Honda muestra la primera imagen de su V6 Turbo

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Honda Motor Co., Ltd. ha dado a conocer hoy, 1 de octubre, un primer vistazo a su unidad propulsora actualmente en desarrollo para el mundial 2015 de Fórmula 1.

Durante la celebración del Gran Premio de Japón 2014, Honda ofrecerá un pequeño vídeo introductorio de la unidad de potencia en desarrollo incluyendo el sonido del motor en el stand de Honda en el circuito de Suzuka. El vídeo promocional estará disponible para todos los públicos a través de la web oficial de Honda el lunes 6 de Octubre de 2014.

Sin lugar a dudas, y como el resto de motoristas hicieron en su día, Honda no ha suministrado una foto real de la arquitectura de su unidad propulsora, como bien deja claro la marca japonesa en la web oficial. Sin embargo, los nipones explican cómo la regulación 2014 varía respecto a la de 2013.

En 2014, la regulación referente al motor de Fórmula 1 y a los sistemas de recuperación de energía se cambiaron. Los motores de 2.4 litros se rebajaron a 1.6 litros junto con la introducción de tecnologías más medioambientales como sistemas de energía vistos en coches de calle híbridos.

La tecnología empleada en Fórmula es mucho más compleja que la utilizada en los coches híbridos convencionales. La mezcla de un propulsor de combustión con sistemas eléctricos capaces de proveer de potencia para correr a 300km/h obliga a los fabricantes a desarrollar tecnología de última generación. Los monoplazas no son sólo capaces de regenerar la energía cinética – como en los coches híbridos – sino también la energía térmica.

Honda siempre ha seguido las tecnologías más eficientes de gestión de la energía a través de los sistemas del motor de combustión interna e híbridos eficientes, y participará en las carreras de F1 enfrentando estos desafíos con el fin de crear tecnologías revolucionarias. La tecnología desarrollada en competición luego será implantada en los coches de producción.

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El cambio del término “motor” al de “unidad de potencia” significa que hay una variación en la filosofía de desarrollo de motores únicamente de potencia a perseguir la eficiencia en la energía con el grupo propulsor, lo que lleva al más alto nivel de eficiencia energética a través de las tecnologías medioambientales.

El sistema de recuperación de energía cinética (ERS-K) es una evolución del KERS, sistema empleado en Fórmula 1 desde 2009 a 2013, que funciona de forma similar al sistema híbrido en el Honda Accord y Honda Fit, al utilizar un motor convencional junto con un generador eléctrico que convierte la energía cinético en energía eléctrica.

La recuperación de energía cinética a través de los frenos se pierde ya que pasa a ser energía térmica por los discos de freno. En otras palabras, se pierde energía durante la frenada. Con un sistema híbrido, esta pérdida de energía se recupera por un motor/generador convirtiéndose en energía eléctrica, almacenada en una batería, que puede usar el motor durante la aceleración. Este sistema de energía cinética se denomina “MGU-K” – Unidad de motor generador cinético.

El segundo sistema, el sistema de recuperación de energía térmica, capta la energía térmica generada a partir de escape del motor. El calor de los escapes de la cámara de combustión del motor se pierde normalmente a través de los tubos de escape. El sistema de recuperación de energía térmica, que consta de una unidad de motor/generador, reutiliza esta energía térmica generando electricidad. Esta unidad se llama “MGU-H” – Unidad de motor generador térmico.

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La regulación técnica permite que tan sólo un turbocompresor se conecte al motor con normas concisas. El turbocompresor incrementa la cantidad de aire que entra al motor, el cual se enfría mediante el intercooler e introducido al propulsor. El MGU-H se ha de conectar también al turbo.

El nuevo reglamento 2014 limita el uso de combustible a 100 kg, y el flujo de combustible a 100 kg/h por carrera. Supongamos que el uso de combustible es la capacidad del depósito de combustible, y el flujo de combustible es la cantidad de combustible que fluye desde el tanque de combustible, por lo que la cantidad total de combustible, y la cantidad máxima de combustible que fluye en cualquier momento, están limitados por carrera. Estas normas permiten a los equipos a utilizar un 30% menos de combustible en comparación con la regulación de 2013. Debido a las restricciones de flujo de combustible, es más difícil producir potencia en el motor, sin embargo, la capacidad del depósito de combustible más pequeño exige una mayor eficacia en el combustible.

Los coches de F1 tienen que utilizar el limitado combustible cuidadosamente para ser capaz de terminar una carrera. Carreras que no se pueden pilotar lentamente, por lo que hay que gestionar bien el combustible que se transforma en potencia.

Cada gota de gasolina debe producir la máxima potencia, y los monoplazas han de tener velocidad absoluta que se espera de un competición como la Fórmula 1. Estas tecnologías de desarrollo de propulsores de F1 serán valiosas para la producción de los automóviles del futuro.

