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Motor Renault 2013

Un sistema de combustible del coche de Fórmula Uno es inusual, ya que implica tanto el chasis y los equipos de diseño de motores - los primeros son responsables del diseño y el funcionamiento de la pila de combustible, bombas de elevación y el colector, mientras que el segundo aspecto después de la bomba principal de combustible, filtros y los inyectores. En el último año de la fórmula del motor V8, Renault - que el poder de Red Bull, Lotus, Williams y Caterham - nos guíe a través del sistema intrincado de su motor RS27 ...

¿Cuál es la función del sistema de combustible de un motor?
La tarea del sistema de combustible del motor es para recuperar el combustible desde el depósito de combustible y entregarlo al motor en el que se pulveriza en la trompetas para mezclar con el aire en el camino en el cilindro, en donde la mezcla de combustible-aire se enciende para generar par de torsión. El combustible debe ser entregado a los inyectores a la presión correcta por lo que la cantidad inyectada se puede dosificar con precisión, por lo que el sistema de combustible está diseñado para recuperar el combustible del tanque y aumentar y regular esta presión por medio de una bomba mecánica sofisticada.

Motor V8

El sistema de combustible se inicia con la pila de combustible (tanque), que se encuentra dentro de la monocasco detrás del conductor, pero en la parte delantera del motor. Se trata de una cámara flexible a prueba de fugas grandes de material balístico de nivel militar para contener todo el combustible necesario para el auto durante una carrera (aproximadamente 160 kilogramos o 230 litros). Las mangueras de alimentación de combustible al motor están equipados con acoplamientos de rotura seca-break, por lo que si el motor y el chasis se separan en un accidente, el combustible no puede escaparse de la manguera rota, lo que crearía un riesgo de incendio es evidente según los accidentes de fuego del 1970.

La Boca de una Manguera de cerca

El combustible en el interior de la vejiga está sujeta a fuerzas g lateral y longitudinal debido a las curvas, la aceleración y el frenado. Por consiguiente, el combustible chapotea alrededor del tanque, moviendo de lado a lado y hacia atrás y adelante. Como resultado, puede ser difícil de recuperar el combustible que se mueve alrededor en el depósito, en particular en el nivel bajo - imaginar beber con una paja de agua alrededor de chocar en una bandeja en comparación con el consumo de la misma agua con una pajita en una botella.

Por tanto, el tanque contiene una serie de "bombas de elevación 'de baja presión de propulsión eléctrica, por lo general tres o cuatro de ellos, situados a succionar el combustible de las esquinas del tanque. Los filtros en la entrada de estas bombas a proteger contra los daños que puedan ser causados ​​por las impurezas que pueda haber entrado en la célula de combustible. Las bombas de elevación entregan a un recipiente más pequeño dentro de la celda de combustible conocido como un "colector", que típicamente tiene una capacidad de 2,5 kg o 3 l.

Un colector de cerca

El colector está bajo presión por las bombas de elevación, y contiene suficiente combustible para alimentar la bomba principal de forma continua incluso si el suministro de las bombas de elevación de forma intermitente en niveles bajos de combustible, sobre todo teniendo en cuenta que un motor al máximo de revoluciones necesitará hasta 3,5 litros / minuto de combustible. Se parece a una botella de refresco al revés - es decir, alto y delgado, para garantizar el suministro de combustible es constante.

La siguiente etapa es para el colector para suministrar combustible a una bomba de combustible accionado mecánicamente que a su vez suministra el combustible a los inyectores. De hecho, la función de la bomba principal podría ser comparada a una lavadora doméstica chorro operado por un botón pulsador - se toma el agua del grifo a baja presión y lo entrega a presión mucho más alta a la lanza de pulverización cuando sea necesario, pero cuando el botón no está se entrega nada empujado.

