viernes, 9 de marzo de 2012

Capturando parámetros.


En este artículo vamos a intentar explicar dos de los elementos más curiosos, y desconocidos, que año tras año vemos en los test de pretemporada de los distintos equipos de la Fórmula 1.

En primer lugar, seguro que muchos de vosotros estos días al ver las fotos de los test o algún que otro video se ha preguntando ¿qué son esas manchas verdes que recorren ciertas partes de los monoplazas?


Pues bien,  se trata del  Flow-viz, un polvo fluorescente que se encuentra en suspensión de un aceite ligero, generalmente parafina, lo que conforma una sustancia viscosa coloreada, normalmente de colores fluorescentes o llamativos.



Y bien, la función de dicha sustancia no es otra que, al comenzar a rodar el vehículo , esparcirse o extenderse  por el monoplaza y controlar los flujos de aire que atraviesan el mismo, es decir, a través del proceso de esparcimiento de la meritada sustancia por la carrocería, los ingenieros podrán comprobar cual ha sido el camino tomado por el aire al entrar en contacto con el vehículo, analizando así si los resultados devenidos en los procesos informáticos y en las pruebas en el túnel del viento y comprobar si son correctos o no.

El segundo punto a destacar es un peculiar artilugio que vemos en los monoplazas cada GP pero que apenas reparamos en ellos, salvo en pretemporada, por su exagerado tamaño y colocación. El artilugio no es otro que un tubo de Pitot.


Su funcionamiento es sencillo, se basa en dos tubos que miden la diferencia de presión en dos puntos, uno de ellos mide la presión de impacto del flujo del aire mientras que el otro hace lo propio con la presión estática, es decir, vendría a medir la presión dinámica. ¿Y esto qué significa?, que no viene ni más ni menos que a medir la velocidad del vehículo respecto del aire.
La función que cumple no tiene nada que ver con los elementos aerodinámicos del coche, sino que se relaciona con la alimentación del motor.


Y para explicar esto mismo, no puedo sino que remitirme a una opinión plasmada en el foro del piloto Pedro Martínez de la Rosa, puesto que en dicho comentario se explicita, por el forero Parma Imaceves, el funcionamiento del mismo, y puesto que soy incapaz de dar una explicación tan brillante me permito la licencia de trasladar aquel comentario en este artículo: 

En un motor sin sobrealimentación la presión máxima de admisión, que es la que determina la cantidad de oxígeno que entra en el cilindro, es igual a la presión atmosférica que exista en el lugar y momento precisos en que se encuentre ese motor.

Hasta hace no muchos años los coches no disponían de ningún tipo de aparatejo electrónico que interviniese en el funcionamiento de sus sistemas. La alimentación de los motores se regía exclusivamente por leyes físicas y la alimentación de combustible se efectuaba por efecto Venturi( carburador) o inyección mecánica en la admisión, dependiente en los dos casos de la cantidad de aire, y por tanto su velocidad, que pasa a través de la admisión.

La regulación de la presión se efectúa por medio de la mariposa de admisión, permitiendo que sea mayor cuanto mas apertura se le dé, aunque el límite sigue siendo la presión atmosférica.

Para aumentar la presión de admisión está la sobrealimentación bien sea por compresor mecánico, turbo o....natural.

Como siempre surgió el genio de Colin Chapman, que en el Lotus 72 instaló, directamente sobre las trompetas de admisión, una caja con unas pequeñas aberturas orientadas en el sentido de la marcha que tenían por objeto incrementar la presión del aire en la admisión y poder introducir mayor cantidad de mezcla en los cilindros. El incremento de la presión se produce en las bocas debido al impacto del aire de la marcha y se va incrementando con la velocidad por lo que a coche parado la presión de admisión sigue siendo la atmosférica. La intención al principio era paliar la pérdida de potencia debida a las altas temperaturas en algunos GP´s la elevación del circuito en otros como Méjico(
dicho GP ya no se disputa como bien sabréis) o las bajas presiones atmosféricas asociadas a la meteorología. Con el tiempo pasó a utilizarse en todas las carreras ya que se obtenía mejora en la potencia. La pega es que ese incremento de potencia no era lineal ya que dependiendo de la velocidad del coche varía la presión de admisión porque hay que sumar la presión del aire de impacto en la abertura de la caja de admisión.

Evidentemente en esas condiciones no es igual la potencia a unas rpm en 1ª marcha que a las mismas rpm en una marcha mas larga porque estamos obteniendo una sobrealimentación natural del aire de impacto, que crece con la velocidad.

Bien, pues después de este rollo ya tenemos la presión dinámica influyendo en el rendimiento del motor aunque hasta ahora no es necesario tener una lectura de su valor ya que los reglajes de alimentación son fijos para cada carrera y se establecen compromisos dependiendo de las variables ya comentadas y sobre todo según se trate de circuitos lentos o rápidos.

Con el tiempo llegó la electrónica, arrollando en todas las áreas de la mecánica y, por supuesto, la gestión electrónica de la alimentación es una de las mas importantes. Hasta ahora la presión dinámica estaba ahí pero a partir de ahora hay que hacerle llegar el dato a la gestión de alimentación para que haga el cálculo, casi instantáneo, de la cantidad de combustible a inyectar en función de la cantidad de aire que le llega al motor.

Y bien, ahora que ha surgido la necesidad de conocer el dato de presión dinámica en cada momento no queda mas remedio que situar el sensor adecuado, que en este caso es un tubo de Pitot, en una zona libre de perturbaciones y transformar su lectura en impulsos eléctricos que se hacen llegar a la unidad de control de combustible.


Pues bien, esperamos que dicha información os haya resultado de utilidad, o cuanto menos, curiosa.

Sergio.

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