VOLKSWAGEN 1 LITRO

VERSIÓN LARGA

Concepto

Motor

Caja de cambios

Carrocería

Suspensión

Sistema eléctrico

Interior

Datos técnicos

El primer coche con un consumo inferior a 1 litro representa el máximo potencial de ahorro de que dispone la técnica actualmente

En tres años, el departamento de Investigación y Desarrollo ha convertido un sueño en realidad

Volkswagen ha demostrado una vez más su capacidad técnica al presentar el primer coche del mundo cuyo consumo es inferior a 1 litro de combustible, en el transcurso de su 42ª Junta General de Accionistas. Ya durante el desarrollo del primer coche de 3 litros, que se presentó al mercado en el verano de 1999 y del que desde entonces se han vendido más de 22.000 unidades, el objetivo era poner en el mercado el vehículo de producción en serie más económico que hubiera habido nunca y a un precio razonable. Esto ya se ha conseguido. El coche de 1 litro es el resultado de ese reto.

El objetivo era desarrollar un vehículo con un consumo de combustible de no más de un litro cada 100 kilómetros. El punto más importante era mostrar cómo la tecnología más avanzada se puede usar para reducir el consumo de combustible y aun así conseguir un vehículo seguro y manejable para carretera.

La división de Investigación y Desarrollo de Volkswagen aceptó con entusiasmo el desafío de diseñar el coche más económico del mundo y creó un coche que estaba listo para conducirlo en sólo tres años. El prototipo de Volkswagen se ha matriculado y homologado para su uso en todo tipo de carreteras y autopistas y el viaje desde Wolfsburg hasta Hamburgo demuestra que el coche de 1 litro es técnicamente viable y que ofrece un placer de conducción muy especial. El Dr. Thomas Gänsicke, Director de Proyectos, afirma: «Realmente es una experiencia fascinante conducir de noche a 100 km/h con el indicador de consumo de combustible mostrando sólo 1,0 l/100 km y las estrellas sobre tu cabeza».

Los objetivos clave en el desarrollo de este proyecto fueron minimizar todas las resistencias motrices gracias a una construcción de peso ligero y una aerodinámica optimizada, y desarrollar llantas y componentes de suspensión nuevos, teniendo en cuenta la ergonomía, las normativas de seguridad actuales y funciones de control conocidas.

No obstante, el objetivo final y más importante, un nivel de consumo de combustible de un litro cada 100 kilómetros, significaba abandonar algunos de los conceptos convencionales de los vehículos. Con una anchura de sólo 1,25 metros, el coche de 1 litro es extraordinariamente estrecho, el conductor y el pasajero se sientan en tándem, el motor, instalado transversalmente, se ha situado en posición central, delante del eje trasero y la carrocería de plástico tiene la forma aerodinámica de una lágrima.

En estrecha colaboración con muchos proveedores, se examinaron, evaluaron y modificaron los componentes existentes y surgieron conceptos completamente nuevos para las ruedas/llantas, el arranque-alternador, la carrocería y la iluminación. De ahí que podamos considerar este coche de 1 litro como el pionero tecnológico para futuras generaciones de vehículos.

Motor diesel de inyección directa con una cilindrada de 0,3 litros

Con una cilindrada de 299 cc, el motor desarrolla 8,5 CV

El motor, de alta tecnología, pesa sólo 26 kilos

Incluso en las fases iniciales del proyecto, las diferentes simulaciones de concepto de tracción pusieron de manifiesto que el diesel era la única opción real para el sistema, ya que sólo el motor de combustión cumple los requisitos máximos para un aprovechamiento óptimo de la energía. En este punto, la experiencia del equipo de desarrollo técnico que creó el Lupo, el primer coche de tres litros del mundo, fue una gran ventaja. No obstante, no se podía considerar la opción de un motor de tres cilindros para un nivel de consumo de combustible de sólo un litro cada 100 kilómetros. También en la fase inicial de desarrollo se descartó un motor de dos cilindros. Finalmente, la solución fue un motor diesel aspirado, naturalmente de un cilindro, con una cilindrada de sólo 0,3 litros. El motor diesel de inyección directa utiliza el sistema de inyección más eficaz disponible actualmente: un inyector con chorro de 6 orificios y preinyección, que trabaja a una presión de 2.000 bares.

