La configuración de las cajas de cambio de un Fórmula 1 permanece estática desde hace un par de décadas, y su diseño ha sido simplemente evolutivo, pero para el 2014, con motores con mucho más par-motor, cajas de ocho velocidades, desarrollos fijos para todo el año y mayor exigencia en cuanto a fiabilidad, los equipos han estado obligados a diseñar cajas completamente nuevas para el 2014.
Nociones básicas sobre las cajas de cambio de F1
Montada en la parte trasera del motor, la caja de cambios de un F1 pasa la potencia desde el cigueñal del motor al embrague de fiba de carbono, a continuación al eje primario de la caja, y a través de las relaciones de cambio al diferencial a la velocidad de giro adecuada.
Las normas limitan la anchura mínima y el peso de los engranajes, así como la distancia entre sus centros, para que los equipos no gasten grandes sumas en desarrollar la caja de cambios más pequeña. La selección de las marchas, semiautomática, es controlada por un sistema electro-hidráulico, y las cajas actuales se denominan «seamless«, porque no hay ruptura en la entrega de potencia a las ruedas traseras en los cambios de marcha. Esto se logra mediante unos cambios de marcha extraordinariamente rápidos, acoplando la siguiente marcha con un mecanismo de selección mientras que el otro mecanismo está en la marcha actual. El breve momento en el que dos marchas están engranadas sucede entre explosiones del motor. La marcha actual se quita cuando la próxima comienza a acelerar la caja de cambios. Cualquier error o retraso en el proceso destroza la caja de cambios, por lo que los equipos pueden cambiar el tiempo de cambio de marcha desde uno suave a otro más agresivo, secuenciando los mecanismos de selección.
Rodeando el tren de engranajes está la carcasa del cambio, que tiene que soportar las tensiones y formar parte de la estructura del chasis detrás del motor, montándose sobre ella la suspensión trasera. Las carcasas pueden estar hechas de fibra de carbono con placas de titanio de refuerzo, o de fundición de aluminio o titanio. La fibra de carbono es cara y laboriosa, pero es más duradera y ligera. Cada equipo elige en función de lo que cree que le va mejor y de sus recursos.
Cajas de cambio en 2014
Empezando por la carcasa, su tamaño y forma han tenido que cambiar para acomodar la configuración revisada y los obligatorios puntos de montaje con el motor. Como los nuevos motores V6 y los depósitos de combustible de 100kg son más cortos que con los V8, y los equipos han mantenido aproximadamente la distancia entre ejes del año pasado por razones aerodinámicas, las cajas de cambio son más largas. De hecho las carcasas de las cajas ya eran más largas que lo que demandaba el tren de engranajes, para permitir a los equipos montar la suspensión trasera de tirantes dentro de la carcasa.
Como el cigueñal debe de ir 3,2 cm más alto que la posición previa de 5,8 cm, el embrague puede tener un diámetro mayor, algo muy útil para soportar el mayor par del motor. Con este cambio el tren de engranajes estará algo más alto, pero puede suponer una pequeña ventaja al robar menos espacio al difusor.
Como novedad en la F1 las relaciones de cambio serán fijas para toda la temporada, por lo que la habitual búsqueda de las relaciones idelaes antes de llegar a cada circuito ya es cosa del pasado; los coches correrán desde Mónaco hasta Monza con las mismas relaciones. La octava marcha, que será obligatoria (no se puede continuar con siete para ahorrar peso), permitirá a los equipos tener un abanico más amplio de relaciones para elegir.
Como las cajas utilizadas hasta ahora de siete marchas tenía un número impar de relaciones, la adicional octava relación no añadirá complejidad al mecanismo de selección, puesto que el mecanismo que operaba la séptima marcha ha sido modificado para operar tanto la séptima marcha como la octava.
Como los nuevos motores tienen un amplio margen de uso, con mucho par, los pilotos podrán rodar en los circuitos utilizando sólo seis o siete marchas. Por ejemplo en Mónaco se emplearán de la primera a la sexta, y en Monza de la segunda a la octava. Los equipos han tenido que simular con cada circuito del campeonato para elegir las ocho relaciones ideales. Una dispensación que se ralizará para el 2014 será que los equipos podrán designar un nuevo conjunto de relaciones durante la temporada que reemplazarán a los propuestos incialmente. A partir de 2015, los desarrollos serán completamente fijos para toda la temporada.
