El motor de un auto de la Fórmula 1: Historia y explicación técnica (II)

Los motores de la F1 son el sello característicos de la competición. En esta segunda parte te explicaremos el funcionamiento de los actuales motores de la F1

Guía de: Fórmula 1

Motor auto Fórmula 1

El motor de un auto de la Fórmula 1: historia y explicación técnica

Ya explicamos en la parte 1  algo de historia acerca de los motores ocupados en la Fórmula 1 y por qué han cambiado en el tiempo (sobre todo su sonido). En la nota pasada te contamos que actualmente los F1 ocupan motores híbridos con un motor de combustión v6 y una parte eléctrica muy compleja, la cual ahora revisaremos en detalle.

Todo este conjunto es llamado “Unidad de potencia”, la cual incluye las siguientes piezas:

Energy Store (ES): es un sistema de baterías que almacenan y transmiten energía al motor. Esta unidad pesa unos 25 kg.

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Energy Store

Electronic Control Unit (ECU): sistema computacional que se incluye en el auto y que el piloto puede regular para solicitar más energía o no a las baterías, según los momentos de las carreras.

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Electronic Control Unit

Internal Combustion Engine (ICE): motor tradicional a combustión, siendo un V6 y cuyas características ya vimos anteriormente.

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Internal Combustion Engine

Turbo Compresor: el turbo recoge los gases que genera el ICE por el tubo de escape, pero en vez de botarlos, los aprovecha para hacer girar una turbina. Por otra parte, obtiene aire limpio lleno de oxígeno que también gira otra turbina. Estas turbinas cargan las baterías y el aire limpio enriquece la combustión del motor, generando más potencia.

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Turbo Compresor

Motor Generador Unit-Kinetic (MGU-K): al igual que el KERS, convierte la energía al frenar para recargar las baterías. También transmite esta energía al momento de virar y acelerar, por lo que hace doble función (recupera y entrega).

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Motor Generador Unit-Kinetic (MGU-K)

Motor Generator Unit-Heat (MGU-H): aprovecha el calor y los aires que escapan del turbo para producir energía, recargar las baterías y entregarle esta energía al ICE o al MGU-K.

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Motor Generator Unit-Heat (MGU-H)

Todas estas piezas de la unidad de potencia, en carrera, se ocupan en 4 fases fundamentales:

  • - Velocidad máxima
  • - Frenada
  • - Aceleración
  • - Adelantamiento

A continuación, te contaremos cómo funcionan todas las piezas en estas etapas:

Velocidad máxima:

  • - Durante este proceso, el ICE entrega la energía para llegar a la máxima velocidad posible.
  • - Mientras esto pasa, el Turbo compresor recupera la energía de los gases y se la vuelve a entregar al ICE.
  • - El MGU-K entrega energía al ICE desde sus baterías
  • - El MGU-H funciona como recuperador de energía para recargar las baterías
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Velocidad Máxima

Frenada:

  • - MGU-K se convierte en recuperador de energía y la guarda en las baterías
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Frenada

Aceleración:

  • - Se exige al ICE toda su capacidad para conseguir la velocidad máxima de nuevo
  • - El MGU-H entrega la energía al turbo compresor para que éste genere energía al rodar las turbinas las cuales le entregará más energía al ICE
  • - El MGU-K, con las baterías cargadas por la frenada anterior, entrega la energía al ICE
  • - Una vez alcanza la velocidad necesaria, el MGU-H vuelve a convertirse en recuperador de energía para recargar las baterías
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Aceleración

Adelantamiento

  • - El ICE está al 100%
  • - El Turbo Compresor está al 100% consumiendo la energía
  • - El MGU-H alimenta al 100% al MGU-K
  • - El MGU-K entrega el 100% de energía al ICE
  • - En esta etapa, todas las baterías se descargan casi al 100% para conseguir la velocidad máxima disponible.
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Adelantamiento.

Todos estos grandes cambios en los motores de la Fórmula 1 trajeron consigo efectos positivos en la competición. Uno de ellos fue la fiabilidad y efectividad.

Estos motores son más fiables que los anteriores motores V8 en un 11%, ya que comparaciones entre la cantidad de motores ocupadas cuando se corría con un motor V8 versus los actuales V6, entregan resultados que muestran que actualmente se necesitan menos motores para recorrer más kilómetros de carrera.

Por el lado de la eficiencia, la mejora fue abrumadora. La investigación y desarrollo realizada a estos motores en 3 años hizo que estos mejoraran, en 3 años, más que en toda la historia del automovilismo. Con los motores V8, la eficiencia del combustible utilizado era de un 29%, desperdiciando un 71% de combustible y energía. Tan dramática era la pérdida de energía, que si se comparaba un motor de la F1 versus el primer auto creado en el año 1876, un auto de la F1 era eficiente solo en un 12% más.

Con los actuales motores y con solo 3 años de evolución, la eficiencia de energía y combustible aumentó al 50%, desperdiciando solo la mitad.

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Este aumento en la tecnología ha sido también un problema en los costos, ya que actualmente la F1 tiene las unidades de potencia más caras de su historia. A fabricantes de motores como Honda y Renault les ha costado poder adaptarse a estos cambios hacia el mundo híbrido. Las 2 marcas dominantes de la Fórmula 1, Mercedes y Ferrari, también pasaron por inconvenientes, pero fueron solucionados principalmente por la cantidad de dinero invertido en sus autos.

La Fórmula 1 espera que para el 2020 se pueda realizar un nuevo cambio en las unidades de potencia, eliminando el MGU-H (no confirmado), lo que disminuiría un poco el costo de estas unidades y las haría unidades de potencia híbridas más convencionales. Esto podría tentar a otros fabricantes de motores como BMW, Porsche o Toyota, por ejemplo, a entrar a la competición.

Esperamos que esta explicación técnica de los motores de la Fórmula 1 te sirva para ver con otros ojos las carreras de estos monstruos del automovilismo y puedas disfrutar del sonido de sus motores.

Te dejamos un video de la marca Renault donde explica detalladamente y de forma gráfica todo lo que vimos en esta nota. (En inglés).

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