En esta sección escribiré sobre el motor y otros elementos mecánicos del monoplaza de F1.
La parte mecánica de un fórmula 1 se define como las piezas del monoplaza que permiten que el coche se mueva y se detenga. Las piezas están colocadas de la manera en que el centro de gravedad del coche sea el más bajo posible.
- MOTOR:
El motor ha ido evolucionando mediante los años, sin importar al principio la disposición del motor mientras que ahora la FIA fija unos parámetros muy concretos que obligan a todas las escuderías a seguirlo cosa que hace que los motores no marquen tanto la diferencia en una carrera.
Motor 2014:
La FIA ha decidido reducir la disposición del motor de cara al 2014, obligando a que sea V6, miemtras que en los últimos 7 años se han utilizado los V8.
El motor de 2014 reducirá las máximas revoluciones por minuto de 18000 a 15000. Y ha pasado de 2.4 litros a 1.6 litros.
Tendrá una potencia que rondará los 850 CV, 100 más que el modelo anterior.
Otra norma es que no puede superar el consumo de 100 kg/h. El motor pesará menos de 100 kg.
Por lo que se ha anunciado el precio de este motor se disparará, los tres distribuidores de motores a la F1 (Renault, Ferrari y Mercedes).
Renault lo vendería a unos 21 millones de euros con el turbo y las baterías.
Por otra parte el precio de los motores Ferrari y Mercedes sería de 16,5 y 14,7 respectivamente.
Hay que recordar que el precio de los motores de 2013 ronda los 8,27 millones de euros.
Esto puede hacer que equipos no tan fuertes como Marussia tenderían a desaparecer ya que no tienen un presupuesto tan amplio. Si Marussia comprase los motores Renault, vería como el 36% de su presupuesto anual es gastado en el motor y en caso de que no consigan el décimo lugar perderían 10 millones más.
Se espera que Bernie Ecclestone se reúna con Carlos Goshn, el líder de Renault, para tratar de arreglar este tema.
La preocupación principal de este motor es la refrigeración, intentando que este sistema enfríe adecuadamente el motor pero sin que comprometa la aerodinámica del motor. Tal como han dicho ingenieros como Adrian Newey (Redbull) y Mark Smith (Caterham).
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| Motor Reanult del 2014 |
- KERS:
El KERS (Kinetic Energy Recovery System) o freno regenerativo es un dispositivo que entró en la fórmula 1 el año 2009, recupera la energía que se disiparía en las frenadas y la transforma en potencia. Este sistema dejó de utilizarse en la temporada de 2010, pero en 2011 volvió a los monoplazas.
Hay dos tipos de KERS el mecánico y el eléctrico.
Todos los equipos utilizan el eléctrico menos Williams.
El eléctrico es más complejo, menos fiable y más peligroso. Utiliza baterías de ion de litio para almacenar la energía.
El sistema esta formado por un generador que transforma la energía cinética que se genera en las frenadas en energía eléctrica. La FIA tiene una normativa la cual indica que se puede almacenar como máximo 400 KJ por vuelta. Y los pilotos tienen esa potencia extra para utilizarla en cada vuelta donde quieran, solo teniendo que pulsar un botón que tienen en el volante y así obtienen 80 CV más durante 6,5 segundos.
El KERS esta formado por un gran disco metálico que gira a grandes velocidades en las frenadas debido a la energía desprendida.
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| Estructura del KERS |
El principal problema del KERS es su peso (30 kg) y su volumen.
La mayoría están colocados debajo del tanque de gasolina y las baterías debajo de los pies de los pilotos. Se ponen en la parte más baja para que los coches no pierdan el equilibrio.
Se han producido algunos incidentes a lo largo de la corta vida del KERS, la mayoría producido por las descargas eléctricas que provoca, como el ocurrido a un mecánico de BMW. Ahora todo el personal que manipula el F1 tiene que llevar trajes que resistan a descargas de hasta 1000 voltios.
Para los equipos ha sido un gasto monumental. Han habido equipos que han llegado a gastarse 100 millones debido al gran reto que es para los ingenieros este dispositivo.
Muchos equipos no utilizaron el KERS el primer año debido al coste y a la poca información que se conocía de este dispositivo.
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| El motor-generador del KERS |
Neumáticos:
Son los únicos puntos de apoyo que tiene el monoplaza con el suelo.
Están fabricados de nylon, fibra de poliéster y cauchos blandos. Han sido creadas para mucha menos duración que la de los coches de calle y tienen una vida de entre 80 y 200 km.
El neumático puede llegar a aguantar una tonelada de carga aerodinámica, fuerzas laterales de 4G y fuerzas longitudinales de 5G.
Trabajan a temperaturas de entre 80 y 100 grados así tienen una gran adherencia al suelo. Por encima de estas temperaturas el neumático se desgasta muy rápidamente.
El caucho que forma los neumáticos se va desprendiendo y se va acumulando en la pista, y los pilotos intentan volver a pasar por esa zona para recuperar caucho y conseguir un poco más de adherencia.
Otro apartado muy importante es el de la presión de los neumáticos. La presión en estos ronda los 1-1,2 bares mientras que en los de calle es alrededor de 2.5 bares. La principal diferencia con los neumáticos de calle es que el aire con el que esta hinchado contiene más nitrógeno que los corrientes para minimizar la variación de la presión con la temperatura.
