El difusor soplado

La tecnologí­a al servicio de los monoplazas.

El difusor soplado

Mensajepor Rodo115 » 19 Julio 2011, 14:34

El difusor soplado

ROGER FARRARONS | 19/07/2011 07:03

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En medio de toda la polémica que rodea los difusores soplados, vamos a ver cómo trabajan y los beneficios proporcionan. Los pioneros en instalar este sistema fueron los chicos de Red Bull, otra vez de la mano de Adrian Newey. En esta ocasión no es una invención suya, ya que dicho sistema fue inventado e implantado en el año 1983 por la escudería Renault. En aquel entonces se les prohibió el uso del efecto suelo y perdieron mucha downforce. Para contrarrestar esta pérdida, en Renault desarrollaron este sistema que aumenta la downforce provocada por la parte trasera del monoplaza.

Todo empezó en 2010 cuando el equipo de las bebidas energéticas quiso aprovechar los gases de escape para producir más agarre aerodinámico, motivado por la prohibición de los dobles difusores. Para eso se cambió la ubicación de las salidas de escape, moviéndolas de la parte superior de la carrocería a la parte inferior.

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El invento consiste en dirigir el chorro de los gases de escape al difusor, para maximizar su rendimiento. Debido a la temperatura y velocidad de estos gases, se aumenta la capacidad de succión del difusor y así la velocidad del aire por debajo del coche. Se produce una depresión más grande y por consiguiente un mayor agarre aerodinámico.

El rendimiento de este sistema depende de la cantidad de gases de escape que inyectamos al difusor, por lo tanto a más revoluciones del motor, más gases salen por los tubos de escape y más beneficio en términos de downforce. Utilizando el sistema de esta manera conseguimos una gran ventaja en las curvas rápidas y en las rectas dónde el piloto tiene el pedal del acelerador a fondo.

Soplado frío y caliente

Este beneficio conseguido en dichos tramos de los circuitos, no fue suficiente, por lo que quisieron dar otro paso: conseguir el mismo efecto en el resto de circuito: curvas lentas y frenadas. El objetivo era que los tubos de escape continuaran soplando gases sin producir potencia. De este modo el efecto aerodinámico continuaría produciéndose y el piloto podría dejar de pisar el acelerador y pisar el del freno con normalidad para tomar las curvas sin problemas.

Para realizar esto, es necesario forzar el motor a que continúe sacando gases (sin producir potencia) durante los periodos de tiempo que el piloto no está pisando el acelerador. Para realizar este efecto existen dos maneras diferentes, que llevan a dos tipos diferentes de soplados: el soplado frio y el soplado caliente, a continuación los explicamos.

Soplado frio:
Consiste en abrir el acelerador del motor por completo cuando el piloto deja de pisar el acelerador. No se inyecta combustible al motor y por lo tanto no se produce potencia. Se estima que la cantidad de gases que salen esta cerca del 75% de los gases que saldrían con el piloto pisando el acelerador al máximo. Debido a que no hay combustión el aire que sale por los escapes, es "frio", y por eso en Renault empleaban este efecto para refrigerar las válvulas de escape.

Soplado caliente:
Éste también consiste en abrir el acelerador del motor por completo cuando el piloto deja de pisar el acelerador. La diferencia substancial es que durante este proceso se continúa inyectando combustible. Es necesario modificar los parámetros del motor y retrasar el encendido para así evitar producir potencia. En este caso hay varios efectos negativos, quizá los dos más relevantes sean el aumento del consumo de combustible (alrededor del 15%) y la enorme fatiga que sufren los motores ya que no hay tiempos sin combustión.

Este complejo sistema que es una de las piedras angulares del proyecto RB7. Como nos comentaba el mismo Adrian Newey, fue copiado rápidamente por todas las escuderías punteras al ver los grandes beneficios que aporta. Éste no es un sistema fácil de implementar ya que como cualquier modificación afecta a todo el conjunto del monoplaza y a su estabilidad. El difusor soplado centra su área de actuación en aumentar la downforce de la parte posterior del monoplaza y son necesarias modificaciones en todo el monoplaza para mantener el equilibrio.

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Aspectos críticos del diseño:

-Alargamiento del tubo de escape: El hecho de tener que dirigir el flujo de los gases de escape hacia el difusor hace que la longitud del tubo de escape aumente. Eso altera el rendimiento y el comportamiento del motor.
-Angulo de incidencia en el difusor: Debe tenerse muy en cuenta este parámetro, ya que no queremos que el aire se despegue de la superficie superior del difusor, de ser así perderíamos rendimiento y agarre aerodinámico.
-Temperaturas máximas de los materiales: No debemos olvidar que los gases que salen del motor están a altas temperaturas (alrededor de los 500 grados centígrados). Es necesario utilizar materiales que trabajen a estas temperaturas sin problemas durante largos tiempos.
-Mapa del motor, sistema de retraso del encendido: Quizá este sea el punto más crítico. Mediante la electrónica del motor se debe conseguir que inyectando combustible no se produzca potencia. Como ya os he comentado, este sistema pide un esfuerzo extra al motor que debe estudiarse muy bien para no romper ninguna pieza.
-Equilibrio del monoplaza: Éste sistema aumenta considerablemente el agarre aerodinámico en la parte trasera del monoplaza, es necesario estudiar de nuevo todo el vehículo para mantener un buen equilibrio y así tener un coche fácil de conducir.

