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TODO SOBRE EL CONTROL DE TRACCIÓN....

El anticipado regreso del control de tracción a la Fórmula Uno ha dado lugar
a un controvertido debate entre aficionados y profesionales. Sin embargo,
pocos conocen el auténtico potencial del control de tracción, tanto en
términos de dificultad a la hora de implementarlo, como de lo que es capaz
de conseguir. Williams Shoebotham, un ingeniero de automoción, nos da las
respuestas.
Los directores técnicos de los equipos de Fórmula Uno recomendaron
recientemente la legalización del control de tracción debido a las áreas
grises en las reglas y la posibilidad de hacer trampas. Después de eso, el
organismo regidor del deporte, la FIA, dijo que adoptaría la recomendación,
a cambio de unas concesiones en la seguridad por parte de los equipos. Aún
sigue sin saberse cuando ocurrirá todo esto, pero parece que en un futuro
muy cercano.
Es normal asumir que el control de tracción será fácil de implementar y que
reducirá la diferencia entre la parte de arriba y la parte de abajo de la
parrilla. Sin embargo, el control de tracción abre un nuevo mundo del
control activo de los coches que podría aumentar las diferencias entre los
pudientes y los pobres.
El control de tracción no se limita a reducir el deslizamiento de las ruedas
durante la aceleración. Permite que la tracción del eje trasero del coche
sea controlada en cualquier momento. Este control puede ser utilizado para
influenciar cualquier aspecto de las prestaciones del coche, incluyendo el
frenado y el paso por las curvas. El control de la tracción en las ruedas
traseras puede no ser la primera elección de un ingeniero para influenciar
el coche a la hora de frenar o girar, pero desde luego es una ayuda.
Este control de tracción requiere de un complejo algoritmo. Los equipos
programarán los ordenadores del control de tracción con el comportamiento
deseado en el coche en cada momento. Los sensores del coche dirán al control
de tracción cual es el comportamiento del coche. El ordenador entonces
utilizará modelos matemáticos para determinar que acciones deberían llevarse
a cado sobre el eje trasero para conseguir el comportamiento deseado.
El modelo matemático es necesario para predecir las cantidades de
acelerador, ignición y combustible necesarios para producir la tracción
deseada en las ruedas traseras. Este modelo incluiría las RPM del motor, así
como su temperatura, la presión del aire, el par motor, etc. Además, este
par motor puede ser negativo. El modelo también incluiría cosas como la
inercia rotacional del motor, las relaciones de las marchas, y la rigidez
torsional del eje.
El modelo matemático de dinámica del vehículo es necesario para predecir el
par motor necesario para producir el par deseado en las ruedas traseras.
Este modelo incluiría elementos como las fuerzas aerodinámicas, las masas,
los momentos de inercia, información sobre los neumáticos y posición de las
suspensiones. El modelo de dinámica del vehículo mejoraría con mapas del
circuito que leyeran los baches, las curvas y otros factores que influyen en
el coche.
Los modelos ayudan al control de tracción a conseguir el comportamiento
deseado, ¿pero cual es el comportamiento deseado?
Durante el frenado, el coche tendrá un control efectivo de la parte trasera.
Si se está frenando muy poco, entonces el tren trasero puede aplicar par
negativo en las ruedas traseras para asistir a los frenos. Si, por el
contrario, se está frenando demasiado, el tren puede aplicar par positivo
para contrarrestar los frenos. El piloto frenará de forma más efectiva y
tendrá que preocuparse menos de bloquear las ruedas y hacer un trompo.
En una curva, si un piloto responde al sobreviraje levantando el pie del
acelerador, la situación puede volverse peor. El control de tracción puede
utilizar la dinámica del coche para predecir cuando puede desacelerarse sin
el riesgo de empeorar la situación. El control de tracción puede entonces
tomar el control hasta que determine que el coche es estable otra vez. El
control de tracción también puede sentir o predecir el sobreviraje y
desacelerar sin necesidad de órdenes del piloto.