Un fallo mínimo en el cálculo de la presión puede causar grandes perdidas en la adherencia. Hay equipos como Ferrari que utilizan diferentes gases, los italianos utilizan el HFC (hidrofluorocarbono).
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| Un neumático al acabar la carrera |
Los problemas con los que se pueden llegar a encontrar los neumáticos:
-Blistering: Salen como ampollas cuando la temperatura es superior a 120 grados.
-Graining: La primera capa del neumático se deteriora excesivamente. Suele ocurrir en los delanteros.
-Chunking: Trozos del neumático son arrancados de la carcasa.
El proveedor de neumáticos de la Fórmula 1 actual es Pirelli. Reparten 1800 neumáticos en cada Gran Premio.
Antiguamente Michelin y Bridgestone repartían los juegos de neumáticos. Y hace más de una década Goodyear ocupaba el puesto de Michelin.
Hay 6 tipos de neumáticos:
- Los neumáticos de seco: Hay 4 tipos de gomas de seco, los superblandos (rojo) , blandos (amarillo), medios (naranja) y duros (blanco). Pirelli escoge antes de cada Gran Premio dos compuestos de estos 4 para que utilicen los equipos. Y se deben utilizar los dos en la carrera a no ser que llueva.
- Neumáticos de lluvia: Hay 2 tipos: los intermedios o de lluvia (verde) y los de lluvia intensa (azul). Les diferencia de los de seco por los dibujos que sirven para evitar el aquaplanning que se produce cuando hay agua en la pista. Si el suelo esta mojado el neumático pierdo contacto con este y con los de lluvia se mantiene más. La temperatura óptima es entre 40 y 50 grados. Pueden durar perfectamente toda la carrera, pero se pierde velocidad.
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| Tipos de neumáticos |
Frenos:
Los frenos son algo muy especial e importante en un fórmula 1. Es lo que hace diferente a cualquier otra categoría de automovilismo o Moto GP. Ya que un coche de Fórmula 1 es capaz de frenar de 300 km/h a 80 km/h en 100 metros y se produce una deceleración de más de 5G. En un coche normal frenando al máximo puede llegar a ser de 1.4 G.
(G quiere decir la aceleración de gravedad)
En un F1 la frenada es totalmente diferente a la de un coche normal. Para frenar debes frenar al máximo primero, al inicio de la frenada, y cuando ya estas a menos velocidad has de frenar menos. Son frenadas degresivas y son así debido a que cuando vas a alta velocidad el monoplaza tiene más carga aerodinámica y es más estable y es muy difícil bloquear las ruedas, por eso hay que frenar más fuerte y lo contrario cuando la velocidad es menor.
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| Hamilton clavando frenos en su McLaren |
Un sistema de frenado entero cuesta unos 50000€.
Para frenar los fórmula 1 tienen discos de freno de carbono (carbono en esencia pura, no como la fibra del chasis) y pesan un 50% menos que un disco de freno de otros tipos de carreras, pesa 1.5 kg. El precio de la unidad es de unos 6000€ y se utilizan 200 al año.
La temperatura del disco varia entre 600ºC y 1000ºC. Cualquier temperatura distinta a esta hace empeorar el rendimiento.
El disco gira junto a la rueda y al frenar, las pastillas lo oprimen que es lo que hace que reduzca la velocidad.
El piloto puede decidir si frenar más con las ruedas delanteras o traseras mediante girar una rueda que tiene en el cockpit. Normalmente se frena un 60% con el eje delantero y el 40% restante con el trasero, pero depende de los circuitos el piloto lo puede cambiar cuando quiera.
En un sistema de frenado todo comienza con el pedal de freno que el piloto pulsa con el pie, el piloto ha de hacer una fuerza de unos 100 kg en él, pero se necesita algo más que se consigue con la inercia en la frenada del peso del piloto. Un pedal de un F1 tiene muy poco recorrido comparado con uno de un coche de calle (se mueve unos 10mm). Al mover el pedal, este empuja la bomba de freno, que esta genera la fuerza hidráulica que es pasada por un latiguillo a las pinzas que hay 4 y están sujetas a los pistones (hay 3 de diferentes tamaños) y estos aprietan la pastilla de freno contra el disco para frenar.
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| Esquema del sistema de freno |
Hay un sensor muy importante en el sistema de frenos que mide el desplazamiento de los pistones y gracias a esto el equipo consigue información sobre el desgaste de las pastillas, así si los pistones se han desplazado 1mm a las 10 vueltas de carrera podemos saber que gastará 6mm en las 60 y no pasa nada porque la pastilla tiene más, si gasta más hay que avisar al piloto.
El líquido de frenos esta colocado en la parte delantera del coche en botellitas pequeñas de plástico transparente (para ver el nivel) y está conectado a las bombas, y de allí el líquido es mandado a las pinzas.
Como refrigerar el sitema de freno?
Los equipos no pueden utilizar líquido de frenos refrigerado por eso utilizan entradas de aire más grandes para ventilar el sistema de frenado.
Depende del circuito son más grandes las entradas o no, ya que si la entrada es grande y se frena poco, la temperatura del disco es baja y pierde rendimiento, además si la entrada es grande se pierde algún km/h de velocidad.
El flujo de aire que refrigera los frenos hace el siguiente circuito:
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| El aire refrigera el sistema de freno |
El aire entra por la parte del morro y de los triángulos de suspensión y sale por la periferia, por dentro de la llanta.
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