Cuando explicamos el funcionamiento de los difusores soplados por el escape comentamos que el mayor inconveniente del sistema era que en el momento en el que el piloto soltaba el pie del acelerador, su efectividad disminuía. Ese es el motivo por el que se dejaron de utilizar cuando desaparecieron los motores turbo, motores que suavizaban este inconveniente. Un cuidadoso diseño y la posición de los escapes respecto al difusor podían aliviar ciertos problemas, pero el beneficio que producen los gases de escape en el difusor se ve muy reducido en el momento en el que se deja de acelerar y dejan de salir gases del escape, justo en el momento en el que más falta hace el apoyo aerodinámico que genera, en frenada y entrada en curva. La solución al problema era fácil, está presente desde hace tiempo y también en la actualidad en otras competiciones, pero Adrian Newey ha sido el único al que se le ha ocurrido emplearla. Ideas y conceptos antiguos (como la suspensión trasera por tirantes, el difusor soplado…) para crear el coche más rápido del 2010.
Un inconveniente de los motores turbo es el retraso en la entrega de potencia. Desde que se pisa el acelerador, hasta que el turbo recibe la presión y gira a la suficiente velocidad, transcurre un cierto tiempo. Para eliminar este retraso, en competición (los antiguos F1 turbo o coches actuales de rallyes) se utiliza un sistema denominado anti-lag o bang-bang, que sigue inyectando gasolina al motor aunque el piloto no acelere, retrasando el encendido para que la combustión no genere potencia y permitir que el turbo siga girando. Así, al volver a acelerar, no habrá retraso en la respuesta del motor.
La idea de Newey ha sido la de emplear este sistema en un motor sin turbo, para que continuamente estén saliendo gases por el escape. Así, aunque el piloto levante el pie del acelerador mientras frena para entrar en una curva, el flujo de gases se mantiene constante, manteniendo el apoyo aerodinámico que permite una mejor frenada y un paso por curva más rápido.
La combustión dentro del cilindro cuando se está acelerando ocurre normalmente como se ve en el dibujo superior. Cuando el pistón se encuentra en su punto muerto superior comprimiendo la mezcla aire-gasolina, la bujía produce una chispa que provoca la explosión, y al estar las válvulas cerradas la expansión de los gases empuja hacia abajo al pistón, haciendo girar el motor. Si el piloto levanta el pie del acelerador, no se inyecta combustible, por lo que no hay combustión, el motor no ofrece empuje y el flujo de gases disminuye mucho, disminuyendo la eficacia del difusor.
Lo que Red Bull hace es retrasar el encendido (el momento en el que la bujía da la chispa) y mantener el acelerador un poco abierto cuando se levanta el pie de él. Así, lo que se consigue es retrasar la explosión de la mezcla, que se produce cuando la válvula de escape ya se ha abierto (dibujo superior). En vez de empujar al pistón hacia abajo y producir potencia, la explosión se expande por el escape, creando una ráfaga de gas que imita el efecto de seguir acelerando sin producir empuje, logrando mantener la carga aerodinámica en el difusor.
Pero cómo no, el sistema tiene sus inconvenientes. El calor de la combustión tiene lugar en el escape (por eso se escuchan esas explosiones en los coches turbo de rallyes cuando levantan el pie del acelerador, y de ahí el nombre bang-bang), produciendo un sobrecalentamiento en las válvulas de escape, culata y el escape. Estos componentes no podrían soportar tanto calor durante largos periodos, y el mayor consumo de combustible sería un inconveniente ahora que los repostajes están prohibidos. Éstos son los motivos por los que el equipo sólo lo emplea en los momentos cruciales de la Q3.
El mapa de retraso del encendido se controlaría a través de la centralita standard seleccionándolo el piloto por medio de un interruptor en el volante, siendo todo ello completamente legal.
Si se controla el problema del sobrecalentamiento (¿recordáis la primera carrera, en Bahrein, cuando a Vettel se le rompió el escape y el equipo dijo que había sido una bujía?), esta solución es relativamente sencilla de copiar para los equipos que están empleando el difusor soplado. Renault, la proveedora de motores de Red Bull tendría que saber esto… por cierto, el Renault de Kubica hizo una muy buena calificación en Silverstone, cuando el resto del fin de semana no tenía tan buen ritmo. Ay pillines…
fuente y gráficos: scarbs f1, fotos: grandprix
Estimado Jorge Fernández, gracias por la aclaración, creo que dejaré el tema de momento, estudiaré un poco la mecánica de combustión interna, es muy interesante todo este tema técnico, igual doy las gracias a Ion Emparan por este artículo que me ha hecho pensar y retorcerme el cerebro, jejeje, y a José Espinosa por contestar tan amablemente mis locas conjeturas. Buenas noches desde España.
Don Jorge, exactamente, ya está más digerible. En realidad es difícil de explicar en pocas palabras, tal como lo acaba de hacer.
Saludos
Hola, muy buen articulo. Yo trabajo en una ingenieria que se dedica a temas relacionados con motores de competicion, especialmente para motos y motores diesel (lease carreras de resistencia y de turismos), y todo esto lo tenemos bastante estudiado, puesto que los motores diesel para carreras al no llevar mariposa, permiten mantener un flujo constante de aire entre la admision y el escape. Si la aerodinamica del coche esta diseñada para ello, se puede obtener alguna ventaja al aumentar algunas decenas de Kg la carga aerodinamica, concretamente en el eje trasero. En coches de resistencia con motor de encendido provocado (gasolina) no se usa el sistema que se comenta en el articulo puesto que se produce un incremento de consumo que no compensa el incremento de velocidad de paso por curvas, ademas de los problemas de fiabilidad. Simplemente cuando el acelerador no esta pisado y el motor esta a mas de X rev/min, la electronica lo que hace es abrir la mariposa a tope, aunque no inyecta nada de combustible, para permitir como comentaba antes que haya un flujo de aire hacia el difusor. Esto suele pasar a la entrada de las curvas. Tambien es corriente utilizar en algunos momentos mapas de gestion del motor que empobrezcan mucho la mezcla a cargas parciales para conseguir el mismo proposito (incrementar el flujo de aire hacia el disfusor por el motor) pero como mucha gente sabe, eso provoca altas temperaturas de escape, detonaciones, etc… en definitiva problemas de fiabilidad, por lo que no es posible usarlo continuamente. Ademas, el gran problema de todo este sistema es ponerlo a punto, puesto que la transicion entre el modo normal y el modo «mariposa abierta» es delicada. El sistema expuesto en el articulo nosotros lo hemos estudiado tambien, pero como aumenta el consumo de combustible, esta directamente descartado para uso en resistencia… en F1 no se cual es la normativa en cuanto a consumos y todo lo relacionado, pero quiza, si no plantea problemas con el reglamento, sea la mejor opcion, puesto que se puede obtener aun mas carga aerodinamica en momentos puntuales que lo que usamos nosotros en resistencia en toda la carrera. Un saludo.
Que tal una postcombustión en el propio escape al pisar el freno o soltar acelerador ? podria funcionar y generar los gases suficientes para seguir funcionando el difusor.