Técnica F1

[elnuevo]

La ganancia de BAR es este año espectacular, el motor HONDA es la caña este año, las modificaciones aeródinamicas tambien han influido en la competitividad del coche.

BAR ha adoptado dientes más grandes con una distancia más ancha en una profundidad del gurney de alrededor 20mm. Esto tendría una influencia más dramática en la circulación de aire, rompiendo la burbuja generalmente del flujo invertido detrás del gurney en vórtices múltiples.



Uno de los cambios más innovadores en BAR es la deriva vertical en el aleron posterior, actuando como una placa de extremo intermedia secundaria. Como la deriva se coloca en el cambio en la curvatura del ala posterior puede actuar para parar la presión que se ejerce sobre la parte central que pasa a ser más baja, distribuyendo la presión mejor por todo el alerón. La deriva produce un vórtice pequeño en el borde de fuga/posterior del aleron.



Un saludo.

[riquii]

El tubo de Pitot.

Eso que a primera vista parece una antena para comunicación con box, en realidad esconde un método genial y refinado para medir la velocidad del coche.
Es un taquímetro más preciso que los que tienen nuestros coches, pero que se basa en un concepto físico muy simple.

Este medidor de velocidad, consta de dos tubos concéntricos. Uno dentro del otro, y está ubicado sobre el morro de los F1.
La parte útil del instrumento es la punta y la parte horizontal, mientras que la parte vertical sirve únicamente para sostener la horizontal.

La parte horizontal tiene esa posición para que coincida con el flujo de aire.
La ubicación del instrumento no es casual.
Es el único punto donde llega el aire de modo laminar, sin perturbaciones producidas por los alerones, ni las ruedas, ni ningún otro componente del coche.
También tiene una altura determinada respecto al morro para no crear una depresión respecto al mismo.
Todo ello da como resultado una medición precisa y siempre accesible.

Funcionamiento. (Ver gráfico adjunto).


- El aire llega a la zona 1 que es la abertura del tubo más pequeño, el rojo.
El tubo rojo en su fondo está cerrado y el aire encuentra un bloqueo.
Como consecuencia de ello, el aire se comprime dentro del tubo rojo, y aumenta la presión.

- El aire que no permanece bloqueado en la zona 1, se desplaza por la pared exterior del tubo azul, y pasa sobre la abertura indicada con el número 2.
En la zona entre el tubo azul y el tubo rojo, la presión se mantine igual a la del aire que llega como si no hubiesen obstaculos, igual a la presión del aire en la parte anterior al coche.
Bajo la cubierta donde entra el cuello del tubo, hay un instrumento que registra la presión del tubo rojo y la presión que hay entre el tubo rojo y el tubo azul.
La diferencia entre estas dos presiones es proporcional a la velocidad.
Ésto se produce porque al aumentar la velocidad relativa entre el coche y el aire, la presión en el interior del tubo rojo aumenta, mientras que en el tubo azul permanece prácticamente invariada.

Tubo de Pitot en el Toyota TF-104.

[F1Seguidor]

En el siguiente diagrama podemos ver el espesor y materiales empleados en la construcción de una pista de F1 comparada con la de una autopista:

[elnuevo]

Secuencia de un crash test frontal.

Un saludo.

[elnuevo]

Aquí se ve un esquema del dispositivo que impide que las tuercas que sujetan las ruedas puedan deserroncarse debido a las fuertes aceleraciones y frenadas. El dispositivo esta en la posición 2. que impide que la tuerca pueda girar. Cuando el mecanico mete la pistola el dispositivo se introduce hacia dentro permitiendo el giro de la tuerca. Cuando el mecanico acaba y saca la pistoLa tiene que tirar del dipositivo hacia fuera para bloquear la tuerca; si se olvida, adios rueda, seguramente se soltara porque la tuerca puede girar.



Un saludo.

[F1Seguidor]

Pues nada, que aqui estan los frutos de mis traducciones. Se hace lo que se puede. He quitado algunos parrafos para hacer mas llevadero el "ladrillo". Texto traducido de la web: www.f1technical.net.

Túneles de viento en F1

Los aerodinamicistas hablan de túneles de viento de F1 como un tipo de túneles de circuito cerrado de baja velocidad. Esto quiere decir que estamos hablando de velocidades de entre 10 y 100 m/s aproximadamente (36 a 360 Km/h), y en los cuales el aire es recirculado. La corriente es llevada normalmente a través de 4 esquinas a 90º, las cuales poseen unos deflectores colocados unos junto a otros para evitar turbulencias en las esquinas.
Siempre hay una pequeña abertura llamada "respirador", en cualquier parte del circuito, de tal forma que la presión interna no se incremente, ni tampoco la temperatura del aire en su circulación. Este respirador suele estar localizado en la parte del circuito donde el aire en circulación tiene una presión similar a la atmosférica. Generalmente está en la zona de trabajo, al final de la misma. A través del respirador hay una corriente de bajo flujo, que es perjudicial para el funcionamiento del difusor, pero es fácil de detectar mediante el uso de humo a la salida del respirador



Esquema de un tunel de viento (perdon porque el diagrama esta en ingles, no he encontrado ninguno en español).

