DONDE ESTA EL LIMITE? Opciones

[citro]

No paro de asombrarme los motores actuales
giran a mas de 18000 r.p.m y hay quien dice que van en busca de las 20000.
Siempre me habian sorprendido las motos de
calle capaces de girar a mas de 10000rpm, en
comparacion con los coches deportivos que no
van mucho mas alla de las 7000.
El primer gran cambio con los motores atmosfericos me parece que lo dio Renault
con su distribucion neumatica que permitio
ir mas alla de lo establecido,pero en algun
momento se tienen que topar con un limite.
La tecnologia actual del sistema de encendido
me parece vital, tienen que tener una precision maxima.
Las partes mecanicas tambien se exponen a
unas cargas brutales.
Sinceramente me veo mas atraido por la parte
tecnologica que por las facultades de los pilotos.
Para los veteranos del foro y amigos de PEDRO
os invito a que un dia le pidais que a los
foristas les permita algun dia de entrenos
ver como es su coche.


Aprovecho para presentarme y agradeceros las
respuestas que me habeis dado en mis topics.

[nrg]

Buena pregunta amigo, muy buena.

¿donde está el limite? pues probablemente no lo haya. Me explico: si hace 10 años le dices a alguien que existe la posibilidad de hacer girar un motor a 20000rpm (que ahora están a la vuelta de la esquina) te llama de loco para arriba cualquier cosa. Pero hoy ya es factible y como te digo pronto lo veremos. Y porqué es posible:

- primero, porque hoy son utilizables árboles de levas "dessincronizados" del cigüeñal, eso permite tener unos bajos decentes y subir y subir de régimen hasta esos valores.

- segundo: en la actualidad hay excepcionales simuladores de fluidos, que permiten optimizar los conductos de admisión y escape para que aún a esas velocidades todo funcione

- y los ingenieros de materiales nos tienen acostumbrados a darnos (tarde o temprano) lo que le pedimos: materiales ligerisimos pero con una resistencia increible

Si a esto le sumas mejoras en los procesos de producción (que yo sepa los F1 son las únicas máquinas no metrológicas diseñadas con tolerancias 00, es decir con un "error" de ¡¡ décimas de micra !!), que la imaginación no tiene límite, que la experiencia acumulada es enorme, etc... no te extrañe que de aquí a otros 10 años estemos hablando (salvo restricciones de reglamento) de 23000rpm... La leche.

Un saludo.

[MAICO]

No creo que sea lo más importante el número de vueltas al que sea capaz de subir un motor en sí, ya que el límite dependera más de sus cotas internas. Por poder se pueden hacer más revolucionados, pero con una banda de potencia demasiado estrecha. Sería más importante saber el diámetro por carrera y conocer las velocidades lineales del pistón. Como dato, hace unos diez años que existen motores de moto de calle que cogen 20.000rpm, pero son de 250cc y de cuatro cilindros, por lo que su cilindrada unitaria es ridícula, así como el peso de sus partes móviles.

[nrg]

Tambien hay motores de 1cc que giran a 80000rpm.

Pero a igualdad de cotas (en F1 se trabaja sobre un cubicaje fijo) pues casi que si que es importante.

[citro]

NRG y MAICO

Estas seguro que los arboles de levas de los
f1 tienen un pequeño desfase respecto al
cigueñal. Hay motores actuales que ya lo
incorporan pero los f1 cuando pisan el gas
casi siempre es a fondo ,creo que les es mas
importante una buena potencia maxima que una
curva de par mas elastica.

[nrg]

Amigo Citro:

La verdad es que no tengo ni idea de si los F1 utilizan sistemas de desincronizado de los árboles de levas (usease distribuciones variables), pero intuyo que si. La razón es que desde hace unos años para aquí el régimen máximo ha subido y ha subido (estamos en las 18000 y pico) mientras el régimen de ralentí permanece maomeno estable (entorno a las 6 o 7000rpm). Bien: teniendo en cuenta que para alcanzar esas 18000rpm es necesario el uso de enormes cruces de válvula (hablamos de árboles de 90-150-150-90 o tal vez más) y que estos cruces perjudican, tanto más cuanto más cruce, la respuesta a bajo régimen (que sigue igual como os comento) me lleva a pensar que algún tipo de variación de fase llevan (de esa manera consiguen una respuesta aceptable a bajo régimen y excelente a alto).

En todo caso, y aun que no lo parezca , yo me refería al posible (y probable) uso de este ingenio en el futuro próximo con las distribuciones magnéticas: sería sencillísimo conseguirlo sin merma de fiabilidad. Las ventajas son enormes: entre ellas la posibilidad de conseguir a igualdad de potencia máxima algo más de potencia/par a regímenes más bajos (y si quieres algo de ahorro en consumo).

Con respecto a lo de que casi siempren trabajan "a fondo" has dado en el clavo. Los sistemas de adquisición de datos revelan que en (casi) cualquier coche de competición el 80% (!!) del tiempo el motor trabaja a fondo (un 75% de ese 80%) o a carga nula (con el pie levantado). Luego está claro que un buen motor de competición debe estar diseñado para NO trabajar a cargas parciales (o sea todo lo contrario que los de calle). Entonces: está claro que lo principal es quemar la máxima cantidad de gasolina en el mínimo tiempo posible (dosados de 1.3-1.4 a 18000rpm), o sea obtener potencia. Claro que toda esa potencia hay que transmitirla al suelo, y en el caso de un F1 (muy ligero) esto es jodidísimo: luego está claro que además de potencia interesa una buena (o por lo menos decente) "maniobrabilidad/respuesta" del motor, precisamente para dar al piloto sensibilidad a la hora de aplicar el gas. Y conseguir esto en un motor pensado para obtener la máxima potencia, pasa por conseguir una respuesta decente a regímenes moderados: y esto sería a costa de potencia. La manera de conseguir aunar ambas características es usar las distribuciones variables (puedes mejorar el rendimiento volumétrico a regímenes distantes del de máxima potencia, sin sacrificar el diseño inicial pensado para obtener esa máxima salida de potencia).

No se si me he explicado bien. Un saludo.

[mariovc]

muy bueno

[MAICO]

NRG
Quizás no me he expresado bien o no estoy bien informado, por lo que te agradecería que me ayudaras. Creo que el reglamento limita el número de cilindros y el cubicaje (cubicaje unitario fijo) pero las cotas de diámetro por carrera son libres. Como sabes este dato es muy importante, ya que de él (por supuesto que no exclusivamente) dependerá la velocidad media del pistón, su momento de inercia, etc.
Tambien es importante que exista una "cierta" elasticidad en la curva de potencia. Por supuesto nada comparable a lo que llamamos un motor elástico de calle.
Me gustaría que me contestaseis si el reglamento limita el nº de marchas a 7 (creo que es así). También como anécdota deciros que Suzuki hizo una moto con una banda de potencia tan estrecha, 800rpm, que tenía catorce marchas.

[Arrabassada]

Guapo el tema.

Si me lo permitis voy a decir un par de chorradas. Que la distribucion este desincronizada con el cigueñal ¿quiere decir que es independiente del mismo?. Por lo que comentais, parece ser que no. Simplemente es variable dependiendo de ¿la velocidad de rotacion del cigueñal?.

Primera chorrada: ¿Es legal hacer un arbol de levas totalmente independiente del cigueñal? ¿Es legal hacer un motor sin arbol de levas?

Segunda chorrada: En caso de que sea factible, ¿se podria ayudar al freno motor, no abriendo algunas valvulas?. O quizas conjugandolo con el encendido......

Disculpad mi ignorancia, me apetecia imaginar....

Saludos,

[lmaceves]

Allà por el año 1820 dos marinos discutìan sobre el tiempo necesario para viajar de Londres a Nueva York.

Uno decìa que por buen viento que tuviese en la travesìa y por muy buenas que fuesen las caracterìsticas del barco serìa imposible bajar de veinticinco dias. El segundo alegaba que con el progreso en el diseño de los barcos y, sobre todo, gracias a los nuevos barcos de vapor se podrìa llegar a cruzar en quince dias. ¡Imposible! decia el primero; Una màquina humeante que probablemente explotarà antes de llegar a mitad de camino no podrà nunca desbancar a una tecnologia bien experimentada como son los elegantes y eficientes veleros de la marina de Su Majestad.

Si el segundo, mas progresista, se hubiera rendido a la evidencia de los hechos demostrados nunca habrìa llegado el barco de vapor. Si no hubiera habido gente terca y con convicciòn como los hermanos Wright no existirìan las màquinas voladoras y ahora no se podrìa hacer el trayecto Londres Nueva York en algo mas de dos horas.

Si la pregunta es ¿donde està el lìmite? yo la contesto con otra; ¿Hay lìmite?. Mi respuesta es NO.

Tenemos establecidos unos lìmites temporales derivados del concepto tecnològico que manejamos, los materiales que empleamos y la utilizaciòn que sepamos hacer de todo ello.

Para empezar el concepto actual de motor de combustiòn interna dista mucho de estar optimizado. No creo que perder mas del 50% de la energìa en forma de calor indeseado, que luego hay que disipar por unos radiadores absurdos, pero por desgracia hoy necesarios, sea estar cerca del lìmite.

Me inclino a pensar que los pròximos pasos realmente importantes se daràn el dia que la metalurgia nos proporcione materiales que permitan prescindir o al menos minimizar los sistemas de refrigeraciòn.

Por otra parte el lìmite de velocidad lineal del pistòn se ha duplicado en dos dècadas gracias al empleo de nuevas aleaciones. Apuesto a que se vuelve a duplicar en menos de cinco años.

Bueno, no quiero cansaros asì que para terminar me limitarè a repetir mi pregunta:
¿HAY LIMITE?

Saludos

[jgarra]

Metafísica?
La segunda a la derecha gracias

Muy buen razonamiento en serio...

*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-
De Salzes a Guardamar. De Fraga a Maó. I si és en un Fórmula 1 Molt Millor

[It Rocks]

Cuando un sabio ya mayor dice que "algo puede ser", entonces probablemente este algo "podrá ser"; pero cuando dice que "algo no puede ser", probablemente se esté equivocando.

[citro]

¿Distribuciones magneticas?
Esto no lo habia oido, si podemos desligar
fisicamente el arbol de levas del cigueñal
y abrir las valvulas en funcion de lo que
necesitaramos, elasticidad o potencia seria ideal.
Esto de la distribucion magnetica me ha
gustado.¿Como funcionaria?
Puedo suponer en principio que prescindiriamos de los arboles de levas,ten-
driamos que saber en cada vuelta del cigueñal
cual es cilindro que esta en explosion lo
que no representaria ningun problema, ahora
bien abrir y cerrar las valvulas con un bobinado y todo ello dentro del motor se me antoja mas dificil.
Espero que me aclareis si voy bien o mal
encaminado.

[inferno]

Para los que preguntaban sobre el reglamento:

- El motor ha de ser de 10 cilindros, máximo 3.000 centímetros cúbicos, máximo 5 válvulas por cilindro, y la sección de los cilindros ha de ser circular.

- Está prohibida la sobrealimentación, así como cualquier mecanismo cuyo principio o efecto sea disminuir la temperatura del aire o del carburante en la admisión.

- Se habla de las limitaciones en carburación y encendido, pero no se dice nada de la distribución.

- Se debe disponer de un mínimo de 4 marchas y un máximo de 7, más marcha atrás.

Espero que esto aclare las consultas o las dudas sobre la legalidad de algunos mecanismos.

[Nano Saiz]

Citro:

Te respondo por lo que he leido, no por conocimientos propios.

Parece ser, que Renault (como siempre PIONERA) ya tiene muy desarrollado el sistema de distribución "sin arbol de levas". (algo se habló del tema en esta web hace poco) y basicamente, es como dices.

Las valvulas actuarán de forma independiente al giro del cigueñal, para conseguir una banda de potencia lo mas lineal y progresiva posible, y consiguiendo un optimo rendimimiento del motor a cualquier regimen de giro.

Incluso se especulaba con la posibilidad de que en determinadas circunstancias, se conseguia un mejor flujo de gases, con solo la apertura y cierre de 2, 3 ó 4 valvulas, y este sistema, lo permitiría.

