Este año es todo un hito para la tecnología de la Fórmula 1. Cada área del coche se ve afectada por la nueva normativa, pero ninguna más que el motor V6 turboalimentado. Por mucho que hayan cambiado los propulsores en las últimas décadas, nunca las normas han exigido cambios tan grandes de golpe. El deseo de la FIA de una F1 más eficiente y «verde» se ha cumplido con el paso a los motores de 1,6 litros turbo. Esto significa que la temporada 2014 estará dominada y probablemente decidida por la tecnología de los motores.
Antecedentes
La normativa sobre motores ha sido relativamente estable durante décadas. Desde los años 60, los motores de tres litros se cambiaron por turbos, atmosféricos de 3,5 litros, luego se volvió a los tres litros, y finalmente se pasó a los 2,4 litros que hemos tenido hasta ahora. Aparte del coqueteo con los turbo y el avance hacia especificaciones fijas, los motores de base nunca han sido tan diferentes.
Los motores atmosféricos llegaron a girar hasta 20.000rpm y las potencias rondaron los 1.000cv, antes de que las dificultades económicas hicieran que se creara una especificación fija y se congelara su desarrollo a partir de 2006. Los empleados en 2013 son los herederos de aquellos motores, con 2,4 litros V8 y límite de revoluciones de 18.000rpm, produciendo alrededor de 780cv. Con la congelación, los motores se convirtieron en muy fiables, a prueba de bombas.
Como consecuencia de ello, los costos de los fabricantes de motores se redujeron mucho, debido tanto a la reducción del número de propulsores que tenían que fabricar, como por el ahorro en desarrollo. Por el camino se quedaron Honda, BMW y Toyota, por lo que fueron cuatro fabricantes de motores los que aguantaron hasta el actual retorno de la era turbo.
El plan original de la FIA era crear una F1 con imagen más «verde», con motores más pequeños y eficientes, pero con similar potencia a los anteriores. Originalmente se pensó en motores cuatro cilindros de 1,6 litros, pero se cambió a V6 por las protestas de Ferrari y Mercedes, que acostumbran a equipar sus coches de calle con motores más «gordos». El reglamento técnico, completamente diferente al de los anteriores V8, permite un sólo turbo sin límite de soplado, con un régimen máximo de 15.000rpm, y con un límite en el flujo de combustible. Otras restricciones afectan a cada una de estas áreas, y también se reducen a cinco los motores disponibles por piloto y año.
Arquitectura del motor
Históricamente los fabricantes de motores han tenido libertad a la hora de elegir la configuración, en cuanto a número de cilindros, el ángulo de la V o el diámetro del pistón, siempre que se respetara la cilindrada máxima. A comienzos de la década de los 2000 los motoristas luchaban por lograr el mejor motor, con diseños cada vez más pequeños, ligeros, bajos y capaces de girar más rápido. Para frenar tal escalada, la FIA impuso límites, con especificaciones fijas, y con las nuevas reglas se ha ido incluso más lejos en este sentido. Por ejemplo, los motores tienen que ser V6 con 90º de ángulo entre las bancadas, y los pistones deben tener un diámetro de 80mm. Los anteriores motores V8 tenían cilindros de diámetro 98mm, utilizados desde la era V10, por lo que sólo este cambio de tamaño ya requiere de nuevos desarrollos en los bancos de pruebas.
Cilindros más estrechos también significa que las válvulas tienen menos sitio en la cámara de combustión, y con las temperaturas más altas en la cámara de combustión harán falta bujías más pequeñas. Los pistones trabajarán a mayor temperatura y soportando mayores presiones, por lo que se requieren pistones más robustos (es posible que se emplee acero en lugar de aluminio) y trabajar en su refrigeración con el aceite del motor.
Las normas también exigen un volumen fijo al que el conjunto motor debe adaptarse, con soportes de montaje estándar específicas, en teoría para impedir la fabricación de motores excesivamente pequeños y para permitir a los equipos cambiar de un motor a otro. Esto significa que en teoría un equipo podría montar cualquier motor en su coche, pero en la práctica haría falta bastante trabajo para modificar el coche y adaptarlo a otro motor.
Como en las anteriores normas, hay un peso mínimo para el motor, pero pasa de 95kg a 145kg, porque en ese peso hay que añadir todo los sistemas de recuperación de energía. El centro de gravedad del motor también se fija, para evitar que los equipos gasten dinero en quitar peso de la parte superior. Este C.D.G se ha elevado 35mm respecto al año pasado, hasta los 200mm, porque también se ha elevado la altura del cigueñal en 32mm. Si no se pusiera este límite de altura del cigueñal, los diseñadores «tirarían» el motor al suelo, obligando a diseños extremos de embrague y caja de cambios.
