• 26 de septiembre de 2025

Colaboración en el desarrollo del último motor diésel

El fabricante de vehículos comerciales MAN Truck & Bus, en su planta de Núremberg ha iniciado la producción de un nuevo motor diésel ultra eficiente de 13 litros. Como plataforma de motor conjunta, está previsto su uso en todo el grupo. Para las culatas se utilizan herramientas de mandrinado de precisión de MAPAL. Estas herramientas mecanizan los agujeros ciegos de las guías y de los asientos de válvulas.

MAN ha iniciado en la planta de Núremberg, casi simultáneamente, dos proyectos clave para el futuro. Junto con el inicio de la nueva producción de motores diésel, también se pone en marcha la producción en serie de las baterías para los vehículos eléctricos del fabricante. El plan es producir aquí hasta 50.000 baterías al año en más de 50 plantas de ensamblaje, con la opción de ampliar esta capacidad a 100.000 baterías de alto voltaje para el año 2030. Con más de 35 metros de altura, el nuevo edificio es la planta de producción más alta.

La producción de los motores diésel se encuentra justo enfrente, en una superficie de 23.000 metros cuadrados. Como planificador de procesos, Marco Singer es el responsable de la producción de las culatas para el motor D30, desarrollado desde cero. La nueva producción de baterías se encuentra frente al pabellón M17. Marco Singer describe la transición al motor eléctrico de la siguiente manera: «El motor eléctrico es el motor ideal para una amplia gama de aplicaciones, como el tráfico urbano. Sin embargo, en otros ámbitos, el diésel seguirá existiendo durante mucho tiempo». Entre los ejemplos que cita se incluyen su uso en la agricultura, la marina o las fuerzas armadas. Por lo tanto, en el futuro se requerirá una combinación de diferentes tecnologías de accionamiento.

Thomas Teuber, Gestión de Producto y el mandrinado fino en MAPAL (a la izquierda), configura una herramienta de mecanizado fino para el agujero ciego del asiento de válvula junto con Marco Singer, planificador de procesos en MAN. El sistema MAPAL EA ha hecho que este proceso sea mucho más rápido, ya que la cantidad de ajustes manuales necesarios es menor. ©MAPAL

Un motor para todas las marcas

El Grupo Traton, que incluye a MAN junto con Scania, Volkswagen Truck & Bus e International Motors, utiliza el Sistema Modular Traton (TMS), cuyos componentes se utilizan en todas las marcas. Así, el grupo unifica eficientemente sus recursos, siguiendo el lema "no es necesario reinventar la rueda". El motor D30 es la plataforma conjunta de motores para todo el grupo. Desde el desarrollo y la producción mecánica, pasando por el ensamblaje del motor, hasta la entrega a los distintos fabricantes de vehículos, todo se lleva a cabo en la planta de MAN de Núremberg.

El motor D30 se basa en una plataforma, pero se fabrica en seis niveles de rendimiento diferentes, desde 360 hasta 560 CV. Es el motor estándar más grande de la gama y está diseñado para su uso en diversos vehículos, con especial atención a los camiones de 40 toneladas. El D30 sustituye a las series de motores D26 y D15. Este innovador motor alcanza una eficiencia máxima del 50% y consume un 5% menos de combustible que sus predecesores, reduciendo en la misma medida las emisiones de CO2.

Marco Singer, planificador de procesos en MAN, entre la maquinaria de producción vinculada de Grob. ©MAPAL

MAN ha invertido alrededor de 220 millones de euros en la producción del nuevo motor, que contará con hasta 160 empleados altamente cualificados en tres turnos. La capacidad técnica permite producir unos 50.000 motores al año. «El volumen de producción real se basa en la demanda. En última instancia, son los clientes quienes deciden si se aprovecha al máximo su potencial», afirma Singer. En el caso de los vehículos comerciales, al igual que en el de los turismos, las conversaciones sobre la transición a la propulsión eléctrica también han generado incertidumbre. Al iniciarse la producción, el trabajo se realizará inicialmente en un solo turno.

La herramienta de escariado fino optimizada con tecnología de patín guía para el mecanizado fino del agujero ciego para el asiento de la válvula y la guía de la válvula. El sistema EasyAdjust con placa TEC se utiliza ahora para el mecanizado del asiento de la válvula. Esto se traduce en una rentabilidad superior y un manejo sumamente sencillo. ©MAPAL

Una asociación que dura décadas

MAN lleva décadas colaborando con MAPAL. En el año 2019, durante la licitación del proyecto D30, el fabricante de herramientas con sede en Aalen volvió a obtener el contrato para el mecanizado de precisión de la guía y el agujero del asiento de la válvula. Esto se debió a años de experiencia compartida y a una recomendación del fabricante de maquinaria Grob, responsable del proceso completo y del diseño de las herramientas.

