Te afli pe trotuar, într-o zi oarecare. Pe stradă trec mașini. Le auzi, le simți gazele de eșapament, poate și căldura pe care o emană. Te urci la volan. Accelerezi, te deplasezi, simți vibrațiile și huruitul motorului. Dar de văzut, nu-l vezi aproape niciodată.

Umblăm toată viața printre produse finite, gata de a fi vândute și cumpărate. Le folosim, se strică sau le stricăm, le reparăm sau le înlocuim. Aceste vârfuri de aisberg pe care foarte rar le descoperim în întregime, dintr-un motiv sau altul, au rădăcini și origini ascunse.

Ce-am spus mai sus poate fi aplicat oricărui obiect din vecinătatea ta, chiar în clipa în care citești aceste rânduri. Telefonului sau laptopului la care te uiți chiar acum, ochelarilor de soare/de vedere pe care-i porți sau mașinii în care te afli (sper doar că nu stai cu ochii pe articol în timp ce conduci).

Un motor nou-născut are mulți părinți. Are în spate procese mai mult sau mai puțin tradiționale, prin care i s-au turnat piesele în forme anatomice care-i permit existența. I s-au testat abilitățile, i s-au reglat fin neuronii artificiali și a primit certificatul de naștere, acel set de avize și omologări care-i permit să ajungă, cine știe, poate chiar sub capota mașinii tale.

La Horse România, da, în România, s-a născut un motor. Îl cheamă HR12 GPL MH48V. Și e primul de acest fel. Din lume.

Înainte de toate…

…mi-e clar că-ți stă pe limbă o întrebare. Ce e Horse?

Horse e un joint-venture între Geely, Renault și Aramco. Primele două dețin câte 45% din companie, iar restul de 10% le revin celor de la Aramco. Deși s-a rupt din Grupul Renault, Horse își dorește ca în perioada următoare să devină o companie cu filosofie proprie, axată pe tehnologie. O spune chiar numele diviziei Horse Technologies, aflată sub tutela companiei mari, Horse Powertrain.

La nivel global, Horse arată cam așa: 17 uzine, 5 centre R&D, 19.000 de angajați și prezența în top 3 producători de sisteme de propulsie cu motoare termice. În România, compania operează prin patru puncte de lucru: Mioveni, Titu, București și Rânca (la Rânca se fac calibrări la altitudine ridicată). Angajați în România: 2.783.

Centrele de Powertrain R&D adună 548 de angajați la Titu și la Mioveni, inclusiv capacitatea completă de a dezvolta și produce grupuri motopropulsoare. Legat de Mioveni, câteva date despre capacitatea de producție și procesare a uzinei: un motor finalizat la 45 de secunde, o cutie de viteze la 30 de secunde, 90 de tone de aluminiu care trec zilnic prin turnătorie.

Nou-născutul

Pe partea de specificații tehnice, motorul dezvoltat, testat și produs de Horse Powertrain prin Horse Technologies în România arată în felul următor: 1,2 litri (1.199 cc) turbo, alimentat cu benzină și GPL, nume de cod HR12 GPL MH48V. Trei cilindri, funcționare în ciclul Miller, sistem mild-hybrid la 48 de volți, 140 de cai-putere și 240 Nm de la 2.100 rpm.

Mai mult, motorul este compatibil cu normele Euro 6d full și Euro 6e bis. Baza motorului este deja pregătită pentru rigorile aduse de Euro 7.

Apropo de bază. S-a plecat de la motorul HR12 deja existent în gamele Dacia și Renault, așa că adaptarea la noua personalitate, cea care îmbină tehnologia GPL și cea mild-hybrid, a impus o serie de modificări.

De exemplu: injectoarele sunt îmbrăcate într-o cămașă nouă cu rol de protecție termică, chiulasa a fost adaptată (cu ajutorul unui capac de chiulasă nou, compatibil cu rampa GPL), în vreme ce supapele și ghidurile au beneficiat de tratamente termice mai nobile, prin nitrurare. Tot din lista de adiții fac parte un vaporizator electronic și separatoare noi de admisie.

Conform specialiștilor Horse, motorul poate funcționa cu cei doi carburanți în paralel (benzină + gaz), dar numai în anumite cazuri. Un scenariu concret: în situații de sarcină mare, atunci când este injectată și benzină în motor (în proporție de 5% din amestec) pentru răcire optimă.

Pornirea dimineața (sau după o perioadă lungă de staționare) se face pe benzină, în timp ce repornirea are loc pe GPL, atunci când motorul e cald (din Start/Stop sau la perioade foarte scurte). În același timp, pornirea are loc 100% pe curent electric, la 48 de volți.