Turbo
El retorno de los turbocompresores es el principal motivo por el que estos pequeños motores producirán suficiente potencia como para igualar a los V8 empleados hasta ahora. Renault fue la que introdujo el turbo en la F1 en 1977, dando inicio a un formato que duró hasta que fue prohibido en 1988. Durante este periodo, los motores de tres litros V8 de Cosworth o los 12 cilindros de Ferrari fueron superados por estos pequeños motores de 1,5 litros. Si un buen motor producía alrededor de 550 cv, durante la era turbo, sin límite de presión, se llegaron a alcanzar los 1.500 cv.
El retorno de los turbo no significará un renacimiento de las ultra-altas presiones, y la expulsión de llamaradas por el escape. Al igual que en los coches de calle, la presión del turbo será menor, el retraso en la respuesta se reducirá a nada, y se controlará el consumo de combustible. Su instalación está muy controlada: un sólo turbo de geometría fija, posicionado en la línea central del coche, y alimentado por los tubos de escape que saldrán por fuera de la V del motor. No será posible que los escapes salgan por dentro de la V como en el Audi de Le Mans o el motor Ferrari de la anterior época turbo.
Aunque se permitirán válvulas de descarga, los gases de escape deben salir por un único tubo de escape. Con la posición de la salida del escape y la energía que el turbo extraerá de los gases, su uso para el soplado aerodinámico estará muy limitado. Aparte de los primeros motores turbo de Renault, nunca se han empleado turbos en posición central en la F1, por lo que estamos acostumbrados a ver entradas de aire para el turbo laterales, sobre los pontones. Este año, con el turbo montado ligeramente detrás del motor, hay espacio para que el aire llegue desde las actuales entradas de aire que están sobre la cabeza del piloto, por lo que los coches seguirán teniendo un aspecto parecido. Pero esto no está regulado, así que algunos equipos podrían encontrar mejores lugares para colocar una o dos entradas de aire.
El turbo necesitará mucha refrigeración, tanto para el turbo en sí mismo, que está refrigerado por aceite, como para el aire que pasa a través del turbo, que necesita refrigerarse antes de entrar al motor. Así que uno de los pontones estará dominado por un gran intercooler. Probablemente en el otro pontón entren los radiadores normales para el agua y el aceite.
Restricciones de flujo de combustible
La FIA ha introducido un nuevo límite para el consumo instantáneo de combustible, y el motor no puede consumirlo a un ritmo mayor de 100kg/h a más de 10.500rpm. A bajas revoluciones este caudal máximo se formula de acuerdo a las revoluciones del motor. Esto significa que por encima de las 10.500rpm la potencia estará limitada por la restricción de combustible, por lo que llegar a 15.000 rpm acabará produciendo menos potencia debido a las fricciones a esas velocidadades.
Los motores serán más eficientes a menos de 10.500rpm, por lo que probablemente sólo en calificación y al final de las rectas largas el motor rodará por encima de ese límite. Ayudando a la eficiencia se permite la inyección directa por primera vez, inyectando combustible directamente en la cámar de combustión a alta presión, con un límite de 500 bar.
En pista…
Algunos aficionados se han preocupado por el sonido que emitirán estos motores, pero en los años 80, con motores aún más pequeños y girando a menos revoluciones que este año, el sonido no defraudaba a nadie, así que este debate acabará en cuanto comience la temporada.
Aunque tampoco se espera que los coches se retiren con sus motores rotos envueltos en llamas como en los 80, la fiabilidad a prueba de bombas se ha terminado, y es muy posible que la fiabilidad vuelva a decidir los títulos. Además, cada piloto sólo puede emplear cinco motores por temporada, sancionándose con posiciones de parrilla el uso de cualquier motor adicional, por lo que la falta de fiabilidad será doblemente castigada.
Con las restricciones de consumo el motor puramente de gasolina no igualará la potencia de los anteriores V8, pero con los sistemas de recuperación de energía sí que lo harán. De todas formas lo importante será la manejabilidad y el par. Los V8 producían muy poca potencia por debajo de las 10.000 rpm, y en las últimas 8.000 rpm entregaban 500cv extra.