Motor

El motor V8 de 2.4 litros aspirado de 2013 fue reemplazado bajo la nueva normativa de 2014 por un motor turbo V6 de 1.6 litros con inyección directa de combustible. El motor es un tercio más pequeño, y hay dos cilindros menos, siguiendo la tendencia mundial de reducción de tamaño.

Con una capacidad más pequeña y menos cilindros, el motor por sí solo no puede ser tan potente como antes. Los dispositivos de inducción forzada, como el turbocompresor, permite que el motor sea más compacto produciendo la misma potencia que antes. El objetivo es el aumento de eficiencia en el combustible, con la producción de la misma potencia que con un motor aspirado. Los motores turbo son más pequeños, pero mejoran el consumo de combustible.

Hasta 2013 los motores de Fórmula 1 se limitaron a 18.000rpm, pero a partir de 2014, el límite de revoluciones se reduce a 15.000rpm, con el caudal máximo de combustible marcando un tope de 10.500 rpm.

La producción aumenta proporcionalmente con la cantidad de combustible consumido, por lo que las altas revoluciones queman más combustible y aumentar la potencia en un tiempo más corto. Al limitar el caudal máximo de combustible a 10.500 rpm, la misma cantidad de flujo de combustible está disponible a altas revoluciones lo que aumenta la resistencia mecánica y la disminución de la calidad de las altas revoluciones.

Los motores de Fórmula 1 del pasado fueron diseñados para crear mucha potencia a altas revoluciones. Sin embargo, las nuevas restricciones varían el enfoque de diseño usando la energía de forma eficiente.

2013 2014
Motor V8 V6
Capacidad 2.4L 1.6L
Aspiración Natural Turbo
Inyección Puertos Directa
Presión máxima de inyección 100bar 500bar
Revoluciones máximas 18000rpm 15000rpm
Peso 95kg 145kg
Potencia máxima 750hp 600hp
Límite de combustible 100kg
Flujo máximo de combustible 100kg/h
Nº máximo de motores (por piloto por temporada) 8 5 (4 en 2015)

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Turbocompresor

La regulación de Fórmula 1 2014 reintrodujo los motores turbo, una forma de fuerza inducida, que incrementa la eficacia térmica. Los turbocompresores ya se permitieron en la década de los 80, y en 1988, los motores Honda ganaron 15 de los 16 Grandes Premios. Los motores turbo fueron prohibidos al año siguiente, en 1989, pero después de 25 años han regresado.

El turbocompresor, un dispositivo que utiliza eficazmente la energía de escape del motor, se compone de una turbina y un compresor soportado por cojinetes en el mismo eje. La energía de los gases de escape se convierte en la alimentación de la turbina del compresor, que a su vez comprime y aumenta el aire que alimenta las cámaras de combustión del motor. Los motores V6 turbo convencionales están equipados generalmente por dos turbocompresores, la normativa limita el motor a uno solo, requisando la potencia por otras vías.

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MGU-H

La MGU-H convierte la energía térmica de los gases de escape en energía eléctrica, aunque aún no se ha utilizado en los coches híbridos convencionales. La tecnología de la MGU-H desarrollada en F1 puede encontrar su camino en los coches de producción en un futuro.

A diferencia de la MGU-K, el reglamento de la Fórmula 1 no tienen restricciones respecto al uso de la energía en la MGU-H, la cual se basa en la energía térmica del turbocompresor. La electricidad generada por la MGU-H puede ser conectada directamente a la MGU-K, evitando efectivamente las restricciones MGU-K limitando los 160 caballos por completo, destacando la importancia de desarrollo de un sistema que aprovecha al máximo la MGU-H. El nuevo motor depende en gran medida de la eficacia con que la MGU-H opera.

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MGU-K

La MGU-K convierte la energía cinética decelerativa en energía eléctrica, que funciona de manera similar a las unidades de motor/generador en coches híbridos convencionales. Las revoluciones máximas se limitan a 50.000 rpm, y la salida a 120kW (160 caballos aproximadamente). Cuando se enciende el motor de un monoplaza de Fórmula usando la energía eléctrica almacenada en la batería, la MGU-K añade 160 caballos más de potencia a los 600 del propulsor. El MGU-K en solitario produce más potencia que el Honda Fit combinando la salida del motor de combustión y el motor eléctrico dando una potencia de 103kW (139.5 caballos).

La energía eléctrica de carga de la batería proveniente la MGU-K se limita a 2MJ (megajulios) por vuelta, y la energía máxima utilizada por la batería para alimentar el MGU-K está limitado a 4MJ por vuelta.