Destinația motorului este piața europeană, la început, dar compania nu exclude și colaborări în afara continentului. Ca imaginea de ansamblu, Horse mai are în prezent pe rol contracte cu Caterham (pentru care va livra motoare produse în Valladolid) și clienți în America de Sud, pentru motoare termice de un litru.

Eșapamentul la control

Avem un motor. Ce facem cu el?

Drumul până la client, sau mai exact drumul până sub capota mașinii clientului parcurge o serie de etape. Testele de poluare și consum în vederea omologării și intrării în fabricație a mașinii constituie unul din pași.

Totul începe de la un banc de teste care măsoară gaze și consumul de combustibil. Aici se determină și se validează norma de poluare pentru care a fost gândit proiectul.

Prima fază implică așa numita „dezvoltare prototip”, adică aducerea pe bancul de probă a vehiculelor aflate încă la stadiul de proiect. După atingerea unui calibrări conforme, mature a motorului, se trece la omologarea vehiculelor care urmează să fie puse în fabricație.

Ceva mai puțin știut: omologarea se face chiar aici, pe bancul integrat în Centrul Tehnic Titu, în prezența Registrului Auto Român. Bancurile sunt de tip 4×2 sau 4×4 în funcție de mașina testată, dar e bine de știut că se pot testa toate gamele de vehicule. De fapt, se poate spune că este testat tot grupul motopropulsor, fiindcă sunt măsurate și emisiile provenite de la motor. Bancul este actualizat și pregătit inclusiv pentru norma Euro 7, care vine cu provocări suplimentare pe partea reducerii numărului de particule. Cele care țin de testarea pe anvelope și la nivel de sistem de frânare nu sunt efectuate aici.

Imediat după omologarea unui vehicul, principalul test efectuat este WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycles), parte din umbrela extinsă WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure). De aici, informațiile culese ajung în certificatul mașinii, unde la vânzare sunt prezentate emisiile pe fazele de oraș, extraurban, autostradă și toate combinațiile de mix. Pe gama Dacia, ca idee, toate rezultatele pleacă de aici, din bancul de teste de la Titu.

Suplimentar, pot fi realizate și teste non-reglementare, neimpuse de autorități. Testele non-reglementare sunt cerute pentru diferitele echipe din cadrul Horse și au rolul de a asigura că grupul motopropulsor și mașina rămân în normele cerute de lege chiar și în condiții de funcționare atipice. În total, se ajunge la șapte tipuri de teste, pe lângă cele cerute de legislație: acestea pot fi la temperaturi diferite, inclusiv extreme de -7 și +45 de grade Celsius sau simularea unei anumite altitudini, mai ales că norma Euro 7 vine cu exigențe de altitudine.

Pentru simularea altitudinii, pe bancul de teste este manipulată presiunea în admisia motorului printr-un sistem etanș pe ruta admisie-eșapament iar în funcție de norma cerută variază și presiunea, respectiv altitudinea replicată „în laborator”.

Odată rezolvată omologarea, se trece la obținerea acordului de fabricație. Acest proces implică asamblarea efectivă a trei vehicule noi, aduse apoi pe bancul de teste, unde sunt verificate. Dacă rezultatele corespund normei vizate, se dă undă verde producției de serie. Mai mult decât atât, pe tot parcursul vieții unui autovehicul se prelevează eșantioane în funcție de numărul de vânzări pe fiecare tip de vehicul și se testează pentru a verifica încontinuu conformitatea producției.

O informație cel puțin interesantă aici: în momentul se realizează testele de de poluare, sunt folosite tipuri de catalizatoare îmbătrânite la echivalentul a 3.000 de kilometri, dar există și teste cu echivalentul a 100.000 sau 160.000 de kilometri.

De fapt, există o întreagă serie de rețete de îmbătrânire a catalizatoarelor care sunt reprezentative cu îmbătrânirea unui catalizator în regimul de utilizare reală, de la client. Că tot am deschis subiectul, pot fi comandate teste cu catalizatoare pe care specialiștii le numesc prescurtat OBD, adică acele catalizatoare aflate la sfârșit de viață, prin se confirmă (inclusiv autorităților) că atunci când catalizatorul nu mai tratează gazele, clientul este alertat printr-un martor luminos la bord. Acesta este un ciclu omologat, fără de care mașinile nu ar putea fi vândute.

Vânătoarea de bug-uri

Următoarea oprire: o cameră specială care arată ca un internet cafe, cu două șiruri de tonomate pline de butoane și luminițe, ca niște unități centrale de computer de dimensiuni XXL.

Mă aflu în singurul atelier de acest gen din cadrul Horse la nivel global. Adică tot ce înseamnă software pentru motoare, cutii de viteze, sisteme hibride, ICE sau transmisii automate se testează aici, în România, 100%. Deci nu există niciun alt centru din Horse sau de la furnizor care face acest lucru.

