Sistema hidráulico.
En algunas ocasiones el abandono de un piloto viene motivado por una avería en el sistema hidráulico.
He traducido un artículo publicado en la web de Mclaren que nos habla sobre la importancia del sistema en cuestión.
FLUID THINKING
Con el avance de las tecnologías modernas, la hidráulica pudiera parecer poco sexy. Para empezar, el principio de la ciencia existe desde la Antigua Grecia. Aparte de eso, la mayoría de nosotros asociamos la hidráulica con elevadores, grúas y prensas - en otras palabras, con grandes y pesadas máquinas.
Así pues resulta un poco sorprendente averiguar que los sistemas hidráulicos desempeñan un papel vital en el Mclaren MP4-19B del Team Mclaren Mercedes.
Sin ellos el coche no iría rápido a ninguna parte, a decir verdad, ni siquiera podría ir despacio. Simple y llanamente, la hidráulica es la que se encarga de hacer funcionar los sistemas vitales del coche.
El acelerador y la admisión de aire, embrague, caja de cambios y diferencial son operados hidráulicamente, así como los frenos, la dirección asistida y hasta la tapa de repostaje.
Los sistemas de control por computadora y algoritmos son muy poderosos pero no pueden accionar cosas mecánicamente," explica Phil Mackereth, ingeniero de diseño de sistemas hidraúlicos del Team Mclaren Mercedes.
Fluid Power Technology es el término utilizado hoy día para definir técnicamente el arte de la ingeniería hidráulica que se utiliza en un coche de F1 moderno. Es tan sólo desde hace 15 años que la introducción de las cajas de cambio automáticas y el control de tracción ha llevado al desarrollo de sofisticados sistemas hidraúlicos que hoy día se utilizan para hacer funcionar motores y cajas de cambio.
Hasta la llegada a finales de los 80 y principios de los 90 de las cajas de cambio automáticas controladas por ordenador, todos los pilotos de carreras cambiaban de marchas usando un pedal de embrague, un pedal de acelerador y una palanca de cambios manual. Ahora, ellos simplemente tienen que apretar unas levas en el volante, tras lo cual el ordenador de a bordo se encarga de hacer todos los cálculos de tiempo apropiados y de ordenar al sistema hidráulico que lleve a cabo las operaciones necesarias. Todo esto se consigue bombeando el fluido hidráulico a través de un circuito a una presión de 200 bar y a una temperatura de 120ºc, a través de una serie de servoválvulas controladas por ordenador - un dispositivo electromecánico que se abre y se cierra respondiendo a las órdenes de gestión del ordenador del sistema. Las válvulas controlan el fluido hacia las piezas que actúan mecánicamente en respuesta a la señal recibida, en el motor y en la caja de cambios.
Una ventaja importante de los sistemas electrohidráulicos es la enorme cantidad de potencia que se obtiene gracias a la señal electrónica. "Cuando utilizas un sistema de alta presión, como es nuestro caso," dice Mackereth, "el sistema te proporciona una gran potencia y velocidad al alcance de los dedos a cambio de un mínimo esfuerzo, lo cual significa que puedes hacer las cosas con gran rapidez y control."
"En este sentido, el ordenador genera gran cantidad de electricidad, pero esta se ve amplificada 25.000 veces a través de servoválvulas, haciendo posible completar un cambio de marcha en menos de 50 milisegundos."
Puede haber entre 3.000 y 3.500 cambios de marcha durante la carrera y, aparte de permitir al piloto mayor rapidez y fiabilidad en el cambio, un sistema hidráulico reduce el riesgo de daños en el motor o la caja de cambios.
"Antes de que tuviésemos cambios hidraúlicos, los motores y las cajas se rompían a menudo por culpa de fallos del piloto al no respetar los tiempos al cambiar o al sobrerrevolucionar el motor," afirma Mackereth. "Hoy día, nunca es culpa del piloto si un fallo de este tipo sucede. El sistema asegura que cada cambio esté perfectamente sincronizado."
El acelerador hidráulico es también una parte útil del control de tracción. La posición del pedal del acelerador es sólo una de las señales de entrada que recibe el ordenador de a bordo, el cual ordena en última instancia la cantidad de potencia que otorga el motor. Si se le pide al motor demasiada potencia y el ordenador calcula que el coche puede patinar, se anulará la petición y se reducirá la potencia.
A pesar de que hay muchas discrepancias en cuanto al uso del control de tracción, el equipo no volvería a un pedal de cable para el acelerador, según Mackereth. "Hay demasiadas ventajas al usar la hidráulica," señala. "Necesitas hacer varias cosas con precisión a alta velocidad con el acelerador durante un cambio de marcha si quieres que un motor te permita desengranar una marcha y engranar otra sin el riesgo de que se rompa algo."
El uso de la hidráulica en el control de la admisión de aire en el motor es especialmente ingenioso. Cada cilindro tiene una trompeta en su parte superior, el tubo metálico que conduce el aire hasta el cilindro. Antiguamente las trompetas tenían una longitud fija, pero lo ideal es disponer de diferentes longitudes dependiendo de la velocidad y configuración de potencia del motor - corta para velocidades altas, larga para velocidades más lentas. El MP4-19B utiliza un sistema que puede variar las trompetas hidráulicamente mediante unos actuadores que los suben y bajan según las necesidades.
La mayor parte del sistema hidráulico del MP4-19B funciona mediante un sistema principal. Los frenos utilizan un sistema independiente, el cual también utiliza un fluido diferente. Lo mismo para la dirección asistida, aunque usa el fluido del mismo sistema, el reglamento estipula que el sistema debe ser mecánico en lugar de electrónico y por tanto es controlado usando una válvula similar a las que se puede encontrar en un coche de calle.
El objetivo de Mackereth para el MP4-19B era lograr que el sistema hidráulico fuese tan ligero, compacto e integrado como fuese posible, sin comprometer su robustez y fiabilidad. Esto no sólo implica fabricar unos componentes tan pequeños como sea posible, también montarlos de una forma compacta para que el conjunto de los circuitos quede unido tal y como el sistema requiere.
"El objetivo en los últimos años ha sido concentrar los principales elementos del sistema en un sólo conjunto," explica Mackereth. "El conjunto se ubica a un lado del motor, justo debajo de los escapes. Es importante ajustarlo lo más bajo posible para no perjudicar demasiado el centro de gravedad del coche. Al mismo tiempo proporciona más espacio libre en la parte del motor y la caja de cambios para aprovechar esas zonas de una forma más eficaz."
"El sistema hidráulico es bastante complejo, incluye un montón de elementos caros y sofisticados y un buen diseño puede servir para toda una temporada sin apenas modificaciones. Ese es el objetivo. Siempre sé lo que tengo que proporcionar con bastante antelación."
"El diseño mejora continuamente el coche, incluyendo motor y caja de cambios. Los cambios de diseño están pensados para cada coche desde el principio y en ese aspecto son frecuentes."
Según Phil, la fiabilidad es su principal preocupación, porque si su sistema hidráulico falla el coche se detiene inmediatamente. Es una prueba suficiente de la crucial importancia de los sistemas hidraúlicos en la F1 moderna.