Con respecto a los pistones no ovales, creo que Honda sacó un modelo de moto que SI tenía los pistones Ovales, a fin de que se pudieran meter valvulas mas grandes. En su día costaba 7.500.000.- y desgraciadamente, no llegué a ver ninguna en la calle.



¡¡¡¡¡ESTE ES MI FORO¡¡¡¡¡ (me refiero al que me gusta)


Saludos.

Nano Saiz.

[Nano Saiz]

Si, se me olvidó decir que el sistema de Renault es electro-magnetico.


Pitas...pitas.....boton de editar?...estas por aquí??? pitas...pitas.....

[Arrabassada]

Pedrooo!!!!

Muy buenas, dicen por ahi que nos lees, de lo cual me alegro mucho. Seria mucho pedir que nos contestaras algunas cosillas. por ejemplo en la F1 actual ¿se aprietan los pedales de aceleracion y freno a la vez?.

Saludos,

[MAICO]

El sistema electromagnético de Renault ya está presentado a la prensa, pero de momento, aunque ya se ha hablado de ello en el foro, parece que necesita mucha energía en forma de electricidad. Para generarla se la tendría que "robar" al motor, y almacenarla en baterías que no suelen ser ligeras precisamente. Si se optimiza el sistema, teóricamente todo son ventajas, ya que se pueden obtener infinitos cruces y alzadas de válvulas. Actualmente el sistema VTEC de Honda busca algo similar, pero "sólo" tiene dos diagramas de distribución fijos y, por supuesto, tiene sus correspondientes árboles de levas. Honda vendió una motocicleta hace bastantes años una moto de cuatro válvulas por cilindro que tenía un sistema que accionaba dos válvulas a bajas vueltas y a partir de un número determinado de revoluciones, por medio de un bloqueador hidráulico accionaba las otras dos y funcionaban las cuatro válvulas.
También Honda ha corrido con motores con pistones ovales en moto. La primera vez fue a principios de los ochenta, siendo piloto Fredie Spencer. La moto fue un fracaso por ser muy innovadora en muchos aspectos, aunque lo más llamativo fue su motor el cual éra un cuatro cilindros ovales en v ( a efectos reales es como un V8) 32 válvulas, 8 bielas de titanio, 500cc y subía a 22-230000rpm, sufriendo infinidad de roturas. Sus rivales de dos tiempos, mucho más efectivas a igualdad de cilindrada, hicieron desistir al gigante japonés en el campeonato del mundo.
Sabiendo como son los japoneses en cuestiones de honor, se empeñaron en sacar adelante esta configuración mecánica y lograron varias victorias con motores ovales en carreras de resistencia 750cc(siempre de moto).
Efectivamente Honda vendió una moto, la NR750, con configuración oval y hoy es una pieza de coleección. Nano Saiz, yo la he visto y oído.
Aunque la información que cito antes es del mundo de la moto tiene mucho que ver con el automovilismo por lo siguiente:
-Honda tiene muchísima experiencia en motores ovales.
-Honda tiene casi todas las patentes posibles sobre motores ovales.
-Se rumoreó que los utilizaron en F1.
-Se prohibieron en F1 porque sólo Honda puede fabricar motores de calle ovales, y los demás fabricantes no podían rentar el dineral que suponía investigar en este campo.
P.D: Os leo prácticamente a diario desde casi los inicios. Y, Como escribe Nano, a mí también me gusta así el foro. Un saludo para todos los que hacéis el mejor foro de la red.

[Ayrton]

NRG y Maico:

Imaginad un motor de los que estamos hablando (F1), que en lugar de válvulas, llevase un sistema de láminas tipo 2T, pero no solo en la admisión sino también para el escape, estas láminas que no dejan de ser válvulas de clapeta, accionadas directamente por un electroimán, sería totalmente independiente del cigueñal, no haría falta árbol de levas (menos peso, menos inercias), y sería gestionado por una subcentralita electrónica en estrecha relación con la de la inyección.
El cruce de válvulas sería variable, obteniendo cualquier tipo de respuesta en bajos y en alta.

¿Como lo veis?


"...CUANDO TODO PASE, SER�S OTRO, PERTENECER�S A UNA CLASE DIFERENTE E INCOMPRENSIBLE DE HOMBRES, LA DE LOS QUE HAN CONDUCIDO UN FORMULA UNO..."

GRACIAS A TODOS LOS FORISTAS POR HACER DE ESTO ALGO TAN GRANDE.
GRACIAS A PEDRO POR EL PASADO Y EL FUTURO.

[Ayrton]

Por cierto, las láminas tienen tan poca masa que la energía necesaria para desplazarlas creo que sería mínima, y podría obtenerse sin mucho problema de las frenadas por efecto Foucault.

¿SI?

"...CUANDO TODO PASE, SER�S OTRO, PERTENECER�S A UNA CLASE DIFERENTE E INCOMPRENSIBLE DE HOMBRES, LA DE LOS QUE HAN CONDUCIDO UN FORMULA UNO..."

GRACIAS A TODOS LOS FORISTAS POR HACER DE ESTO ALGO TAN GRANDE.
GRACIAS A PEDRO POR EL PASADO Y EL FUTURO.

[MAICO]

Ayrton:

Veo difícil lo que propones (aunque ¿dónde está el límite?).
En en motor de 4T el diseño de la cámara de combustión es vital, y la forma de las láminas la haría inviable. También tendrían que aguantar las presiones internas que se generan, por lo que si son elásticas no serían resistentes. En un motor de 2T dan paso a la mezcla al cárter, no a la cámara de combustíon, por lo que sólo tabajan a presión atmosférica.

Lo que sí existe son válvulas parcializadoras del escape en motores de 4T(otra vez en las motos), que no es otra cosa que una guillotina accionada por un servomotor en el tubo de escape. Su función es variar la velocidad de los gases de escape y mejorar la respuesta en bajos de motor.

Con respecto a otras alternativas al sistema de válvulas existieron intentos a principios de siglo. Uno curioso fue el sistema del Itala Avalve. Este vehículo tenía en lugar de válvulas unos cilindros agujereados (semejantes a los transfers de un 2T) que giraban dejando pasar la mezcla y los gases de escape en el momento justo. Se desestimó por problemas de estanqueidad. Supongo que es difícil de imaginar con esta explicación tan vaga, pero en este caso una imagen vale más que mil palabras. Creo recordar que existen todavía dos Itala y uno está en España.

[inferno]

Esto se anima.

Si el sistema electromagnético necesita mucha energía eléctrica, el reglamento también habla de esto:

- La energía máxima almacenada y recuperable será de un máximo de 300kJ.

- La reutilización se hará sin sobrepasar los 20 kJ, a 2 kW máximo (literal del reglamento).

No se si esto puede echar por tierra, de momento, el sistema electromagnético.

Sobre el tema de las láminas, no sé si ello podría llegar a derivar en motores de 2T. Según el reglamento, estos deben ser de 4T.

[uri]

El sistema de distribución electromagnético no tendría nada que ver con lo que actualmete conocemos

Seria algo similar a lo que propone Ayrton, pero con un concepto muy diferente.

Este sistema utilizaria válvulas electromagnéticas formadas por materiales piezoeléctricos, los cuales al ser sometidos a una diferencia de tensión se deforman. Esta deformación es proporcional a la tensión aplicada y con la ventaja de tener un tiempo de respuesta cero (es decir, aplicas la tensión y la válvula se abre al instante).

Con este sistema desaparecerían los actuales diagramas de distribución, y se pasaría a los diagramas que en su dia el señor Otto definio como ideales para un motor de 4T.

Se podrán abrir las válvulas en el momento que se quiera, durante el tiempo que se quiera, y con la abertura que se quiera. Esto provocará un cambio radical en la respuesta del motor en cualquier régimen de giro, ya que los diagrames de distribución actuales solo son diseñados para optimizar el llenado del cilindro a un régimen determinado.

El problema actual es que estas electroválvulas, para funcionar a la frecuencia que requiere un motor deberian tener casi el mismo tamaño que el propio motor, por lo que de momento no es viable. Pero en unos años lo veremos.

Desaparecerian por tanto las valvulas tal como las conocemos hoy.

"Irvine is as slow as the superlicense allows"

[Arrabassada]

Sigo insistiendo. Si lo se, soy pesadito.

Un F1 acelera y desacelera. A un piloto le da igual adelantar accelerando que frenando. Es mas yo creo que les gusta mas apurando frenada. No creeis que un sitema de admision de este tipo, junto con el encendido, podria potenciar el llamado "freno motor".

Saludos,

[uri]

Arrabassada

el único problema es que los pilotos no frenan con el motor, usan solo los frenos para para el coche (que para eso están). El motor es para acelerar, los frenos para parar el coche.

Aunque mejor que te lo cuente alguno de los pilotos que tenemos en el foro

"Irvine is as slow as the superlicense allows"

[citro]

No se si estamos agotando el tema o aun se pueden hacer algunas aportaciones.
Antes que continue os agradezco la infinidad de detalles tecnicos que aportais , lo cual demuestra claramente vuestro interes por el tema.
Uri en tu ultima respuesta me he perdido totalmente. Aclarame que es eso de piezoelectrico.
Y para finalizar vuelvo a insistir en que podriamos intentar conseguir alguna visita guiada al equipo jaguar cuando estuvieran entrenando en montmelo, si alguno en este foro lo ve factible intentemoslo.
Gracias a todos.

[Arrabassada]

Uri.

No frenan con el motor?, nada, ni siquiera un poquito. No voy de coña.

¿por que?.

1 - El cambio semiautomatico no deja reducir las marchas si no se circula a la velocidad adecuada
2 - Pondriamos en riesgo al motor
3 - Las frenadas ya son demasiado exigentes para los pilotos
4 - Los frenos de carbono se bastan y se sobran ellos solitos.
5 - Tienen frenos automaticos como en el gp3
6 - Ninguna de las anteriores.

Saludos,

[Arrabassada]

Hola Citro.

El piezoelectrico es el mismo sistema que utilizan las impresoras de Inyeccion de tinta Epson. Claro que ellos lo utilizan para generar gotas de tinta lo mas pequeñas posibles. Ahora ya utilizan el advanced micro piezo que puede generar gotas de 4 picolitros.

El sistema consiste en hacer vibrar ( sacudir) un cristal con forma de cono, que expulsa las gotas de tinta. La vibracion esta provocada por una corriente electrica. No tengo ni idea de como trasladar ese sistema a un motor, ya que parece mas adaptado a gotas que a fluidos.

Saludos,

[uri]

Citro

sobre los materiales piezoeléctricos no puedo contarte más (al menos de momento)
Solo lo que ya he puesto, que son materiales que responden a una variación de tensión, y siempre de la misma manera y con un tiempo de respuesta cero.

Arrabassada

1- Puedes cargarte el motor
2- Si utilizas el freno motor, estrás introduciendo una fuerza en las ruedas que el piloto no es capaz de controlar, por lo que pueden producirse bloqueos momentaneos de las ruedas sin que el piloto pueda hacer nada.

Esto no es solo en la F1, es en todas las categorías. Pero mejor que te lo cuente algún piloto mejor que yo

"Irvine is as slow as the superlicense allows"

[NIKI]

Un ejemplo:

Hakkinen en el 99 en la primera chicane de Monza. Redució hasta la primera en lugar de la segunda y ¡trompo!

Saludos.