Ventiladores Axiales (Turbinas)

Como ya hemos comentado, en la mayoría de los túneles de circuito cerrado se utilizan ventiladores axiales (turbinas), los cuales producen un aumento de presión estática (sin que varíe apreciablemente la velocidad axial o la presión dinámica). El diseño de los ventiladores axiales para túneles es una materia muy compleja. Es por esto que los túneles de viento para F1 deben tener un ventilador especialmente diseñado que favorezca el diseño y reduzca los problemas de turbulencias.
Debido a que las turbulencias pueden provocar problemas en la circulación del flujo de aire, los ventiladores son diseñados para asegurar una velocidad punta tan baja como sea posible, no superior en dos o tres veces las velocidad axial del ventilador.
Los ventiladores en los túneles de viento de la F1 se colocan en la segunda esquina del circuito, donde la sección de paso es dos o mas veces mas amplia que la zona de ensayo. No se necesita mas que un enorme ventilador pueda girar a bajas velocidades para generar el flujo de aire, a bajas rpm para reducir las vibraciones, ruido y consumo energético.
Un ejemplo de ventilador se puede ver en la imagen inferior, la cual muestra el ventilador del túnel de viento de la escudería Sauber en Hinwill.




Especialistas en F1

Debido a que es necesario un excelente diseño, los túneles de viento de F1 tienen, aparte de una típica optimización, especiales características que incrementan las posibilidades de ensayos:

- Cinta deslizante: El suelo de la zona de ensayo del túnel de viento esta hecho de tal modo que simula la pista de un circuito. La idea es que la cinta se mueva bajo el coche a la misma velocidad que el aire que fluye alrededor del coche. El hecho es que la simulación es completa con neumáticos reales girando. Las ruedas giran muy rápido a 300 Km/h, y generan muchas turbulencias. El flujo de aire alrededor de las ruedas es muy diferente con ruedas girando comparadas con las ruedas situadas en un suelo estático. Las ruedas están separadas unos milímetros del coche y giran con la cinta. Están fijadas mediante unas barras que impiden que las ruedas giren hacia delante.
- Simulación con el coche suspendido: Cuando se prueba un F1, el coche pende de una barra de fibra de carbono enganchada al chasis permitiendo medir las cargas aerodinámicas producidas por el flujo de aire. En la mayoría de los túneles de viento, las barras poseen sistemas hidráulicos que permiten a los ingenieros ajustar la altura del coche con una precisión de 0.01 mm, de esa forma se puede medir la resistencia que ofrece el monoplaza en función de la altura a la que esta suspendido.

Ejemplos de túneles de viento de F1

Renault
Terminado en 1999 Es uno de los mejores túneles de viento de F1 actualmente. Lo construyó el equipo Benetton, y sirvió como base para el retorno de Renault a la F1 tras la compra de Benetton. Se diseñó para utilizar coches a escala reducida en un 50%, pero permite testear un F1 a escala real. La cinta deslizante gira a velocidades de hasta 240 Km/h. Es posible presurizar el túnel y simular velocidades de hasta 480 Km/h.

Sauber
Terminado en 2004 La longitud y anchura máximas del tubo de acero son de son de 62m y 28m respectivamente, y la zona de mayor diámetro es de 9.4 metros. A plena potencia, el consumo energético es de 3000 Kw. Esto permite velocidades de viento comprendidas entre 10 y 80 m/s (casi 300 Km/h) en la zona de trabajo. Para poder aprovechar las posibilidades de pruebas de modelos de calle reducidos en escala entre un 50 y un 60 %, incluidas furgonetas, la sección de trabajo es inusualmente larga. Con unos 15 metros cuadrados y una particular cinta rodante, la zona de ensayos de Sauber es más grande que las de los túneles de viento que poseen el resto de escuderias de F1 actualmente.
Esta decisión de Sauber de crear una zona más amplia de trabajo se basa en una consideración específica. Permite probar dos modelos simultáneamente uno detrás de otro, simulando los rebufos y las turbulencias que produce un vehículo sobre otro, ademas de que lo pueden alquilar a otras empresas relacionadas o no con la F1.

[riquii]

Gracias por la traducción F1Seguidor.
Hace tiempo leí algo y no sé donde sobre el tema de la fijación de las ruedas a los brazos laterales en el tunel de viento.

Mi memoria es bastante escasa y tan solo recuerdo que se disponían de este modo por que era más conveniente estudiar el comportamiento de chasis y neumáticos por separado.

Si alguien sabe algo más sobre este tema concreto de la disposición de las ruedas independientemente del chasis le agradecería lo postease.

Saludos.

Tunel de viento de Toyota.

[F1Seguidor]

En diario "El Pais" del día 20 de marzo de 2004, viene explicado como funciona un túnel de viento. La fuente es de Joan Villadelprat. Sobre la posición de las ruedas se dice lo siguiente:

"La maqueta que se introduce en el túnel de viento está reducida a una escala del 50%. A escala real, la cinta que hace girar las ruedas no soportaría la velocidad de mas de 300 Km/h. La velocidad del viento y de la cinta también se reduce en un 50%"

"Las ruedas están situadas en su lugar original, pero separadas del coche unos milímetros para mantener la fricción aerodinámica (la resistencia al viento de las cuatro ruedas es similar a la del resto del coche). Se asientan en la cinta deslizante y sólo quedan fijadas por ejes externos."

