jueves, 24 de marzo de 2011

Vuelve la Fórmula 1, más emocionante que nunca.

Os dejo estos vídeos en los que se comentan las novedades de este año en la Fórmula 1 y nos abre el apetito para el gran comienzo de la competición más rápida del mundo. Se acerca el espectáculo...



Este año, entre otras cosas los neumáticos se degradan muy rápido. Esto hará que los pilotos tengan que parar mínimo 2 veces en boxes y se cree que 3-4 veces por carrera será lo habitual.
Esto añade aún si cabe, mucha más emoción a esta temporada; ya que la estrategia de equipo jugará un papel importantísimo y aumenta mucho las probabilidades de que surjan cambios de posiciones en el pit stop. Aquí os dejo un vídeo en el que alonso adelanta a Hamilton en la parada de boxes, habiendo entrado detrás de él. Ha sido de los adelantamientos en boxes más increíbles de la Fórmula 1.




Espectacular.

viernes, 11 de febrero de 2011

¿Qué es el turbo?

Un profesor de Ingeniería Térmica de la facultad dice para hacerle un regalo a un amigo le puedes regalar un fluido a mucha presión. Pero si tienes un buen amigo y le quieres regalar algo debes regalarle un fluido a alta presión y con mucha temperatura.

Todos los fluidos tienen una energía interna que depende más o menos de la velocidad a la que vaya este fluido + la temperatura a la que esté + su presión. Con una de estas 3 cosas seguramente podremos hacer algún tipo de trabajo. Y el trabajo es bueno. Tu coche hace mucho y ni te enteras.

Los motores expulsan gases por el tubo de escape. Esos gases tienen velocidad + temperatura + presión. Seguro que alguien ya se ha dado cuenta de que se puede hacer algo con ellos antes de echarlos a la atmósfera. Pues sí, tienen mucha energía interna y hoy por hoy hay que aprovecharla.

¿Cómo hacen los ingenieros para aprovechar esta energía en los motores?
En un motor con turbo, los gases de escape se dirigen a una turbina muy bien diseñada de forma que éstos a su paso por la turbina la mueven extremadamente rápido: 200.000 rpm (tu motor gira a 6000rpm máximo). Con esta turbina gira solidaria un compresor, de forma que cuanto más gira la turbina más gira el compresor. Éste compresor está en el conducto de admisión y es el que empuja el aire fresco que entra al motor.
Si aumentas la presión de un gas, hemos quedado que resulta ser un buen regalo. Hay más oxígeno por volumen y podemos meter más combustible si hacer el motor más grande. ¡Es un chollo! Ganamos caballos y rendimiento con el mismo motor, y poner un turbo apenas penaliza el funcionamiento ni la construcción.

Los gases de escape, una vez salen de la turbina y ya les hemos chupado gran parte de su energía los tiramos por el tubo de escape a la atmósfera. Y nadie se ha enterado de nada.

De alguna forma, con el turbo, conseguimos pasar la energía de los gases de escape a los de admisión. Es estupendo.



Algunas consideraciones y consejos sobre el turbo.

Los gases de escape están muy calientes y esto es un problemón para el turbo. Por ello tiene su propio conducto de engrase. Es de los componentes del motor que a más temperatura trabajan. Pueden estar entre 750-1000 ºC.
Por eso es muy importante tener algunas precauciones con él.
Cuando se circula por carretera, el motor trabaja alto de vueltas durante mucho tiempo y el turbo está muy caliente. Al parar en una gasolinera, por ejemplo, no se debe parar nunca el motor inmediatamente ya que si paramos deja de haber engrase y refrigeración en el turbo. Es muy conveniente dejarlo a ralentí unos segundos o bajar e ritmo unos km antes de llegar a la gasolinera. Si no se hace así puede ocurrir que algunas piezas se "suelden" a otras y al arrancar otra vez se gripen. Se han cambiado muchísimo turbos (700-1000€) por esta razón.