Con los nuevos turbo, los motores ofrecerán casi la mitad de su potencia a 5.000rpm., para elevarse a aldedor de 650cv a 10.000rpm, momento en el cual la restricción del flujo limita la potencia. Con los sistemas de recuperación de energía (que explicaremos con detalle en un posterior análisis), el tren de potencia ofrecerá algo más de 800cv durante casi toda la vuelta, con enormes cantidades de par. Todo esto empleando un tercio menos de combustible que los motores de 2013…
Muy buen artículo Ion!! Está muy bien que los ingenieros tengan que desarrollar los motores y nuevas soluciones, pero no quiero que un mundial se decida por la fiabilidad sino que sea por el pilotaje. Por otro lado tengo dudas de que lleguen a esos 650 C.V. más que nada por temas de fiabilidad sobre todo a principio de temporada. Deseando que empiece y ver de lo que son capaces, que ya queda menos!! saludos.
Muchas gracias por la explicación. Hay muchos datos que desconocía.
Por otro lado he visto una foto de Laferrari con el supuesto motor V6, y el alerón trasero, el spliter y la toma de aire me parecen muy sospechosas. Me da que se dieron cuenta de lo que se podía hacer según la normativa y nadie dijo que no se podía probarlos en otros coches.
Llegar a 650 también lo veo dificil, y más cuando en los 80 daban 550cv. El par que darán se será otra cosa.
Estimado Garfield, ese Laferrari es un prototipo de los LMP2 para LeMans y sucesor del FXX como pronostiqué por aquí cuando se habló del tema. XD Un saludo.
Felicitaciones ION por la nota, pero no opino de motores.
Evito polémicas.
Solo opinare de la supuesta futura FERRARI 665, y como ya manifesté sera en JEREZ.
Pese a que hoy ya hay bastante información publicada evitare subirla.
Saludos.
PD: Sature demasiado a la pagina con mis comentarios sobre los V6.
HOY 10 DE ENERO NO QUIERO OLVIDARME DEL CUMPLEAÑOS DE UN GENIO RORY BYRNE.
FELICES SETENTA AÑOS CUBIERTOS DE GLORIA
VERY, VERY HAPPY RORY.
FELIZ CUMPLEAÑOS RORY.
TODAVÍA NO ES MEDIANOCHE EN BS AS.
CHAO
garfields, ese LaFerrari que hablas y que se han filtrado fotos, lo analizamos aproximadamente 2 meses atrás circulando por la pista. En ese entonces se decía que era Mugello, pero a mi no me coincidía. Lo que si coincide con que lleva un motor V6 Turbo es lo siguiente:
Toma de aire superior,
signo (triangulo amarillo) que lleva a su costado informando que lleva sistemas eléctricos complejos,
El auto que prepara Ferrari para la LMP1, NO 2, es diferente, sin spoiler trasero y, no es una LaFerrari, tiene su capot pintado rojo. Ferrari aún no decide de participar en ésta categoría, pero lo evalúa para el 2015.
Salu2
El ruido del motor cuando levantaba y desaceleraba.
Para Jorgech y para mi, nos quedamos convencidos que el auto no es una LaFerrari, es un laboratorio Ferrari montando un V6 Turbo y supuestamente un sistema de Control de Tracción.
Lo siento, por algún motivo se desordeno la correlatividad del texto.
Faltó otra característica, el auto probado, casualmente llevaba un escape central, solo 1 salida ¿?, ¿algún otro indicio? Me voy ahora de vacaciones hasta fines de febrero o principios de marzo, si el clima nos acompaña. Salu2
ESTIMADOS AMIGOS.
Siempre manifesté que por el sonido no era el V6 esta pagina confirma mis pensamientos, era un V8
http://www.elenaferrari.net/news.html ESTIMADO GARFIELD, ingresa y te pones al tanto, era un coche «DE PRUEBAS PARA PRESENTAR EN EL FUTURO EN LE MANS «LA CATEGORÍA TOP, LMP1».
No comentare de sus caracteristicas, «NADIE SABE LA VERDAD, MENOS YO» secretos de FERRARI que todavia no serán divulgados.
ERA EL CLÁSICO COCHE LABORATORIO DE FERRARI.
Saludos.
PD siento defraudarlos. pero hasta JEREZ NO OPINO NADA, SE BARAJAN TANTAS BARBARIDADES QUE PREFIERO EL SILENCIO Y SI ES POSIBLE EL ANONIMATO.
CHAO.
Gracias a los dos por sus pensamientos.
