Cummins desenvolve novo eixo para ônibus elétricos urbanos de até 22 toneladas e prevê produção em 2027

Modelo MC-17X foi projetado para suportar maior peso das baterias e esforços da frenagem regenerativa; fabricante também prepara novos eixos para caminhões elétricos e aplicações de maior eficiência energética

ADAMO BAZANI

A Cummins anunciou o desenvolvimento de um novo eixo traseiro voltado a ônibus elétricos urbanos de até 22 toneladas de PBT (Peso Bruto Total). Chamado MC-17X, o componente foi projetado para aplicações 4×2 e deverá começar a ser produzido em julho de 2027. Segundo a empresa, o eixo foi desenvolvido para atender às mudanças mecânicas provocadas pela eletrificação, principalmente o aumento de peso das baterias e os esforços gerados durante a frenagem regenerativa.

O projeto faz parte de uma nova geração de eixos desenvolvida pela engenharia brasileira da Cummins, em Osasco (SP). Além do MC-17X para transporte coletivo, a fabricante apresentou o MS-14X, destinado a caminhões elétricos urbanos de até 17 toneladas, e o MT-17XHE, voltado a caminhões 6×4 com foco na redução de perdas mecânicas no trem de força. A empresa prevê início de produção desses produtos entre janeiro e julho de 2027.

Eixo para ônibus elétricos foi desenvolvido para aplicações urbanas de até 22 toneladas

O MC-17X foi criado especificamente para ônibus elétricos urbanos.

Segundo a Cummins, a configuração 4×2 concentra no eixo traseiro duas funções importantes: transmitir a força de tração e suportar uma parcela elevada do peso do veículo.

Nos ônibus a bateria, essa condição é afetada pelo peso dos conjuntos de armazenamento de energia, que pode aumentar a carga estrutural sobre os eixos em comparação com determinados veículos equivalentes a diesel.

O projeto do MC-17X utiliza diferencial reforçado, solda a laser, rolamentos de maior capacidade, novos conjuntos de coroa e pinhão e uma carcaça fundida desenvolvida especificamente para essa aplicação.

A previsão informada pela fabricante é iniciar a produção em julho de 2027.

A Cummins não informou no material divulgado quais montadoras ou modelos de ônibus deverão utilizar inicialmente o componente.

Frenagem regenerativa muda esforços internos do eixo

Um dos pontos técnicos destacados pela empresa está relacionado à frenagem regenerativa dos veículos elétricos.

Durante esse processo, o motor elétrico passa a atuar também como gerador. Parte da energia cinética do veículo é convertida em eletricidade e devolvida às baterias.

Esse funcionamento altera os esforços que chegam ao diferencial.

Segundo a Cummins, durante a desaceleração e a regeneração de energia, componentes como coroa, pinhão e rolamentos podem receber cargas em sentido e intensidade diferentes das observadas em aplicações convencionais.

Rafael Souza, diretor de Produto e PMO da Divisão de Eixos da Cummins, explica que essa característica se soma ao peso dos conjuntos de baterias.

De acordo com o executivo, os esforços da frenagem regenerativa e o aumento da carga sobre os eixos exigiram revisão de componentes internos e da estrutura dos novos produtos.

Mudança do diesel para elétrico não significa apenas retirar o motor

A adaptação de veículos comerciais à eletrificação produz mudanças em diferentes componentes do trem de força.

Mesmo nos projetos em que o motor elétrico não está integrado ao eixo, a forma como torque e energia circulam pelo conjunto é diferente.

Em um ônibus convencional, o motor a combustão transmite força por meio da transmissão e do cardan até o diferencial.

Em uma configuração elétrica com motor central, continua existindo transmissão mecânica até o eixo, mas a entrega de torque ocorre de forma diferente e o sistema também recebe esforços no sentido inverso durante a regeneração.

É por isso que a Cummins afirma ter desenvolvido uma plataforma específica para as novas aplicações, em vez de simplesmente utilizar os mesmos componentes dos eixos convencionais.

Novo eixo para caminhões elétricos começa antes, em janeiro de 2027

Além do modelo para ônibus, a Cummins desenvolveu o MS-14X para caminhões elétricos utilizados principalmente em distribuição urbana.

O componente é destinado a veículos 6×2 de até 17 toneladas e tem produção prevista para janeiro de 2027.

A arquitetura externa deriva do eixo MS-120, mas, segundo a fabricante, praticamente todo o conjunto interno foi revisto.

Foram ampliadas a capacidade dos rolamentos e as dimensões de componentes de coroa e pinhão, além da adoção de reforços destinados aos esforços da frenagem regenerativa.

O MS-120 era originalmente aplicado a veículos de aproximadamente 11 toneladas.

No novo projeto, a capacidade chega a 17 toneladas, aumento próximo de 55%.

A montagem do diferencial deverá ser realizada na fábrica da Cummins em Osasco.