Cuando el turbo se calienta, calienta también el aire fresco que mete en el motor a alta presión y esto no conviene porque un aire caliente ocupa mucho sitio. Si lo enfriásemos disminuiría su volumen y cabría más en el motor. Eso es lo que hace el INTERCOOLER (enfriador intermedio). Este componente aumenta un poco más la potencia y el rendimiento. Todos los motores de ahora lo llevan.

Os dejo un vídeo que ilustra muy bien lo explicado. Con ver 15 segundos se entiende.





Saludos.

martes, 28 de diciembre de 2010

¿Diésel o gasolina? Downsizing, qué es eso?

Entras a un concesionario después de llevar un mes hablando con tu mujer sobre el coche que has mirado y reconfigurado mil veces en horas de trabajo. Te has metido en foros, has preguntado a tu amigo el friki, te han dado mil opiniones, has oído algo del downsizing. Y llega uno y te dice, que hoy en día, como sube el gasoil ya no vale la pena comprarse un diésel. Aclarémonos, oiga.

Un señor que seguramente se apellidaba Otto inventó el ciclo termodinámico más utilizado en toda la historia de la humanidad: el Ciclo Otto. Es el ciclo (proceso) que utilizan los motores gasolina para convertir energía química en mecánica. Pero el señor Rudolph inventó otra forma mucho más eficiente de trabajar: el ciclo que lleva su apellido, Diesel.



Esto es un poco de cultura, al que no le interese puede seguir más abajo.

A grandes rasgos, un GASOLINA funciona de la siguiente manera:

El aire pasa por un filtro (filtro de aire) y se introduce en la admisión, que són un conjunto de tubos que van a cada cilindro. Cuando se abre una mariposa, que gobierna el conductor con el acelerador, ese aire tiene vía libre para seguir y es rociado por el inyector con gasolina. Esta mariposa frena muchísimo el aire, bajando el rendimiento. Cuanto más aire, más gasolina mete el inyector. Una vez hecha la mezcla el aire pasa por las válvulas de admisión y entra en su centro de operaciones: el cilindro. Allí el pistón se expande para chupar el máximo de aire y vuelve a subir para comprimirlo. Cuando está comprimido y muy caliente, la bujía produce una chispa y todo explota, impulsando con una fuerza descomunal el pisón hacia abajo. Esto es lo que mueve tu coche.

La gasolina tiene más poder calorífico que el diésel, pero arde antes. Ahora veremos la importancia de este hecho.

En un diésel moderno, a grandes rasgos, el aire pasa por el filtro de igual modo que el gasolina. Pero el diésel no tiene mariposa, si no que el conductor lo que gobierna con el acelerador es la cantidad de gasoil que inyectamos en el aire. Por tanto, ya tenemos la primera ventaja: el aire no sufre ninguna obstaculización en su entrada al motor. Una vez dentro del cilindro (aquí el aire es aire, no lleva gasoil) el pistón lo comprime. Cuando está comprimido, muchísimo más que un motor de gasolina, el inyector empieza a meter gasolina a una presión 1800 veces la atmosférica. Perforaría un ladrillo. De forma que el gasoil empieza a arder sólo y el pistón es empujado hacia debajo de nuevo, moviendo el coche. No hay bujías, porque no son necesarias. Esta presión, muy superior al motor gasolina, es lo que le da un rendimiento mejor. En los gasolina no se puede hacer porque la gasolina aguanta menos presión y temperatura (tiene menos octanos) y explotaría de forma descontrolada.

Bien, entiendo que algunos os hayáis saltado estos dos párrafos.



Vamos con cosas prácticas y objetivas:

El motor diésel comprime mucho más el aire, por tanto tiene mucho más rendimiento. Por tanto consumen menos combustible. Si encima le pones un turbo que llena el cilindro con aire a presión, pues mejor. Y como los diésel son más resistentes porque aguantan toda esta presión casi siempre duran más kilómetros.