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Intercooler

El intercooler reduce el calor del aire de inducción creado por el turbocompresor. El aire caliente en la cámara de combustión puede causar la combustión anormal, reduciendo el rendimiento del motor, por lo que el intercooler reduce el aire de admisión a una temperatura adecuada para la combustión.

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Unidad de Control ERS

La unidad de control ERS (Sistema de Recuperación de Energía) es un dispositivo que controla cómo se utiliza la energía en la unidad de potencia. Es el cerebro de la unidad propulsora y su software determina cómo funciona el motor y las MGUs bajo un rápido y constante cambio ambientales y condiciones de pilotaje.

La batería funciona con corriente continua (DC), en oposición a la MGU-K y MGU-H que funcionan con corriente alterna (AC). La unidad de control ERS incluye continua/alterna y convertidores de alterna y continua para convertir la electricidad entre la batería y MGU-K/MGU-H.

Las tecnologías desarrolladas para la eficiencia de conversión y gestión del calor, sin duda, van a encontrar su camino a los coches híbridos de producción.

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Batería

Los dispositivos de almacenamiento de energía (baterías) se utilizan para almacenar la energía que de otro modo se perdería. Las regulaciones limitan el tamaño de la batería a entre 20 y 25 kg, para evitar los costos de desarrollo excesivos. La tecnología de desarrollo de la batería y de control obtenidos a través del desarrollo de Fórmula 1 también será beneficioso para los coches híbridos de producción en el futuro.

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Frenada

El flujo de energía es similar a un coche híbrido convencional: El MGU-K recupera – o genera electricidad a partir de – parte de la energía cinética perdida cuando el monoplaza está frenando almacenando la energía eléctrica en la batería. La potencia máxima generada por el MGU-K son 120 kW y la cantidad de energía permitida que puede ser almacenada son 2MJ por vuelta, por lo que el coche necesita estar frenando alrededor de 16,7 segundos por vuelta para llegar a esta carga máxima.

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Aceleración a la salida de las curvas con ayuda de la MGU-K

El monoplaza puede acelerar más rápido a la salida de las curvas gracias al extra de potencia da el MGU-K a la potencia del motor.

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Aceleración a la salida de las curvas – resolviendo el turbo lag

Cuando el turbocompresor decelera, los gases del escape aumenta, lo que retrasa el funcionamiento de la turbina, por lo que se requiere un tiempo adicional para volver a acelerar. Este pequeño retardo de tiempo se denomina “Turbo Lag.” La MGU-H resuelve este problema mediante el uso de un motor para accionar el compresor, sin necesidad de que la turbina espere a los gases del escape.

Velocidad máxima con ayuda del MGU-K y MGU-H

El turbocompresor utiliza su compresor para enviar aire comprimido al motor. Bajo aceleración máxima, la energía de escape alimentando a la turbina puede aumentar hasta un punto en que excede la cantidad de aire que el compresor puede manejar para alimentar el motor.

La MGU-H convierte el exceso de energía de escape en electricidad, que luego envía a la MGU-K. No hay reglas sobre la cantidad de electricidad que la MGU-H puede generar, por lo que la salida de la MGU-K se puede añadir a la salida del motor sin tener que preocuparse acerca de las normas relativas a la cantidad de electricidad que la batería carga o descarga. La energía del escape que no se utiliza puede ser utilizada eficazmente para una aceleración más rápida.

Bajo aceleración máxima a la salida de las curvas, la batería también puede enviar electricidad a la MGU-K. De esta manera, la aceleración máxima se puede lograr gracias a la potencia máxima permitida por la MGU-K, es decir, 120 kW.

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2 Respuestas a “Honda muestra la primera imagen de su V6 Turbo

  1. Hola, tengo una duda:

    ¿como hacen los pilotos de Formula 1 para poder frenar sólo una de las ruedas delanteras y bloquearlas? ¿no se deberian bloquear las 2? ¿es porque ese neumatico no esta en apoyo y se bloquea antes y por eso se hace un plano? ¿O por la diferencia de tamaños de los cilindros de la bomba de freno delantero y trasero?

    Gracias.

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    • Hola Dani,

      En primer lugar hay que tener claro el concepto de reparto de frenada. Esto es el reparto de peso que se realiza durante una frenada, es decir, la cantidad de peso que se reparte en la parte trasera o delantera. Cuanto mayor es en la parte delantera, más probabilidad hay de bloquear los frenos delanteros. Lo mismo pasa con la parte trasera, que puede llegar a provocar un trompo (para bloquear los delanteros en este caso, haría falta una mayor fuerza).

      Teniendo en cuenta esto, que se bloqueé una rueda o dos en una frenada depende de la posición del circuito en la que se frene con brusqueda. 2 ruedas será probablemente en una recta, mientras que una rueda será en frenada en curva, en la que el neumático que no soporta el peso del coche es el que se bloquea.

      Un saludo.

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