ASÍ SERÁN LOS MOTORES TURBO F1

 La temporada de Fórmula Uno del año 2014 marcará la reaparecición de los motores turboalimentados. El cambio de la normativa de motores  pudiese resultar traumático para muchos equipos puesto que el diseño de los monoplazas debe hacerse partiedo de la ubicación y del peso del motor. Por tal razón los actuales motoristas del campeonato admiten que ya llevan tiempo invertido tanto en investigación como en desarrollo de las nuevas configuraciones técnicas pero todavía queda camino por recorrer, inclusive a día de hoy desconocen a cuántos equipos habría que suministrar motores.
Siguiendo la tendencia de los coches de calle de reducir la cilindrada de lo motores y turboalimentarlos, los actuales V8 de 2,4 litros aspirados darán paso a motores mucho más pequeños, V6 de 1,6 litros con turbo, con el régimen de giro limitado, pasando de los actuales 18.000 rpm a  15.000 revoluciones, aunque es probable que no lleguen a girar tan rápido por el límite que existirá en el caudal de combustible que se podrá inyectar en el motor, un factor clave.
La presión de entrada de combustible a los pistones no podrá superar los 500 bares y una inyección mínima de un 75% deberá ser  directamente en los cilindros. El caudal en ningún momento podrá ser superior a 100kg/h, y el modo de inyectar el combustible en el cilindro marcará la diferencia con la introducción de la inyección directa. Hasta ahora no estaba específicamente prohibida la inyección directa, pero existía un límite de presión de gasolina que hacía imposible utilizarla, con la mejora en la tecnología ahora ya se puede hacer, en este caso la F1 se beneficiará de la experiencia lograda con los coches de calle ya que es el sistema utilizado en los nuevos motores. Recordar que los motores F1 utilizan una  inyección indirecta es decir, el combustible se introduce fuera de la  cámara de combustión. En los motores de gasolina, el carburante es inyectado en el colector de admisión, donde se inicia la mezcla aire-combustible antes de entrar en el cilindro. Para que veáis como funciona os pongo este vídeo muy aclarativo.

Aunque la normativa técnica sigue siendo restrictiva, definiendo elementos clave como el ángulo de la V, el número de válvulas y el diámetro de los cilindros (80 mm), existen miles de alternativas en otros aspectos en un motor turboalimentado y con varios sistemas de recuperación de energía. Además ha habido una cierta relajación en los materiales que se pueden emplear, como el magnesio, ahora prohibido, y que se podrá emplear en algunos componentes para ayudar a los técnicos a llegar al peso mínimo del motor. El bloque y la culata seguirán siendo de aluminio con un peso mínimo del conjunto del motor de unos 155 kilos.
El principal cambio para los diseñadores de motores será la reintroducción del turbo, ausente en la Fórmula 1 desde 1988. Las normas estipulan que los coches pueden montar un sólo turbo, y que su eje debe de estar paralelo al cigüeñal del motor y a menos de 25 mm de él, lo que se traduce en que sólo puede ir delante o detrás del motor, y como los escapes tienen que salir hacia atrás del coche es muy probable que todos los motores lleven el turbo detrás.
Todos los coches montarán intercoolers para enfriar el aire, por lo que los aerodinamistas tendrán que encontrar el mejor lugar donde colocarlos. Con el límite de caudal de combustible la presión del turbo rondará los 2-3 bares, y la temperatura del aire en la salida del compresor rondará los 140-150ºC, por lo que por eficiencia volumétrica y resistencia a la detonación, enfriar el aire proporcionará una mayor eficiencia del motor. Así que el intercooler será otro conjunto a refrigerar y habrá que buscar el equilibrio porque los aerodinamistas preferirían no tener que crear nuevas entradas de aire y alojar otro radiador, mientras que los motoristas querrán enfriarlo lo máximo posible.
Aunque el motor V6 por sí solo no será tan potente como los actuales V8, se espera que los coches sean de media unos cinco segundos más lentos por vuelta, la potencia de todo el conjunto sí que lo será gracias a la introducción de sistemas híbridos mucho más potentes que los actuales KERS, y éste es sin duda uno de los mayores retos en los nuevos motores. Este apartado lo analizaremos en un artículo más detallado próximamente pero os diré que constará de dos motores-generadores eléctricos, uno el cinético, que es esencialmente el KERS actual, y otro para la recuperación de la energía calorífica. Lo realmente complicado será cómo configurar el funcionamiento del conjunto de motor de gasolina y los dos eléctricos. 
Renault, uno de los tres fabricantes que se ha comprometido a fabricar estos nuevos motores, ha sido el primero en enseñarnos el suyo. Aunque no es el diseño definitivo, nos permite comenzar a comprender cómo funcionarán estos propulsores.

Nuevo motor Renault.

Los grandes equipos tiene experiencia en este tipo de motores aunque parece que Renault lleva algo de ventaja. Tanto Ferrari como Mercedes han confirmado que seguirán adelante con el nuevo reglamento que entrará en vigencia en el 2014, por su parte Cosworth y  Pure no parece que puedan hacerlo puesto que no cuentan ni con presupuesto ni con un proyecto consolidado por tanto tanto Mercedes como Ferrari serán los únicos equipos capaces de fabricar su propio motor, los demás equipos serían clientes y eso puede ser importante para ellos ya que sus motores estarán proyectados y fabricados para sus especificaciones mientras los demás tendrán que adaptarse a ellas. Al ser nuevos los V6 Turbos, y no existir una datos  previos, lo más probable es que la brecha entre los autos punteros y el resto del grupo se abra de manera importante, aunque para ser sinceros y mirando al pasado, Ferrari no ha tenido buenas experiencias con sus turbos
Renault, se supone, es casi seguro, que Red Bull seguiría siendo el estandarte, en tanto Lotus, Williams y Catherham estarían a la espera para el 2014.

Los motores V6 Turbos no serán nada baratos y la desbandada de motoristas pudiese continuar si en los próximos años el “negocio” no resulta rentable. Solo en planificación, investigación, construcción y puesta a punto cada motorista ha gastado fácilmente unos 20 millones de Euros el problema puede ser ese, muchos equipos y pocos motoristas.

Para solucionar posibles problemas, anda dando vueltas una propuesta que pudiese permitir usar los actuales motores V8 aspirados y los V6 Turbos, que cada quien pudiese elegir según su criterio y presupuesto. Pero se tendría que emparejar su rendimiento con lo cual se volvería al punto de partida.
Ya veremos como queda la cosa.

Fuente:   Yallaf1, Fanf1, Racecar Engineering

Actualización 12-1-13
La primera imagen del motor Mercedes para el 2014

Nota: Algunos de ustedes pueden estar más avanzado en los aspectos técnicos de la F1, así que hasta cierto punto puede que esté familiarizado con la siguiente información y que las explicaciones dadas sobre conceptos sean ya conocidos. Como ignorante que soy de todo lo concerniente a la mecánica y demás conceptos de la F1 y tras intentar encontrar artículos que dieran algo de luz sobre el tema con explicaciones fáciles y entendibles y no encontrar mucho, mis artículos están dirigidos sobre todo a los que, como yo quieren encontrar artículos didácticos, de fácil asimilación para salir de las dudas y podamos aprender todos juntos. Espero que os gusten.