Un motor diésel, por lo general, a misma potencia que un gasolina tiene más par. (El par es la fuerza de torsión que ejerce el motor sobre las ruedas). Cuanto más par, más fuerza y menos veces tendrás que reducir de marcha para adelantar. Por tanto, los diésel tienen más par pero también dejan de “empujar” antes, porque la combustión es más lenta que un gasolina y no puedes acelerarlos mucho. Tampoco hará falta subirlo tanto de vueltas porque empuja desde abajo, cosa que alargará la vida del motor muchísimo.

Por el contrario, los motores pesan más y son más complejos.

Los inyectores son más delicados y sensibles a la calidad del combustible y el turbo es de “mírame y no me toques”, unas marcas más que otras. Otro día hablaremos de los cuidados de un motor.

La respuesta del motor es más lenta que en un gasolina debido al retardo del turbo. Cosa que no importa para nada fuera de un circuito.

Pocas desventajas se me ocurren ya. Lo del ruido y vibraciones ya no es relevante porque depende mucho de la calidad de la insonorización del coche y de materiales.

Los motores gasolina gastan más (esto ya no es cierto del todo, léase más abajo), tienen menos par para misma potencia que un diésel, tienen mejor respuesta y poco más. Son más suaves y silenciosos. Pero su principal ventaja es su simplicidad y fiabilidad. No tienen turbo ni complejos sistemas de inyección. No son tan sensibles a la calidad de la gasolina. Necesitan girar a más vueltas para ofrecer la misma potencia que un diésel. Y la gasolina, por poco tiempo, es más cara.

Entonces, ¿qué hago?

Yo creo que hay que tener en cuenta los 2 factores más relevantes: prestaciones y costes.

Los diésel de hoy en día tienen muy buenas prestaciones y gastan poco, pero son más caros. Por tanto hay que hacer números: para tantos km al año me ahorraré tantos € en combustible respecto a un gasolina. Si, pretendes tener el coche lo suficiente como para amortizar ese ahorro, adelante. Pero esa cifra de km suele estar en torno a los 12-15000km/año. Depende también de la diferencia de precio del modelo gasolina y diésel.

¿Y si no me ahorro nada?

Yo en ese caso apostaría por el diesel sencillamente porque tienen más par, que en definitiva es lo que necesitas cuando vas cargado de viaje. Son motores más contundentes y con lo avanzados que están hoy se pueden conducir casi como un gasolina.

Sólo hay un caso en el que yo preferiría un gasolina: en motores pequeños. Un coche pequeño, para ciudad y alrededores no compensa comprárselo diésel. Los consumos están muy a la par y a no ser que hagas muchos km al año perderás dinero y seguramente lo tendrás que llevar al taller más veces.

Pero es cierto que ahora las marcas han empezado a utilizar un nuevo criterio a la hora de diseñar los motores: el DOWNSIZING.

El DOWSIZING consiste, simplemente, en hacer motores pequeños y apretarlos mucho. De forma que antes un 1.6 gasolina sacaba 100-110cv/180nm de par y ahora el grupo VAG (Volkswagen, Seat y Audi) ha sacado un 1.4 de 160cv/260nm de par. Esto lo hacen metiendo un pequeño turbo en el motor y ajustando mucho la electrónica, tiempos de inyección, etc. Antes no podían porque, en el caso de los gasolina, los gases de escape de son mucho más altos que en un diésel y los materiales no lo soportaban bien. Ahora ya hay suficiente tecnología para hacerlo de forma fiable, tanto para diésel como gasolina. No obstante los gasolina, no consiguen el mismo par, pero están cerca. Siguen siendo más baratos y tienen todas las ventajas de un gasolina pero con un consumo muy razonable. Corren como uno grande con el consumo y emisiones del pequeño.

Lo que pasa es que para los diésel también se esta aplicando el DOWNSIZING. De modo que antes un 1.9 TDI te sacaba 90cv rastreros y ahora, por ejemplo, Peugeot saca un motor 1.6 HDI con 115cv. Lo mismo: materiales y electrónica, aunque los diésel se ven muy favorecidos por las mejoras en la presión de inyección que están obteniendo recientemente.