[DoS]

Bueno, para aclarar un poco lo de los materiales piezoelectricos, estos son, simple y llanamente, materiales capaces de transformar la energia que reciben. La cual puede provenir de multiples maneras... Por ejemplo, la marca de esquies K2 los utiliza para disipar vibraciones... estos materiales transforman las vibraciones en electricidad. Otro ejemplo de piezoelectrico seria un altavoz... un material sometido a una corriente electrica genera ondas sonoras a traves de la excitacion de membranas de determinados materiales (a parte de convertirse en un estupendisimo iman). Por la estanteria tengo un libro que habla en tono solemne de temas como este... si quereis datos tecnicos y explicaciones rigurosas decidmelo que lo transcribo muy gustosamente.
Ahora otro tema que me a surgido leyendo este topic... ¿que sabeis de ese sistema de camara variable que esta desarrollando Saab? Si, de camara de combustion con capacidad de alterar su geometria de forma mecanica... lei el proyecto, lo tengo en alguna revista... lo buscare si interesa. Pero la duda es si os suena de algo esto aplicado al mundo de la F1.
Otra cosa, creo que lei que el sistema de valvulas de Renault este tan novedoso se basaba tambien en motores de gasolina de inyeccion directa... No creo que este tipo de valvulas tengan que ir solidarias a un motor de esas carateristicas, pero viendo como esta el panorama... quen sabe, a lo mejor acabamos viendo un F1 GDi, tendria gracia...

Nada mas. Un saludo a todos/as. Adeu!

P.D: Para mi, solo hay un limite. La velocidad Luz.

[Arrabassada]

Uri

Nos pasamos a otro topic que hable sobre pilotaje?, este empezo y sigue hablando de motores.

Saludos,

[Arrabassada]

Hace algun tiempo se hablaba de materiales ceramicos, supongo que por la resistencia a altas temperaturas. ¿sabeis algo de esto?

Saludos,

[nrg]

Bueno, ahí va lo que os quería contar y que me he traio preparaito:

A ver Maico, creo que ya he entendido lo que me quieres decir. Antes de nada decirte que por reglamento, como tu dices, la cilindrada unitaria viene impuesta (y es de 300cc/cilindro). El reglamento tambien limita el número de marchas entre 4 y 7.

Bien: ahora estaremos de acuerdo en que lo más importante en estos motores es obtener una altísima potencia con esa limitacióin de cilindrada y manteniendo un razonable margen de uso. Pues la potencia que entrega el motor es (entre otras cosas) directamente proporcional al producto de:
cilindrada*rpm
y si te fijas (y si no te lo demuestro) ese producto es equivalente a este otro (que es lo que tu dices)
SuperficiePistón*VelocidadMediaPistón

Entonces, me vas a permitir que razone sobre el primer producto porque de esa manera me olvido de una variable (la cilindrada) que es constante por reglamento. De todas maneras observarás que me remito a las variables que tu comentas.
Bien: entonces estaremos de acuerdo que para obtener alta potencia con una cilindrada fija es necesario alcanzar las más latas rpm posibles: esto no tiene discusión.

¿qué relación diámetro/carrera escogemos para obtener esa cilindrada unitaria impuesta? Aqui estamos ante un doble argumento:
- cuanto más grande es la carrera y menor el diámetro, menos superficie tiene el pistón (y por lo tanto menor es la fuerza en que se "transforma" la presión que obtenemos en la combustión) pero mayor es el brazo de palanca de esa fuerza (más par)
- y cuanto mayor es el diámetro y menor la carrera pues lo contrario: menos brazo de palanca pero más fuerza.
En la F1 se tiende a elevados diámetros (100mm) y carreras cortísimas (37mm). ¿por qué? Como ya os comente en un F1 se trata de quemar la máxima cantidad de gasolina en el menor tiempo posible (para que te hagas una idea: a plena potencia un F1 quema 4 veces más combustible en elmismo intervalo de tiempo por cilindro, que un Opel corsa en idénticas condiciones). Entonces:
ese elevado diámetro favorece la combustión detonante, que es una ventaja a tener muy en cuenta a la hora de realizar una combustión rapidísima (y teniendo en cuenta que con que un motor dure 400km estamos contentos). Además ese elevado diámetro favorece el uso de enormes válvulas, que es algo imprescindible para mantener el rendimiento volumérico y la eficiencia del ciclo a esas velocidades.

y esa corta carrera tiene dos enormes ventajas:
1) si te fijas la velocidad media del pistón de un F1 a 18000rpm es sensiblemente igual a la de un coche de calle a unas 6000rpm. De esta manera se mantiene acotada la velocidad relativa entre pistón y cilindro; y si tienes en cuenta que cerca del 80% de las perdidas de potencia por fricción se quedan en esa zona, te darás cuenta de la importancia de que esa velocidad sea pequeña (las perdidas aumentan con el cuadrado de la velocidad).
2) y esa misma "baja" velocidad del pistón permite otra cosa mucho más importante: controlar el proceso de derrame que se produce en la admisión (el proceso de meter el aire dentro del motor). Con esas velocidades del pistón es posible mantener un rendimiento volumétrico acepatable que sería imposible a velocidades mayores: pero esto ya es otra película.

Bueno, espero haberte/haberos aclarao algo, si no aqui seguimos.

Un saludo.

[MAICO]

NRG:
Primero gracias por la atención prestada. En tu última respuesta centras el tema el el camino al que quería llegar. Como siempre las respuestas de mécanica son complejas, ya que nos enfrentamos a plantemientos genéricos, como es el caso.
Planteas que para obtener más potencia deberíamos aumentar el número de revoluciones. Y básicamente se puede responder que sí. Ojo, no quiero dar a entender lo contrario, ya que se puede ver que cada año suben más de vueltas los motores.
Pero ¿ un motor que gire más alto de vueltas será siempre más potente a igualdad de cilindrada? También influye, y mucho, el rendimiento volumétrico del motor, la carrera de cada uno, etc y pude darse el caso contrario.

como sabemos el coficiente diametro/carrera es vital a la hora del diseño. Enumero algunas ventajas e inconvenientes de aumentar el valor hacia cada lado:
- Más diámetro: Mayor superficie de vávulas, menor velocidad media y máxima del pistón, menor carga lateral, menores ángulos en la biela, etc. Mayor frente de llama, mayores inercias por peso, menor estanqueidad ,peor refrigeración, etc
-Más carrera: Básicamente inverso a lo anterior.
De todo ello deducimos que siempre hay un compromiso en el diseño, ya que si para obtener más potencia basta con aumentar el nº de revoluciones, se acorta la carrera, aumentamos el diámetro, válvulas más grandes, etc . ¿Por qué no hacerlo? Entre otras razones, la banda de potencia sería demasiado estrecha.
No interpretes que te quiero rebatir, ya que creo que sabemos bien las ventajas e inconvenientes de cada variación de diseño, sólo es complementario a tus comentarios. Por cierto, das un dato de las cotas de un motor de F1. Si son ciertas me salen las siguientes conclusiones:
- Si en un F1 la carrera es de 37mm a 18000rpm la velocidad media es de 22,2m/s
- Si tomamos un motor de calle con cotas 86x86 (muchos 2 litros, Opel, Ford, etc) a 6000rpm son 17,2m/s.
Aún así me parece muy baja la velocidad media del F1. Algunos motores de calle la superan o andan cerca. Por ejemplo, las Ducati de Superbikes rondan los 30m/s con un diámetro similar al que citas en el F1. Te agradecería que me ratificaras las cotas que das, ya que siempre me ha intrigado el dato y nunca lo había visto. Si es ese lo doy como correcto y como referente.

[MAICO]

NRG:
Primero gracias por la atención prestada. En tu última respuesta centras el tema el el camino al que quería llegar. Como siempre las respuestas de mécanica son complejas, ya que nos enfrentamos a plantemientos genéricos, como es el caso.
Planteas que para obtener más potencia deberíamos aumentar el número de revoluciones. Y básicamente se puede responder que sí. Ojo, no quiero dar a entender lo contrario, ya que se puede ver que cada año suben más de vueltas los motores.
Pero ¿ un motor que gire más alto de vueltas será siempre más potente a igualdad de cilindrada? También influye, y mucho, el rendimiento volumétrico del motor, la carrera de cada uno, etc y pude darse el caso contrario.

como sabemos el coficiente diametro/carrera es vital a la hora del diseño. Enumero algunas ventajas e inconvenientes de aumentar el valor hacia cada lado:
- Más diámetro: Mayor superficie de vávulas, menor velocidad media y máxima del pistón, menor carga lateral, menores ángulos en la biela, etc. Mayor frente de llama, mayores inercias por peso, menor estanqueidad ,peor refrigeración, etc
-Más carrera: Básicamente inverso a lo anterior.
De todo ello deducimos que siempre hay un compromiso en el diseño, ya que si para obtener más potencia basta con aumentar el nº de revoluciones, se acorta la carrera, aumentamos el diámetro, válvulas más grandes, etc . ¿Por qué no hacerlo? Entre otras razones, la banda de potencia sería demasiado estrecha.
No interpretes que te quiero rebatir, ya que creo que sabemos bien las ventajas e inconvenientes de cada variación de diseño, sólo es complementario a tus comentarios. Por cierto, das un dato de las cotas de un motor de F1. Si son ciertas me salen las siguientes conclusiones:
- Si en un F1 la carrera es de 37mm a 18000rpm la velocidad media es de 22,2m/s
- Si tomamos un motor de calle con cotas 86x86 (muchos 2 litros, Opel, Ford, etc) a 6000rpm son 17,2m/s.
Aún así me parece muy baja la velocidad media del F1. Algunos motores de calle la superan o andan cerca. Por ejemplo, las Ducati de Superbikes rondan los 30m/s con un diámetro similar al que citas en el F1. Te agradecería que me ratificaras las cotas que das, ya que siempre me ha intrigado el dato y nunca lo había visto. Si es ese lo doy como correcto y como referente.

[xurxotolo]

Esto parece un MASTER... acojonante¡¡.
No hubo un motor experimental de F1 q empleaba un sistema parecido al de el Itala Avalve que explica Maico?... algo me contaron pero no recuerdo...

[DoS]

Maico, en la ultima prueba que lei efectuada al nuevo BMW M3, se comentaba el tema de la velocidad del piston. Creo recordar que este coche, para ser de calle tenia, un rendimiento mecanico excepcional, pues mencionaban que se quedaba a muy poquito del record de velocidad del piston en motor de automovil... (estoy hablando de memoria). La velocidad que alcanzaba era de 24 m/s aprox. Por tanto... parece logico los dos datos que aportais, el del Corsa y el del F1, tomando la premisa de que en este ultimo no se buscan altas velocidades del piston, como dice NRG.

Colegas, sabeis mucho. Da gusto leeros.

Un saludo!

[inferno]

Ya que estais con el tema, quisiera preguntar una cosa.

Dado el peso de los F1, pienso que el par motor no es una particularidad importante. Basta con que sea suficiente.

¿Es correcto esto?

[inferno]

Nada, olvidadlo. Me acabo de leer el ladrillo nº 4, y me he tenido que merendar mi opinión, eso si, con una cervecita.

[citro]

Hola compañeros , veo que el tema no es ha agotado.Pero resolvedme las siguientes cuestiones.
¿tienen limitado el octonaje de la gasolina?
¿sabeis el consumo actual aproximado?
¿porque la vida util de un motor son 400km?

Os acordais cuando el consumo no era importante y pegaban aquellos llamarazos en las reducciones, si no me equivoco llegaban a gastar mas de 100l a los 100.

DOS

La inyeccion directa actualmente no tiene por fin aumentar la potencia sino reducir el consumo, esto lo consiguen con una relacion estequiometrica de 40a1 cuando lo habitual es de 14a1

[DoS]

Citro, lo se... Pero establecia una relacion entre es nuevo sistema de accionamiento de valvulas de Renault y su interes por los motores de inyeccion directa. Por eso lo de un F1 de inyeccion directa... una relacion mas chistosa que otra cosa.
De todas formas... que se haya enfocado hacia el ahorro de combustible no quiere decir que no sea un buen metodo para conseguir mayores potencias. o no?

Un saludo!

[nrg]

Maico, las cotas que te doy de 100mm x 37mm son las correspondientes (aproximadamente) al motor Ferrari. Y efectivamente, la velocidad media del pistón es curiosamente "baja" comparada los valores de algunos otros motores menos "extremos". A mi se me ocurre razonarlo de la siguiente manera (ya me contarás). Todo tiene su lógica si no nos olvidamos del principal objetivo de diseño: obtener el máximo output de potencia.