El motor SDI de un cilindro del coche de 1 litro no es un simple derivado de los motores conocidos, sino un desarrollo totalmente nuevo y técnicamente muy sofisticado. Dos árboles de levas colocados en la culata accionan los taqués de rodillo que a su vez accionan tres válvulas, dos de admisión y una de escape.

Los dos árboles de levas colocados en la culata se accionan mediante una correa de transmisión dentada y reforzada.

La búsqueda de reducción de peso ha sido obsesiva en el diseño del motor monocilíndrico. Así, culata y bloque están fundidos en una única pieza, en aluminio. La carcasa de la bomba de inyección está realizada en magnesio y la biela es de una aleación reforzada, de titanio. El empleo de materiales ligeros y la eliminación de algunos elementos superfluos ha permitido que el peso total de este motor, sin fluídos (aceite y agua de refrigeración) sea de tan sólo 26 kilos, y que el peso total, listo para funcionar y con el conjunto de arranque y alternador, de tal sólo 38 kilos.

Los especialistas de Volkswagen no sólo han trabajado parta reducir peso, sino para minimizar las fricciones de los diversos elementos. Así, la mecanización de camisas y pistones se ha llevado a cabo mediante la técnica láser y se ha reducido la presión de los segmentos sobre las paredes. Como ya ha quedado dicho, los empujadores de los taqués disponen de rodillos

El motor diesel SDI de un cilindro se ha montado en el centro y se ha instalado transversalmente delante del eje trasero. Tiene una cilindrada de 299 c.c. y proporciona una potencia máxima de 8,5 CV a 4.000 rpm. El par motor máximo, de 18,4 Nm, se obtiene a 2.000 rpm.

Incluso con estas aparentemente bajas cifras de potencia y par, el peso extraordinariamente ligero del vehículo (comparable al de una motocicleta media) y la excelente aerodinámica (con un cx de 0,159, mejor que el de una motocicleta y mucho mejor que el de cualquier vehículo producido en serie) proporciona un funcionamiento ágil. Por ejemplo, el coche de 1 litro alcanza una velocidad máxima de 120 km/h. Además, este excepcional proyecto de Volkswagen está perfectamente adaptado para el uso cotidiano pese a su extremado diseño y tiene una autonomía de nada menos que 650 kilómetros, pese al reducido tamaño (y lógicamente, peso) de su depósito de combustible, de tan sólo 6,5 litros..

El arranque-alternador, el sistema de arranque-parada y la función de rueda libre ayudan a ahorrar combustible

La caja de cambios de seis velocidades selecciona las marchas de manera secuencial y automática

Debido al poco espacio disponible para la instalación de la caja de cambios, también se necesitó un nuevo enfoque en el diseño del conjunto de los elementos de la transmisión. Aquí, se utiliza una caja de cambios secuencial de 6 velocidades, compacta y automatizada, con un programa de cambio especialmente ajustado. Esto optimiza la transmisión de energía, reduciendo el consumo de combustible.

Era imposible utilizar una caja de cambios ya existente, porque, una vez más, el lema era: ahorrar peso. De esta manera, la carcasa de la caja de cambios es de magnesio, todos los engranajes y los ejes son huecos y los pernos están hechos de titanio. Además, un aceite especial de alta viscosidad garantiza que la caja de cambios de 6 velocidades, que sólo pesa 23 kilos, funcione siempre con suavidad.

El mecanismo del cambio de marchas se acciona electro-hidráulicamente mediante sensores de ajuste fino, lo cual elimina la necesidad de un pedal del embrague. Tampoco se necesita una palanca de cambio, porque los cambios se hacen de modo completamente automático. Se han estudiado las relaciones y las leyes de cambio para obtener el máximo ahorro de combustible. La selección de marchas – hacia delante, marcha atrás o punto muerto – se realiza mediante un conmutador giratorio en el lado derecho de la cabina.