Cada vez se consiguen turbos más pequeños que giran más rápido (¡200.000 rpm!), motores que suben más de vueltas, inyectores que son capaces de inyectar varias veces (hasta 7) en una explosión, hay motores diesel que ya bajan de los 3.4 L/100…Audi talla sus pistones con Láser, de forma que el acabado superficial es de un espejo y el aceite permanece más tiempo sobre él. No hay límites.

Cada vez están más igualados los diésel y gasolina con este nuevo criterio de las marcas.

Con todo, yo iría a la apuesta segura*: un diésel. Y esperaría a que los otros usuarios me confirmen si son o no fiables estos pequeños gasolina con turbo. Seguro que van genial, mejor que los diésel, pero hoy por hoy prefiero algo probado. Y si es japonés mejor.

Saludos.

*Entiéndase por apuesta segura un motor diésel de marca fiable: alemana o japonesa (El Corvette, americano, lleva un motor de autobús)


jueves, 23 de diciembre de 2010

Fórmula-1 2011, ¿traerá espectáculo?

Hola a todos.

Este año 2010 el campeonato de Fórmula 1 ha sido de
los más intrigantes de la historia. Hasta la última carrera no se supo quien sería el mejor piloto de 2010. Mucha tensión.
Pero esto no significa que fuese espectacular. Me explico.
Las carreras de coches se llaman así porque se trata de llegar el primero a la meta. Para ello, hay que adelantar, adelantar y adelantar (a no ser que salgas primero). Este año 2010 ha estado genial, Alonso ha exprimido un coche tímido y lento, más que un Renault. Pese a ello, claramente, ha faltado espectáculo. En la palabra espectáculo va impliícito el adelantamiento y este año, no han habido muchos. De hecho Alonso perdió el mundial porque era imposible adelantar a Petrov, siendo el Ruso muy inferior a él.

En 2010 se tomaron una serie de medidas para facilitar los adelantamientos: alerones traseros horriblemente más pequeños y altos, ruedas delanteras más estrechas, alerón delantero más ancho, se prohíben los tapacubos... Todo esto para facilitar al coche que va detrás que te rebase. Pero no ha sido así.

Los ingenieros se las ingenian, para eso les pagan. Y son muy listos. De forma que ellos no sólo se ocupan de llevar el aire por donde más favorezca al monoplaza, sino que dedican muchas horas a averiguar cómo dejarlo para que el que viene detrás se encuentre un flujo totalmente desordenado y "sucio". Por tanto esto es el ratón y el gato. De forma que la FIA (el gato) este año ha apostado fuerte por maniatar a los ingenieros (el ratón) y darles una vuelta de rosca más.

Hay un artículo en Marca que explica muy bien las modificaciones técnicas del próximo 2011. Una pasada. Voy a explicar un poco más técnicamente en qué consisten las modificaniones:

1- Alerones traseros variables.

El ala del alerón trasero podrá variar su ángulo de forma que en las rectas pueda colocarse en
posición "casi" horizontal. Así ofrece menos resistencia y en las rectas pueden ganar mucha velocidad punta. De esta forma también se deja aire "limpio" para el que viene detrás y se facilita el adelantamiento. En cuanto pisan el freno, el alerón vuelve a su inclinación normal proporcionando un empuje hacia el suelo brutal (downforce). Un Fórmula 1 por encima de cierta velocidad ejerce tanto downforce que podría correr invertido, boca abajo, pegado al techo y no se caería.

En 2010 se hizo algo parecido con el alerón delantero. Se podía modificar el ángulo pero no tuvo tanta repercusión como pensaban.
Algún ingeniero de Mc Laren tuvo una de las mejores ideas de los últimos años. La normativa impedía la modificación de la aerodinámica del coche con elementos mecánicos, a excepción del alerón delantero. Pues este señor pensó: el piloto será quien la modifique. De forma que ideó un conducto (duct) que cogiera aire a mucha presión del morro del coche y lo mandara a la parte posterior del alerón trasero. De esta forma el alerón quedaba anulado porque no producía esa diferencia de presiones que lo hacía empujar el coche hacia abajo. La genialidad no es esta, sino que el que conectaba o no este dispositivo no era un elemento mecánico, como prohibía el reglamento, si no el piloto mismo tapando un orificio.
Inmediatamente los demás equipos se pusieron a trabajar en ello para copiarlo.
Este año, el F-Duct lo han prohibido, de todas formas con el alerón trasero variable ya no tiene sentido.