Los seis cilindros del motor cuentan con dos válvulas de admisión y escape cada uno. Esto implica el taladrado de 24 agujeros en la bancada de culatas. Dado que los diámetros de admisión y escape varían, se requieren herramientas de diferentes tamaños para su mecanizado. El mecanizado se realiza en una máquina de doble husillo integrada en un sistema conectado con máquinas Grob individuales que se cargan mediante pórticos lineales.

Se definen tolerancias estrechas para el mecanizado de los cuatro asientos de válvula por cilindro. ©MAPAL

La tecnología probada produce un proceso fiable

En la fase inicial del proyecto, se encargó el mecanizado de precisión a otro fabricante de herramientas. Sin embargo, dado que no era posible lograr un proceso estable y rentable con sus herramientas, MAN finalmente centró toda su atención en la colaboración con MAPAL. La primera aportación de MAPAL fue un sistema de mecanizado de alta precisión, empleado durante muchos años en múltiples máquinas de producción de dos naves de MAN. En estrecha colaboración con el cliente, los socios continuaron desarrollando el sistema y lograron avances significativos.

Singer elogia los logros: «El mecanizado cambió radicalmente. Por ejemplo, ahorramos un corte parcial y pudimos prescindir de la fricción piloto. En su lugar, simplemente cambiamos a nuestros diámetros premecanizados con la herramienta de plaquita intercambiable, aseguramos una buena entrada del agujero para el escariador y, finalmente, escariamos una sola vez. La experiencia nos ayudó a diseñar el proceso de la mejor manera posible». El concepto de producción logró una buena calidad de mecanizado y cumplió con el tiempo de ciclo especificado de aproximadamente cinco minutos en total para el mecanizado fino del asiento y la guía de la válvula. Se logró el proceso fiable y económico deseado. «Esto se logró a pesar de los mayores requisitos de calidad para la fabricación del nuevo motor», afirma Markus Meyer, quien colabora estrechamente con MAN como consultor técnico en MAPAL. Para los agujeros ciegos de la válvula y de ambos asientos de válvula, las tolerancias son inferiores a 20 µm. Se debe mantener una tolerancia de aproximadamente 50 µm desde el asiento hasta la guía. No debe haber ninguna desviación entre el asiento y la guía de la válvula que pueda generar fuerzas de cizallamiento indeseables. Los acabados superficiales requeridos se especifican con un Rz inferior a 20 µm. La bancada de culatas está hecha de fundición GJV 450, en la que se introducen a presión materiales más resistentes al desgaste para las válvulas, en forma de anillo y guía.

La tecnología moderna reduce aún más los costos unitarios

Sin embargo, una serie de talleres conjuntos buscaba nuevas mejoras, especialmente en lo que respecta a los costes unitarios. El objetivo era reducirlos aún más antes del inicio de la producción en serie. MAPAL y MAN lograron mejoras significativas gracias a su colaboración profesional.

La optimización en el manejo de herramientas ofreció una ventaja clave para disminuir los costos por pieza, especialmente al reducir el tiempo de configuración, lo que a su vez facilitó el trabajo del operario. Para lograrlo, MAPAL implementó su sistema EA (EasyAdjust), el cual fue incorporado en la herramienta utilizada para el mecanizado del asiento de válvula.  En este sistema la conicidad del filo ya está integrada en el cartucho, que actúa como conexión para la placa. Esta característica elimina por completo la necesidad de ajustar la conicidad en el filo de corte menor. Solo es necesario ajustar el diámetro. Thomas Teuber, director de Gestión de Productos y Aplicaciones de Mandrinado en MAPAL, resume el beneficio práctico: «El operario ya no necesita estar pendiente de dos relojes comparadores. Puede concentrarse en un solo reloj comparador, con el que puede ajustar la protrusión de la placa en comparación con las guías. Esto es mucho más rápido». El sistema EA también implica una mejora en las placas: las placas intercambiables TEC utilizados en el sistema EA tienen cuatro filos de corte, es decir, el doble que las placas de escariado MAPAL convencionales. Un material de corte optimizado y un recubrimiento innovador aumentan la vida útil de la herramienta y garantizan un proceso aún más fiable.

Las modificaciones resultaron eficaces: en comparación con el concepto de mecanizado original, los costes de mecanizado del asiento y guía de válvulas se redujeron en aproximadamente un 40%. «Estoy muy satisfecho con el logro alcanzado», afirma Singer, elogiando la eficaz colaboración con MAPAL. El ambicioso planificador de procesos aspira a seguir impulsando la mejora continua.

En MAN se parte de la premisa de que el D30 será el último motor diésel para vehículos comerciales desarrollado íntegramente por la compañía, culminando más de un siglo de producción de motores diésel en la planta de Núremberg. A partir del 2030, uno de cada dos vehículos entregados a clientes deberá contar con un sistema de propulsión sin emisiones.

Se espera que el nuevo motor diésel MAN D30 de 13 litros ultra eficiente sea la última generación de motores diésel de Nuremberg. La producción de baterías ha comenzado en el sitio de Nuremberg al mismo tiempo. ©MAN