Como hemos comentado el mayor par motor de los motores turbo, y la necesidad de que las cajas duren seis carreras en lugar de las cuatro de antes, exigirá una caja más robusta que los anteriores V8, aunque se permitan cambiar piezas como engranes, embrague, filtros o electrónica por elementos idénticos si están dañados. Si se sustituye la caja entera, la penalización será de cinco posiciones en parrilla.
fuente: autosport
Buenas noches.
Se sobrentiende que si las 8 marchas serán iguales, la relacion del puente trasero (piñón y corona) serán iguales también para toda la temporada, porque solamente se habla de las 8 marchas y nada del puente trasero.
Es una pregunta que aunque parezca ridícula, tiene motivos suficientes como para cambiar cualquier desarrollo. ( no es lo mismo 49 dividido 25 que 49 dividido 23).
Saludos.
Los números son tomados al azar, nada que ver con la realidad, el tema es si están comprendidos las relaciones del puente trasero, ya que desconozco los valores actuales, me pueden limitar la marchas, pero el puente trasero también.
Ahora que cada equipo escoja sus relaciones como para todo el año, es un despropósito, lo aconsejable es contar con dos puentes traseros distintos, respetando las 8 marchas elegidas.
CHAO.
Buenas amigo Moahmad, supongo que también estará limitado a un tamaño seguramente ya que sinó tendrían un abanico cuasi infinito de desarrollos de cambios y no tendría sentido la normativa. Decir que estas cajas de cambios son las llamdas «de doble embrague» que venden muchas marcas, lo digo para que se entienda mejor su funcionamiento. Cuando una marcha va engrada, siempre tienen las marchas superior e inferior engranada al eje pero desacoplada por el embrague y lo que graduan es el tiempo de desconexion, no el tiempo que se tarda en pasar de una a otra marcha como se piensa mucha gente. Ión lo ha explicado fenomenal como siempre. Para mí es un retraso en el desarrollo de estas cajas que no permitan el cambiar los desarrollos, pero con tanto par motor si por ejemplo se configura la octaba marcha para conseguir la velocidad maxima en Monaco, saldrían unas primeras velocidades supercortas lo cual sería un problema. Me dá a mi que usaran la octaba marcha para bajar consumos como si en un coche normal se tratara. 🙁 Saludos.
Buenos días, en algún sitio leí, que esta restricción fue solicitada por los equipos para reducir costos, y que la caja de 8 velocidades no será obligatoria hasta 2015. En cuanto a los engranajes del diferencial no encontré mención, y ésta podría ser una laguna aprovechable por alguna escudería. Terreno abonado para futuras polémicas.
El Artículo 9.5 de la FIA dice:
1 Una caja de cambios se define como todas las piezas en la línea de impulsión que transfieren el par del motor
eje de salida, tal como se describe en el artículo 5.3.2, a los ejes de accionamiento (los ejes de transmisión se define como
aquellos componentes que la unidad de transferencia de par de la masa suspendida y la masa no suspendido).
Incluye todos los componentes cuya finalidad principal es la transmisión de energía o
selección mecánica de engranajes, cojinetes asociados con estos componentes y la carcasa en
que están alojados.
Realmente en la reglamentación no hay margen para que algunos equipos éste año puedan seguir con la caja de 7 velocidades, no sé si fué algo adicional o nada de verdad.
9.6 Gear ratios :
9.6.1 The number of forward gear ratios must be 8.
Mas claro que el agua. jejeje. Tambien está definido el tamaño del diferencial con lo cual no pueden cambiar desarrollos salvo que cambien la caja de cambios con la penalización incluida. A lo mejor interesa en algun circuito? ahí lo dejo por si acaso. Saludos.
Buenos días.
Estimo, pese a que en ningún lado se menciona que junto con las 8 relaciones de velocidades también exigirán le cantidad de dientes del piñon y corona, dejar una laguna asi, es abono para los vivos.