2- Vuelve el KERS.

Muchos habréis oído hablar de él, pero al final casi nadie sabe lo que es exactamente. El Kers es un acumulador de energía cinética.
El coche a 280km/h tiene una energía importante que sin este dispositivo, se disipa en los frenos en forma de calor. Se tira. El Kers lo que hace es usar un "alternador" muy potente para frenar el coche convirtiendo la energía de frenado en electricidad. Esta energía se almacena en unas baterías.

A la salida de la curva el piloto presiona un botón y este alternador hace de motor, recuperando la energía de las baterías y proporcionando una potencia extra de unos 60-70 caballos. Hay coches hoy en día que tienen esos caballos... Hay algunos vídeos por Youtube en el que se ve al piloto pulsando el botón del Kers mientras adelanta al coche que tenia delante.
Esto para adelantar viene muy bien. El problema es que al final, todos los ingenieros coinciden el el tramo óptimo para aprovecharlo y no hay tanta ventaja. Pero influye.


Con estas medidas y muchas más se pretende facilitar lo que da espectáculo a la Fórmula 1: adelantamientos.
Yo personalmente creo que son acertadas, sobretodo el alerón trasero. El KERS cada piloto se lo puede guardar para cuando quiera (6,7 segundos por vuelta).
Aquí os dejo del artículo original para que le echéis un vistazo a los gráficos.

¡La F1-2011 promete!



Hasta otra.

Julio Tudela.

martes, 30 de noviembre de 2010

"Petardeo" del motor al retener


¿Por qué petardean algunos motores cuando suelto el acelerador?

En el colector de admisión, normalmente, parte de la gasolina que se mezcla con el aire se condensa en las paredes del colector (antes de entrar en el cilindro). Cuando sueltas el acelerador se cierra la mariposa de admisión pero el motor sigue girando y aspirando aire forzadamente y por tanto se crea una depresión (vacío) en el colector de admisión, donde ya hemos inyectado el combustible.
Un fluido se a evapora antes a baja presión, por tanto las partículas de gasolina condensadas en el colector que teníamos se evaporan la mar de bien. Esto significa que, a parte de la gasolina que inyectamos, está ahora también la gasolina evaporada que había en los colectores. Por lo que tenemos más gasolina de la adecuada.

En el ciclo Otto (gasolina) la proporción de aire y gasolina debe ser siempre la misma 14,6/1 (mezcla estequiométrica). Por 14,6 kilos de aire entran 1 kilo de gasolina. Y esto no se puede variar. Si cambia esta proporción habrán particulas de gasolina que no les quedará oxígeno para quemarse y al revés, si hay más aire del que toca la combustión será incompleta.

En nuestro caso, al aumentar la concentración de gasolina y mantener la cantidad de aire que entra esta mezcla de 14,6/1 cambia. Entonces, después de la combustión tenemos gasolina que no se ha quemado (porque no quedaba oxígeno). Esta gasolina pasa al escape que está calentito y explota produciéndose ese petardeo que a tantos nos gusta.

Curioso, ¿verdad?.

Un saludo.

lunes, 18 de enero de 2010

Mi primer Blog

Hola a todos.

Este es mi primer blog. No sé muy bien qué es ni como funciona, pero siempre he pensado que podría escribir aquello que sé y puede ayudar a alguien sobre ingeniería, motor, tecnología o deporte; sobretodo el mundo del Mountain Bike. Así, además, no se me olvida.
Este blog es para gente interesada en las palabras que dan nombre al título y siempre con la finalidad de "informar". Y si ayuda a alguien, pues mejor. Con el tiempo también pondré algo de fotografía, para variar un poco.

Saludos