" (...) El coche no tiene motor ni caja de cambios. Estos espacios los ocupan pequeños motores eléctricos y miles de sensores que permiten simular todas las posiciones del coche en carrera (variaciones por aceleración, frendas, curvas..) y establecer parámetros de conducta. (...)"

He utilizado algun comentario de este periodico para apoyarme en la traducción del tunel de viento. Pero en relación con las ruedas, eso es lo que pone en concreto. En el diagrama adjunto se ve cómo esta la maqueta del monoplaza, y la disposicíón de las ruedas. Mas o menos coincide con la foto que has posteado, Riquii:



Y aprovechando el dibujo del artículo, os pongo el esquema del túnel de viento, pero en español. Es menos completo que el que puse antes en inglés, pero no está mal:

[riquii]

Diseño por ordenador y DCF.

Dicen que un mal trabajador siempre le echa la culpa a sus herramientas: Entonces en la Fórmula Uno no hay excusas, ya que los diseñadores tienen acceso a los mejores equipos disponibles.

Muchos equipos son patrocinados por compañías informáticas y pueden trabajar el uno con el otro. La compañía informática suministrará máquinas, el último software y soporte en caso de problemas. A cambio de estos beneficios, el equipo les proporcionan un medio de prueba para el software y los ordenadores. Sí, ya son historia los días en las que las oficinas estaban llenas de mesas de dibujo, aunque algunos diseñadores (como Adrian Newey) aún la tienen cerca por motivos nostálgicos. Todos los diseños se hacen a través de ordenadores. De hecho, las dos dimensiones son casi historia. Los diseños sobre papel eran siempre realizados en dos dimensiones, mostrando vistas desde arriba, desde abajo y desde los lados con el fin de que los fabricantes crearan una pieza tridimensional. Sin embargo, con el avance de la tecnología informática, ahora se puede diseñar directamente en 3D.

El estándar en la industria del 3D es CATIA, pero como hemos dicho antes, los diferentes equipos trabajan con diferentes compañías y utilizan diferentes software. Sin embargo, estos son similares, por lo que cambiar de equipo, algo que ocurre muy a menudo dentro del departamento de diseño, no implica necesariamente tener que volver a aprender su uso desde cero. Las ventajas del diseño 3D son evidentes. El coche, o la pieza que el diseñador está creando, aparece en la pantalla del ordenador como si fuera real, y el programa permite utilizar el zoom para acercarse o alejarse y rotarlo en todas direcciones. Esto hace que sea mucho más fácil visualizar la pieza, y permite comprobar que encaja en el coche sin estorbar a otras piezas. Los dibujos se hacen mediante la creación de bloques sólidos en la pantalla, y después diciendo al ordenador que les de forma utilizando diferentes técnicas para llegar hasta la pieza deseada.

Las piezas se diseñan de manera individual - por ejemplo, los diferentes elementos de un alerón son dibujos separados. Sin embargo, pueden ser combinados en la pantalla fácilmente para que el diseñador pueda ver el resultado. Los grandes diseños ocupan mucha memoria de los ordenadores, e incluso estas poderosas máquinas sufren. Pero sus usos son infinitos, y los equipos incluso tienen los reglamentos metidos dentro de los ordenadores para comprobar que todas las piezas son legales. Además, a diferencia de una tablero de dibujo, las modificaciones resultan sencillas, y una parte vital del sistema es la posibilidad de volver atrás. Creando un historial claro y sencillo, el diseñador puede alterar las dimensiones de la pieza o incluso cambiar su forma.

Ahora que los diseños pueden realizarse en tres dimensiones, las piezas pueden ser fabricadas sin ni siquiera ver a otra persona. Algunas máquinas pueden tomar el archivo del ordenador del diseñador y utilizar la información para crear la pieza requerida. La técnica de fabricación más moderna es la Litografía Estereo, que principalmente se usa para la creación de modelos a escala. El proceso utiliza rayos láser para construir una parte pieza sólida de resina utilizando el archivo del ordenador, y puede crear piezas increíblemente complejas. El láser pasa por la superficie de la resina en la máquina, y marca las áreas que le indica el ordenador.

Una máquina de estas características supone un gran ahorro de tiempo. Por ejemplo, para fabricar un capó motor con los métodos tradicionales, se debe crear una matriz de madera con las dimensiones exteriores de la pieza. Después, tras haber sido cuidadosamente acabada, se crea un molde. Este molde se utiliza para extender las capas de fibras de carbono, después es curado, desmoldado y lijado para lograr un perfecto acabado. Este proceso requiere de varios días, mientras que con la Litografía Estereo, una vez que se ha realizado la figura en 3D, hace falta menos de 24 horas para que la pieza esté lista. ¿Es este el final de los maquinistas y fabricantes de modelos a escala? Bueno, no del todo, ya que aún hay muchos trabajos sencillos que son más rápidos con la ayuda de un maquinista.