1) Estamos de acuerdo que omitida la sobrealimentación (prohibida y despreciando, en principio, los efectos de las tomas de admisión dinámicas), con la cilindrada limitada a 300cc por cada uno de los obligatorios 10cilindros y con el resto de valores acotados (esperamos) entre unos valores aceptables: lo fundamental para tal fin es subir y subir el régimen de giro. Y para alcanzar esos regímenes y mantener el rendimiento volumétrico en valores aceptables (>0.8) es fundamental:
- primero el uso de árboles de levas de geometría especialmente agresiva. Para alcanzar esas 18000rpm estamos hablando (para empezar) de árboles con ángulos 80-100-100-80 (AAA-RCA-AAE-RCE).
- además para mantener el rendimiento volumétrico en valores decentes a esas altísimas velocidades de giro es importantísimo dar a las válvulas el máximo alzado posible.
- por otra parte sabemos que la cámara de combustión de un F1 es especialmente pequeña (ponle una relación de compresión entorno a 16:1 para un volumen unitario de 300cc) y que (por razones de optimización de la combustión) tiene forma de casquete esférico.

Con estos tres puntos en mente fíjate que la carrera del pistón debe ser lo suficientemente "amplia" para aunar esos enormes cruces de válvula con los necesariamente importantes alzados de válvula en una cámara de combustión especialmente baja en altura (tanto más, por otra parte, cuanto mayor es el diámetro del pistón). No es dificil imaginar lo problemático que resultaría esto si la carrera del pistón fuese todavía menor.

2) y entonces ¿por qué no se usan diámetros menores y carreras mayores, si parece que esto favorecería el proceso de renovación de carga? Las razones como siempre se encuentran en el compromiso del diseño:
- primero porque estaremos de acuerdo en que para obtener elevada potencia es tanto más importante tener un pistón de elevaado diámetro que una carrera larga; y tanto más en estos motores donde se trata de quemar (para aumentar la potencia, olvidandonos en parte del rendimiento) enormes cantidades de gasolina (dosados entorno a 1.3) en un tiempo ridículo (a 18000rpm una vuelta de cigüeñal se produce en 3.3milésimas de segundo, la combustión en pfff!). Grandes diámetros favorecen además la combustión detonante, lo que en estos motores puede resultar de enorme interés.
- y segundo, y lo que parece que más te "choca", así se limita en gran medida la velocidad media del pistón. Y esto es también importante: porque de ese modo se consiguen dos cosas:
Una: reducir las perdidas de potencia por rozamiento (ya te comenté que un 80% de la potencia perdida por fricción se puede situar en la zona pistón-cilindro).
Y dos: porque reduciendo la velocidad media del pistón mantenemos "controlado" el proceso de derrame durante el proceso de admisión. Es decir manteniendo la velocidad en el entorno de esos 20m/s (y con unos adecuados valores de alzado y diámetro de válvula) es posible mantener el proceso de derrame en una situación de "cuasiobturado" lo que permite optimizar el rendimiento volumétrico. Esto sería notablemente más complejo con velocidades de pistón mayores, aún con alzados más grandes a pesar de menores diámetros de válvula.

En definitiva, y como tu bien dices, es (como siempre) una compleja combinación de "pros" y "contras". Para vehículos de uso diário son importantes/habituales dos cosas:
1) hay que evitar la detonación
2) y los regimenes no son tan elevados (a ver quien es el que cumple una norma anticontaminante o de ruido a 18000 vueltas ¿no?)
Entonces, para una cilindrada determinada y un numero de cilindros es conveniente el uso de diámetros contenidos, lo que implica velocidades de pistón más altas: no hay problema: a regímenes de 6000 a 12000rpm esto tampoco representa un gran problema siempre que las valvulas sean las adecuadas. Luego tampoco es tan extraño lo que tu comentas.

Citro: el consumo a fondo esta en el entorno de los 100l/100km . En carrera a unos 75l/100km. Casi na'.

Venga, un saludo.

[MAICO]

NRG:
Te felicito por tu última aportación. A este paso casi tenemos ya diseñado el motor, je, je.
Según comentas, me ha parecido entender que un F1 funciona casi en autodetonación. ¿Es correcto? También me gustaría saber dónde obtener un reglamento de F1 en castellano, ¿Sabéis dónde? En concreto comentas que el efecto de la toma dinámica es despreciable. Sería muy interesante ver el regalmento en este punto, ya que a partir de relativamente poca velocidad se notan sus efectos. Creo que tus estudios de ingeniería pueden certificarlo mejor. Y no imaginemos a altas velocidades el efecto inductor que podrían tener. Vuelvo a remitirme a motores de calle y, otra vez, de moto: mejoras de potencia de un 5 a 10%.
En otro orden de cosas, han salido más dudas en este tópic: distribuciones, piezoelécticos, materiales cerámicos ¿permitidos?, etc. Creo que podríamos darle vidilla a estos temas ya que entre todos podemos aprender algo más al respecto. Serían buenos temas entre GP´s mientras las noticias deportivas sean menores. Y recuperar datos de diseños de otras décadas.

Un saludo.

[simarro]

Seguid, seguid....
Da gusto leer topics como este.
Ráfagas.

[citro]

Hay que continuar con el tema amigos.

NRG

De donde demonios sacas tanta informacion y si no te sabe mal explicanos cual es tu formacion

[citro]

Un tema que no hemos comentado es el de los pistones ovalados, vi un despiece de este motor en una revista y mi duda es en como conseguian que los aros mantuvieran una buena estanqueidad en el cilindro.

NRG

En tus aportaciones he leido que hablas de cruces de valvulas de90-150-150-90 y despues de 80-100-100-80. Tambien hablas de dosados de1.3-1.4 ,supongo que te refieres a cantidades de combustible pero tendrias que aclarar si son en milisegundos supongo y ademas bajo que presion de combustible lo hacen porque no seria lo mismo 2,5bares de los coches de calle que por ejemplo 100bares .
Cuando hablais de toma dinamica de admision yo creo que a altas velocidades debe de actuar a modo de pequeño compresor.

[nrg]

Citro: me has pillao !!

Efectivamente me he confundido al daros el dato del diseño de arboles de levas. Quedate con el de 80-100-100-80 (es un dato aproximado), el otro es erroneo: os lo habia puesto de memoria: y recordaba que el cruce era de unos 160º y en una gloriosa paja mental pues os he puesto eso 90-150-150-90. Perdón.

Cuando hable de dosados de 1.3 o 1.4 me refiero a la relación aire/gasolina que se introduce en el motor. Una manera típica de expresarlo es la que yo uso que es "dosado relativo" y hace referencia a la cantidad de gasolina introducida en relación a la cantidad teórica&perfecta que habría que introducir para tener una combustión perfecta y estequiometrica. O sea que un dosado 1.0 es lo que usan los gasolina de calle y un dosado 1.3 indica que introduces un 30% más de gasolina. Es un valor adimensional, no es ni milisegundos ni na de na.

Sobre los pistones ovalados no tengo ninguna información. Tal vez Uri te pueda contar algo (me suenan aportaciones suyas en topics más antiguos).

Las tomas dinámicas de admisión actuan exactamente como tu dices: se trata de aumentar la presión del aire de admisión parándolo de golpe (convertir la energía cinética que lleva en un aumento de presión). ¿su eficacia? Si el proceso de parada fuese ideal (sin rozamientos, etc..) a 250km/h se conseguiría un 5% más de potencia. Claro que conseguir que sea perfecto es "ligeramente" jodio.

Mi formación:
Ingeniero mecánico.
He trabajado/colaborado en dos proyectos de investigación:
1) la puesta a punto de coches de competición (mi libro).
2) simulación del proceso de renovación de carga de un motor 4T.
Ahora estoy buscando alguien que me apoye para la consecución de una herramienta de diseño dinámico de suspensiones de triangulos superpuestos. Esto será definitivamente (espero) mi proyecto fin de carrera.
Soy ingeniero de pista y puesta a punto. Este año debuto en circuitos (F3 probablemente) y llevo unos años con coches de rallye.
¿de donde saco la información? Pues juntando, juntando y haciendo cuentas y más cuentas.... algo se va sacando.

Un saludo.

[MAICO]

A vueltas con lo que ha salido por aquí:

-Distribución electromagnética: El sistema de Renault se llama “camless”. Según un dossier de prensa de la propia Regie “ un sistema electromagnético se encarga físicamente de desplazar las válvulas”. En una foto virtual del sistema se aprecian las válvulas convencionales con sus respectivos muelles, y se intuyen algo semejante a un bobinado en el lugar donde irían las levas. No indican nada de piezoeléctricos. Uri comenta algo al respecto, y sería interesante ver si es en este sistema de accionamiento o no estaríamos hablando de lo mismo. Las ventajas teóricas del sistema son varias: Menos elementos a fabricar (árboles de levas, empujadores, correas o cadenas de distribución, empujadores, poleas, etc) Infinitas leyes de apertura y alzada de válvulas. El inconveniente mayor es, obviando que hay que desarrollarlo, que necesita un importante aporte eléctrico. Dan un dato de 4Kw de consumo, pero no especifican si es en un motor de laboratorio o aplicado el sistema a uno de producción actual, ya que no es lo mismo que fuera un monocilíndrico de pruebas que un cuatro cilindros de un megane, que accionara 2 ó 4 válvulas, que subiera a 6000rpm, o tuviera diez cilindros y subiera a 18000rpm. Es indistinto el uso en inyecciones directas o indirectas obviamente.
En una entrevista a Scalabroni (ex-Ferrari, ex-Peugeot, actualmente en ATM) alaba el sistema, comenta que las distribuciones es un campo en el que queda mucho por hacer, pero que se puede llegar al mismo camino que busca Renault de manera más sencilla. No indica nada más al respecto.
- Tomas dinámicas de presión: Doy unos datos sacados de una prueba hecha con varias motos (en las que es habitual el uso de este sistema) y así ver el aumento de presión según la velocidad y el diseño:
Nº1: 225km/h= 24mb
Nº2: 225km/h= 24mb
Nº3: 225km/h= 19mb
Nº4: 225km/h= 17mb
Nº5: 225km/h= 19mb
La prueba estaba hecha en Madrid (640m sobre el nivel del mar) por lo que habría que tenerlo en cuenta a la hora de calcular el aumento en % sobre la presión considerada normal (1013mb).
También hay que tener en cuenta que el aumento de presión depende del cuadrado de la velocidad, por lo que si, por ejemplo, a 250km/h el aumento es de 2.9%, a 300km/h sería en torno al 4,3%
La clave de un buen resultado está en el diseño del sistema, no bastando con poner el tubo a la admisión y ya está. El sistema usa el efecto Venturi para transformar la velocidad en presión, teniendo la toma forma de un embudo que se va abriendo ( y no al contrario como parecería lógico) desembocando relativamente lejos en una cámara de tranquilización.
Por sería importante conocer el reglamento con respecto a la toma de aire en un F1, ya que puede limitar, o no, el aumento de potencia por dicha toma.
El aumento de potencia en esta prueba se comprobó en banco simulando condiciones reales, y los aumentos de potencia iban de no crear sobrepresión a crearla de un 2 a un 6% según la moto. Señalar que una toma dinámica más grande era sinónimo de mayor sobrepresión conseguida, por lo que el diseño “algo” tendría que ver.
- Motores ovales: Tengo información al respecto, si os parece bien lo colocamos más adelante.

[nrg]

Mas datos

A ver, he rehecho las cuentas sobre las tomas dinámicas y en caso de que el proceso de parada del aire de admisión fuese perfecto (isoentrópico y velocidad nula del aire al final del proceso) las potencias ganadas serían del siguiente orden (partiendo de una presión de 1atm y una temperatura ambiente de 20ºC):
100km/h +0.05%
180km/h +1.5%
250km/h +3%
330km/h +5%
Como realizar ese proceso perfecto es ejem "imposible" casi casi nos quedamos mejor con valores del orden de la mitad...