La caja de cambios automatizada se combina con un sistema de arranque-parada, que incluye una función de rueda libre. En modo de sobremarcha, el vehículo desactiva el motor. A continuación, el vehículo rueda sin que el motor funcione. Los ingenieros de desarrollo llaman a esto «planeo» en alusión al vuelo silencioso de un planeador. El motor vuelve a arrancar inmediatamente cuando se acciona el pedal del acelerador, que es de magnesio. Un arranque-alternador desarrollado especialmente asegura que el motor se vuelve a poner en marcha inmediatamente.

Situado entre el motor y la caja de cambios y mediante un sistema dual de embrague, funciona tanto como generador de corriente como de volante de inercia. En modo de ‘planeo’, los dos embragues están abiertos. Cuando el conductor vuelve a pisar el acelerador, el embrague entre el motor y el arranque-alternador se cierra, lo cual hace que el volante que todavía gira vuelva a poner en marcha el motor sin consumir corriente eléctrica. Además de esto, el arranque-alternador elimina la necesidad de un alternador convencional y el motor de arranque incorpora una función llamada de impulsión que puede suministrar energía adicional para complementar la del motor. Pero eso no es todo lo que hace el arranque-alternador. Cuando se frena, la energía de aceleración negativa se almacena en la batería a través de una función específica del alternador.

Una forma esculpida por el viento

La cifra de cd 0,159 utiliza plenamente las posibilidades aerodinámicas del prototipo

Carrocería de dos asientos con la máxima seguridad contra colisión en una construcción de peso extraordinariamente ligero

Tanto la silueta como la vista frontal del coche de 1 litro recuerdan más a los estrechos coches deportivos que a un típico vehículo de investigación. El motivo: para lograr el consumo de un litro, los ingenieros no sólo han tenido que hacer milagros con el motor y la transmisión, también han tenido que explotar las posibilidades aerodinámicas al máximo (cd = 0,159). Puesto que el coche de 1 litro iba a tener dos asientos, pero el área delantera tenía que ser lo más pequeña posible, la única opción era organizar los dos asientos en fila, como en un bobsleigh o un planeador. Se entra en el interior a través de una puerta de alerones de 1,5 metros de largo, que se baja por el lado izquierdo para hacer el proceso más cómodo.

Las ruedas traseras también se han alojado dentro de carrocería, desapareciendo totalmente, y las ruedas delanteras están equipadas con deflectores aerodinámicos en fibra de carbono. Incluso los orificios de entrada de aire de refrigeración sólo se abren cuando el motor necesita refrigeración y, si no, permanecen cerrados. Visto desde arriba, la forma de lágrima de la carrocería y la trasera de corte abrupto son claramente visibles.

Para conseguir la mejor penetración aerodinámica, se ha prescindido de retrovisores exteriores. No obstante, la visibilidad posterior del coche de 1 litro se garantiza mediante cámaras en los intermitentes laterales. Las cámaras muestran la carretera que queda atrás en dos pequeñas pantallas de cristal líquido situadas a izquierda y derecha del instrumento circular central. Para el estacionamiento, la imagen se toma desde otra cámara, situada en el centro, en la tercera luz de freno, que muestra el área directamente detrás del vehículo.

Para la carrocería y la plataforma, se usó una aleación de peso ligero que también tiene en cuenta la estructura portante: una combinación de armazón estructural de magnesio y una capa externa de fibra de carbono. Con un peso total de 74 kilos, esta versión es 13 kilos más ligera que una combinación de armazón estructural de aluminio con una capa externa de fibra de carbono.

Incluso se ha prescindido de detalles como los cierres de las puertas y en su lugar se ha colocado un cierre electrónico, de la tecnología más actual. El sistema abre automáticamente la capota de entrada cuando el conductor se acerca con el sensor. Como en un coche deportivo de gama alta, el motor se pone en marcha con un botón de arranque.