El uso de los ordenadores para las piezas en 3D dio lugar al desarrollo de la Dinámica Computacional de Fluidos (DCF), una técnica bastante nueva en la que el ordenador emula el túnel de viento. El DCF consistes en un programa extremadamente complicado que permite al ordenador soplar un aire simulado a través del túnel de viento virtual para simular la resistencia y apoyo aerodinámico del coche. El modelo creado por el ordenador es modificado por el operador de DCF, que básicamente cubra su superficie con ciento de diminutos triángulos. Cada uno de estos triángulos tiene un número de sumas extremadamente complicadas, y cuantos más triángulos haya, mayor serán los resultados. Un matemático tardaría días en evaluar sólo una respuesta para un triángulo, por lo que no es sorprendente que el proceso tarde días en completarse, pero su ventaja es que ni siquiera hace falta fabricar la pieza que estás probando. Normalmente, el DCF es utilizado en alerones no fijados al coche. Esto es mucho más rápido (a veces tarda sólo una hora), y da a los diseñadores una idea sobre si construir o no la pieza.

Los resultados del DCF tienen la misma forma que los del túnel de viento (carga, resistencia y centro de presión), pero ahí es donde se acaban las similitudes, ya que la información del DCF es enorme. El modelo del coche puede visualizarse en su etapa de diseño, y el ordenador puede mostrar el flujo alrededor del coche. Utilizando colores para mostrar los diferentes valores, se pueden mostrar las líneas de flujo, para mostrar el camino exacto que los matemáticos quieren que siga el aire. Esta visualización del flujo es una parte muy importante del proceso de DCF, ya que resulta difícil de obtener en el túnel de viento. Además de las líneas de flujo, se pueden visualizar las presiones en las superficies, los vectores de velocidad en cualquier punto del coche, e incluso las distribuciones de presión en la estela, que es virtualmente imposible de obtener de manera precisa en el túnel de viento.

Así que, ¿están los ordenadores y las nuevas herramientas facilitando el trabajo del diseñador? En cierto modo, sí, pero también están haciendo que las piezas que los diseñadores pueden crear sean más complicadas. Sin embargo, lo que es cierto es que las mejores herramientas pueden suponer una gran ventaja para los diseñadores.

Fuente: F1 en español.


Oficina de diseño de chasis de Toyota, Colonia.

[elnuevo]

Aprovecho la foto que Riquii utilizó para explicar lo que es el tubo de pitot (muy instructiva, por cierto), para hablar de esa prolongación del fondo plano que se ve sobresalir por debajo del morro. Esta "pieza" se conoce como "divisor de flujo" o splitter. Se trata de una extensión o labio inferior que se expande hacia delante. Es muy sencillo pero es un apéndice aerodinámico extremadamente eficaz. Su misión es deshacer la presión del aire que se produce en esa zona conocida como zona de estancamiento. La zona de estancamiento puede considerarse como una especie de burbuja de aire de alta presión, el splitter incide sobre la placa y la empuja hacia abajo, creando carga aerodinámica. Igualmente en la parte trasera existen unas extensiones planas del fondo plano (divisor de flujo en estante) que sobresalen el máximo permitido por delante de las ruedas traseras. Estos paneles explotan la zona de estancamiento que existe inmediatamente delante de las ruedas traseras para crear una difirencia de presión encima y debajo de ellas, y generar carga aerodinamica.

Foto cortesia de Riquii

[elnuevo]

Noticia leida en Thef1.com

Williams desmiente reclamación a la FIA

16/04/04 10:52 am

Es una constante que tras la incorporación de nuevas reglas técnicas, los ingenieros de la F1 intenten encontrar la interpretación más convenientes al rendimiento de sus "criaturas". Esta indefectible actitud de los ingenieros se entronca con otra no menos arraigada que es la de denunciar posibles irregularidades ajenas ante los organismos pertinentes. De esta forma, el equipo Williams fue acusado de haber levantado el interés de los comisarios de la FIA respecto a una novedosa ala trasera de creación BAR.
Sin embargo, el equipo BMW WilliamsF1 Team negó que el equipo haya reclamado ante la Federación Internacional del Automovilismo (FIA) sobre el nuevo alerón trasero que usaba el equipo BAR. La FIA prohibió el uso de este elemento según había informado el 'Sunday Mirror'.

"El equipo solo pidió a la FIA que aclare al respecto. Estábamos desarrollando una igual, pero dudábamos sobre su legalidad. Así es como llamamos la atención de FIA, con el interés de desarrollar nuestra propia idea y no para cuestionar a otros equipos", dijo el porta voz del equipo, Liam Clogger.

El alerón de BAR tenía un tercer elemento que era fijado mediante aspas de guía al segundo.


Se refiere a este aleron o es otra innovación diferente? sabeis algo al respecto?

aleron en cuestión

[F1Seguidor]

Bien, veo que esto hace tiempo que no se mueve, y es hora de sacar algo de la nevera, y que espero os guste. Está sacada de una web, que esta muy bien, lo malo es que hace tiempo que no se actualiza, la direccion es:
www.formula1world.8k.com
lo mejor de todo es que esta en español. Pues nada, aqui va el "ladrillo" (merece la pena).