Pero creo que es como dice Moahmad: Hasta Jerez nada.
Pero lo que me extraña es que se habla de Audi con un V6 con ERS-K y el Porsche con un boxer V4 con ERS-K basado en el 918. Desde que me dijeron que era para Le Mans me puise a buscar información sobre los prototipos. Lo más curioso es que de Ferrari sólo hay especulaciones, y que la libertad este año de ingeniería podría ayudar al motor de F1.
Especulaciones de un mero espectador
Excelente artículo Ion. Muchas gracias. Después de leerlo tengo la impresión de que lo que yo pensaba al respecto no está demasiado en el terreno de la especulación. Mi opinión, basada sólo en una lógica simple, es que los motoristas que actualmente están en la F1 tienen una experiencia enorme en el desarrollo de motores térmicos y van a lidiar bastante bien con todo eso. Pero el problema más importante me parece a mí que va a ser el «matrimonio» de este motor con el sistema K. Como comenté en otro post ya no se trata de un «empujón», relativamente de poca duración, que daba el KERS, sino de un «arrimar el hombro», por parte del K, mucho más de lo que lo hacía aquel. Espero con impaciencia el anunciado artículo sobre el sistema recuperación de energía que nos anuncia Ion.
También hay algo que vengo pensando últimamente y que ya me lo veo confirmado por el primer párrafo de este artículo de Ion y por el post #1 del amigo techf1: la conducción, y por tanto su campeonato, se van a ver distorsionadas por la parte monoplaza. A mi parecer, esta temporada va estar marcada por la tecnología, y no sólo de los motores como dice Ion, sino por todas las demás partes que integran el monoplaza. Ya veréis los neumáticos… El Campeonato de Conductores se podría desvirtuar hasta llevar a conclusiones erróneas. Por ejemplo, supongamos que RB no atinase a «dar en el clavo» con su monoplaza y que Vettel quedase muy atrás en el campeonato ¿se podría concluir que Vettel sólo brilló por su archisuperior monoplaza, y ahora se ve con claridad que no es tan buen conductor? Me parece que la respuesta rotunda es No. De modo es que si mi razonamiento no está equivocado vamos a tener un campeonato de marcas más que de conductores. Hay algo que siempre me ha llamado la atención: aun cuando la primacía se da -desde el punto de vista de la parafernalia/publicidad- al Campeonato de conductores respecto al de constructores (en los podios de las carreras el representante de la escudería que ha ganado queda un tanto como oculto en segundo plano, etc.) la expresión, refiriéndose al conductor, «Fulano condujo (o conduce) para XXX», donde XXX sería una escudería, la he oído/leído siempre, desde hace la tira de años. Es que a mí esa forma de decir me parece que prima más al constructor que al conductor… La leche qué cosas. Esperemos que no ocurra lo peor: una escudería que «da totalmente en el clavo» a las primeras de cambio, con dominio abrumador y ya tenemos de nuevo el fenómeno RB pero con otro nombre, porque como sea así…
Saludos para todos
Estimado Garfield, referente a tu #10.
No voy a comentar nada de los motores de F1, pero si comentarte que si es bóxer no es en V, si por lo que leí cuando M.Webber realizo pruebas ¿seria un V4 híbrido con oto tipo de tracción?, encontré este vídeo y la nota, http://oppositelock.jalopnik.com/porsches-lmp1-car-will-use-a-v-engine-1456945643 pero son suposiciones, nada en concreto.
No me opongo al pensamiento de nadie, cada uno tiene sus ideas, pero lamentablemente estoy cansado de opinar siempre lo mismo, prefiero dar un paso al costado y que todos opinen.
Para la «supuesta verdad falta poco», ¿entonces que sentido tiene polemizar 50cv mas o menos?
Un abrazo.
PD:
Estoy disfrutando el día en una estancia cerca de BS AS.(me prestaron la Pc. para otro tema y no resistí la tentación y entre en la pagina), regreso temprano, la nota y el vídeo lo conocía, solo fue copiar y pegar.
AMPLIANDO EL #12.
Ahora en casa y en mi Pc. si te puedo facilitar todo lo reciente publicado sobre la FERRARI proyecto 665
http://www.omnicorse.it/magazine/33700/f1-ferrari-tanti-segreti-da-scoprire-sulla-rossa-del-2014 por supuesto son todos comentarios.
Hay mucho mas sobre el motor pero no lo voy a publicar.
Saludos de ciclista a ciclista.
CHAO.