Maico: las distribuciones magnéticas son exactamente como tu dices. Su principal ventaja es la ya comentada desincronización total y en tiempo real de las levas respecto al movimiento del cigüeñal y de la alzada. Para que esto sea "práctico" en un F1 tienes que ser capaz de adaptar la respuesta de los motores magnéticos encargados de mover cada una de las levas en un periodo ridículo (fíjate que a 18000rpm, una vuelta de cigüeñal se realiza en 3.3 milésimas de segundo). Haciendo una equivalencia mecánica se trata de que el motor magnético tenga poca inercia (sino poca o nula ventaja se sacaría del sistema). Y aqui es donde entran en juego los materiales piezoeléctricos que son capaces de variar sus propiedades magnéticas en función de una simple señal en un periodo cortísimo y "olvidandose" enseguida de lo que estaban haciendo un instante antes: es decir justo la baja inercia de la que hablabamos.
Exactamente el modelo de distribución magnética "camless" que tu describes está listo para los coches de calle (y en cuanto se fiabilice Fiat, Renault y otras ya lo tienen anunciado). Pero claro un coche de calle gira a 6000rpm no a 18000 (tiene 3 veces más tiempo).

Impaciente espero lo de los pistones ovales.

Un saludo.

[nrg]

Y por cierto: ayer leí una entrevista con el jefaso de diseño de motores de Renault F1 (no me hagais poner el nombre) y afirma que ¡¡ el motor "renó" que debutó este año es de inyección directa de gasolina !!
¿no lo preguntaba alguien antes?

Un saludo.


BOTON DE EDICION ¡¡¡¡¡ YA !!!!!!!

[MAICO]

NRG:
Los datos que das en tus cuentas son correctos... excepto en que el porcentaje que citas es de aumento de presión, no de potencia( por favor, corrígeme si me equivoco). Y hay otro valor tener en cuenta: si no hay toma dinámica, el valor de presión en la admisión es negativo, al trabajar sólo por "digamos" aspiración. Por lo que aparte de lo que se gana con una toma de este tipo, hay que tener en cuenta lo que no se pierde. En la prueba que citaba lo comprobaban en una moto sin toma de este tipo (la caja de admisión va en estos casos bajo el asiento-depósito) y a 185km/h el valor de presión era de 20mb por debajo de la presión atmosférica.

[nrg]

Maico:

las cuentas que hago son teniendo en cuenta el aumento de presión y de temperatura que el proceso provoca, incluyendo los efectos que sobre el rendimiento volumétrico tiene la temperatura.

Es decir que esa serían los incrementos de potencia esperables en un proceso ideal: teniendo en cuenta la variación de la densidad del aire por variación de presión (a favor) y temperatura (en contra) y la variación del proceso de llenado (a mejor) al aumentar la temperatura.

Un saludo.

[MAICO]

NRG:
Sin querer incidir mucho más en las tomas dinámicas, ya que está claro que algo se gana, quería comentar de nuevo alguna cosilla:

Los datos que das son teóricos (por cierto, da gusto el rigor de tus aportaciones). Yo en mi caso me refería a una prueba práctica con motores de calle, y en ella se aportan datos de aumentos reales. Y hay algo muy importante que señalar, y es que se gana más por lo que no se pierde. Me explico con datos:

A 185km/h comentaba que una moto sin toma de admisión dinámica el valor era de 20mb negativos sobre la presión atmosférica. Aclarar que se hizo en condiciones reales circulando en carretera.

A 185km/h, una moto con toma de admisión dinámica generaba sobrepresiones de 11mb a 15mb, dependiendo del modelo.

Imaginaos ahora un F1 de diseño antiguo con sus trompetas de admisión sobre el motor, teniendo que aspirar aire de un lugar lleno de vacíos y turbulencias que aumentan con la velocidad. O un sistema actual que genera mejoras, aunque sean pequeñas.

[citro]

Un tema que tambien me parece muy interesante es el de las cajas de cambio. Las veces que he ido a ver los entrenos de los f1 me asombran lo rapidos que son los cambios de marchas y sobre todo las reducciones.
Que sabeis al respecto

[KARNAPLOSKY]

no es por nada pero aqui ha quedado una pregunta sin respuesta

"En fin pilarín mas corre un Jaguar que un Arrowstin"
http://www.terra.es/personal5/karnaplosky/
Canal IRC de foristas: #foristasPDLR

[citro]

Quedan muchas preguntas por responder pero si no os subis al carro , se agotara el tema.
Venga animos

[nrg]

De vuelta de vacaciones, pelin pillao de tiempo (lo de las cajas de cambio quedará para más tarde Citro) respondo a Maico .

A ver compañero, no acabo de entender que me quieres decir con lo de que "gana lo que no pierde". Estamos de acuerdo (y no admite discusión) que cuanto mayor es la presión en la admisión mejor (en referencia a una mayor potencia): cuanta más presión más denso es el aire y a igual volumen pues tienes más masa y consecuentemente más oxígeno y una mejor combustión. Por lo tanto se trata de introducir el aire a la mayor presión que puedas. Lo que no tiene mucho sentido (o yo por lo menos no lo acabo de ver claro) es compararlo con la presión atmosférica.
En un motor como el que tu comentas de la moto (de toma atmosférica y sin toma dinámica) no es nada raro encontrarse con presiones de admisión ligeramente menores a la atmosférica (debido a la pérdida de carga del aire al pasar por el tubo de admisión por rozamiento pierde presión). Y esto la verdad es que poco importa: dentro del cilindro se produciran depresiones mucho (mucho mucho) menores, por lo que en cuanto se abre la válvula de admisión el aire de admisión entra a (la mayor parte del tiempo) a Match (modificado) 1.0 (en realidad 0.5-0.6).

Con la toma dinámica se consiguen ligeras sobrepresiones: la densidad del aire aumenta, y el proceso de llenado se estanca en los mismos Match 0.5-0.6.

O sea que no importa (o poco) que la presión sea por encima o por debajo de la atmosférica, lo que importa es aumentarla.

Un saludo.

[citro]

Retomamos el tema amigos.
En lo referente a las tomas dinamicas de aire creo que ha quedado suficientemente explicado.
Repasando el anteriores aportaciones me resulta curioso descubrir que las velocidades lineales de los pistones no son mucho mayores que las de algunos coches de calle, sin embargo creo que hay que resaltar que si lo son las del cigueñal. Esto me lleva a pensar que quizas el problema que se encuentran los motoristas es el deficiente llenado de los cilindros a velocidades mayores.
Os acordais de la epoca de los motores turbo donde gracias a presiones de soplado superiores a 4 bares conseguian potencias de mas de mil caballos.
Cambiando un poco de tema que relaciones de compresion llegan a tener hoy en dia y cual es el octonaje maximo permitido?



Hasta mañana.

[DoS]

Vale, me alegro de que este topic siga vivo.

Yo os comente el tema de la inyeccion directa en un F1, pero mas de broma que en serio. Lo dije haciendo referencia al interes que tiene la marca Renault por este tipo de motores, recordemos que el Megane Coupe, con motorizacion potente, monta el motor IDE de 140 CV, el cual mejora las prestaciones (no mucho...) del antiguo 2l. de 150 CV pero, sobre todo mejora los consumos.
Ahora bien, me habeis dejado de piedra con eso de que los motores del Renault son de inyeccion directa... no lo sabia, pero haciendo una simple regla de tres... no me aprece nada descavellado, en teoria y sin demasiados conocimientos tecnicos. Os comento:

Antes me apuntabais que los motores de inyeccion directa tenian una relacion estequiometrica de 40:1 en lugar de los 14:1 "convencionales", digo esto porque una relacion 14:1 me aprece elevadisima para un motor atmosferico de calle ni no es de un deportivo de campanillas. A lo que iba... ¿Que apsaria si a una motor de iny. directa le hacemos trabajar en busca de su maximo rendimiento en lugar del menor consumo? Si con menos combustible se obtienen prestaciones similares ( en coches de calle) dando rienda suelta al consumo... hasta donde llegaran? ¿Es la combustion mas perfecta que con la Iny. indirecta?. Esos indices de 40:1 asi lo hacen pensar, aunque claro, creoq ue pertenecen a la fase de mezcla empobrecida, la cual no creo que tenga demasiado sentido en un F1... vaya, salvo para ir detras del Safety Car.

Hace algun tiempo, lei que el camino hacia los motores de combustion a corto-medio plazo pasaba irrefutablemtente por el desarrollo de sistemas de inyeccion directa de gasolina ( y no por el desarrollo del Diesel... este es a corto-muy corto plazo). Tal vez este momento ya este llegando, las grandes marcas ya tienen listos sus motores experimentales y otras ya los han puesto al mercado, y por lo que parece, la inyeccion directa ha llegado a la F1. Y si es de la mano de Renault, lo hace para ganar.

¿Realmente le veis potencial a un motor de estas caracteristicas?

Un saludo!!

[taz]

ojala todos los topics fueran como este y como el de GRAHAM HILL con su "imola en vivo"

Soy el chaval daquellaesquina,
Que tú sabes evitar,
El espejo dela vida,
Donde nunca mirarás.

[nrg]

Por partes:

Amigo Citro, un F1 tiene una relación de compresión (aproximada) de entre 14:1 a 16:1 usease: casiná! Sobre el octanaje de la gasolina no se nada concreto: pero no te extrañen (es una estimación mia, asumo los riesgos) octanajes no muy diferentes a los de las gasolinas de calle: entorno a 100.

Y compañero Dos: creo que te haces un pequeño "lio" . Te cuento:
- lo primero: la relación estequiometrica es una característica del combustible. Si tu quemas gasolina de un surtidor cualquiera, independientemente del método de inyección directa o indirecta, pues la realión estequiómetrica es entorno a 0.067 (que son unos 15:1). Para quemar decentemente gasolina lo normal usar dosados ligeramente superiores al estequiométrico y por eso son usuales valores de 14:1 a 14.5:1. Los motores GDi (nada parecido a los IDE de Renault) y similares queman en conjunto mezclas de 40:1 pero en el entorno de la bujía deben quemar mezclas cercanas a la estequiométrica: o sea que concentran mezclas "ricas" ahi debajo.

¿Ventajas de un GDi en F1? Pues de principio pocas porque no se trata de mejorar el rendimiento sino de conseguir la máxima potencia: es decir quemar lo máximo (relaciones de 12:1 o más). Habrá que ver por donde van los tiros del Renault: por ahora faltan datos acerca de como funciona.

Un saludo, mañana más.

[Arrabassada]

Pues.....

NRG, en tus dos ultimas respuestas me he quedado fuera de juego, no acabo de entender por donde vas. Alguna sugerencia para aclarar terminos (topics anteriores?).

Saludos,

Ens veiem al circuit -- Nos vemos en el circuito

[MAICO]

NRG y demás:
A veces desearía uno tener el botón de edición a mano para retocar las cosas.
Bien, a ver logro explicarme correctamente. Me refería a una prueba hecha en varias motos ya que tiene una gran similitud con las tomas de un F1 actual. La toma de medición se hacía en la caja de admisión (ojo NRG, no en el conducto de admisión), y se hacían pruebas en carretera y en banco estático.
Los valores que aportaba eran aumentos o disminuciones sobre la presión atmosférica en ese momento (la media en Madrid es de 950~mb). Por ejemplo, si a 225km/h hay un aumento de 24mb supone un incremento de presión de un 2,5% aprox.
A 185km/h era de 11 a 15mb. Aumento del 1,4% aprox
En parado, la succión del motor generaba 2-3mb negativos.
En carretera y sin toma, a 185km/h la moto daba valores de 20mb negativos con respecto a la presión atmosférica. 2% de disminución. Por qué esta disminución. Por que toma el aire debajo del asiento y en ese punto se crean turbulencias y vacíos de aire que en un banco estático no se generan. Y aumentarían con la velocidad.
La diferencia real a 185Km/h de tener toma a no tenerla es de un 4,5% aprox. Por eso decía que tan es importante es lo ganado en aumento de presión como la no pérdida que se consigue.
Espero que ahora esté aclarada la conclusión a la que quería llegar.
P.D: Sigue pendiente lo de los motores ovales(y más cosas). A ver si saco un hueco y recopilo la información que tengo en mi colección de revistas(cerca de tres mil).

