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Fórmula 1

La Unidad de Potencia en los Fórmula 1

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En el siguiente artículo vamos a tratar de dejar claro cómo es la Unidad de Potencia de los Fórmula 1 a día de hoy. Atrás quedan los musculosos motores V10 y V8 que tanto ruido hacían y gustaban a los aficionados. Ahora tenemos unos sofisticados a la vez que complejos motores. Sabemos que tiene varias partes, MGU-K, MGU-H… Pero pocos conocen cómo funcionan realmente estos motores que tantos quebraderos de cabeza traen a los equipos e ingenieros.

Primero de todo, para comprender cómo funciona cada parte que compone el motor, vamos explicar qué es una máquina eléctrica. Sin irse por las ramas, una máquina eléctrica es un dispositivo que transforma energía eléctrica en otro tipo de energía, y viceversa. Este concepto es importante. Una energía es la eléctrica, y la otra cualquier otra, pero normalmente es cinética, es decir movimiento. Recalcamos que transforma energía eléctrica en movimiento, y el movimiento en energía eléctrica. Por eso se dice que las máquinas eléctricas son reversibles.

Un ejemplo de máquina eléctrica es un molino de viento aerogenerador. Trabaja para generar electricidad con el movimiento del viento, pero si se quisiera, se podría revertir su funcionamiento y hacer girar las aspas aportando electricidad. Hay máquinas eléctricas en todos los lados, desde la lavadora de tu casa, hasta el transformador de tu teléfono móvil.

¿Y por qué explico esto? Porque en la unidad de potencia de los Fórmula 1 no hay una máquina eléctrica, sino dos. Estos son los MGU-K y MGU-H de los que tanto se habla. Pero claro, hemos dicho que son máquinas eléctricas, y que la mayoría de máquinas eléctricas convierten la energía eléctrica en movimiento, y el movimiento en electricidad. ¿Cómo funcionan pues el MGU-K y MGU-H?

-MGU-K: Esta máquina eléctrica convierte electricidad en movimiento que va directamente al cigüeñal. Como hemos dicho, es reversible. También convierte el movimiento en energía eléctrica. Por tanto, el MGU-K trabaja de una forma tal que, cuando el coche está acelerando, el MGU-K trabaja de forma directa, donde transforma energía eléctrica en movimiento, como efecto un aumento de potencia, porque se transmite más potencia al eje del motor. Sin embargo, cuando el piloto está frenando, o cuando simplemente se está reduciendo la velocidad, el MGU-K trabaja de forma inversa, produciendo energía eléctrica a partir de los giros del eje del motor.

-MGU-H: Cuando el MGU-H trabaja de forma directa, los gases de escape que salen del motor mueven una turbina, que con su movimiento produce energía eléctrica. De la misma forma que todas las máquinas eléctricas, también puede trabajar de forma inversa. Pero, ¿de qué sirve que si trabaja de forma indirecta aporte energía a los gases de escape, que salen del coche? Realmente, lo que hace al trabajar de forma inversa es aportar energía a los gases que entran al coche. Moviendo una turbina, comprime los gases de admisión. Es el que mueve el turbo del motor. Aunque como veremos posteriormente, no es el único responsable del movimiento del turbo.

Hay una clara diferencia entre el MGU-K y el MGU-H. El primero, trabaja cuando el coche está frenando, mientras que el segundo, al necesitar gases de escape, necesita de los gases de escape que se producen al acelerador. Es por eso que existen las baterías: acumulan la energía cuando se está frenando, para utilizarla cuando se va a acelerar.

Sin embargo, hemos dicho que el MGU-H solo trabaja cuando se acelera. Es por eso que la energía del MGU-H puede llegar a dos sitios: puede ir a las baterías para usarla después, o bien puede ir al MGU-K para usarla instantáneamente. Y el porcentaje de energía que va a usarse en el momento o que se acumula en la batería se controla con los mapas motores. Este es el concepto que tanto oímos de que los pilotos están “cargando las baterías” o cuando están usando el máximo de potencia.

Pero aún hay algo que no se ha dejado claro. Hemos dicho que el MGU-H trabaja de forma directa produciendo energía con el aire de escape, pero de forma inversa trabaja comprimiendo los gases de admisión. Y esto es imposible que lo haga a la vez, porque no puede trabajar en ambos sentidos simultáneamente. ¿Cómo es posible si el turbo tiene que estar girando siempre?

