundimiento y zambullida.
Audi y Mercedes
- Suspensión Electromecánica Totalmente Activa de Audi
El sistema de 48V del Audi A8, conocido como el sistema de suspensión totalmente activo electromecánico, conduce individualmente las cuatro ruedas, utilizando un motor dedicado para cada rueda.
- Control del Cuerpo 48V E-ACTIVO de Mercedes-Benz
El nuevo Mercedes-Benz GLE presentó el sistema de suspensión activa 48V E-ACTIVO BODY CONTROL, que ofrece un control preciso del amortiguamiento de cada rueda para contrarrestar vibraciones, rebotes y compresión durante el movimiento del vehículo.
Los sistemas de suspensión activa se adaptan activamente en tiempo real controlando de manera independiente los niveles de compresión y amortiguación de cada rueda mediante actuadores electrónicos. Los principales beneficios incluyen:
- Suavidad de marcha: Garantiza un viaje cómodo sobre terreno irregular mediante una sintonización precisa de la válvula.
- Estabilidad mejorada: Reduce el balanceo del cuerpo, el hundimiento y la zambullida contrarrestando las fuerzas que actúan sobre el chasis.
- Comodidad de movimiento: Alivia el mareo por movimiento a través de un filtrado de frecuencia y ajustes sutiles.
- Integración de entretenimiento: Mientras conduce, experimente de manera segura cualquier película dinámica 4D que le brinde la máxima experiencia de entretenimiento.
Aprovechando la experiencia en sistemas electromecánicos de precisión, MOZA ha desarrollado un prototipo avanzado de suspensión activa que demuestra nuevas posibilidades para el control digital del chasis.
Subsistema de Actuación en Tiempo Real
En el núcleo del sistema, actuadores hidráulicos controlados electrónicamente separados para compresión y amortiguación permiten un control totalmente independiente de cada rueda. Combinado con una variedad de sensores de aceleración, recorrido de suspensión y inerciales, el movimiento del vehículo puede ajustarse en milisegundos. Actualmente, esta innovadora tecnología se implementa en una variedad de modelos de vehículos populares que pesan entre 1,2 y 3,5 toneladas.
Algoritmos de Control Predictivo del Modelo
Las simulaciones de carreteras virtuales en combinación con modelos de vehículos virtuales permiten el ajuste preciso de la rigidez y la amortiguación de las ruedas individuales. Estos algoritmos predictivos calculan la mejor estrategia para garantizar la comodidad y la estabilidad en tiempo real, aprovechando décadas de experiencia en dinámica de vehículos.
Aplicaciones Futuras
Las innovaciones de tracción directa y suspensión activa de MOZA están transformando el mundo de la simulación y la conducción. Sin embargo, su impacto no se limita a los juegos de carreras virtuales. La tecnología Direct Drive tiene aplicaciones en la realidad virtual, la robótica y la realidad aumentada, donde la precisión y la respuesta en tiempo real son esenciales para una experiencia envolvente.
Además, las suspensiones activas tienen el potencial de revolucionar la industria automotriz, mejorando la seguridad, el confort y la eficiencia de los vehículos. Con la conducción autónoma en el horizonte, estas tecnologías podrían desempeñar un papel crucial en la creación de vehículos más seguros y cómodos para el futuro.
Para obtener más información sobre la tecnología Direct Drive y las suspensiones activas de MOZA, visite su sitio web oficial o comuníquese con ellos directamente para consultar sobre oportunidades de colaboración y desarrollo futuro.
Todos los productos de Moza Racing, con descuentos del 2% usando nuestros links, podéis encontrarlos en la web de Simufy.