El Ferrari probándose

La bomba es totalmente mecánico y debe ser protegida por un filtro fino en la entrada. Esta bomba suministra el flujo de combustible fundamentalmente proporcional a las RPM del motor. El combustible consumido por el motor también es aproximadamente proporcional a RPM a aceleración máxima, pero sin pisar el acelerador, el motor no utiliza ningún combustible. Para que coincida con el combustible suministrado al combustible requerido, la bomba principal tiene un mecanismo de desplazamiento variable accionada por un dispositivo de regulación de la presión sofisticado.

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

Los inyectores son - en la jerga técnica - válvulas de solenoide electro-mecánicos de precisión controlada por el SECU (Unidad de Control Electrónico Estándar). El hardware y software de control SECU es común a todos los motores de F1, pero las calibraciones son libres dentro del rango permitido por la FIA. El combustible es entregado cuando el solenoide se energiza, entregándola a alta presión en el aire de admisión, precisamente en el instante justo en el ciclo del motor para conseguir un llenado óptimo del cilindro y la preparación de la mezcla, en última instancia, la promoción de combustión eficiente y por lo tanto el rendimiento del motor.

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¿Cómo ha cambiado el sistema de combustible durante la era V8?
Aparte de los cambios de rutina, debido al desarrollo del coche de año en año, el diseño global del sistema ha cambiado poco con excepción de la modificación del tamaño de la pila de combustible para dar cabida a la prohibición de repostar, ya que en 2010. Anteriormente, la pila de combustible podría ser más pequeño - que contiene el combustible necesario entre paradas en boxes (digamos 70 kg) -, pero ahora tiene que ser lo suficientemente grande como para contener el combustible para toda la carrera.

La célula más grande pone de relieve los problemas de la recuperación de la última de combustible en el tanque:
• El gran volumen de combustible baja a nivel de tanque bajo es más difícil de recuperar con las bombas de elevación
• La temperatura del combustible es también una preocupación mayor. El combustible se calienta por conducción y radiación desde el resto del coche - los tubos de escape, la temperatura del combustible, etc Superior del motor reduce el rendimiento del motor y también hace que el combustible más difícil de bombear por las bombas de elevación.

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Se han producido avances para superar estos retos, incluidos los cambios en el diseño del coche para reducir la transferencia de calor al combustible, las restricciones adicionales en la formulación de combustible, las pilas de combustible y mejoras en el diseño de la bomba de elevación.

¿Qué haríamos ahora a ver si no hubiera habido una congelación de motores?
En realidad, en este caso, el desarrollo ha sido más limitado por el reglamento técnico que por la congelación de motores. La presión de inyección se limita a un máximo de 100 bar, (o 100 veces la presión de aire normal a nivel del mar) y un solo inyector por cilindro debe ser colocado en el conducto de admisión.

Estas regulaciones han prohibido el uso de sistemas de inyección de ultra-alta presión, y también el uso de inyección directa en la cámara de combustión.

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Con una mayor libertad técnica, es probable que se han desarrollado sistemas de inyección más complejas, tal vez varios inyectores por cilindro, con presiones de entrega hacia 500 bar (la presión de ser 5 kilometros bajo el mar, o el equivalente al peso de un elefante equilibrada en un sello, o el equivalente a una persona que trata de apoyar a 50 aviones jumbo.)

La recuperación de la inversión de rendimiento para este trabajo habría sido mejorada de energía, facilidad de conducción y el consumo de combustible.

Las estadísticas y datos interesantes?
En 18.000 rpm - antes de que el limitador se activa - el inyector de combustible se dispara una vez cada 6.6ms para una duración de 2.7ms a pleno gas. El combustible entregado por cada evento de inyección 0.049cc es, aproximadamente el mismo volumen de veneno en una mordedura de serpiente. Sin embargo, el combustible utilizado por el motor a todo gas en las mismas condiciones es de entre 3,5 l / min y 4 l / min en función de las condiciones ambientales, sobre la mitad que una normal dispensa ducha de energía durante la ducha diaria.