Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I)

Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I)

@SergioBarranco8 nos trae este artículo sobre los motores de la F1 en su repaso a la historia del corazón de la Fórmula 1 a través de los años. En esta primera entrega podremos seguir  cronológicamente los diferentes motores y sus tecnologías desde el inicio de la competición de la Fórmula 1.

El corazón es el órgano que impulsa y nos mantiene vivos a los seres humanos. El análogo mecánico de un vehículo de competición, se puede decir que es el motor. Centrándonos en el deporte rey del motor, os proponemos adentrarnos en una historia llena de corazones, los corazones de la fórmula 1. 

Para comenzar, hablemos un poco de los conceptos básicos de un motor de fórmula 1. Los motores de fórmula 1 son motores de combustión interna, los cuales transforman la presión en energía de rotación.

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) - piston

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El origen de todo, por lo tanto, es la presión generada por los pistones. Para generar dicha presión en el interior de un motor, se aprovechan los movimientos repetitivos del pistón (ciclos) generados de diferentes maneras y en distinto número de fases (tiempos). Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial; es decir, que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.

Los ciclos más extendidos en la actualidad son:

  • Otto, es el conocido como motor de gasolina, que genera la explosión interna que provoca el movimiento del pistón sobre la biela a partir de un frente de llama. Este ciclo es el utilizado por los motores de fórmula 1.
  • Diesel, es el que más conocemos actualmente, la explosión se genera por presión y no por frente de llama.

Estoy seguro que más de una vez habéis oído la expresión “este motor es de 4 tiempos” o “mi moto era de 2 tiempos“. Bien, expliquemos por encima qué son los tiempos.

Los tiempos son las actividades realizadas durante un ciclo o carreras completas del pistón hasta completar dos vueltas completas del cigüeñal (pieza que realizará la transformación a la fuerza rotaria, gracias a la conexión entre el pistón y el mismo a través de la biela).

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) - cigueñal

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Los tiempos más extendidos son

  • 2 Tiempos, utilizados antiguamente en las competiciones  de motos.
  • 4 Tiempos, es el utilizado en la gran mayoría de motores de la actualidad, incluido los fórmula 1.
 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) - Ciclo de cuatro tiempos

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Para aumentar la potencia generada por un motor,  se pueden valoran tres opciones principalmente, a saber:

  • La cilindrada, El aumento de la cilindrada permite incrementar la potencia, ya que al aumentar el tamaño del bloque de los cilindros y por ende el tamaño de los mismos, se dispone de más aire y por lo tanto se puede quemar más combustible. El aumento se consigue o incrementando el número total de cilindros o el volumen de cada uno de ellos.  O sea, cuanto más grande, más potencia… y más peso, y más gasto y más emisiones…
  • El régimen de giro, aumentar el régimen de giro conlleva aumentar el número de carreras de explosión por unidad de tiempo. Este método está limitado intrínsecamente por la mecánica debido a que las pérdidas por fricción y bombeo, a medida que aumentan, causan perdida de rendimiento.
  • Turboalimentación, Todo comienza con una explosión… en toda explosión interviene un elemento principal, el aire… este  aire entra directamente en el cilindro durante la carrera de admisión.En los motores turboalimentados, el aire de combustión ya está comprimido antes de entrar al motor, por lo tanto, el motor aspira el mismo volumen de aire pero  la masa final de aire que entra en la cámara de combustión es mayor. En consecuencia, se quema más combustible, con lo que aumenta la potencia del motor a igual velocidad y cilindrada.

Podemos hacernos un símil tecnológico muy básico y que nos pasa a diario…

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) - turbo inline

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Queremos enviar un correo electrónico con 5 ficheros de 1MB cada uno, y tenemos un límite de 2 MB… ¿qué hacemos?, pues comprimirlos… al final, tenemos 5 MB metidos en 2MB y en un solo fichero… misma información (masa) en el mismo espacio … básicamente es esto lo que consigue la sobrealimentación en un motor.

No quiero aburriros con teoría, quería simplemente explicar muy brevemente como funciona un motor y que es la sobrealimentación ya que ha estado muy presente en la historia de la Fórmula 1 y a partir del año que viene, volverá a estar de actualidad.

Primera era, de 1947 a 1953:

Empecemos por el principio… los primeros motores de fórmula 1 datan del periodo comprendido entre 1947 y 1953.

