renault v8 F1 Característica del motor: Sistemas de combustible

Este año, el último año del RS27, explicamos en detalle cada uno de los sistemas clave del motor V8. Esta semana les presentamos el sistema de combustible, un sistema clave del automóvil en el límite entre el chasis y los equipos de motores: el equipo de chasis diseña y opera la celda de combustible, las bombas de elevación y el colector, y el equipo de motores se responsabiliza de la bomba de combustible principal, los filtros y los inyectores.

¿Cuál es la función del sistema de combustible de un motor?

La tarea del sistema de combustible del motor es recuperar el combustible del tanque de combustible y entregarlo al motor donde se rocía en las trompetas para mezclar con el aire en el camino hacia el cilindro, donde se enciende la mezcla de aire y combustible para generar esfuerzo de torsión. El combustible se debe entregar a los inyectores a la presión correcta para que la cantidad inyectada pueda medirse con precisión, de modo que el sistema de combustible esté diseñado para recuperar el combustible del tanque y aumentar y regular esta presión por medio de una bomba mecánica sofisticada.

El sistema de combustible comienza con la celda de combustible (tanque), que se encuentra dentro del monocasco Detrás del conductor, pero delante del motor, se encuentra una vejiga flexible de gran tamaño, a prueba de fugas, fabricada con material balístico de grado militar para contener todo el combustible necesario para el coche durante una carrera (aproximadamente 160 kg o 230 L). Las mangueras que suministran combustible al motor están equipadas con acoplamientos frangibles de ruptura en seco, de modo que si el motor y el chasis se separan en un accidente, el combustible no puede fugarse por la manguera rota, lo que crearía un riesgo de incendio evidente, como ocurrió en los trágicos accidentes de la década de 1970.

Partes del Renault V6 turbo F1 motor

El combustible dentro de la vejiga está sujeto a fuerzas g laterales y longitudinales debido a las curvas, la aceleración y el frenado. Por lo tanto, el combustible gotea alrededor del tanque, moviéndose de lado a lado y de un lado a otro. Como resultado, puede ser difícil recuperar el combustible cuando se mueve en el tanque, particularmente a un nivel bajo. ¡Imagínese beber con una pajita de agua golpeando en una bandeja en comparación con beber la misma agua con una pajita en una botella!

Por lo tanto, el tanque contiene una serie de “bombas de elevación” de baja presión con alimentación eléctrica, generalmente 3 o 4 de ellas, posicionadas para aspirar el combustible de las esquinas del tanque. Los filtros en la entrada a estas bombas los protegen de los daños que pueden ser causados ​​por las impurezas que pueden haber entrado en la celda de combustible. Las bombas de elevación se entregan a un recipiente más pequeño dentro de la celda de combustible conocido como "colector", que generalmente tiene una capacidad de 2.5 kg o 3 L.

El colector está presurizado por las bombas de elevación y contiene suficiente combustible para alimentar la bomba principal de manera continua, incluso si el suministro de las bombas de elevación se vuelve intermitente a niveles bajos de combustible, especialmente teniendo en cuenta que un motor que funcione a revoluciones completas necesitará hasta 3.5 L / min de combustible. Parece una botella de refresco al revés, es decir, alta y delgada, para garantizar que el suministro de combustible sea constante.

La siguiente etapa consiste en que el colector suministre combustible a una bomba de combustible accionada mecánicamente que, a su vez, suministra combustible a los inyectores. De hecho, la función de la bomba principal podría compararse con la de una hidrolimpiadora doméstica que se acciona pulsando un botón: toma agua del grifo a baja presión y la suministra a una presión mucho mayor a la lanza pulverizadora cuando es necesario, pero cuando no se pulsa el botón no se suministra nada.

La bomba es completamente mecánica y debe estar protegida por un filtro fino en la entrada. Esta bomba entrega un flujo de combustible fundamentalmente proporcional a las RPM del motor. El combustible consumido por el motor también es aproximadamente proporcional a las RPM con el acelerador a tope, pero con el acelerador cerrado, el motor no usa combustible. Para hacer coincidir el combustible suministrado al combustible requerido, la bomba principal tiene un mecanismo de desplazamiento variable accionado por un sofisticado dispositivo de regulación de presión.