El control de tracción no es sencillo ni siquiera durante la aceleración.
Una rueda rodando a velocidad de suelo no crea fuerza hacia delante, por lo
que el neumático debe derrapar ligeramente para acelerar el coche. La
aceleración aumenta con el deslizamiento hasta su pico (normalmente un 20%)
y después comienza a reducirse. En contraste, el desgaste de los neumáticos
siempre aumenta cuando mayor es el deslizamiento.
Un buen piloto sin control de tracción puede acelerar casi al límite, pero
generalmente falla por el lado de menos deslizamiento y menos desgaste. El
control de tracción bien ejecutado puede mantener la aceleración cerca de su
punto ideal mejor que cualquier piloto pero, contrario a la intuición, el
mayor deslizamiento del control de tracción puede aumentar el desgaste.
Durante los entrenamientos un equipo puede elegir maximizar el agarre a
costa del desgaste y después cambiarlo para la carrera.
Hasta ahora sólo se han considerado la frenada, el paso por las curvas y la
aceleración. Sin embargo, un coche de F1 se verá envuelto en complejas
combinaciones de estas situaciones. ¿Qué hace el control de tracción para
maximizar las prestaciones en estos casos? ¿Cómo debería influenciar el
control de tracción al coche para que el piloto sienta la confianza de que
el coche hará lo que le pida? ¿Aún cree que el control de tracción es
sencillo? Maximizar el potencial del control de tracción será la misión de
departamentos enteros de desarrollo.
Esta complejidad supondrá un desafío a largo plazo para Ferrari y McLaren.
Al otro lado del pitlane Minardi está luchando por sobrevivir, y añadir
ingenieros que desarrollen el control de tracción es una utopía. Los
sistemas crudos que sólo evitan el deslizamiento de las ruedas son sencillos
de realizar, por lo que los equipos tendrán varias formas de control de
tracción una vez haya sido legalizado. Cada uno tendrá lo que hayan podido
pagar. Sin embargo, todos los equipos quieren que el control de tracción
regrese a pesar de sus lados negativos. Esto es un claro indicador de lo
frustrados que los equipos se han sentido debido a las trampas potenciales
que el control de tracción legal pretende evitar....

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Simulación de frenos en la Fórmula 1.

Los equipos de Fórmula 1 no disponen de mucho tiempo en sus entrenamientos para ocuparse de hacer elecciones en cuanto a los materiales que componen los frenos. Una elección que, sin embargo, puede ser vital de cara al desarrollo de un Gran Premio. Fue constatado este echo que Carbone Industrie (una división de Messier-Bugatti) desarrollo sus herramientas de simulación destinadas únicamente a la Fórmula 1.
La combinación del banco de pruebas y de los programas de simulación permitirían a partir de entonces presentar en los entrenamientos nuevos materiales en los coches.
Esta combinación servía para conocer las temperaturas óptimas necesarias para realizar el rodaje, y así prevenir al equipo y al piloto de lo que se podía esperar del funcionamiento de sus frenos en función de la temperatura que hubiesen alcanzado.
Esta fase es muy importante para la confianza de un piloto, una confianza que es poe ella misma un importante factor para obtener buenos resultados. En algunos casos, si el comportamiento de los frenos difería mucho de lo que se está acostumbrado, el piloto puede decidir volver a su box. Dado por concluido el test.
La simulación es uno de los tres elementos que permite trabajar mejor sobre el desarrollo de los sistemas de frenado de un F1. Junto a los bancos de pruebas estáticos y como no, los tests en la pista.
Cada uno de estos elementos es importante para la compresión del otro, y al final su finalidad no es otra que la de conseguir los mejores resultados para el coche.
