La ingeniería de Mercedes está arrasando en F1


A estas alturas de la temporada, nadie duda que el motor Mercedes, es el mejor propulsor de la parrilla, capaz de generar más CV que el motor de Ferrari y Renault.

Según diversas fuentes el motor Mercedes podría estar generando alrededor de los 900 caballos de potencia entre el motor térmico turboalimentado V6 y el sistema eléctrico ERS es decir estaríamos ante una potencia superior a la que generaban los viejos motores V8. 

La diferencia con el resto es tal que Helmut Marko de Red Bull aseguraba que el propulsor de Renault tiene 165 CV de potencia menos que el de Mercedes.

Algunos datos de estos nuevos motores

Los nuevos motores V6, cuentan con una cilindrada máxima de 1,6 litros, con un diámetro de pistones de 80 mm máximo, la altura del cigüeñal está limitada a 90 mm con 4 válvulas por cilindro, 2 de admisión y 2 de escape, inyección directa con presión menor a 500 bares todo a un régimen máximo de revoluciones 15.000 rpm.

Los propulsores tienen un límite del consumo de combustible, menor a 100 kg/h y un turbo de geometría no variable con presión ilimitada. El bloque y la culata deben ser, en todo caso, de aleaciones de acero o de aluminio, obviándose el uso de materiales extraños y caros en estos componentes. 

¿Donde esta la diferencia de 1s por vuelta?

A la vista de esto datos, parece complicado que los ingenieros de Mercedes hayan dado con la barita mágica para sacar una diferencia de CV tan descomunal.

Si reflexionamos un poco es de esperar que estos motores no estén girando por encima de las 13.000 revoluciones. La eficiencia energética, con un límite de revoluciones y con un número y diámetro de pistones determinado, va a estar determinada por la fricción generada. Cuanto más rápido sea el giro del motor, más potencia se pierde en forma de calor, y menos eficiente es el motor. No creo que aquí esté la diferencia de Mercedes que como Renault y Ferrari habrá diseñado una curva de par y potencia más abajo del límite legal de revoluciones.

Seguramente la clave está en las dos tecnologías de regeneración energética de los motores. Estos motores cuentan con un generador asociado a la caja de cambio, como el antiguo KERS, que se encargará de, generar electricidad (que se almacena en baterías) en retenciones y frenadas. Esta es una tecnología muy probada en F1 años atrás, tampoco creo que aquí los alemanes hayan dado el salto diferencial.

La otra tecnología de regeneración energética son los turbocompresores con motor-generador eléctrico integrado. La idea es intercalar entre la turbina impulsora y la impulsada un motor eléctrico. El principio de funcionamiento de un turbocompresor parte de que los gases de escape del motor. Éstos salen a alta temperatura y presión del mismo y son los que hacen girar el turbo. Estos gases impulsan una turbina, que gana velocidad gracias a una energía que, de otra manera, se perdería por el tubo de escape.

En un turbocompresor normal, el giro de la turbina impulsora está directamente conectado con el giro de la turbina impulsada. Esta turbina lo que hace es, aprovechando el giro que le da su hermana, impulsar el aire de admisión y comprimirlo. Al hacer esto, el aire atmosférico gana densidad, y se logra compactar más, con lo que, para una determinada cilindrada del motor, se logra meter más cantidad de oxígeno. Cuanto más oxígeno haya, más gasolina se podrá quemar con él, por lo que se podrá lograr una combustión más potente.

Pero en los nuevos motores turbo de la Fórmula 1 las cosas no funcionan así de manera tan directa. El giro de ambas turbinas del turbocompresor tendrá un elemento intermedio variable, en forma de motor-generador eléctrico.

Cuando en un coche turbo normal pisas el acelerador a fondo, el motor primero tiene que ganar revoluciones poco a poco, para generar una masa de gases de escape, que aceleren el turbocompresor, hasta que este logre comprimir la mezcla y generar ese extra de potencia. Es decir hay un cierto retardo.

En los nuevos V6 de la Fórmula 1 cuando el piloto pisa a fondo el acelerador, el motor eléctrico intermedio que se sitúa entre la turbina impulsora y la impulsada se encargará de acelerar el citado turbo.

Al acelerarlo eléctricamente, el turbo generará sobrepresión para el motor de manera inmediata, tan pronto como el conductor pise el pedal de acelerador, no hay retardo.

Quizás en este sistema Mercedes haya encontrado un elemento diferencial, también hay que tener en cuenta elementos como el diseño del intercooler, o estén generando electricidad con el calor restante de los gases de escape, no aprovechado por los turbocompresores, algo que el reglamento, a priori, permitiría.

Decía Enzo Ferrari que "La aerodinámica es para fracasados que no saben hacer motores." No se que pensaría Enzo si viese la situación de su equipo en la temporada actual, porque lo miremos como lo miremos, desde el punto de vista de la ingeniería Mercedes ha dado un repaso al resto de sus rivales este año.

Os dejo con un vídeo en la cual la gente de Mercedes explica las tecnologías innovadoras de su motor 2014 Hybrid Power para las Flechas de Plata.

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