"Imaginad que rodamos en un Subaru Impreza WRX (calzado con unos neumáticos 215/45 17") a 3000rpm. De no existir nada entre el motor y las ruedas (es decir de no existir la caja de cambios y diferencial) la velocidad de rotación de éstas, de las ruedas, sería de 3000rpm, lo que equivale (con ese calzado) a rodar a una velocidad que pasamos a calcular teniendo en cuenta que:

el radio de la rueda será de:
Rrueda = [215•(0.45)] + [(17/2)•(25.4)] = 312.65mm = 0.31265m

y la velocidad de rotación expresada en radianes (rad) por segundo:
3000 • 2 • pi / 60 = 314.16rad/s

por lo que la velocidad a la que avanzaría el coche si las ruedas girasen a la misma velocidad que el motor (en este caso 3000rpm) sería de:
Vcoche = 314.16 • 0.31265 = 98.22m/s = 353km/h (!!)

Velocidad (a todas luces excesiva) que no tiene nada que ver con los reales 120km/h que en 5ª alcanza el Subaru a esas 3000rpm. Está claro que (como el radio de la rueda no varía) el giro del motor ha sido reducido en su paso por la caja de cambios. Y ha sido reducido en una proporción de:
353/120 = 2.96 veces
(es decir: con la 5ª velocidad engranada las ruedas giran a una velocidad 2.96 veces menor a la del motor).

De igual manera podemos razonar que en 4ª a esas mismas 3000 rpm rodamos en ese Subaru a 90km/h es decir el giro se reduce:
353/90 = 3.90 veces
y de igual manera podemos razonar para el resto de velocidades obteniendo las reducciones de la caja de cambios:
1ª - 13.9
2ª - 7.82
3ª - 5.48
4ª - 3.90
5ª - 2.96

Reducción que se suele realizar en dos etapas:

una etapa de reducción del giro se realiza en el vínculo entre el eje de la caja de cambios y el mecanismo diferencial, y es lo que se suele denominar la reducción del grupo, que (suele ser) es igual para todas las marchas. En el caso del coche que hemos tomado como ejemplo la reducción que se realiza en el grupo es (según el catalogo) de 3.900:1 (es decir en este momento el giro que llega a las ruedas desde el motor se reduce 3.9 veces)

y la otra porción de reducción se realiza en la propia caja de cambios. En el catálogo del Subaru aparecen las siguientes reducciones para la caja de cambios:
en 1ª 3.454, en 2ª 1.947, 1.366 en 3ª, 0.972 en 4ª y 0.738 en 5ª

Y por lo tanto las reducciones totales del conjunto caja de cambios y grupo serán:
1ª - 3.900 • 3.454 = 13.47
2ª - 3.900 • 1.947 = 7.59
3ª - 3.900 • 1.366 = 5.32
4ª - 3.900 • 0.972 = 3.72
5ª - 3.900 • 0.738 = 2.87

Que "coinciden" con los obtenidos anteriormente si omitimos errores debidos a la deformación de los neumáticos. Está claro que la selección de los desarrollos de la caja de cambios se debe realizar buscando adaptar el margen de uso del motor a las condiciones de velocidad que para el uso de ese coche se estimen. Reducir la velocidad de giro del motor para adecuar la velocidad de giro de las ruedas (para rodar a velocidades usuales, y no a 353km/h) trae una muy (muy) importante consecuencia: en la misma proporción en que se reduce la velocidad de rotación se amplifica el par (esta es la "magia" de las cajas de cambio)

Me explico: imaginad que rodamos en nuestro Subaru a 3600rpm (momento en el que, oficialmente, el motor entrega como máximo un par de 30mkg) y pisamos a fondo el acelerador; el par que llega a las ruedas en cada una de las marchas será:
1ª - 30mkg • 13.9 = 417mkg
2ª - 30mkg • 7.82 = 235mkg
3ª - 30mkg • 5.32 = 164mkg
4ª - 30mkg • 3.90 = 117mkg
5ª - 30mkg • 2.96 = 89mkg

Es decir que el par (que ya sabeis que es una "fuerza" de rotación) que llega a la rueda es tanto mayor cuanto mayor es la reducción de la caja de cambios (incluida la del grupo tambien), o lo que es lo mismo cuanto más cortos son los desarrollos. Por esto ya podemos asegurar (y comprender el porqué) el coche acelera más en 1ª que en 2ª, en 2ª que en 3ª, etc...

Vamos a ser un poco más rigurosos. Hemos explicado que en realidad el par que empuja no es el total del entregado por el motor (es decir no son la totalidad de los 30mkg del ejemplo anterior) sino que el par que empuja es aquel que sobra de la potencia que necesitamos generar para rodar a la velocidad a la que circulemos:

Par motor que empuja = [(PotDisponible - PotNecesaria) • 716] / rpm
que llega amplificado (multiplicado) a la rueda por la reducción de la caja de cambios y grupo (reducción total que voy a llamar ' r '):
Par rueda = [(PotDisponible - PotNecesaria) • r • 716] / rpm

Si os fijais en el término r/rpm y su influencia sobre el par que llega a las ruedas, comprendereis mi insistencia en comparar desarrollos de cambio equivalentes en valor relativo (o lo que es lo mismo la 3ª del Golf de gasolina con la 4ª del A3 diesel).