La simulación también permite predecir comportamientos a nuevas situaciones. A título de ejemplo: algunas de las evoluciones del reglamento, no necesariamente ligadas a los frenos, pueden tener una incidencia indirecta sobre ellos y por lo tanto pueden aparecer nuevos problemas. Es por eso que, gracias a la simulación, se puede trabajar en ello de forma anticipada y conseguir soluciones antes de que se produzca el problema real. Tampoco hay que olvidar que la producción del carbono/carbono necesita muchos meses y que ese trabajo puede evitar tenerse que esperar a los primeros entrenamientos en pista para probar una configuración que respete la nueva reglamentación.
De echo, el trabajo de simulación comprende tres etapas completamente independientes. La primera de ellas consiste en recoger los datos que se obtienen en los mismos Grandes Premios. De esta forma, el equipo de asistencia técnica juega un papel muy importante en el trabajo de simulación. Recopilan, gracias a los datos de telemetría, las informaciones relativas a la frenada, sin olvidar las impresiones de utilización que se tienen de las mismas. Unos datos que se enriquecen de forma inmediata con los que ofrecen los equipos de Fórmula1. Se crea entonces una base de datos que se envía directamente a Carbone Industrie.
Ahí se inicia la segunda etapa del trabajo de simulación. Resultados en función de la velocidad, presiones, deceleraciones, temperaturas de los frenos... son recogidas y tratadas en la sede de Carbone Industrie, cerca de Lyon.
Entonces se realizan análisis generales y específicos. Generales par poder progresar en la búsqueda de materiales, y específicos ya que cada uno corresponde a las características de ese vehículo concreto.
Para ello, Carbone Industrie utiliza un banco de pruebas DAISY. De esta utilización se establecen cartografías de los materiales, o sea, definición de protocolos de funcionamiento de los materiales en fricción sobre el banco de pruebas.
Se precisan de un banco de pruebas de escala 1. Este permite trabajar en distintas fases del proceso de estudio: los materiales, los frenos y los sistemas de frenado. Sus aplicaciones son muy variadas y dedicadas únicamente a la Fórmula 1.
La funcionalidad básica de ese banco de pruebas comprenden, la simulación de la masa del vehículo con su inercia, la simulación eléctrica de las leyes de ruta, la regulación de la presión o del par de frenado y la motorización que permiten aceleraciones reales. De forma suplementaria a este equipamiento se sitúa un mapa del entrono climático que se proponga. El banco de pruebas DAISY ofrece muchos modos de pilotaje, automático por ciclos programados, simulación de circuito (reproducción de las grabaciones de los vehículos), frenada de contención. Además DAISY se adapta a distintas configuraciones. Después se prolongan los trabajos en el banco. Los medios de análisis y las medidas físicas se desarrollan para explotar los datos numéricos adquiridos durante los ensayos. Llegamos entonces a la tercera etapa, la que implica la utilización de un programa informático específico dedicado a la simulación de F1.
La utilización del programa se inicia con la definición de los parámetros de análisis obtenidos en función de las grabaciones de referencia. Después se hace un análisis escrito sobre la pantalla. Este permite analizar y detectar los problemas de frenada del coche. Hasta ahora, todos los problemas de frenada estudiados se han podido resolver gracias a este programa. Se realiza un análisis energético tras volcarlos todo en un programa de tratamiento informático. Este determina la influencia de los parámetros sobre el equilibrio del coche, la evolución y la utilización de los frenos (su desgaste). La simulación tiene en cuenta los parámetros obtenidos por defectos del tipo de material y por la configuración de los frenos sobre el vehículo.
Tras la simulación, la mayor variación de datos reside en la temperatura. Esta última simulación acabará permitiendo la definición de una presión que determine el rendimiento.
Los resultados se comunican a cada equipo y eso permitirá que escojan un material, anticipando los reglajes de éste a los generales del vehículo. Todo ello significa poder ganar mucho tiempo y realizar una adaptación más ajustada al circuito en el que se va a correr.



MUERTE AL FUTBOL
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