[citro]

En lo referente a la inyeccion directa a mi se me ocurrenn algunas posibilidades.
Podria ser que buscasen mantener rendimientos parecidos a los actuales pero en base a un consumo mucho menor. Esto les reportaria la ventaja de rodar con menos lastre con todas las ventajas que esto significaria.
Otra posibilidad podria ser la de conseguir una muy buena pulverizacion del combustible y por lo tanto una combustion mejor que las inyecciones actuales .
De todas maneras me parece que imaginar lo que podria ser, con la verdadera realidad no se pareceria en nada.

[nrg]

Amos a ver si hoy que tengo un ratito os cuento bien lo de los GDi

Amigo Arrabassada:

1) la relación estequiométrica indica la relación entre aire y gasolina (o cualqiuer combustible) neecesario para que se realice una combustión "perfecta": y una combustión es una reacción química y que sea perfecta quiere decir que no sobre oxigeno en el proceso. En el caso de las gasolinas es 0.067 (o al reves 15:1), y esto quiere decir que para tener una combustión "chachi" debes incluir 0.067kg de gasolina por cada kg de aire (o si quieres 15 veces más masa de aire que de gasolina). Esto solo depende de la composición química de la gasolina y del aire.

2) Otra característica de las gasolinas es que no combustionan con dosados muy lejanos al estequiométrico (todo lo contrario que el gasoil): es decir que para que una gasolina combustiones la realción aire-gasolina debe ser el 15:1 del que hablabamos antes. Luego un motor de gasolina DEBE quemar dosados en el entorno de 15:1

3) Pero por otra parte cuanto mayor es la cantidad de gasolina que metemos, menor es el rendimiento del motor (más consume a igualdad de potencia): cosas de la termodinámica. Por lo tanto parece claro que para reducir el consumo sería interesante quemar dosados (mucho) menores al estequiométrico (hablamos de quemar 0.02kg de gasolina por kg de aire; que vienen a ser los 40:1 de los que hablan más arriba). Sssstupendo: como te acabo de contar la gasolina asi no combustiona: está muy lejos de la relación estequiométrica...

4) ¿solución? los GDi ¿cómo funcionan? pues lo que te contaba antes: si tu coges toda la masa de aire del cilindro y la comparas con la cantidad global de gasolina que hay ahi dentro pues te encuentras con una relación de 0.02 (que no combustionaría)... Peeeero: si tu coges una muestra de la mezcla aire combustible justo debajo de la bujía te encontrarías con dosados cercanos al ideal 0.067 (incluso superiores a 0.07).

O sea: que consigue quemar mezclas pobres en gasolina con el "truco" de localizar una zona "rica" justo debajo de la bujía (que es donde se inicia la combustión).

Yo creo que esta vez me he explicao mejor ¿no?

Un saludo.

[Zulu]

¡Yo ya no se si estoy en este foro por Pedro o por NRG.!

[citro]

NRG

No te pares amigo, explicanos por ejemplo este proyecto de diseño de suspensiones que estas ultimando y si se te ocurre algun tema interesante esperamos ansiosos tus explicaciones.
Compañeros este topic no es solo una catedra de nrg, todos aquellos que tengais algo que aportar hacedlo.

[graham hill]

Tras la NOTICIA y aprovechando que estaba desvelado, he abierto este topic y lo que he leido es realmente impresionante.
Aprovechando lo que alguno sabeis, podeis decidme si es normal que en los F1 actuales el motor soporte la suspensión y ruedas traseras directamente al bloque?
Cuando estuve en Imola, pude ver como el coche estaba partido en dos por completo detrás del piloto.
Creo sin duda que esa puede ser la razón por la que han tenido problemas de fiabilidad de los nuevos motores Renault ya que parece ser que no es el chasis tan resistente a la torsión como debería ser y directamente "flectaba" el motor por lo que es fácil imaginar que pasaba dentro de los cilindros. También se veía, lo que podría corroborar esta teoría, como cuando montaban el motor colocaban dos tirantes de metal a cada lado , debía ser lo único metálico de todo el coche.
¿Es normal una trasera TAN autoportante?
En Montmeló, podré entrar otra vez al box de Benetton, y palabra que saco fotos de cerca aunque luego me echen a patadas.
A los que os gustan los temas técnicos hubierais alucinado con la V del Renault y la altura del motor, es realmente bajo y con los escapes como 20 cm más abajo que el resto.

Un saludo y espero vuestros comentarios

[uri]

Pos si Graham.

Es totalmente normal. Desde el Lotus 49 del año 67, que los f1 se han hecho con el motor y la caja de cambios como parte integrante del chasis.

Aunque supongo, que a lo que tu dices que es el motor al que iba unido la suspension es en realidad la caja de cambios.


"If I should die, just bury me wherever. Along the side of the road would be fine." Masten Gregory

[Arrabassada]

¡Alto y claro!

Nrg, esta vez "ta quedao bordao".

Saludos y gracias,

Ens veiem al circuit -- Nos vemos en el circuito

[Dvd360]

Yo en mecánica estoy verde del todo,pero joderr,me quito el sombrero ante topics como este!

David Plaza

¿Tablas...?

[graham hill]

Uri, lo que comentas es lo que sabía, gracias de todas maneras. Pero lo que me extrañó es precisamente que ví algo raro ya que los tirantes de la suspensión no iban a la caja de cambios sino al motor, y sobre todo me extrañó el tirante que comentaba que unía el lateral del motor en su parte trasera con la zona del chasis tras el piloto, un tirante "chapucero" parecido a los tubos añadidos que ponían en los multitubulares de las motos antes cuando tenían que rigidizar alguna zona.
Estoy esperando revelar todas las fotos porque creo que tengo algún detalle, pero de verdad que ese coche tenía algo raro, motor muy muy bajo, el tirante de inox, no sé,en Montmeló me fijaré más y lo cuento.

Un saludo

[nrg]

Graham Hill, esos tirantes que tu comentas (que parece que "descuelgan" un poco el motor) lo llevan todos (o casi) los F1: en realidad es un subchasis que anclado al monocasco desde detrás de la espalda del piloto y hasta el "rabo" del motor, aligera un poco la función autoportante del bloque, trabajando practicamente a compresión (y es por esto mismo por lo que, probablemente son de aluminio y no de fibra, para evitar pandeo).

Un saludo.

[DoS]

Señor NRG, muchisimas gracias por la aclaracion. Si que llevaba un buen lio, estaba confundiendo la relacion de compresion con la relacion estequimetrica de la gasolina-aire. Novato que es uno, pero con buenas intenciones, eh?

Acerca del funcionameinto del los GDI's, al leer la explicacion, recuerdo alguna foto vista en una de tantas revistas del motor donde mostraban un diagrama interno del cilindro+piston con las lineas de lo que a mi parecer seria la mezcla comprimiendose . Era curioso ver como el quid de la cuestion estaba en una cuña semi-circular situada en la parte superior del piston. Supongo que es gracias a esa "cuña" que se pueden obtener los valores adecuados alrededor de la bujia, como bien has dicho tu.

Por cierto. ¿Tanta diferencia hay entre los motores IDE y los GDI's? Basicamente creia que eran "similares" (salvando las distancias, como en todos los motores) pero me habeis dejado intrigado. Buscare a ver si encuantro algo que me parece que de los IDE tenia algun reportaje...

Graham: Es un placer tener a un curioson acreditado en el foro. No sabes como te envidio ( envidia sana, por supuesto!). Eso que has dicho sobre los tirantes extraños... ¿No habra sido el remedio "casero" (me vais a matar... lo se) que le han puesto al motor para solucionar el tema de las vibraciones? Ademas, si se confirma que el motor es de Iny. Directa, ¿No era uno de los puntos negativos (para coches de calle,claro) el aumento de las vibraciones?. Graham, podrias preguntar a ver si te confirman que el motor es de INy. Directa, pero creo que te arriesgarias a que te invitaran a marcharte del box... y si ademas quieres sacarle fotos... jejeje tu mismo. Yo te agradezco muchisimo la informacion. Me tiene intrigadisimo ese motor.

Por cierto, teneis razon. Este topic es sensacional. Y los que participais en el tambien!

Un saludo a todos/as. Adeu!!

[DoS]

Vale, no me ha dado tiempo a leer lo de los tirantes de NRG... No es un remedio casero, jejeje.

Mil disculpas.

Adeu!

[nrg]

Amigo DoS:

has dado en el clavo, ese es precisamente el truco: orientar la gasolina a esa zona para conseguir lo que te comentaba allá arriba. Esto tiene su nombre: se llama quemar mezclas estratificadas (y para que no penseis que es algo nuevo os diré que el primer prototipo data de los años '20).

Los IDE de Renault solo se parecen en el nombre de "inyección directa". Los Renó no queman mezclas estratificadas, sino que inyectan la cantidad (ma o meno) estequiométrica (o sea las 15 de aire por 1 de gasolina). Luego estos no se empeñan en quemar mezclas pobres, sino que buscan mejoras de rendimiento por mejoría del rendimiento volumétrico y proceso de mezcla. Fíjate como los GDi consumen notablemente menos a bajas velocidades y casi igual en ciudad (al solicitar alta potencia el GDi funciona como el IDE).

¿el futuro? ya verás como enseguida los Renó se pasan a las estratificadas (no lo digo yo, lo dice el jefaso de motores). Por ahora el IDE es más sencillo de construir y los de mezcla estratificada todavía tienen mucho (mucho mucho) margen de mejora.

Un saludo.

[graham hill]

Gracias a NRG, DOS y URI por vuestras respuestas creo que en todas hay parte de verdad.

Yo sigo viendo algo raro, pero me espero a Montmeló para seguir comentándolo.

Es fantástico el conocimiento que hay en este foro.

Lanzo una apuesta, cuanto os jugais a que en un par de carreras, máximo Francia, el Renó como dice NRG, está mucho mejor quizás con problemas de fiabilidad. No sé porque me da que cuando liberalicen totalmente el uso de la electrónica ese motor empezará a ir muy bien.

Un saludo a todos

[DoS]

Pues no me voy a apostar nada, porque es lo que me llevo temiendo yo desde principios de campeonato... Parece ilogico desarrollar un motor tan revolucionario, partiendo de cero, sin tener en cuenta las futuras medidas que le afectaran. Creo que va a ver cosas interesantes en Montmelo, Sr. Hill.

NRG: segun lo que dices, la opcion IDE si que parece bastante recomendable de cara a un F1, no? Es lo que comentaba hace algunos posts, inyeccion directa olvidandose del consumo y buscando potencia y rendimiento termodinamico a tope...

Por cierto, gracias por la aclaracion acerca de los motores IDE y GDi. Me sonaba lo de la mezcla estratificada pero no sabia donde casaba exactamente. Ah! y estoy de acuerdo, el futuro va por ahi, eso lei y eso pienso.

Un Saludo. Adeu!

[citro]

Me parece que una de las causas del pobre rendimiento del equipo Renault , es que debido a problemas de fiabilidad del motor se han visto obligados a reducir drasticamente el regimen maximo que este motor podria alcanzar, con la consecuente merma de potencia.
Ahora bien seria bueno saber si esta falta de fiabilidad es causada por formar el motor parte de la sustentacion de la suspension trasera o bien propia de ser un motor con una tecnologia aun no del todo desarrollada

[MadMax]

¿El límite?

Había quien decía que el límite físico de la velocidad estaba en la de la luz, de otra forma el universo sobre el que se ha construido las teorías físicas humanas se vendría abajo. Un tal Einstein, creo.

Pues en el Acelerador de Partículas del CERN (Conseil Europeén pour la Recherche Nucleaire), en Suiza, trabajan sobre una partícula llamada Tachión, que no sólo no tendría masa (como los fotones), sino que tendría una especie de "antimasa".

¿Todavía queréis seguir poniendo límites a la velocidad?

[zeven]

Ya que estamos, ¿ porqué no nos ponemos a hablar de mecánica cuántica ?

Es un tema alucinante: viajes en el tiempo, teletransporte,...

[JOSEP LLUIS MERL...]

PARA NANO SAIZ:

La Honda en cuestión era la RS. No sólo tenía los pistones ovalados -tal y como utilizó Freddie Spencer en su 500 NRS-, sino que éstos eran cerámicos.
En BCN hay, como mínimo y que yo sepa, una unidad de las RS. Es una pasada.