Y sobre difusores, esto es todo. Vamos a ver cómo termina este tema. De todas formas, de cara a la temporada que viene está previsto cambiar la normativa y obligar a tener salidas de escape por arriba (dónde estaban antes). Como siempre desde 'F1 al día' os mantendremos informados de cualquier cambio en el reglamento.

http://www.f1aldia.com/12578/el-difusor-soplado/
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Re: El difusor soplado

Mensajepor ivigras » 21 Julio 2011, 16:14

Gracias Rodo, por poner esta información, ya aclare mis dudas.
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Re: El difusor soplado

Mensajepor jdvp » 24 Julio 2011, 03:43

:shock: :shock: :shock: :shock: :shock: muy bueno,, muchas gracias :D :D :D :D :D :wink: :wink: :wink:
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Re: El difusor soplado

Mensajepor lolo1977 » 27 Julio 2011, 11:26

Gracias Rodo por el aporte, interesante.
Pero mi duda ¿como puede un motor tener inyección de combustible a los cilindros y no generar potencia?¿donde va a parar esa potencia? :?:

Saludos.
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Re: El difusor soplado

Mensajepor Rodo115 » 27 Julio 2011, 17:41

lolo1977 escribió: ¿como puede un motor tener inyección de combustible a los cilindros y no generar potencia?¿donde va a parar esa potencia?

Desde la ignorancia absoluta se me ocurre pensar que es como si estuviese en punto muerto (neutral). Tal vez, mediante el control electrónico, cuando se deja de pisar el acelerador la caja pasa a "punto muerto" y los inyectores trabajan. (UM) (UM)
Saludos, Rodo
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Re: El difusor soplado

Mensajepor Josef1 » 27 Julio 2011, 23:29

lolo1977 escribió:Gracias Rodo por el aporte, interesante.
Pero mi duda ¿como puede un motor tener inyección de combustible a los cilindros y no generar potencia?¿donde va a parar esa potencia? :?:

Saludos.

Control electrónico como bien dice Rodo115!!
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Re: El difusor soplado

Mensajepor Gerhard Berger » 27 Julio 2011, 23:38

lolo1977 escribió:Pero mi duda ¿como puede un motor tener inyección de combustible a los cilindros y no generar potencia?¿donde va a parar esa potencia? :?:

Saludos.


Si no estoy mal informado es porque las válvulas de escape se mantienen abiertas en el tiempo de combustión, debido al retraso en el tiempo de combustión, es decir, en un ciclo otto normal la fase de escape mantiene la válvula de escape abierta y la de admisión cerrada, al retrasar el tiempo de combustión, hacemos que esta fase, la tercera en el ciclo, se produzca en el lugar del tiempo de escape, en pocas palabras, la explosión en lugar de producirse en la tercera fase del ciclo, se produce en la cuarta, el escape, con lo cual la fuerza que produce la combustión se va por el escape, produciendo el efecto soplado. Vamos, que el tiempo de combustión, ocupa en realidad dos tiempos (en relación al ciclo) el de combustión y el de escape, pero debido al retraso provocado en el tiempo de combustión tenemos dos fases en una, la admisión y la compresión son siempre iguales, pero la combustión sucede cuando en el ciclo normal está sucediendo el escape...Es la diferencia. Vamos que el secreto del soplado caliente es ese, el retraso en la fase de combustión.

Nos encontramos por tanto con unas piezas que hacen el ciclo completo, pero sin que la combustión actue en los pistones por producirse en el tiempo de escape.

No se genera potencia para mover el coche porque la potencia se usa en "soplar" ya que al frenar y no acelerar no necesitamos potencia para impulsar el coche y esta se puede utilizar de otro modo. Eso lo dicen para facilitar la comprensión, pero en realidad sí se genera potencia, solo que no es aprovechada por los pistones, por que se va por el escape debido a lo que he explicado en el primer párrafo.

Hay que tener en cuenta que el coche al tener engranada la marcha, aunque la potencia no mueva los pistones, sigue moviendolos debido a la inhercia del movimiento del propio coche, manteniendo un nuevo ciclo, que si es acelerando será normal y que si es frenando o no acelerando, de nuevo, será retrasando el tiempo de combustión, o explosión.

Así pues, no es que se ponga en punto muerto, es que se retrasa el tiempo de explosión en el ciclo mientras que las válvulas continuan su movimiento normal, como si fuese el ciclo común...De manera electrónica, eso sí.

No sé si me he explicado bien. :wink:
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Re: El difusor soplado

Mensajepor lolo1977 » 27 Julio 2011, 23:48

Gerhard Berger escribió:
lolo1977 escribió:Pero mi duda ¿como puede un motor tener inyección de combustible a los cilindros y no generar potencia?¿donde va a parar esa potencia? :?:

Saludos.

No sé si me he explicado bien. :wink:


Gracias Gerhard por la explicación, ahora si que lo comprendo. Gracias tambien a Rodo por su intento de explicación.

Saludos.
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Re: El difusor soplado

Mensajepor Gerhard Berger » 27 Julio 2011, 23:55

La he mejorado un poco, porque me he dado cuenta de que me había liado un poco con las palabras, ahora está mejor.

No obstante para eso estamos, me alegro de que te haya servido de ayuda :D
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Re: El difusor soplado

Mensajepor wilsoriano » 11 Septiembre 2011, 00:38

Me esfuerzo por entender como genera la energia necesaria el motor en tiempo muerto, mejor sin aceleración y no lo entiendo del todo es admirable tal desarrollo, lo intrigante tambien es que el consumo de combustible puede incluso aumentar segun el tipo de soplado como logran mantener un peso dentro del reglamento si se requiere mayor volumen de combustible para una competencia completa el "V Power" es increible.

Saludos.
wilsoriano
 


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