Al hablar de caja estamos hablando de la caja puente y el diferencial esta incluido en el paquete, no es un componente separado, y la medición final es la que vale, es decir la primer es de 1 a….. a la salida de la caja puente, lo que estimo es si estará permitido regular desde el volante y en forma electrónica el porcentaje de
tracción del puente trasero como hasta fin del 2913, hasta el 100%.
Son tantos los cambios impuestos que me parece haber leído que se permitirá este año un juego mas de relaciones de cambio a pedido de los equipos, (donde no recuerdo), este fin de semana estuve muy ocupado mirando vidrieras en un SHOPPING, es que uno ya se convierte en esclavo de sus deseos.
Saludos.
Estimado ingeniero techf1 con la misma corona solamente cambiando la cantidad de dientes del piñón no varia el diámetro y tamaño de la caja. ejemplo corona 49 y piñón 19 o 17, ¿en que varia el tamaño de la caja? je.je.je. (49 dividido 19 = 2.57. y 49 dividido 17 = 2.88.)
PD números al azar.
Saludos.
Resumiendo: la caja no cambia su estructura pero el cambio del piñón ayuda a tener una relacion final distinta,
si esta aclarado no hay sorpresas, si no se aclara hay lagunas.
Son vicios de un ex-ciclista venido a anciano, no es lo mismo embalar con 53 x13 que 53 x11. LO MISMO QUE TREPAR CON 39 X23 QUE 39 X25.
CHAO.
Moahmad, a lo que llamas piñon y corona es lo que tienen calculado los equipos desde principio de temporada para todos los circuitos y no permiten cambios. La duda es si en caso de avería de la caja, permiten cambiar los desarrollos o si obligan a que tengan el mismo desarrollo (mismo número de dientes de piñon y corona). El diferencial como dices también está limitado y es a lo que me refería que cambiando esto último, conseguirían cambiar los desarrollos aunque no toque la caja de cambios. El piloto solo puede graduar el porcentaje de bloqueo del diferencial, pero en ningún caso la relación final. Saludos.
Buen lunes a todos. A servidor le parece todo claro. 8 relaciones (obligatorias) fijas. El grupo (piñón-corona) de relación fija para toda la temporada. Cuando se habla de relaciones del cambio se entiende que es entre los engranajes de la caja, no el desarrollo final incluyendo el grupo. Al introducir una relación más quedan estas más cerradas, y eso permite que, por ejemplo como dice el artículo, se use de la 1 a la seis para Mónaco y de la 2 a la 8 para Monza. Peroooo… si se permite (para 2014) un cambio de juego de relaciones ¿a mitad de temporada? ¿elijo un juego más apropiado para Mónaco (es de las primeras pruebas) y luego cambio a otro para cubrir Monza
(es de las últimas puebas)? Sólo es una pregunta que se me ha ocurrido, y no creo que favoreciese a nadie en especial dado que lo pueden hacer todos.
Saludos para todos… y que elijáis el mejor juego de engranajes.
MNS, esa duda es la que tengo yo incluso este año. A lo mejor interesa cambiar la caja y los desarrollos aunque te penalicen en una carrera, pero tener ventaja en el resto. Lo desconozco pero sería interesante verlo. Saludos.
Tengo entendido pero no quiero pecar asegurándolo, que el que rompe una caja debe de cambiarla por otra igual con las mismas relaciones elegidas a partir de la 1ª carrera del año, distinto son los motores un piloto los puede intercambiar en cualquier carrera los 5 asignados, es decir un motor con pocos kilómetros lo deja para MONZA o SPA, y vuelve a utilizar otro, lo mismo que cualquiera de los 5 restantes componentes del tren de potencia.
LAS SANCIONES COMIENZAN CON EL 6ª RECAMBIO DE COMPONENTE DE TODO EL TREN DE POTENCIA, SE PUEDEN INTERCAMBIAR MIENTRAS SEAN LOS 6 COMPONENTES DE LA UNIDAD.
EN LAS 5 UNIDADES PREVISTAS PARA TODO EL AÑO.
SIMPLE DESPUES DE UTILIZAR EL 5ª EL 6ª ES SANCIONADO, DE LOS SEIS COMPONENTES DE LA UNIDAD DE POTENCIA, EL MOTOR TÉRMICO, LAS 2 MGU H y K , BATERIAS, EL TURBO Y LA CENTRALITA ELECTRÓNICA.