Aquí es donde nos toca explicar el funcionamiento del turbo-compresor y su relación con el generador MGU-H.

El turbo-compresor está formado por dos conductos con una turbina. Uno expande el aire y otro lo comprime. Trabajan a la vez. De esta forma, el aire que sale del motor se expande, mientras que el aire que entra al motor se comprime. Esto se trata de un intercambio de energía directamente. Sin embargo, el turbo-compresor solo funciona cuando el aire que sale del motor tiene cierta velocidad, por lo que al salir de las curvas, el coche no tiene la misma potencia que en plena recta. Eso es el famoso lag del turbo. Pero en estos coches de Fórmula 1 no ocurre así. ¿Por qué? Simplemente porque cuando el coche aún lleva poca velocidad, es el MGU-H el que aporta la energía para el aire de admisión.

Por lo tanto, el MGU-H trabaja de forma que cuando se acelera a bajas velocidades, aporta movimiento al compresor, pero cuando ya hay suficiente velocidad en el coche para que trabaje adecuadamente el turbocompresor, genera energía. ¿Cómo? Con el propio movimiento del eje en el que rota el turbo-compresor, que hemos dicho que se mueve con los gases de escape, es el mismo movimiento que usa el MGU-H para generar electricidad.

De esta forma, hay un flujo de energía que tratamos de representar con este esquema. La cantidad de energía que se puede transmitir entre cada componente, está estipulado por normativa. Para controlarlo, está la ECU. Así, quedan mencionados los 6 componentes del motor:

1-Turbocompresor: comprime el aire de entrada al motor con la expansión de los gases de combustión. Además, estos gases hacen girar el eje del MGU-H

2-MGU-H : con el movimmiento de su eje genera electricidad para las baterías. Cuando se acelera, aporta energía al compresor para evitar el lag.

3-Baterías: acumulan la energía eléctrica que generan tanto el MGU-k como el MGU-H

4-MGU-K: transmite la energía de las baterías al motor, y genera electricidad cuando se está frenando.

5-Motor de combustión: genera la potencia quemando gasolina.

-ECU

De cada componentes solo se puede usar, por normativa 4 elementos durante la temporada 2017, a la quinta hay una sanción de posición. Próximamente, hablaremos de cuánta potencia transmite cada componente, pero de momento, esperemos que haya quedado claro la composición de la Unidad de Potencia

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1 Comment

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  1. Manuel serrano

    11 junio, 2018 at 08:41

    genial artículo, había una duda que tenía y me la habeis resuelto, he descubierto vuestra web y será una habitual para seguir la f1 y leer artículos de técnica f1.

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Fórmula 1

Clasificación GP de Mónaco: Hamilton vuela en Montecarlo

La sorpresa, Charles Leclerc eliminado en Q1 por un fallo de estrategia del equipo.

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Sesión de clasificación en el Gran Premio de Mónaco, Mercedes una vez más partía como claro favorito, más incluso que Red Bull, quien durante los últimos años ha dominado en este trazado de Montecarlo. Una sesión importantísima ya que en este circuito es más que complicado lograr un adelantamiento, la habilidad del piloto afecta más al resultado en este Gran Premio que en ningún otro. 

En Q1 han sido muchos los pilotos que han salido a rodar desde el principio, no es difícil encontrarse algo de tráfico en tu vuelta rápida que te estropee el tiempo. Por ello, los monoplazas ruedan más de lo normal para asegurar cuanto antes un buen cronometraje. Muchos cambios en la tabla durante esta primera fase de la qualy. Los Red Bull han clasificado fácilmente justo por detrás de los Mercedes. Kvyat ha dado la sorpresa metiéndose en quinto lugar, van muy bien los Toro Rosso.

Charles Leclerc, Scuderia Ferrari

Hemos podido ver como los pilotos ya en la Q1 apretaban al máximo, con pasadas de frenada tanto de Hamilton en la horquilla como de Leclerc en la Rascasse, que casi toca el muro. Los tiempos han sido mucho más lentos que en los libres 3, y para Sainz ha servido el 1:11:872. Vettel ha tocado el muro cuando iba en vuelta rápida, por lo que ha tenido que entrar al box a comprobar las suspensiones, y casi no le ha dado tiempo a realizar una última vuelta que le sacara del grupo de los eliminados. Finalmente no ha cometido ningún error, y se ha colocado primero. Sin embargo, ha llegado la sorpresa para todos, Charles Leclerc ha quedado fuera de la Q2. Los monoplazas de Racing Point y de Williams han completado la lista de eliminados.

