Las motores híbridos, desde su introducción en 2014, han sido clave del éxito de Mercedes. Hoy, analizamos cómo funciona un motor de combustión interna de Fórmula 1 y explicamos qué es el De-rating.
¿De dónde viene la potencia en un motor de combustión interna?
Tanto en motores de Fórmula 1 como de calle se desarrolla, dentro del motor de combustión interna, un ciclo de cuatro tiempos, que se corresponde con dos bajadas y dos subidas de cada pistón. Al completarse se habrá producido una rotación completa del cigüeñal.
El ciclo de cuatro tiempos se compone de 4 fases: admisión, compresión, explosión y escape. En el primero, el pistón se mueve hacia abajo, la válvula de entrada se abre y la presión en el cilindro se reduce ligeramente mientras el pistón baja. El combustible se mezcla entonces con el aire y, a continuación, se produce la segunda etapa: el pistón sube tras haberse cerrado la válvula de entrada.
El volumen de aire y combustible se comprimen, lo que hace que la temperatura y la presión aumente. Es entonces cuando se produce una chispa en la parte superior, se produce la combustión, el pistón baja y la energía se libera.
La combustión se produce a partir de una explosión controlada, ejerciéndose una presión sobre el pistón equivalente al peso de cuatro elefantes y alcanzándose una temperatura de más de 2700ºC. Además, en el tiempo equivalente a un parpadeo este proceso se ha producido 200 veces en el motor.
Las diferencias entre un motor convencional y uno de competición.
Entre un motor de calle y uno de Fórmula 1, las diferencias no las encontraremos en los componentes, pues ambos constan de los mismos. Las mayores discrepancias se hallan en el diseño y en cómo se transfiere la energía liberada, llevando a los materiales utilizados al máximo de su límite.
El reglamento actual permite llegar hasta 15000 rpm, sin embargo, los pilotos cambian de marcha llegados a las 10 u 11000 rpm. Esto se debe a que la curva de potencia comienza a decrecer en ese punto.
El pico de potencia se alcanza en este punto debido a la limitación de uso de combustible, que impide alcanzar más potencia, y a la fricción de los componentes del motor, lo que hace perder potencia a partir de las 10000 rpm.
¿Qué es el De-Rating?
Las unidades de potencia actuales cuentan con un sistema eléctrico que aporta potencia extra. En concreto, el MGU-K contribuye en 160 caballos. Tras agotarse, esa energía debe ser recuperada, lo que impide que se pueda utilizar el MGU-K al máximo vuelta tras vuelta.
La normativa vigente limita el uso de energía eléctrica que aporta el MGU-K durante una vuelta. Por ello, los equipos eligen con cuidado en qué partes del circuito conviene aplicar esta energía extra. La máxima potencia se aplica en las rectas y al salir de curva mientras que se reduce, o incluso anula, al llegar a la frenada. Esa reducción de potencia es la que perciben los pilotos y que se conoce como De-Rating.
Esa pérdida de potencia puede ser programada por el equipo o puede deberse a haber consumido toda la energía que había acumulada. No obstante, como la energía eléctrica se recupera en las frenadas, el piloto volverá a contar con esa potencia extra en breve.
En una vuelta de clasificación, cuando el motor se exprime al máximo, se tiende a reducir las zonas de poca entrega de energía eléctrica, siendo reemplazadas por la potencia que entrega el turbo, que en esta ocasión no contribuirá a la recarga de energía, sino que se utilizará al instante.
Todo este funcionamiento del motor está constantemente vigilado por ingenieros, tanto en el circuito como en la sede, que reciben datos en tiempo real. Si se detectan errores, se trata de reaccionar lo más rápido posible.
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