Todavía no sabemos si en 2013 se impondrán en F1 los motores de cuatro cilindros de 1,6 litros con turbo ante la postura en contra de fabricantes como Ferrari. Los actuales motores V8 atmosféricos continuarán hasta que se produzca el cambio a los motores turbo más eficientes, así que con este artículo intentaremos comprender mejor cómo son los propulsores que empujan a los actuales monoplazas de F1.
Debido a la actual congelación de los motores para evitar que los fabricantes inviertan grandes sumas de dinero en evolucionarlos, los propulsores de F1 han perdido algo de su atractivo respecto a cuando las normas permitían más libertad, pero aún así cada uno de ellos es una fabulosa pieza de ingeniería avanzada.
Las estrictas normas han hecho que todos los motores de F1 sean muy similares entre ellos, y sus características principales son éstas:
- Motores atmosféricos (sin turbo) de ocho cilindros en V de 2.400 centímetros cúbicos con doble árbol de levas en culata y 4 válvulas por cilindro.
- La velocidad máxima de giro está limitada a 18.000 r.p.m., y a ese régimen ofrecen unos750 cv de potencia. Si no hubiera límite de revoluciones alcanzarían los 800 cv a más de 20.000 r.p.m.
- Están constituídos por unas 5.000 piezas, de las cuales 1.500 están en movimiento.
- Pesan exactamente 95 kilos porque es el peso mínimo para un motor y todos los fabricantes lo alcanzan fácilmente.
- El bloque del motor está construido con aleaciones de aluminio forjado por el ahorro de peso respecto a los de acero, estando prohibidos los materiales no-ferrosos.
- El cigueñal es de acero aleado con tungsteno, las bielas de titanio y los pistones de aleación de aluminio con un revestimiento anti-fricción.
- A máximo rendimiento consumen alrededor de 60 litros de combustible cada 100km.
- La lubricación es por cárter seco (el aceite que cae al cárter va a un depósito que contiene el 30% de todo el aceite del motor), haciendo el aceite todo el recorrido completo 3 o 4 veces por minuto.
- Los motores son autoportantes, es decir, forman parte del chasis por lo que la suspensión y alerón traseros van montadas sobre él y su caja de cambios.
- Cada piloto sólo puede emplear 8 motores por temporada.
- Después de cada carrera, los motores se meten en un banco de pruebas para comprobar su rendimiento e identificar posibles problemas.
El origen de los actuales V8 está en los V10 de 3.000 cc que se empleaban a finales del 2005. Los equipos habían llegado a la conclusión de que un ángulo de 90º entre las bancadas de cilindros de los V10 era el compromiso ideal entre prestaciones y la necesaria rigidez del motor para ser autoportante, y cuando estos motores alcanzaron los 1.000 cv, potencia que no se había alcanzado desde la desaparición de los motores turbo permitiendo velocidades de 370 km/h en Monza, la FIA decidió que para el 2006 se les quitaran dos cilindros a estos motores.
Así, y manteniendo los 300 cc de cada cilindro, se pasó a una cilindrada de 2,4 litros con una configuración obligatoria de V8 a 90º. Adicionalmente la FIA impuso una congelación de los motores para evitar desarrollos que entraría en vigor un año después.
La congelación también trajo consigo algunas polémicas, ya que mientras que motoristas comoRenault o Toyota la cumplieron estrictamente, Mercedes y Ferrari lograron aumentar en unos40 cv las potencias de sus motores aprovechando las actualizaciones que realizaron en ellos para resolver problemas de fiabilidad.
La retirada de Toyota de la F1 a finales del 2009 ha permitido conocer algunos datos más sobre ellos, ya que las marcas todavía involucradas ocultan datos importantes. En concreto, el motorToyota, todavía homologado para competir, tiene cilindros de 96,8 mm de diámetro (el máximo diámetro permitido es de 98 mm) y 40,7 de carrera (cilindros super-cuadrados, porque el diámetro es mayor que la carrera), con una relación de compresión de 13,6, una potencia de 745 cv y un par de 380Nm. La configuración de gran diámetro de los cilindros y carrera corta es necesaria por el elevado régimen al que giran y permite que se monten válvulas más grandes para una mejor respiración del motor. La optimización de todos los componentes hace que la eficiencia térmica, es decir, el porcentaje de potencia útil que se extrae del combustible inyectado sea del 34% cuando en un automóvil de calle ronda el 26%, a pesar de que en F1 están prohibidos los sistemas de distribución variable.
Esta optimización se debe al empleo de materiales especiales que disminuyen la fricción interna y sobretodo, limitan el peso de las partes móviles para que el motor pueda girar a elevadas revoluciones, como las válvulas, que a18.000 r.p.m. tienen que abrir y cerrarse 300 veces por segundo.
Como hemos comentado que la eficiencia térmica es del 34%, esto significa que el resto se pierde en forma de calor. Por tanto, la refrigeración del motor es vital para su correcto funcionamiento. Básicamente, el sistema de refrigeración es el mismo que en un coche de calle, siendo el refrigerante y el aceite bombeados a sus correspondientes radiadores para refrigerarlos antes de que completen otro ciclo pasando otra vez por el motor. Sin embargo, debido a las restricciones de espacio y necesidades aerodinámicas, el posicionamiento de los radiadores es muy diferente.
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