Ahhh, me olvidaba esta otra nota es también sobre FERRARI, es para tenerla en cuenta, estoy recopilando notas sobre el tema http://www.omnicorse.it/magazine/33748/f1-allison-fry-la-unione-fa-la-forza-della-ferrari-2014 solo sobre FERRARI.
Saludos.
Estimado Vitto, cierto que es LMP1 y nó 2. En que estaría pensando!! Pero los LMP1 llevan también el escape en esa posición en algunos con dos salidas y en otros con una sola salida y también llevan sistemas ERS, con lo que ese prototipo de laferrari podría ser un LMP1 perfectamente. Hay webs que así lo confirman, pero lo que está claro es que son todo suposiciones y aún falta mucho para saberlo. Yo sigo pensando que es más probable que sea para lemans que para la F1 pero bueno, es solo mi opinión. Saludos.
Ingeniero Techf1.
El ingeniero Vitto ya esta de vacaciones, incluso por ahora hasta me es dificil enviarle correos, cuando me escriba se lo comento.
Saludos.
COMO PARA CREER EN CIERTO PERIODISMO TÉCNICO..
Era un hecho que FERRARI modificaba la suspensión delantera, y en la misma pagina donde se publica hoy esta nueva nota http://www.f1analisitecnica.com/2014/01/con-grande-sorpresa-la-ferrari-665-avra.html se publico la anterior que también subo a continuación, ¿entonces en que quedamos?.
Motivos de sobra es que cuando realizo un comentario también publico de donde obtuve la información, en esa pagina hace unos días publicaron esta http://www.f1analisitecnica.com/2014/01/automotorundsport-conferma-la.html yo no la publique porque no estaba seguro, ¿ahora cual nota tiene validez?.
Saludos.
Muchas gracias amigo Moahmad. Como vés hasta los periodistas se basan en especualaciones por eso un día dicen pull y otro día dicen push. jejejeje. Hasta que no empiece la temporada, estaremos todos dando palos de ciego como se suele decir. Por otro lado, hay rumores de que Lotus esconde algo y que mantendrá los mismo valores aerodinamicos que el año pasado. Será cierto y por eso lo esconden en Jerez? jejeje. No lo creo, pero los rumores existen. Saludos.
Amigo Techf1.
Sobre Lotus el comentario mas fuerte es que FIA le «reboto el morro,pro el tema de la nariz», ahora que sea cierto es otro tema, motivos de sobra para no querer comentar nada sobre los motores hasta tanto no comiencen las pruebas, de algo estoy convencido sera dificil superar este año los 400cv x litro, eso si, estoy convencido que superan lejos en la misma cilindrada 1000cc x 1000cc a los V8.
Un V8 de 800cv rendia 333cv x litro aproximadamente y hoy se estima que el mejor motor turbo 1.6 V6
rondara los 375 cv x litro.
Honda atraso el proyecto porque no pudo superar los 400cv x litro, espera que a fin del 2014 superar esa cifra por momentos inalcanzable, y esto lo sabia desde que te comente de los «estudiantes de ingeniería», esas cifras me la facilitaron gente amiga de EE.UU con fuertes contactos en JAPÓN, ahora que sean ciertas
solo DIOS LO SABE.
¿Entonces de que vamos a dialogar si nadie dice la verdad?.
Un abrazo, cariños a la familia.
Al margen, como tengo un gran respeto por el amigo y «profe» ION,no es lógico polemizar con el y menos en su nota por cifras donde no estamos de acuerdo, prefiero abstenerme y no opinar.
Techf1 contigo puedo disentir, pero dentro de un respeto, tu eres el profesional yo soy un mecánico nada mas, opino con mi modesta capacidad acumulada en años, pero estoy limitado, entonces recurro a mis viejos amigos que me suministran información.
Es una demostración de que en la vida hay una secuencia y respeto dentro de mis limites, «NUNCA QUISE SER MAS QUE NADIE», mis opiniones se basan en la experiencia, a veces me extralimito, pero son circunstancias pasajeras.
No todos los días uno amanece bien, son gajes de los años y del oficio, bastante con permitirme escribir y opinar, hay otros a mi edad que la tienen mas dificil.
¿Cuantos ancianos escriben en la web?, somos pocos pero eso nos permite que las neuronas continúen activadas, y mi memoria esta muy activa, fruto de poder escribir en una pagina donde se me respeta, aunque a veces me paso de la raya, eso si sin mala intención.
Saludos a todos.