El nivel de seguridad pasiva corresponde al de un coche deportivo GT matriculado para las carreras de competición. Con la ayuda de simulaciones informáticas (Ingeniería asistida por ordenador), se investigaron todos los tipos de colisión y el vehículo se diseñó en consecuencia. Los llamados tubos de colisión, con sensores de presión integrados para el control del airbag en la parte delantera del coche, absorben toda la energía de deformación de manera que el hueco para los pies no se ve afectado. El depósito del combustible de aluminio, con una boca diseñada para el llenado automatizado, se ha situado en el área protegida contra colisiones detrás del pasajero. Además, la seguridad activa se enfatiza mediante el ABS de cuatro vías más reciente y el programa de estabilidad electrónica ESP.

Horquillas dobles oscilantes de la suspensión en el eje delantero que no pesan más de ocho kilos

Eje trasero según el principio De Dion; cada rueda pesa sólo 1,8 kilos

La propia forma de tándem de dos asientos recuerda a un coche deportivo, y la suspensión, la posición de los asientos y el motor central son claves adicionales de que se ha perseguido conscientemente un concepto diferente en lugar del turismo tradicional. La baja posición de los asientos del conductor y del pasajero también favorecen la maniobrabilidad y un centro bajo de gravedad, mientras que la suspensión, parecida a la de un coche deportivo, garantiza un nivel bajo de inclinación lateral y en casos extremos el ESP interviene para echar una mano.

El eje delantero del coche de 1 litro es un prodigio tecnológico. Los materiales más nobles, trabajados hasta el más mínimo detalle, convierten a este tipo de suspensión en casi ingeniería de precisión. Desde el punto de vista de diseño es un eje de horquillas dobles oscilantes, con la horquilla superior de magnesio y la inferior y los cojinetes de pivote de aluminio. En esta construcción de peso ligero, los cubos de la rueda están hechos de titanio y las bolas en los cojinetes de la rueda son de cerámica. En este caso, lo importante es el peso: toda la construcción del eje delantero, que incluye la unidad de amortiguador, pesa sólo ocho (!) kilos.

El eje trasero tiene una construcción completamente diferente y se ha diseñado según el principio De Dion. La suspensión tiene muchos elementos de construcción de peso ligero: las ballestas están hechas de fibra de vidrio, el tubo transversal y los montantes de la rueda son de aluminio y los cubos de la rueda son de titanio. Los palieres y los cojinetes de las ruedas están integrados en el eje.

La dirección mecánica directa con su volante de dirección de superficie plana (cuyo esqueleto de magnesio le otorga un peso de sólo 540 gramos) es también un prodigio de peso ligero. La caja de dirección está hecha de magnesio y el bastidor hueco es de aluminio y titanio. Los piñones de titanio y las barras de acoplamiento de las ruedas delanteras de aluminio con pasadores de pivote de titanio contribuyen también a que el peso total de la dirección sea sólo de 1.870 gramos.

El sistema de frenada queda consolidado mediante cuatro frenos de disco de aleación y mordazas de freno de aleación, combinado con el sistema de freno antibloqueo más reciente. Un freno de mano electrónico en el eje trasero garantiza el estacionamiento seguro del vehículo. Todo este sistema añade sólo 7,8 kilos al total de la estructura.

Volkswagen también ha abierto nuevos y extremos caminos en la reducción de la resistencia a la rodadura. En estrecha colaboración con un fabricante de llantas, se ha desarrollado una combinación de rueda y llanta que añade la mínima masa posible en la propulsión. Como la carrocería, la rueda es de compuestos de fibras de carbono y con 1,8 kilos es un 50 por ciento más ligera que una rueda tradicional. La aleación especial de la llanta y los neumáticos se han diseñado de manera que la resistencia a la rodadura se reduzca un 30 por ciento en comparación con un conjunto llanta/neumático del mismo tamaño. Además, los cojinetes de rueda (hechos de titanio) se han diseñado específicamente para tener todavía una fricción inferior para este coche.