Carlos Sainz, McLaren

Los primeros en salir durante la Q2 han sido los Mercedes, con Bottas marcando una gran vuelta de 1:10:701 que sólo ha sido superada por Max Verstappen, 1:10:618. Ha sido una Q2 más que igualada en la zona media, Renault, Alfa Romeo, Haas y McLaren luchaban por la salvación. Toro Rosso parecía ser algo más rápido que todos ellos. La mayoría han esperado al último momento para salir a pista a dar un par de vueltas, el tiempo a batir para la salvación era 1:11:937. Al final, han caído los dos Alfa Romeo, que parecían ir un poco más lentos que los demás en esta zona, también Norris, que no ha logrado mejorar, Hulkenberg, y Grosjean que se ha encontrado tráfico. Sainz entraba en Q3.

Red Bull

Llegaba la última parte de la clasificación, la Q3 con los 10 elegidos a punto de rodar sobre el circuito de Montecarlo, que exige concentración máxima para no acabar contra el muro. El primer tiempo en completarse ha sido el de Bottas, nada menos que 1:10:252, el mejor tiempo del fin de semana hasta ese momento. Ese iba a ser el tiempo a superar para lograr la pole. Los pilotos han tenido una última oportunidad para intentarlo, Vettel ha tocado el muro en su intento, pero no ha habido bandera amarilla, y Lewis Hamilton ha conseguido superar a su compañero por 86 milésimas. Verstappen P3Carlos Sainz ha finalizado en novena posición con un gran rendimiento del MCL34 que lo deja muy bien colocado para la carrera de mañana.

 

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Libres 3 GP de Mónaco: Leclerc sorpende liderando la sesión, Vettel contra el muro

Sebastian Vettel ha protagonizado la sesión con su incidente en Santa Devota. Carlos Sainz 15º, con McLaren siendo los terceros por la cola.

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Anteayer tuvieron lugar los libres 1 y libres 2 del Gran Premio de Mónaco. El análisis de esos entrenamientos podéis verlo aquí. Hoy sábado, antes de la realización de la clasificación, se ha llevado a cabo la última sesión, de tan sólo una hora. En los primeros minutos han sido muchos los pilotos para dar únicamente una vuelta de instalación. Destacable el equipo Mercedes, que en el monoplaza de Hamilton ha hecho un cambio de setup de la suspensión delantera de su W10, probablemente con el fin de adaptar lo mejor posible el monoplaza a las condiciones de la sesión. El equipo alemán, como se puede comprobar con los resultados de las cinco primeras carreras de la temporada, cuenta con un monoplaza muy cercano a la perfección. De hecho, es más favorito que Red Bull en un trazado donde ésto han dominado en los últimos años gracias a su chasis, con un alto rake, menor paso entre ejes, y una aerodinámica muy trabajada. Todos los equipos se han centrado en rodar con el neumático blando C5 de Pirelli.

Mercedes

La zona media de la parrilla sigue más que apretada también en este circuito de Montecarlo. Carlos Sainz no pudo rodar en los FP1 pero sí en los FP2, donde únicamente hizo que rodar para recuperar vueltas completadas respecto al resto de pilotos, ya que aquí es muy importante con respecto a la confianza del propio piloto. Puedes leer la entrevista en exclusiva que le realizamos desde Momento GP en este enlace. Los Mercedes, ya desde el principio, han liderado la tabla (también con Hamilton, que ha salido a pista sin problemas). Los W10, por cierto, que portaban un halo en color rojo como homenaje al recientemente fallecido Niki Lauda, tricampeón del mundo de Fórmula 1.

