¿Cómo funciona un motor de Fórmula 1 actual?

Los motores de Fórmula 1 a lo largo de la historia han tenido cientos de modificaciones, hasta llegar a la era híbrida que es la que tenemos actualmente.

El motor de Fórmula 1 es una joya de la ingeniería automotriz. Los fabricantes tardan meses y millones de dólares para su desarrollo. La tecnología de estos motores es de las más avanzadas en el mundo, donde trabajan decenas de profesionales para llevarlo a ser el ganador en las competencias.

La F1 actual cuenta con motores que tienen un recuperador del aire caliente y un sistema eléctrico, por lo que son motores híbridos turboalimentados. Esto también se ha llevado a cabo para reducir los costos de combustible y ser más amigable para el medio ambiente.

Características de un motor de Fórmula 1

En la Fórmula 1, el motor cuenta con las mismas especificaciones para todas las escuderías. Pero cada fabricante diseña su unidad de potencia de forma independiente. Está compuesto por un V6 de 24 válvulas con potencia de 1.600cc, con caballos de fuerza variables que pueden llegar a 1.000cv dependiendo del desarrollador.

Combustión interna

El sistema es muy parecido al de un auto de calle pero con características diferentes. Un motor de Fórmula 1 tiene 24 válvulas, 4 por cilindro: 2 de entrada y 2 de salida.

El pistón sube y baja 2 veces por cada ciclo. El ciclo es de 4 tiempos: admisión, compresión, explosión y escape. Solo una de las cuatro fases del ciclo es la que proporciona el trabajo útil: la explosión de la mezcla combustible más aire. La finalidad del movimiento de los pistones es transmitir par (fuerza de giro) al cigüeñal.

Uso del Turbocompresor

Para que se produzca la combustión y la explosión del combustible, es necesario que esté mezclado con el oxígeno del aire. De lo contrario, habrá combustible que no explote. La función del turbo es comprimir el aire, lo que significa que entra más aire en el cilindro. Y, por tanto, se puede introducir más combustible en el cilindro para que la explosión sea mayor y genere más potencia.

MGU-H: Motor Generator Unit 

Se encarga de mantener al turbocompresor girando a altas revoluciones. Los gases que salen del motor están a una temperatura altísima. Al hacerlos pasar por el MGU-H, aumenta la presión en su interior, lo que produce que giren unos álabes y un eje en su interior. Este sistema tiene dos funciones: recuperar energía térmica (calor) de los gases de escape para almacenarla en la batería, y mantener las rpm del turbocompresor altas para que no haya retardo en la entrega de potencia adicional que permite.

Motor Generator Unit – Kinetic

Al igual que el MGU-H, este posee dos funciones: recuperar energía para almacenarla en la batería y utilizarla después. La diferencia reside en la forma que tiene de recuperar energía y en cómo utiliza esta energía después. Tiene un motor eléctrico conectado al cigüeñal y puede utilizar la energía eléctrica para hacerlo girar con más fuerza y que se sume el torque generado por pistones y motor eléctrico. De esta forma, las revoluciones del cigüeñal aumentan mucho más rápido y la aceleración del monoplaza es mucho mayor.

Uso de la batería

La tecnología en los motores de Fórmula 1 es muy avanzada. Las baterías y demás generadores hacen que trabajen todas las partes del auto. El piloto y el equipo tienen que saber configurar los MGU-H y MGU-K para optimizar la energía que recuperan y utilizan cada uno en su momento. Para ello, la ECU (computadora) es la responsable de mandar todas las señales de energía a los diferentes motores.

Posición del motor

El motor debe ser ligero y colocado en una posición que ayude al monoplaza a que no pierda sus cargas aerodinámicas. Por ello, se busca el centro de gravedad. Normalmente en los Fórmula 1 se encuentra abajo del piloto. En este caso, tanto la batería como el motor se encuentran justo entre la espalda del piloto y delante de las ruedas traseras.

Reglas de competencia

• El cigüeñal y el árbol de levas deben estar hechos de acero o hierro fundido. El uso de materiales compuestos de carbono para el bloque de cilindros, culata y pistones, no está permitido. 

• La velocidad de giro del cigüeñal está limitada para que no exceda las 15 000 rpm.
• Está prohibida la inyección de cualquier sustancia en los cilindros que no sea aire y gasolina.
• La longitud variable de admisión y de escape están prohibidas. Tampoco están permitidos los sistemas de temporizado variable de la apertura de válvulas. El sistema de escape solo podrá tener una salida central, que redirigirá los gases calientes para crear una mayor adherencia a la pista.
• Cada vez que el equipo cambie de motor en un fin de semana, será penalizado. Los equipos solamente pueden cambiar el motor tres veces al año sin penalización.

*******
Te puede interesar:

Diferencias entre un IndyCar y la Fórmula 1
Cómo funcionan los frenos de Fórmula 1
Descubre cómo funciona un volante de Fórmula 1
¿Qué es y cómo funciona el DRS en la Fórmula 1?