Faros con Bi-Xenon y haz de día

Grupo de faros traseros e intermitentes con tecnología LED

Un elemento adicional en el ahorro de combustible es la reducción del consumo eléctrico del vehículo. El objetivo era no omitir ninguna de las funciones importantes, pero desarrollar siempre la solución tecnológicamente más sofisticada y estructuralmente más ligera.

De esta manera, el coche de 1 litro tiene faros delanteros Bi-Xenon cuya luz de cruce sólo es de 32 W, pero que tiene una potencia de iluminación como la de un faro tradicional de 60 W, y, además, tiene la ventaja, teniendo en cuenta esta baja potencia, que no es necesario un sistema de lavado. El conjunto de elementos del faro está construido en policarbonato y pesa sólo 1.500 gramos. Las luces de posición, intermitentes y los pilotos traseros son de tecnología LED.

El interior se ilumina por tubos prismáticos LED situados a ambos lados y el capó abierto queda perfectamente iluminado en la oscuridad mediante una cinta electroluminiscente.

Otros elementos técnicos destacados son el sistema de cámara con sus pantallas integradas en la cabina, el reconocimiento de acceso automático para abrir la puerta en forma de ala y el botón de arranque (llamado Kessy, siglas en inglés de entrada sin llave, arranque y sistema de salida).

Un arranque-alternador se usa para generar energía e incorpora una función especial: cuando el conductor suelta el pedal del freno de magnesio, la energía de frenado se alimenta a través del alternador y de esta manera se recupera. El almacenamiento de energía se realiza en una batería de hidruros metálicos de níquel. El cableado eléctrico se ha diseñado con tecnología de bus CAN.

Conductor y pasajero se sientan cómodamente en fila

Monitores en la cabina y cámaras externas en lugar de espejos

El interior, con su diseño simple y deportivo, ofrece mucho espacio para las dos personas que, una vez se ha alzado el techo de cristal tipo torreta (hecho de policarbonato con protección solar integrada), pueden entrar cómodamente. Los asientos también son un ejemplo de esta construcción de peso extraordinariamente ligero. Sus estructuras son de magnesio y en lugar de la tapicería clásica, los asientos tienen unas cubiertas de tejido fuerte pero cómodo (M-flex).

El pasajero puede colocar cómodamente los pies en los reposapiés situados a izquierda y derecha del asiento del conductor. El conductor, mientras tanto, mira a través del volante de dirección de superficie plana con airbag hacia la cabina de estilo de jet moderno. A izquierda y derecha del instrumento circular situado en el centro, están los monitores que muestran las imágenes de las dos cámaras retrovisoras. Delante, en el lado derecho se sitúan el conmutador giratorio para la selección de marchas y el freno de estacionamiento eléctrico, y el botón de arranque; a la izquierda, el regulador de calefacción y ventilación y el interruptor de la luz.

Teniendo en cuenta la óptima eficacia energética, sólo se genera una pequeña cantidad de calor superfluo para calentar el compartimiento del pasajero. La calefacción se proporciona mediante un elemento eléctrico de PTC de cuatro fases que está disponible inmediatamente tras el arranque, como el que se usa en el Phaeton, junto con un ventilador de cuatro fases.

Datos técnicos

Motor

Principio

Monocilíndrico diesel aspirado con inyector monopunto.

Cilindrada

299 cc

Diámetro y carrera

69 mm x 80 mm

Relación de compresión

16,5: 1

Válvulas por cilindro

3

Distribución

Dos árboles de levas colocados en la culata

Peso del motor (seco)

26 kg

Potencia

6,3 kW (8,5 cv) a 4.000 rpm

Par motor

18,4 Nm a 2.000 rpm

Rendimiento/consumo

Velocidad máxima

120 km/h

Consumo

0,99 litros/100 kilómetros