Red Bull

Quizá el evento más destacado de la sesión ha sido el accidente de Sebastian Vettel contra el muro, concretamente en la curva 1, Santa Devota. El piloto alemán se ha pasado de frenada, pero ha intentado girar, aunque al bloquear neumáticos no ha conseguido seguir la trazada correcta y ha chocado con el muro. Este incidente es muy desafortunado para la Scuderia Ferrari, ya que aún siendo los que más problemas tienen en circuitos lentos, impide al alemán testear su SF90 todo lo que le haría falta. Unos minutos más tarde se ha informado de que el monoplaza #16, del piloto local Charles Leclerc, se encontraba bajo investigación por infringir el procedimiento de Virtual Safety Car que había provocado su propio compañero de equipo Sebastian. Esto podría afectar gravemente a su posición en la parrilla de salida del Gran Premio. El piloto monegasco ha marcado 1:11:265 para colocarse P1 por delante de los Mercedes a falta de 20 minutos para el final, tiempo que se ha mantenido hasta el final.

Sebastian Vettel

En cuanto al resto de equipos, McLaren no parece tener un buen ritmo aquí respecto a la zona media del campeonato, los pilotos no se encontraban cómodos con el MCL34. Racing Point ha rodado también con problemas, ya que no han logrado sacar partido a todo el paquete de mejoras que trajeron en Barcelona. El equipo Toro Rosso ha mostrado una gran velocidad, ya lo hizo en las sesiones anteriores, por lo que son de los favoritos en esta zona media para este Gran Premio.

McLaren

Los Red Bull han estado a una gran distancia de los líderes, algo sorprendente ya que no encontramos en el que en teoría deberían tener el mejor rendimiento de la temporada. A Red Bull los ha seguido Renault, que ha mejorado desde los primeros libres. Tanto Haas como Alfa Romeo son un poco duda, ya que ninguno de sus pilotos ha podido realizar vueltas al máximo debido al tráfico existente en pista durante toda la sesión. Se trata de unos libres muy importantes para probar todas las modificaciones realizadas sobre los monoplazas Por último, una vez más, Williams ha seguido ‘en su línea’, con tiempos respecto a la cabeza de más de tres segundos. Parece que sólo van a poder competir entre ellos en carrera, de nuevo.

Resultados de la sesión | MomentoGP

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Fórmula 1

Éric Boullier: «Es impresionante cómo echaban de menos la Fórmula 1 en Francia»

El que fuera director en Lotus y McLaren expresó sus pensamientos sobre la celebración del Gran Premio de Francia, además de revelar sus labores en torno al evento

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El francés estuvo al mando del equipo McLaren, pero abandonó la escudería en el verano de 2018. Esto pudo resultar un gran contratiempo, sin embargo, se recompuso, y a los pocos días ya estaba dentro del equipo de organización del Gran Premio de Francia.

La cita gala buscaba ayuda desde dentro de la Fórmula 1, y encontró en Boullier la persona que brindaría la oportunidad de recuperar el sentimiento de competición y convertirse en mejor y más grande.

«Estaba en Inglaterra, y no quería estar estrictamente envuelto en las operaciones. Esto es por qué me convertí en un embajador del Gran Premio. Soy más como un facilitador, si quieres, entre todas las fiestas, porque tengo experiencia en el paddock. Tengo unos grandes contactos, por lo que soy creíble, y me pueden coger el teléfono y responderme», expresó.

Boullier atiende a los medios en un Gran Premio. Vía: formula1.com

Como director de equipo, Boullier cuenta con más de 150 eventos, y reconoce que puede construir un espectáculo que alcance a todos los aficionados, algo que quiere el Gran Premio de Francia para volver a ser un éxito en su retorno al calendario, y no ser una carrera más en la temporada.

«Fue un éxito el año pasado. Todo vendido en tres días porque todo el mundo quería estar en el regreso de la Fórmula 1 a Francia«, dijo el francés, quien espera que el desarrollo de los monoplazas de este 2019 aumente el ritmo y dé un espectáculo real en la pista.

«Es impresionante cómo estaban echando de menos a la Fórmula 1 aquí. Esto lo hace especial, y es la primera firma con Liberty Media. No solo es el circuito para competir, sino que también puedes tener experiencias durante todo el fin de semana, estar con tu familia y amigos. La localización es importante, porque estás en el sur de Francia, con un buen tiempo, comida y vino. Puedes estar entretenido al estilo de la rivera francesa. Esto fue uno de mis requisitos, dar a la cita la experiencia de estar en esta ubicación en el mismo trazado«, finalizó Boullier.

 

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