Și-acum un secret: tonomatele sunt de fapt tot bancuri de testare. Doar că în loc de emisii, aici se iau la mână mii și mii de linii de cod în ceea ce se cheamă „testare software”. Bancurile sunt numit HIL, prescurtarea de la hardware in the loop și de fapt, fiecare cutie pestriță simulează, de fapt, un vehicul.

Ce înseamnă un banc HIL? Un PC de interfață, simularea tuturor elementelor de acționare și senzorilor printr-un modul electronic și posibilitatea de conectare la ECU pentru a accesa variabilele interne din soft. Toate părțile componente ale unei mașini sunt modelate matematic și vor fi introduse în bancul HIL. În bancul HIL, mai exact, se rulează modele simulate ale sistemelor mașinii, de la motor la frânare la orice, în afară de ECU.

Astfel, acel ECU este „păcălit” că se află pe o mașină reală și așa se pot valida toate scenariile care pot fi validate pe o mașină reală, ba chiar și altele pentru care ar fi necesară distrugerea mașinii. Sau vătămarea celui de la volan.

Pe aceste autovehicule virtuale sunt montate fie computere de powertrain, de motor sau de transmisie. Astfel, se pot testa în condiții de client sau chiar în condiții extreme moduri de funcționare pe care nimeni nu le va întâlni vreodată în lumea reală. Care-i scopul, atunci? Testarea reacției sistemului la acești stimuli.

Aici, inginerii abordează totul etapizat. Se pleacă de la faptul că trebuie dezvoltat un motor funcțional pentru un vehicul sau pentru o evoluție a unui vehicul. Kilometrul zero îl reprezintă un set de caracteristici tehnice generale pe care le cere clientul (în timpul demonstrației, s-au folosit criterii emise de Renault).

Următorul pas e sortarea detaliilor tehnice care țin de structura motorului fizic, arhitectura electrică și electronică (practic cum se va interacționa cu restul computerelor de pe mașină), iar la sfârșit, care sunt cerințele care trebuie prezentate ca fiind valide la final. Putere, cuplu, emisii și alte cerințe venite de la client.

Need for Speed, dar altfel…

Poate că e momentul să mai clarificăm ceva: la ce ajută, de fapt, aceste cutii sofisticate? Istoric, aceste computere de powertrain, practic softul din ele era validat prin atașarea pe un prototip funcțional, adică pe o mașină reală, iar inginerul validator se conecta la ECU și efectua validările.

Din multe calcule (inclusiv contabile) a reieșit că metoda e foarte scumpă și complicată (plus alte dezavantaje), așa că s-a trecut în oglindă: acum computerul de powertrain este instalat pe un banc HIL, unde este simulat tot restul mașinii, apoi se face conectarea și validarea.

Inginerii validatori din toate entitățile grupului, fie din România, fie din Spania, fie din Brazilia, se conectează de la distanță la aceste bancuri HIL, le transferă pe serverele lor locale și pot astfel valida softul din ECU fără să fie nevoie de prezență fizică la fața locului, ceea ce oferă o flexibilitate uriașă. În esență, pot fi implicați diverși specialiști din tot felul de domenii software care se conectează de la distanță și validează programul.

La sfârșit, totul este adus pe interfața care simulează pedale, schimbător, aer condiționat, cruise control, toate funcțiile din mașină. Sistemul permite acces în timp real la toate variabilele din interiorul computerului de bord.

Ca idee, softurile sunt foarte complexe azi, există peste 100.000 de parametri reglabili, ceea ce înseamnă că se poate adapta și regla fiecare aspect al funcționării grupului motopropulsor. Practic ce vede inginerul e un fel de tablou digital care mimează bordul mașinii plus comenzile menționate mai sus, plus un ecran pe care rulează și curg în cascadă tot felul de informații numerice. Se poate verifica, deci, faptul că softul de control al motorului funcționează conform caietului de sarcini.

Totul este la vedere, totul poate fi verificat și testat: de la cum se regenerează energia la frânare, cum se încarcă bateria, câtă putere decide sistemul că va folosi din baterie, ce tip de propulsie este ales (termică, electrică sau mixtă).

Se urmăresc toate palierele: de la sistemul de aer condiționat la modul în care sistemele comunică între ele, combustie, tracțiune electrică, lubrificare, livrarea cuplului. Când apar discrepanțe între soft și caietul de sarcini, evenimentul echivalează cu descoperirea unui bug. Apoi, problema se analizează și se corectează. Scopul final e ca proiectul să fie fără bug-uri.

Foto: Horse România