Tratamento busca aumentar resistência dos componentes

Entre os processos industriais adotados está o chamado shot peening.

A técnica consiste em aplicar microesferas metálicas de maneira controlada sobre a superfície de determinadas peças.

Segundo a fabricante, o procedimento busca aumentar a resistência à fadiga e aos ciclos repetidos de carregamento.

Esse tipo de esforço ocorre de maneira frequente em veículos urbanos, que passam continuamente por acelerações e desacelerações ao longo da operação.

Cummins também desenvolve eixo voltado à redução de perdas mecânicas

A fabricante trabalha paralelamente em uma nova plataforma de eixos para veículos convencionais com foco em eficiência energética.

O primeiro produto será o MT-17XHE, para aplicações 6×4, com produção prevista a partir de julho de 2027.

A proposta é diminuir as perdas que ocorrem entre a energia gerada pelo motor e a potência que efetivamente chega às rodas.

Segundo a Cummins, o desenvolvimento se concentra em três pontos: sistema de lubrificação, rolamentos e desenho das engrenagens.

Lubrificação foi redesenhada

O sistema interno de lubrificação foi alterado para reduzir a movimentação considerada desnecessária do óleo dentro do diferencial.

As engrenagens precisam de lubrificação para reduzir desgaste e temperatura, mas o próprio deslocamento do fluido produz resistência mecânica.

A intenção da engenharia é diminuir essa resistência sem comprometer a proteção dos componentes.

A Cummins afirma que o novo desenho reduz perdas hidráulicas e geração de calor durante a operação.

Rolamentos também foram alterados para reduzir atrito

Outra mudança envolve os rolamentos.

Foram desenvolvidas geometrias, dimensões e tratamentos superficiais destinados a reduzir o atrito.

Quanto menor a resistência mecânica dentro do eixo, menor tende a ser a parcela da energia transformada em calor em vez de movimento.

O terceiro ponto é uma nova configuração de coroa e pinhão para melhorar o alinhamento entre o cardan e a entrada do diferencial.

Empresa diz ter medido ganho próximo de 2% no rendimento do diferencial

A Cummins informa que realizou testes da nova arquitetura em uma bancada na Europa.

Segundo os resultados divulgados pela própria fabricante, houve melhora próxima de 2% na eficiência do diferencial em relação à geração anterior.

Esse percentual é um resultado apresentado pela empresa e não uma medição independente do Diário do Transporte.

A Cummins estima que, em um caminhão que percorra 100 mil quilômetros por ano e consuma em média um litro de diesel a cada 1,8 quilômetro, o ganho poderia representar economia próxima de 1.090 litros por ano.

A empresa calcula que, numa frota de 500 veículos com esse mesmo perfil, a redução poderia superar 545 mil litros anuais.

Os valores dependem, entretanto, de fatores como aplicação, peso transportado, topografia, consumo real, velocidade média e perfil operacional.

Projeto brasileiro considera condições locais de operação

O MT-17XHE utiliza um diferencial baseado em uma plataforma global, mas terá carcaça desenvolvida pela engenharia brasileira.

Segundo a Cummins, o projeto considera características como maiores pesos combinados, longas distâncias, topografia e diferenças de pavimentação encontradas nas aplicações nacionais.

O modelo está em fase de homologação.

Os ensaios estruturais da carcaça são realizados no Laboratório de Engenharia Mecânica da empresa, em Osasco.

A plataforma também passa por validações na Itália, enquanto uma montadora parceira avalia a integração do componente ao veículo.

A fabricante não identificou essa montadora no material divulgado.

Nova plataforma deverá ganhar outras aplicações entre 2028 e 2030

A Cummins prevê expandir a família de eixos de alta eficiência depois do lançamento do MT-17XHE.

Entre 2028 e 2030, a empresa projeta novas aplicações, incluindo o futuro 18XHE para veículos 6×2.

Os cronogramas ainda são previsões industriais e podem sofrer alterações ao longo do desenvolvimento e homologação dos componentes.

Desenvolvimento ocorre no ano em que operação de Osasco completa 70 anos

Os novos produtos foram anunciados no período em que a unidade da Cummins em Osasco completa 70 anos de operação.

A engenharia brasileira participa tanto do desenvolvimento das aplicações elétricas como das versões de alta eficiência para veículos convencionais.

Para o transporte coletivo, o principal resultado anunciado é o MC-17X.

A chegada prevista para 2027 acompanha o aumento da quantidade de projetos de ônibus elétricos no Brasil e a necessidade de componentes desenvolvidos para cargas e esforços diferentes daqueles encontrados nos veículos a diesel.

A Cummins, entretanto, ainda não informou quais fabricantes de ônibus utilizarão o novo eixo nem quais serão os primeiros mercados ou frotas a receber o componente.

Adamo Bazani, jornalista especializado em transportes