*Este tópic es cojonudo.

[Nano Saiz]

Gracias Josep Lluis.

Yo no he podido ver ninguna en Madrid. Pero eso no significa nada, ya que estas vacaciones hemos estado en Maranello y solo hemos visto un Ferrari (por la calle) y era.....AMARILLO.

Saludos,


Nano Saiz.

[citro]

Dias atras comente si habia alguna posibilidad de asistir a una visita guiada en uno de los entrenos del equipo Jaguar en montmelo, pero veo que nadie ha dicho nada al respecto.
Hago otra propuesta, organizar una visita a la sede del equipo en Inglaterra a modo de pequeñas vacaciones para los foristas interesados , a ser posible en agosto

[citro]

Todos hemos visto infinad de veces como desenganchan el volante de los coches y todos sabemos la cantidad de cosas que desde el hacen los pilotos.
-cambiar de marcha,apretar el embrague , hablar con boxes, modificar algunos parametros del coche, en definitiva infinadad de cosas.
Pero os habeis preguntado como consiguen los equipos trasladar toda esta informacion al coche, porque ningun cable electrico esta unido al coche.Quizas por señales de alta frecuencia, no lo se .
Alguno de vosotros lo sabe.
Es posible que algun equipo se hubiera planteado la posibilidad de interferir estas señales?

[Runner]

En algun sitio he oido hablar que todos estos datos estan encriptados por los propios equipos y que, no solo llegan en tiempo real al pit lane los datos del equipo sino que incluso via satelite y simultaneamente estos datos llegan a las fabricas madres, donde quieran que esten, y desde alli son capaces de enviar informacion al momento para utilizarla en el coche. Tambien se ha hablado varias veces de que hay equipos con personal solamente dedicado a contrarestar y evitar el espionaje industrial de sus datos y comunicaciones (no me refiero a seguratas) sino a expertos informaticos en contraespionaje.

Una muy humilde aportacion en esta increible enciclopedia del motor que es este topic. Estoy maravillado

Un saludo

[parmalat]

Mitsubishi tiene la patente de los exclusivos motores GDI, que podrían ser los motores del futuro, pero al ser exclusivos de Mitsubishi, a menos que esta marca entre en F-1, no sabremos nunca de su rendimiento en este deporte...

El motor de inyección directa de gasolina «GDI», que se caracteriza por tener el rendimiento más alto conocido hasta hoy y que se está utilizando ya en modelos de producción en el modelo Carisma (o Lancer).
La evolución de los motores ha seguido dos ciclos termodinámicos característicos, uno basado en el ciclo Otto, es el motor de encendido por chispa o motor de gasolina. El otro es el motor de encendido por compresión o motor diesel. El motor de gasolina tiene la gran ventaja de desarrollar una gran potencia con una pequeña cilindrada gracias a la calidad de combustible que se evapora fácilmente, lo que produce una combustión satisfactoria. Esto ha conducido a que el motor de gasolina sea la principal fuente de energía para los turismos, aunque este tipo de motor no es necesariamente adecuado para una combustión pobre, Por otra parte, es bien sabido que el motor diesel tiene la ventaja inherente de una excelente economía de combustible gracias a su combustión superpobre. Sin embargo, tiene el inconveniente de la emisión de humos que limita la potencia generada a menos que se utilicen motores de mayor cilindrada. Después de considerar estos dos motores de esta manera, quizá te preguntes, si es posible desarrollar un motor ideal que herede las ventajas de ambos motores.

Pues a esta pregunta hay que contestar que sí, que es posible, y ese motor es el motor de gasolina de inyección directa que ha sido un sueño largamente acariciado por el sector. Este motor, que se caracteriza tanto por una excelente economía de combustible como por su capacidad de entregar una alta potencia puede convertirse en la evolución definitiva del motor para el futuro!!!
Si analizamos más de cerca el progreso habido en el sistema de alimentación de combustible, nos encontramos que el sistema de inyección multipunto MPI controlado electrónicamente, que se ha adoptado desde finales de la década de los 70 en la mayoría de los motores actuales, ha mejorado mucho la eficacia de la inyección de combustible. hasta aquí estamos de acuerdo, pero sin embargo, el sistema MPI tiene una desventaja intrínseca en el límite de respuesta y facilidad de control, ya que el combustible se mezcla previamente con la masa de aire y se introduce en los cilindros. Para superar estas restricciones en la alimentación de combustible y para conseguir un motor ideal, se han llevado a cabo estudios sobre la inyección de combustible directamente en los cilindros, tanto en la industria como en los laboratorios de investigación durante los últimos 50 años.

Debo mencionar que el concepto de la inyección directa en el cilindro no es ninguna novedad: está registrado que el Dr. Diesel construyó un motor experimental de gasolina de inyección directa en 1893 utilizando este concepto.
Y en 1957, Mercedes Benz fabricó unas 3.000 unidades de motores para vehículos de carreras que incorporaban un sistema de inyección de combustible en los cilindros. Respecto al 300 SL de 1954 completaría tu info con la cilindrada 2.996 cc, 12 válvulas, disposición del motor delantera, eje motor trasero y refrigeración por agua; ¡¡vaya bomba!!, pero estos motores Mercedes sólo pretendían conseguir una mayor potencia mediante la alimentación de una mezcla homogénea directamente a los cilindros y no consiguieron compatibilizar la potencia con el menor consumo de combustible, siendo este segundo aspecto el que tiene una mayor importancia para la tecnología actual.

Los objetivos de desarrollo del GDI son: consumo de combustible ultratrabajo, mejor que el de los motores diesel, potencia superior a la de los motores MPI convencionales.
El nuevo motor aprovecha plenamente la ventaja de la inyección directa en los cilindros gracias su planteamiento. El motor se controla para que marche en dos modos de funcionamiento cambiando el calado de la inyección de acuerdo con la velocidad del vehículo. De esta manera, se consiguen los dos objetivos de excelente economía de combustible y alta potencia. En la conducción normal por ciudad la inyección de combustible se realiza en la fase final de la carrera de compresión. Esto da como resultado una mezcla óptima estratificada o combustión superpobre lo que implica un excelente consumo de combustible. El funcionamiento con carga máxima correspondiente a la fase de aceleración y al funcionamiento a alta velocidad. Aquí, el combustible se inyecta en la carrera de admisión de tal manera que se produce una combustión de una mezcla homogénea en el cilindro para conseguir una alta potencia igual que en los motores convencionales.

Los cuatro elementos principales de la nueva tecnología son:

- lumbrera de admisión recta vertical que controla la dinámica del flujo de aire en el cilindro,
- bomba de combustible de alta presión que alimenta combustible a presión a los cuatro inyectores,
- inyectores de turbulencia de alta presión que preparan la mezcla apropiada mediante el control eficaz de la dispersión del combustible inyectado
- pistones con la parte superior curvada que sirven para orientar y controlar la formación de la mezcla de combustión.

En primer lugar, la lumbrera de admisión recta y vertical está pensada para crear una dinámica del flujo de aire ideal en el cilindro. El flujo de aire en el motor convencional se comporta como un flujo lateral hacia la cámara de combustión desde la lumbrera de admisión. En el GDI, la entrada de aire se produce a través de la lumbrera de admisión recta vertical, que genera un flujo forzado hacia abajo o en caída en el cilindro. El flujo se produce en sentido inverso al de los motores convencionales. Debe mencionarse que la mayor parte de los esfuerzos de investigación se realizaron sobre la dinámica del flujo de aire en el cilindro y que la formación de mezcla resultante y la lumbrera recta vertical se seleccionaron debido a que daban lugar al flujo de aire óptimo dentro del cilindro.
A continuación viene el inyector de turbulencia de alta presión. Éste desempeña un papel importante en la formación de un chorro de combustible atomizado que es indispensable para el éxito de la inyección directa. Sin embargo, en una fase temprana del desarrollo de este nuevo motor, no existían inyectores de alta presión para motores de gasolina y desarrollaron el inyector de combustible requerido, es decir, el inyector de turbulencia de alta presión. El éxito del nuevo motor se debe en gran parte a este inyector específico que puede proporcionar una atomización ideal del combustible gracias al movimiento altamente turbulento que se comunica al chorro del combustible.
El secreto está en la cuña cilíndrica de turbulencia que le comunica un giro al combustible inyectado mientras pasa a través del conducto de turbulencia situado en la parte inferior de la cuña cilíndrica de turbulencia y de esta manera puede obtenerse en todas las condiciones de funcionamiento del motor la pulverización óptima del combustible, formada por vapor de combustible finamente pulverizado y difundido en el sentido del flujo.
Y finalmente, el pistón con la parte superior curvada que desempeña un importante papel en el control y direccionamiento de la mezcla de aire/combustible optimizando al mismo tiempo la dinámica del flujo del aire en el cilindro. El hueco existente en la cabeza del pistón es de una importancia fundamental para mantener el combustible pulverizado en forma compacta, sin dispersión, hasta el momento mismo del encendido.

El primer objetivo de una mayor economía de combustible se consigue mediante el efecto combinado de estas tecnologías básicas utilizadas en el nuevo motor. Es decir, realizando la inyección en la carrera de compresión, la mezcla se estratifica en unas condiciones ideales en las cuales es más rica alrededor de la bujía para facilitar el encendido de la carga global y obtener una relación aire/ combustible ultrapobre. De esta manera se produce una combustión ultrapobre en el cilindro que se traduce en un consumo reducido de combustible, inferior incluso al de los motores diesel. Debe tenerse en cuenta que esta estratificación de la carga tan exclusiva no es posible lograrla en los motores con inyección A/IPI o en otros motores convencionales de gasolina. El chorro de combustible en el cilindro se vaporiza en un tiempo muy breve del orden de 1,6 milésimas de segundo y que forma una mezcla gaseosa estratificada ideal alrededor de la bujía.Mira hasta que punto es pobre esta relación de aire-combustible de 40 a 1 si se compara con la relación estequiométrica o teórica de 15 a 1, según la cual funcionan la mayoría de los motores convencionales.
También se puede comparar el efecto de la relación aire/combustible sobre la variación del par y el consumo de combustible durante el funcionamiento de los dos motores a una velocidad de crucero de 40 km/h. La variación de par es un índice de la estabilidad de la combustión. Cuanto mayor es la variación del par, peor es la estabilidad de la combustión. En los motores MPI convencionales, la estabilidad de la combustión se deteriora a partir de una relación aire/ combustible de 20 a 1 mientras que el GDI mantiene una combustión estable incluso para una relación ultrapobre de 40 a 1, lo que permite obtener un ahorro del 35 % en el consumo de combustible.
Se reconoce en general que el control del NOx es un problema importante en cualquier motor que utilice una mezcla pobre, ya que los catalizadores actualmente disponibles de 3 vías no son lo suficientemente eficaces para reducir las emisiones de NOx de dichos motores. Sin embargo, en el motor GDl, puede reducirse casi el 97% de las emisiones NOx durante la marcha a baja velocidad a 40 km/h, para flipar, gracias a una proporción de recirculación de gases de escape bastante alta del orden del 30% y a un nuevo catalizador para NOx para mezclas pobres, denominado «Lean NOx», de reciente desarrollo.y puede funcionar con una relación aire-combustible superpobre del orden de 40 a 1 y que, no obstante, las emisiones de NOx pueden reducirse con una eficacia del 70%.

La obtención de una mayor potencia fue otro objetivo en el desarrollo. Este objetivo se ha alcanzado por medio de una mejora en el rendimiento volumétrico y de una mayor relación de compresión debida a la inyección directa de combustible durante la carrera de admisión. El rendimiento volumétrico es el índice de la cantidad de aire que puede entrar en el cilindro Evidentemente, la potencia desarrollada por el motor aumenta al aumentar el rendimiento volumétrico. El éxito de la mejora en el rendimiento volumétrico es debido a la refrigeración del aire de admisión por medio de la vaporización del combustible en el cilindro, conseguida mediante la inyección directa de combustible en la carrera de admisión. Además esta refrigeración del aire de admisión tiene otra ventaja que es el mejor control de las detonaciones del motor lo cual posibilita utilizar una relación de compresión de 12 a 1 que permite obtener mejoras tanto en el rendimiento térmico como en la potencia desarrollada. Gracias a todos estos efectos, el GDI ha conseguido una mejora aproximadamente del 10% en potencia desarrollada y par respecto al motor MPI convencional.

