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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

1 Comment

  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

La F1 de 2021: Adiós a los jueves de prensa

La Fórmula 1 cambiará su formato reduciendo la actividad de viernes a domingo

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En pocos días dará comienzo la pretemporada de la Fórmula 1 (19 al 21 y del 26 al 28 febrero) en el Circuit de Barcelona-Catalunya como antesala de lo que será la temporada de 2020. Pero la máxima expresión del automovilismo no descansa nunca y siempre piensa en el mañana, sobre todo en el 2021 con la introducción de una nueva normativa reglamentaria técnica. Sin embargo, el nuevo reglamento modificará también otros aspectos tradicionales, como los conocidos jueves de prensa.

La Fórmula 1 cambiará su formato de competición del fin de semana de Gran Premio: reduciendo la actividad de viernes a domingo con la eliminación de la jornada del jueves dedicada en mayor medida a los medios de comunicación y a los actos promocionales de los pilotos y equipos.

No habrá jornada de jueves en 2021

De esta forma, el viernes por la mañana se dedicará para la prensa, reuniones, actos promocionales y autógrafos para los fans, y por la tarde volverá la actividad en pista con las dos primeras sesiones de entrenamientos libres (libres 1 y 2), tal y como informa el medio ‘Motorsport.com’.

No obstante, durante la mañana de la jornada del viernes, los únicos que probarán el asfalto serán las otras categorías (Fórmula 2 y Fórmula 3) con sus respectivos entrenamientos y clasificaciones. 

FIA y Liberty Media siguen perfilando los últimos detalles (sumando reuniones) para el ‘año del cambio’ con una  premisa bien clara. Reducir el fin de semana a tres días, algo indispensable con el aumento del calendario de la F1, dado que para 2020 habrán 22 carreras con vistas a más GP en el futuro. 

Esta reducción de la jornada del fin de semana (deja 22 días libres) en la categoría reina permitirá introducir nuevos circuitos al calendario para los próximos años. Una idea por parte Liberty Media, que quieren ampliar la cartera de carreras para el futuro de la Fórmula 1. 

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Fórmula 1

McLaren afronta un año de transición: «Sabemos que no vamos a mejorar tanto como el año pasado»

Zak Brown analiza la mejora del equipo el año pasado y se alegra de contar con James Key y Andreas Seidl desde el primer momento de la temporada 2020

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Después de terminar una temporada 2018 prácticamente para el olvido, con un motor Renault que ya no daba problemas de fiabilidad, pero con muchas limitaciones que lo relegaron a la sexta posición en el Mundial de Constructores, bastante por detrás de Haas y de Renault, McLaren ha completado una temporada 2019 en la que Lando Norris, Carlos Sainz, James Key y Andreas Seidl han devuelto la ilusión a los de Woking con un fantástico cuarto puesto y poniendo un broche de oro a la temporada con un podio logrado por Carlos Sainz en Brasil.

Como a estas alturas todos sabemos, todo depende del chasis de McLaren a partir de 2021, puesto que contarán con el que, salvo sorpresa, será el motor más potente y fiable de la parrilla: Mercees. Este año es el último que afrontan con el motor Renault, un motor que, si bien ha traído mejoras a la escudería, no han sido tantas como se esperaban. Zak Brown afirma tener buenas sensaciones de cara a 2020, pero no cree que vayan a avanzar este año en una escala aun mayor de lo que ya hicieron en 2019.

Carlos Sainz, junto a Zak Brown – F1.com

«Dimos un gran paso en 2019, pero también es cierto que el gran margen de mejora que se ha hecho este año ha sido debido a que era difícil que pudieramos estar peor que el año pasado. Este año lo hemos hecho muy bien, pero no creo que vayamos a mejorar tanto.» afirma Brown, que ve esta temporada como una temporada muy parecida a la anterior, con las escuderías enfocándose sobre todo en los coches de 2021. «Las reglas serán muy similares, y no hay ningún cambio significativo en la parrilla. Lo único que espero es que Williams avance un poco. Es una pena verles tan atrás

Zak confía también en James Key, que no participó en el diseño del coche del año pasado al llegar muy tarde. Además, Andreas Seidl llegó al equipo a mediados de temporada. «Este año ambos están en el equipo desde el primer día. Además, Key ha diseñado el coche. Así que veremos cómo va. Hay que intentar mejorar cada carrera. Por de pronto, el coche de 2021 ya está en el túnel de viento. Solo hay que mantenerse centrados.»

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Fórmula 1

Alfa Romeo anuncia la fecha de presentación de su monoplaza para 2020

El equipo italiano presentará su coche el día del inicio de la pretemporada en Barcelona.

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Ya se conoce la fecha de presentación del nuevo Alfa Romeo: será el 19 de febrero, el día en el que comenzarán los test de pretemporada. Los italianos tratarán de mejorar los resultados obtenidos en la pasada campaña, en la que fueron octavos en el mundial de constructores, sumando un total de 57 puntos. Después de un inicio de temporada prometedor, consiguiendo puntuar con Kimi Raikkonen en las cuatro primeras pruebas, el rendimiento del monoplaza se fue devaluando en el transcurso del año, sin poder mantener el buen nivel del comienzo. A pesar de ello, pudieron finalizar 2019 con un buen sabor de boca debido al gran resultado cosechado en Brasil, la penúltima cita del calendario. En aquella carrera Raikkonen acabó cuarto, mientras que Giovinazzi cruzó la línea de meta en un fantástico quinto lugar.

Fuente: Alfa Romeo Racing

De cara a 2020 la escudería italiana intentará recuperar la solidez y la regularidad, con el objetivo de afianzarse en la zona media de la parrilla y luchar por entrar en los puntos de manera continuada. La dupla de pilotos se mantendrá intacta respecto a la temporada anterior. Kimi Raikkonen afrontará su decimoctava temporada en la máxima categoría del automovilismo. A sus 40 años, es el piloto más veterano de la parrilla, pero mantiene la ilusión y las destrezas intactas. Por su parte, Antonio Giovinazzi se enfrentará a su segunda temporada completa. Toda la experiencia y el aprendizaje extraídos en su año de debut serán muy útiles para él, que tras un primer año algo irregular, tendrá que demostrar una mayor consistencia en 2020.

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