Por cierto: si os fijais la caja de cambios reduce la velocidad de giro en la misma proporción en que multiplica el par, por lo que el producto par•rpm es igual antes y despues de la caja de cambios; o lo que es lo mismo la potencia que entrega el motor no se amplifica ni se reduce en este proceso.

Nos vamos a la F1: el motor de uno de estos coches entrega a régimen de potencia máxima (830cv a 18000rpm) un par de:
Par = Pot • 716 / rpm = 830 • 716 / 18000 = 33mkg

que puede parecer muy poco (hay coches de calle que entregan eso y mucho más). Pero fijaros en un detalle: el motor de un F1 gira a 18000rpm, lo que implica el uso de enormes reducciones de giro y por lo tanto enormes multiplicaciones de par que llega a la rueda. Si rehaceis los cálculos del principio para este F1 vereis que con un radio de rueda de 0.3metros (impuesto por reglamento) a 18000rpm una rueda viajaría a (!!) 2035km/h. Por lo que si queremos ir a 150km/h (velocidad típica en 1ª velocidad) la reducción de giro debe ser de 2035/150 = 13.57 veces.

Para que quede claro vamos a comparar nuestro F1 (830cv a 18000rpm; par máximo aproximado 35mkg) con nuestro Subaru (220cv a 5600rpm; par máximo aproximado 35mkg) a una velocidad de 140km/h:

Marcha engranada(reducción) Régimen de giro Pot. entregada Pot. necesaria
SUBARU 4ª (3.9) 4500rpm 180cv 40cv
F1 1ª (13.57) 16800rpm 750cv 80cv

y aplicando lo de más arriba podeis obtener que, en realidad, el par que llega a las ruedas de estos coches a esa velocidad es: Par rueda F1 = [(750-80)•13.57•716]/16800 = 387mkg
Par rueda Subaru = [(180-40)•3.9•716]/4500 = 87mkg

Es decir: a pesar de que en ese instante ambos motores entregan un par sensiblemente igual (entorno a 33mkg) el par que en realidad llega a las ruedas en un F1 es 4.5 veces mayor (!!) que en el Subaru: y por ello acelera mucho, mucho más: estimando radios de rueda iguales, que el F1 pesa la mitad que el WRX y suponiendo que el F1 fuera capaz de transmitir todo ese par al suelo, la aceleración del F1 a 140km/h sería 9 veces (!!!!!!) superior a la del Subaru (que no es un coche lento)."

Tremendo!!!!!!!!!!!! (esto lo añado yo). Sin duda alguna, un buen "ladrillo".

Fuente: www.formula1world.8k.com

Un saludo.

[elnuevo]

Lotus 63. Lo que le hacia especial, sus cuatro ruedas motrices.



Aunque no fue el pionero, anteriormente en julio del 61 el Fergurson p69 ya contaba con esta "tecnologia" en la F1.
En el GP de Inglaterra del año 69 se incribieron nada menos que cinco monoplazas con tracción total; un Cosworth 4WD, el Matra MS84/1, dos Lotus 63 y un McLaren.

Un saludo.

[Piloto 0]

Voy a publicar una pequeña seguidilla de articulos referentes a los motores y sus gracias en la F1... Espero que a todos guste , pues con mucho aprecio por la Tecnica en la F1 lo publico, si hay algun comentario, lo escucharé:

Generalidades.

Un motor de Formula 1 desarrolla una potencia dos veces superior a la de un auto de serie clasico. Y permite desarrollos aun mas increibles. Los motores de Formula 1 se componen de al menos 5000 piezas, son muy complejos y deben poder funcionar a temperaturas muy altas. Las reglamentaciones no permiten sino motores alternativos de cuatro tiempos. La cilindrada esta limitada actualmente a tres litros. (ni mas ni menos), la seccion normal de cada cilindro debe ser circular, la turbo compresion esta prohibida tambien. Estos motores desarrollan alrededor de 770 y 900 HP y son en aleacion de aluminio. Los regimenes de funcionamiento se acercan actualmente a los 19000 rpm.

Un saludo foristas!!!!

[Piloto 0]

Materiales.

Los ingenieros motoristas utilizan ciertos componentes resultantes de ceramicos a fin de reducir la inercia de las partes en movimiento. Estos materiales son a la vez solidos y ligeros, lo que significa que se requiere una menor cantidad de energia para su movimiento, lo que contribuye a reducir el consumo y la obtencion de motores mas eficientes.

Un material similar a la ceramica, el berilio, ha sido durante mucho tiempo utilizado, especiammente por Mercedes, pero su seguridad ha sido puesta en cuestion, siendo finalmente prohibida en 2001.