Una de las más avanzadas tecnologías que se utilizaron en el desarrollo de estos motores es el llamado «método coloreo con láser», que se ha usado para el análisis detallado del flujo del aire dentro del cilindro, conjuntamente con el láser de efecto Doppler y la cámara de alta velocidad. Estas tecnologías han permitido observar claramente los procesos que ocurren en el interior del cilindro, con lo cual el desarrollo del motor ha podido realizarse de una manera eficaz.
Gracias a este proceso de desarrollo y a las avanzadas técnicas utilizadas, se ha conseguido éxito en la creación de algunas nuevas tecnologías que han permitido mejorar el rendimiento térmico y llegar concretamente a la mejor de combustión pobre MVV (Mitsubishi Vertical Vortex) introducido en 1991 que utiliza tecnología de carga estratificada por vértice vertical y que ha sido el escalón anterior que ha permitido llegar al motor GDI, que es el motor definitivo de alto rendimiento.

Ahora falta saber, hasta dónde está dispuesta Mitsubishi a llegar con su revolucionario motor.

Un saludo a todos.

[citro]

Gracias Parmalat.

Estoy de acuerdo en que el futuro de los motores de gasolina de momento pasa por la inyeccion directa, pero creo sinceramente que el verdadero futuro esta en los motores diesel.
Es realmente sorprendente lo estrictas que son las actuales normas de contaminacion y
mas lo seran en el 2005 ,pero no es menos sorprendente el rendimiento actual que consiguen los fabricantes gracias al control electronico del motor.
Antiguamente me parece que el rendimiento de los motores de explosion rondaba el 25%, hoy en dia los motores diesel mas evolucionados consiguen un rendimiento cercano al 43%.
A mi personalmente no me desagradaria que la proxima normativa en cuanto a motores de f1 contemplara la posibilidad de poder correr con motores diesel.
Podria ser bueno una competencia como la hubo en su dia con los motores atmosfericos y los turbo.
A los puristas del foro si esto os parece un sacrilegio perdonadme¡

[graham hill]

Un sa aclaración para Nano Saiz y Josep Lluis Merlos. La Honda de pistones ovales se llamaba tanto en su versión de carreras como en la de calle, NR, 500 la de GP y 750 la de la serie limtada que salió a la venta.
La de GP apareció por primera vez sobre el 79, y fue pilotada tanto por Katayama como por Ron Haslam, quien consiguió sino mal recuerdo un 9º como mejor resultado.
Hay que tener en cuenta que esa NR tenía solo 500 cc y con ellos se enfrentaba a las 500 2T con la consiguiente penalización, ya que una relación más justa sería enfrentar 500 2T a como mínimo 750 4T, como se hará a partir del año que viene en los GP´s de motos.
Aquella moto era espectacular, alcanzaba las 18000-20000 vueltas sin sistemas neumáticos de válvulas como los F1 de ahora, tenía 8 válvulas por cilindro y dicen los que la oyeron que su sonido era impresionante.
La versión de calle salió con 750 cc y es realmente una pieza de museo.
Yo ví una en Barcelona en un negocio de un actual mánager ex-piloto, ¿es el mismo Josep Lluis?.
Ya se están probando la nueva generación de motores herederos de esa NR para el mundial que viene con configuraciones extrañas como un V5, etc, técnicamente serán muy interesante las 4T GP1 del año que viene.

Un saludo a todos

[MAICO]

Con respecto a los IDE, el "jefaso" que comenta NRG, André Laine, argumenta que no usan cargas estratificadas por razones de contención de costos, ya que tendrían que usar catalizadores DeNox, cuyo coste no es barato. por otra parte reconocen que investigan y tienen listo un motor de carga estratificada que lanzarán en un futuro próximo, coincidiendo con la comercialización en Europa de gasolinas de bajo contenido en azufre, que no harán necesario el uso de catalizadores especiales.
Con respecto a la Honda NR (no RS) en España hay en Barcelona y su propietario la usa, ya que tiene unos 30.000Km. Ahora su cotización no baja de 10 millones de pesetas ya que fabricaron doscientas.

[nrg]

El otro dia, Citro, te interesabas por las cajas de cambio, y te llamaba especialmente la atención lo rápido (rapidísimo) que se produce el proceso de cambio.

Bueno, pues lo primero es que una caja de cambios de competición (como todos los demás elementos) poco o nada se parecen a una de calle:

1) lo primero es están formadas con piñones/engranajes de dientes rectos. Los de calle tienen dientes helicoidales: esto permite una mayor fiabilidad (los esfuerzos se reparten en superficies notablemente mayores reduciendo las cargas de impacto) y un ruido mucho menor (¿te has fijado el escándalo que hace una caja de competición? suena como un "chiiiiiiiiiii" continuamente, parecido a los coches de calle marcha atrás). Además los dientes helicoidales tienen un funcionamiento infinitamente más suave.

2) Estos dientes rectos tienen la enorme ventaja de que se pueden insertar "a capón" (sin embrague) de manera fácil (cuestión de geometría). Además no son necesarios los sincronizadores (que no son más que unos pequeños embragues).

3) Una caja de F1 si dura 600km es suficiente: se diseñan con coeficientes de seguridad muy pequeños y con materiales muy ligeros (y con tratamientos superficiales antidesgaste y con propiedades de lubricante seco).

Es decir: tienes una caja de dientes rectos, sin sincros, hiperligera, y diseñada para que la distancia entre marchas sea mínima. Si a esto añades un excelente control electrónico del acelerador (tanto al subir de marcha, como sobre todo al reducir) que permite omitir el uso del embrague (no se desacopla en toda la carrera) pues ya tienes todas las condiciones para empezar a pensar en la posibilidad de efectuar un cambio de marcha completo en menos de 100milésimas de segundo.

Es lo de siempre: solemos utilizar como referencia los coches de calle (pensados para ser fiables, duraderos, poco ruidosos, que quepa en el espacio destinado para ella, etc...) y los diseños de competición son tremendamente distintos.

Un saludo.

PD.: por cierto me he encontrado con una cosa curiosa al respecto de los "subchasis" traseros que el otro día comentaba el amigo Graham Hill: es curioso que lo utilizan tanto más los equipos que llevan un motor con la V más abierta (por ejemplo el Ferrari a 72º era totalmente autoportante). Parece claro que cuanto más abierto es el motor menor resistencia a la flexión ofrece y más necesarios se hacen esos largueros.

[Nano Saiz]

NRG:

Si no lo pregunto....EXPLOTO¡¡¡

Los F-1 cambian a capón durante toda la carrera???

Entonces, digamos que el embrague solo soporta esfuerzo en la salida, y en las paradas en Box ¿no es así?

Saludos,

Nano Saiz.

[MAICO]

Nano Saiz:
Permíteme que te responda. Sí cambian a capón, y los WRC generalmente. Y muchos vehículos sin sincros, aunque no es tan habitual en reducciones.
Sin irte a un vehículo de carreras lo puedes hacer, a costa de aumentar el desgaste de los tetones y horquillas selectoras, en una moto sin dificultades excesivas. De hecho una caja secuencial copia el funcionamiento de una de moto, habitualmente, en el sistema de selección de marchas, teniendo muy parecidos el tambor de selección, horquillas, etc.

[nrg]

Nano, como te comenta Maico: pues si, el embrague no se toca en toda la carrera, realmente solo se desacopla en la arrancada y en la parada de boxes.

¿como es posible?

1) por los ya comentados engranajes de dientes rectos,

2) que además son realmente peculiares, por el hecho de que son muy "afilados" (intentaré buscar un link o una foto y te la mando).

Estas dos cosas de por si ya permiten el cambio ascendente sin ningún tipo de problema (auecas el gas un pelín y ya está).

Pero además, los buenos coches de carreras (tipo F1 o WRC) llevan un excepcional control electrónico de acelerador. Y esto es lo que definitivamente hace innecesario el uso del embrague.

Haz un experimento: en tu coche en 4ª (por ejemplo) acelera a fondo e intenta sacar (que no meter) la marcha sin pisar el embrague: verás que te cuesta un poco. Ahora acelera lo justo para que el coche no acelere ni se frene (a velocidad constante) y repite la maniobra: ahora verás que la marcha sale sola a poco que empujes la palanca. ¿por qué? porque el par de empuje y resistente son iguales. Esto es lo que "busca" el acelerador electrónico: cuando das la orden de cambiar aueca lo justo el gas.

Las reducciones son notablemente más jodidillas pero de igual modo (y gracias a los dientes rectos) es posible igualar la velocidad del motor con la de las ruedas (en un puntatacón programado igualar las velocidades de primario y secundario de la caja de cambios), al tiempo que justo al engranar desaparezca el par motor (corte de inyección por un instante) para que (como os conté en un ladrillo) la multiplicación de par que se produce al reducir no rompa todos los dientes y produzca el bloqueo de ruedas.

En todo caso lo de "no trabaja" es un decir: puesto que a traves del embrague pasa toda la potencia del motor a las ruedas. De hecho no es dificil verlo a 1000ºC y en la salida se superan los 1900ºC.

Un saludo.

[nrg]

aHuecar

de Hueco, es con "H". Perdón .

Botón de edición ¡¡¡¡¡¡ YA !!!!!!

[uri]

Más

Os pego algo que pegué en un topic hace tiempo. Lo saqué de un concurso que montaron Jaguar y Hewlet Packard para diseñar una caja de cambios. Aquí está la explicación sobre como funciona:

"Los cambios de marcha de F1 actuales contienen un máximo de 7 relaciones de transmisión discretas - cambios CVT están prohibidos. Cada una de ellas está movida directamente por el motor, girando a más de 18000 rpm, con cada par de engranajes soportados por rodamientos de agujas de unos 55 mm de diámetro, montados en ejes con los centros espaciados 90 mm. Actualmente, muchos equipos usan 3 ó 4 horquillas selectoras, dependiendo de si usan 6 ó 7 relaciones, engranando los sincronizadores montados entre las marchas contiguas. Las horquillas selectoras están soportadas por un cilindro encima de los engranajes. Este cilindro tiene una guía mecanizada en su superficie exterior donde va engranada una chaveta unida a cada horquilla selectora. Haciendo girar el cilindro mediante un control hidráulico, cada selector puede ser movido axialmente para embragar o desembragar cada sincronizador según sea necesario. Normalmente, cada cambio necesita menos de 0,025 s. El proceso es iniciado por el piloto usando las palancas situadas en el volante de dirección, pero el software que controla el motor y el hidráulico del cambio coordina el acelerador y la posición del cilindro selector durante todo el proceso para minimizar las sacudidas mecánicas al sistema."

"If I should die, just bury me wherever. Along the side of the road would be fine." Masten Gregory

[uri]

Evidentemente, donde pone sincronizador tendrí que poner...¿selector?
Es que mi inglés no era (es) tan bueno como me gustaría

"If I should die, just bury me wherever. Along the side of the road would be fine." Masten Gregory

[citro]

NRG

Hay una cosa que no entiendo en absoluto. Si el embrague solo se utiliza en las arrancadas y en las paradas porque tiene que coger las temperaturas que dices. Supongo que el resto del tiempo permanece sin friccionar entre el volante y la prensa de embrague.
Espero que me lo aclares.

Saludos

[parmalat]

CITRO,

los embragues alcanzan temperaturas de uno 500ºC. NO ES COÑA. Esto se debe a que los discos de presión de embrague giran a más de 17.500 r.p.m. en el momento crítico de la salida cuando el piloto suelta este pedal.

Estos 500ºC se deben a que la estructura que sujeta los discos son de acero y el muelle de daifragma es de acero. Los discos, propiamente dichos no son los responsables de que se alcancen estas temperaturas tan bestiales.

Pues parece mentira que normalmente la mayoría de los 22 F-1 que toman la salida acaben la carrera.