Después de pasar a través de la bomba y un filtro final en el riel de combustible, el combustible se entrega a los inyectores a alta presión (barra 95). Los reglamentos técnicos prohíben una presión superior a la barra 100.

Los inyectores son, en términos técnicos, electroválvulas electromecánicas de precisión controladas por la SECU (unidad de control electrónico estándar). El hardware y el software de control de la SECU son comunes a todos los inyectores. F1 motores, pero las calibraciones son libres dentro del rango permitido por FIAEl combustible se suministra cuando se energiza el solenoide, inyectándolo a alta presión en el aire de admisión en el instante preciso del ciclo del motor para lograr un llenado óptimo del cilindro y una preparación adecuada de la mezcla, lo que en última instancia promueve una combustión eficiente y, por lo tanto, un mejor rendimiento del motor.

¿Cómo ha cambiado el sistema de combustible en la era V8?

Aparte de los cambios de rutina debidos al desarrollo año tras año del automóvil, el diseño general del sistema ha cambiado poco más que el cambio en el tamaño de la celda de combustible para adaptarse a la prohibición de reabastecimiento de combustible desde 2010. Anteriormente, la celda de combustible podría ser más pequeña; que contiene el combustible necesario entre paradas en boxes (por ejemplo, 70kg) pero ahora debe ser lo suficientemente grande como para contener el combustible para toda la carrera.

La celda más grande resalta los problemas de recuperar el último combustible en el tanque:

• El gran volumen de combustible poco profundo en el nivel bajo del tanque es más complicado de recuperar con las bombas de elevación.
• La temperatura del combustible también es una preocupación mayor. El combustible se calienta por conducción y la radiación del resto del automóvil: los escapes, el motor, etc. Una temperatura más alta del combustible reduce el rendimiento del motor y también hace que sea más difícil bombear el combustible por las bombas de elevación.

Se han realizado avances para superar estos desafíos, incluidos cambios en el diseño de los automóviles para reducir la transferencia de calor al combustible, restricciones adicionales en la formulación del combustible y mejoras en el diseño de las celdas de combustible y las bombas de elevación.

¿Qué veríamos ahora si no hubiera habido una congelación del motor?

En realidad, en este caso, el desarrollo ha sido más limitado por la regulación técnica que por la congelación del motor. La presión de inyección se limita a un máximo de 100 bar (o 100 veces la presión normal del aire a nivel del mar) y se debe colocar un solo inyector por cilindro en el tracto de entrada.

Estas regulaciones han prohibido el uso de sistemas de inyección de presión ultraalta y también el uso de inyección directa en la cámara de combustión.

Con mayor libertad técnica, es probable que se hubieran desarrollado sistemas de inyección más complejos, quizás múltiples inyectores por cilindro, con presiones de entrega cercanas a los 500 bar (la presión de estar a 5 km bajo el mar o el equivalente al peso de un elefante en equilibrio sobre un sello de correos, o el equivalente a una persona tratando de soportar 50 aviones jumbo!)

Renault escape RS27

El rendimiento de la recuperación de este trabajo hubiera sido una mejora en la potencia, la capacidad de conducción y el consumo de combustible.

¿Alguna estadística y datos interesantes?

En 18,000rpm, antes de que el limitador se active, el inyector de combustible se dispara una vez cada 6.6ms durante una duración de 2.7ms a toda velocidad. El combustible entregado por cada evento de inyección es 0.049cc, aproximadamente el mismo volumen de veneno en una mordedura de serpiente. Sin embargo, el combustible utilizado por el motor a toda velocidad en las mismas condiciones se encuentra entre 3.5L / min y 4L / min, dependiendo de las condiciones ambientales, ¡aproximadamente la mitad de lo que una ducha de hidromasaje normal dispensa durante su ducha diaria!

Acerca del autor.

Leopold

Leopold Pleijsier fundó F1-Fansite.com en 2001 y ha seguido la Fórmula 1 desde principios de la década de 1980. Escribe sobre la actualidad diaria. F1 Noticias, fines de semana de carreras, pilotos e historia de este deporte.

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