El motor debe aligerarse a fin de ajustar mejor el centro de gravedad del vehiculo, pero tambien muy rigido, pues es el unico elemento que conecta el tren trasero al chasis. Debe ser capaz de soportar a la vez la carga aerodinamica del aleron trasero y los esfuerzos causados por las curvas o la conduccion. Los motores de F1 estan concebidos para girar
mucho mas rapido que los motores de ruta. Tener el doble de revoluciones por minuto debiera doblar la potencia entregada por el motor. Desafortunadamente, cuando el numero de revoluciones aumenta, se suceden muchas mas fricciones al interior del motor, y esto lo fragiliza mucho mas. Un motor normal no sobreviviria esta solicitacion. Un punto del reglamento actual estipula que los materiales pueden ser utilizados a fin de reducir los costos de fabricacion; unicamente los materiales metalicos son autorizados para ciertas piezas. Los materiales exoticos pueden reducir la masa, y son tambien menos sensibles al calor y son menos susceptibles a dilatarse con el calor pero tienen inconvenientes que limitan su utilizacion. Por ejemplo, las piezas en acero y en fibra de carbono se dilataran de la misma manera, lo que provocaria el malfuncionamiento o la rotura si se los utiliza juntos. Mezclar estos materiales con los materiales ferrosos pueden entonces provocar problemas. Solamente el 5% de un motor esta construido con dichos materiales (en comparacion con el 32% del acero, 63% de aluminio), pero asi mismo ayudan a desarrollar un mejor motor.

Un saludo foristas!

[Piloto 0]

3. Funcionamiento

El principio de funcionamiento de un motor de F1 es exactamente el mismo de tu vehiculo diario. Un motor se compone principalmente de pistones, cilindros, valvulas, bujias y un cigüeñal. Descompongamos los famosos cuatro tiempos correspondientes a un ciclo motor completo.



Primer tiempo: La admision
La valvula de admision se abre y se introduce una mezcla de aire y gasolina en el cilindro.

Segundo tiempo: La compresion
La valvula de admision se cierra y se comprime esta mezcla

Tercer tiempo: La explosion
Una chispa producida por la bujia genera una explosion en el cilindro. La fuerza desencadenada por esta explosion empuja el piston

Cuarto tiempo: El escape
La valvula de escape se abre, se evacuan los gases residuales y se vuelve a cerrar la valvula de escape.

La mezcla de aire-gasolina se produce en el cilindro. Se introduce ademas una cierta cantidad de gasolina en el cilindro, enseguida el inyector envia el aire directamente al cilindro. Se utiliza una bujia para inflamar la mezcla aire-gasolina contenida en los cilindros. Las bujias se fijan en la parte superior de cada cilindro. La bujia esta constituida esencialmente de dos electrodos entre los cuales el paso de una corriente de alta tension produce un arco electrico, proveyendo de esta forma la chispa que inflama la mezcla contenida en el cilindro.

La apertura de las valvulas es mandada por un arbol o eje de levas, encadenado con el cigüeñal (pieza que recibe el movimiento de todos los pistones). Esto puede permitir una apertura de hasta 3000 veces por minuto. La potencia del motor es transmitida a las ruedas mediante el cigüeñal, el volante del motor y seguido por la transmision: un sistema mecanico o hidraulico.

A la salida de los cilindros los gases de combustion son evacuados por los tubos de escape y por los exhostos, provistos de camaras, en las cuales la temperatura y velocidad de los gases baja. Asi mismo, se disminuye considerablemente la presion y el ruido de salida de los gases de escape en la parte trasera del vehiculo.

Un saludo foristas!

[Piloto 0]

4. La lubricacion

En general los motores F1 contienen alrededor de 10 litros de aceite (que, por otro lado, se puede ver derramado en la pista en un gran halo azul de humo durante la explosion de un motor!)

Alrededor de 7 litros alimentan al mismo tiempo los cilindros, los rodamientos y el cigüeñal. El sistema de lubricacion funciona a carter seco y renueva totalmente el aceite 4 veces por minuto. El aceite que se utiliza es sintetico y resiste las presiones y temperaturas elevadas a
las que funcionan los motores de Formula 1. Sus ingredientes son cuidadosamente escogidos a fin de ajustar su viscosidad y sus propiedades de friccion favorizando el rendimiento del motor.

El aceite es controlado constantemente por un sistema de rayos X con el fin de verificar que no haya rastros de metal en el aceite, previendo asi los problemas de motor. El aceite de un motor F1 se cambia cada 400 km, en comparacion a los 20000 km en un automovil normal.

Un saludo foristas!

[Piloto 0]

5. La refrigeracion y la alimentacion del aire:

Los motores de F1 tienen la necesidad de ser muy refrigerados puesto que ellos desarrollan temperaturas sumamente elevadas. Este es el trabajo de la entrada de aire sobre la cabeza del piloto, y de los radiadores sobre los flancos que refrigeran tambien el aceite.

Se cree generalmente que la refrigeracion se realiza conduciendo velozmente el aire, pero esta visto que este sistema de alimentacion de aire trabaja diferente. El aire pasa a traves de un conducto en el que el diametro aumenta, lo que disminuye su velocidad pero aumenta su presion, por lo que ingresa presurizado al motor. La forma de las entradas de aire es estudiada con el fin de entregar aire equivalentemente a todos los cilindros sin perjudicar el aerodinamismo del capo del motor.

Despues de la prohibicion de los motores turbo comprimidos, que desarrollaban mas de 1000 HP , los motores atmosfericos son alimentados por aire que no es mas comprimido por un dispositivo mecanico (los famosos turbos eran compresores capaces de aumentar la presion de aire antes de inyectarlo en los cilindros, obteniendo asi mayor potencia)

Aqui se puede ver un motor de esa epoca, un BMW 1.5 litros, que reportaba 1200 HP, pero los ingenieros reconocen que tenia 1470 HP!!