CHAO
CHAO.
@ techf1. Hola, aquí estoy. Me parece que lo que hablamos en la otra nota debe ser puesto en este lugar ya que la FIA dice que la gear box empieza en el eje primario y termina en las masas no suspendidas (es decir, hasta el palier que va de la junta homocinética hasta la rueda, entiendo). Por tanto, el diferencial está incluido en ello. Primero decirte que sí había puesto bien lo del 9.9.1… y cuando te leí no comprobé… luego vi que sí lo había puesto bien. Ja, ja, ja es que vamos a toda leche. Bueno, esto no tiene importancia.
Cuando leí el punto 9.9.1 lo asocié con la prohibición de hacer transferencia o control de par de una a la otra rueda
pero haciéndolo con un medio o sistema exterior a la gear box. Por eso pensé en el traído y llevado asunto del control, valiéndose del KERS, que se sospechaba en los RB, y por eso escribí en el post «a buenas horas mangas verdes». Pero claro, la forma en que está redactado no especifica que lo prohibido se ponga en el exterior o el interior de la g. b. Claro, como dices tú tendría que estar prohibida la acción diferencial, pues si el diferencial ideal (quiero decir sin rozamientos) envía siempre la mitad del par a cada rueda, el diferencial real no lo hace de forma exacta ya que, debido a los rozamientos, envía un poco más de par a la rueda interior que a la exterior… pero considerar esto sería rizar el rizo ¿no? Y respecto al punto 9.3 habría que tomarlo con pinzas visto el sistema (electrónico) de control de bloqueo de diferencial que llevan los F1. Hasta aquí no se trata más que de mis elucubraciones sobre el asunto, y que pensando así se puede bromear, como hiciste tú, diciendo que tendría que estar prohibido el diferencial (je, je). Pero a raíz de todo esto me he llevado una sorpresa mayúscula con algo que me tiene desconcertado: El grado de bloqueo del diferencial lo puede controlar el conductor según el trazado del circuito. He entendido que tiene tres opciones de grado de bloqueo que puede seleccionar cuantas veces crea necesario el conductor en cada vuelta (esto aprobado por FIA, naturalmente) Y lo que me desconcierta es que el actual reglamento 2014 no especifica nada sobre el diferencial… es más, he metido la palabra «differential» en el buscador de palabras, y sólo aparece una vez en donde se dice que, junto con otros dispositivos controlados electrónicamente, ha de controlarse desde una ECU de fabricante autorizado… bla, bla. Todo lo que escribo sobre las posibilidades de control de bloqueo, etc. lo he leído en diversos sitios, pero no en el reglamento. Resulta que este describe y limita todo el monoplaza con pelos y señales, pero del diferencial «ni pío» ¿?
Bien, ¿que opinas?… bueno, tú o cualquiera de los que lean esto. Saludos.
@mns, Lo primero aclarar el funcionamiento del diferencial. No siempre envía el par al 50% a cada rueda ya que eso lo hacen en línea recta y lo hacen todos los coches incluso sin diferencial. El tema es que al llegar a una curva la rueda exterior recorre más distancia que la interior y por eso es necesario una diferencia de giro entre las ruedas, entonces el diferencial reparte más par a la rueda exterior y frena la rueda interior. Tienen varios grados de bloqueo que maneja el piloto y que van variando en función de si son curvas rápidas o lentas. Todo esto sí que está regulado por la FIA y todos llevan el mismo tipo de diferencial (si no recuerdo mal el «Thornton Powr-Lok»). El tema de Red Bull y siempre por suposiciones mías, es que se puede hacer que cuando una rueda pierde tracción aunque sea mínimamente, se podría «enganchar» el sistema de recuperación de energía para provocar que actúe el diferencial y por lo tanto sería como un control de tracción. Este año sí que está todo regulado, y por lo tanto no creo que Red Bull lleve algo así. De todas formas supongo que la normativa que nos descargamos nosotros de la web de la FIA será muy distinta a lo que mandan a los equipos. Saludos.
Hola, alguien sabe si en algun sitio puedo encontrar la relacion de marchas de algun equipo de F1 de este año o de años anteriores? Gracias