El turbo se puede apreciar en la parte baja derecha de la foto, es el elemento en fundicion de aluminio en forma de caracol.

Un saludo foristas!

[F1Seguidor]

Ya sabia ese dato, pero lo mas increible es que era un 4 cilindros en linea!!!!!!!! (Al menos hasta 1986). Y pensar que partieron de un motor de calle para su desarrollo.....Mas pequeño en cuanto a cilindrada que la mayoria de los coches de calle que tenemos la mayoria, porque los compactos suelen tener una cilindrada de 1600 cc.

Aqui van unos datos uno de los motores mas increibles que se han creado en F1 (para mi el que más):

- Tipo: BMW M12/13 tc
- Años en servicio: 1981-1987
- Cilindros: 4 en linea
- Presion del turbo máxima: 6 bares (los tdi apenas pasan de 1 bar, y los turbos de gasolina suelen tener menos de 1 bar TREMENDO!!!)
- Potencia: 650 CV a 11500 rpm
- Potencia máxima: 1400 CV a 12650 rpm!!!!!!!!!! (INCREIBLE sin duda el motor de F1 más potente de la historia)
- Turbocompresor: KKK (mas tarde Garret)
- Par motor: 45 mKg a 8500 rpm
- Relacion de compresion: 12:1
- 0 a 100 km/h: 3.1 segundos

Otra imagen de la "pieza":

[Piloto 0]

Excelente el dato, F1Seguidor! pienso lo mismo respecto al desarrollo de este motor, y el detalle que haya sido basado en un modelo de calle, es fenomenal!. Continuo entonces con el resto del ladrillo

6. El desarrollo



El motor Mercedes-Benz, producido por Ilmor propulsaba los MacLaren en 2001, V10 abierto a 72° - Cilindrada 2998 cc - Régimen maximo, 16700 rpm- Sistema de inyeccion variable - Longitud 590 mm - Ancho 546 mm - Alto 476mm - Peso 107 kg- 4 evoluciones por año.... Todos los motores de F1 son hoy por hoy enteramente concebidos utilizando tecnologias de punta desarrollada en gran parte para la Aeronautica, a saber la Ingenieria Asistida por Computador. Para decir aqui que para la parte de la pura concepcion del motor es necesaria la intervencion de los conceptos que haran parte de las especificaciones, las herramientas CAD (Diseño Asistido por Computador) son altamente utilizadas. Este util permite concebir cada pieza del motor en tres dimensiones y asi constituir las maquetas virtuales del motor en las cuales los ingenieros pueden desplazarse de manera interactiva. El interes de esta herramienta revolucionaria reside en el hecho que los ingenieros de las oficinas de diseño pueden entonces explorar todos los principios constructivos que deseen dentro de la medida en que ninguna pieza ha sido fabricada antes de la validacion final del diseño. Este es un analisis mediante software de elementos numericos realizado a la nariz del Renault F1, se puede apreciar el enmallado tipico que se realiza y los esfuerzos que se presentan de acuerdo con las solicitaciones que se ingresen al programa.



La resistencia de las piezas es analizada por los ingenieros de calculo quienes, sobre la base de los principios constructivos, las dimensionan a fin de garantizar su comportamiento instantaneo y a lo largo de la variable tiempo. Ellos utilizan para esto los utiles de simulacion numerica mas potentes que permiten evaluar todas las restricciones y esfuerzos que sufriran las piezas durante el funcionamiento del motor. Todos estos calculos extremadamente complejos dependen de parametros muy numerosos como las caracteristicas de los materiales, la forma de las piezas, los tipos de solicitacion encontrados, la temperatura, la presion ... Se comprende entonces que los recursos informaticos necesarios para cada escuderia son muy pesados y dificiles de enumerar poner en practica. Estos calculos por medio del CAD y de la simulacion numerica permiten entonces a los talleres de fabricacion contruir piezas muy complejas por medio de maquinas herramientas de control numerico (CNC). Estas maquinas son los tornos, las fresadoras, y, en general, las maquinas con un magazin de herramientas apropiado para este trabajo, que son dirigidas por computadores programados a partir de los estudios realizados en CAD.

El ultimo eslabon de la cadena de desarrollo es el test en el banco de ensayos. El "Dyno-Tester" es una maquina enlazada a los computadores que permite llevar el motor hasta su potencia maxima y hasta sus limites, en funcion de la fiabilidad requerida. Se prueba asi, la resistencia de los componentes, enseguida la durabilidad, la potencia bruta, el acople, el consumo de carburante, las mezclas de los gases, la velocidad de expulsion de los gases de escape. El Tester analiza entonces los esfuerzos y las falencias del motor.

Los test consisten, entre otros, hacer girar el motor a 18000 rpm sobre el Tester durante 3 minutos. Lo mas importante en todo este Test es que se pueda definir el margen de maniobra de que disponen los mecanicos en relacion al limite a no rebasar: si el motor es probado a 950 HP sin conectar, es facil imaginar que a 900 HP en carrera va a cubrir facilmente la distancia. Estos principios de desarrollo se aplican de forma muy extendida al conjunto de los componentes de un Formula 1: del chasis a los dispositivos aerodinamicos, pasando por la transmision o la suspension.

Un saludo foristas!!!