En esta era las reglas motrices utilizadas eran las denominadas “voiturette

Estas reglas, básicamente, indicaban que los motores deberían tener una cilindrada máxima de 4,5L en el caso de aspiración y 1,5L en el caso de sobrealimentación.

Durante este período, los coches de Fórmula 2 también participaron en el campeonato de F1, de hecho, las reglas del campeonato durante los años 1952 y 1953 fueron las de la Fórmula 2. La potencia de estos motores llegaba a superar los 425 cv.

Los coches y motores de esta época fueron:

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) 1950 BRM Type 15

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  • Alta 4 cilindros en línea 1.5 L Turbo Comprimido
  • Alfa Romeo 8 cilindros en línea 1.5 L Turbo Comprimido
  • Bristol 6 cilindros en línea 2.0 L atmosférico
  • BRM V16 1.5 L Turbo Comprimido
  • ERA 6 cilindros 1.5 L Turbo Comprimido
  • Ferrari 4 cilindros 2.0 L (F2) atmosférico, V12 1.5 L Turbo Comprimido, V12 2.0 L (F2) y V12 4.5 L atmosféricos.
  • Gordini 6 cilindros 2.0 L (F2) atmosféricos
  • Lea-Francis 4 cilindros 2.0 L (F2) atmosféricos
  • Maserati 4 cilindros 1.5 L Compressor and inline-6 2.0 L (F2)
  • O.S.C.A. V12 4.5 L atmosférico
  • Simca-Gordini 4 cilindros 1.5 L Turbo Comprimido
  • Talbot-Lago 6 cilindros 4.5 L atmosférico

De este período, cabe destacar el increíble BRM, que cubicando 1,5L disponía de nada más y nada menos que de 16 cilindros. Y el precioso Alfa Romeo 159 turbo alimentado de 8 cilindros y la nada desdeñable cifra de 425cv, no está nada mal para un motor del año 1950 con 1.500cc, ¿verdad?

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) 800px Alfetta 159 engine

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De 1954–1960:

Durante este periodo de post-guerra y bonanza económica, empezó el “downsizing”. El tamaño de los motores se redujo de hasta un máximo de 2.5L para los atmosféricos y 750cc para los sobrealimentados (nadie utilizó esta opción).

Cabe destacar que en las 500 millas de Indianápolis se continuaron usando las reglas antiguas de pre-guerra.

Como cabía esperar, el “downsizing” conllevó la disminución de la potencia de los motores que se vio rebajada de los 425cv hasta 290cv.

Estos fueron todos los motores de esta época:

  • Alta 4 cilindros en línea 2.5 L
  • Aston Martin 6 cilindros en línea 2.5 L
  • BRM 4 cilindros en línea 2.5 L
  • Bugatti 8 cilindros en línea 2.5L
  • Coventry Climax 4 cilindros en línea 2.0 L y 4 cilindros en línea 2.5 L, V8 2.5 L
  • Ferrari 4 cilindros en línea 2.5 L y V6 2.5 L.
  • Gordini 6 cilindros en línea 2.5L y 8 cilindros en línea 2.5L
  • Lancia V8 2.5 L (Motores que posteriormente utilizó Ferrari)
  • Maserati 4 cilindros en línea 2.5 L , 6 cilindros en línea 2.5 L y V12 2.5 L
  • Mercedes  4 doble en línea de 2.5 L
  • Offenhauser 4 cilindros en línea  1.7 L
  • Scarab 4 cilindros en línea 2.5 L (diseñado por Offenhauser)
  • Vanwall 4 cilindros en línea 2.5 L.

Precioso motor Lancia V8 de 2.500cc que utilizó también Ferrari cuando Lancia abandonó el campeonato:

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) Lancia - Ferrari D50 engine

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De 1961–1966:

En 1961 se produjo una nueva reducción del tamaño de los motores hasta los 1500cc, lo que genero bastantes críticas.Los constructores pasaron de montar el motor en posición frontal a posición central (mejor reparto de pesos). Esta nueva disminución de la cilindrada de los motores causo una drástica disminución de la potencia al principio del periodo, aunque después de transcurridos 5 años, se consiguió un aumento de potencia cercano al 50% y se consiguieron mejorar los tiempos por vuelta obtenidos en 1960.

La potencia de estos motores empezó en el entorno de los 150cv, finalizando sobre los 230cv.Estos fueron los motores de esta época:

  • ATS V8 1.5 L
  • BRM V8 1.5 L
  • Clisby V6 1.5 L (nunca llegó a competir)
  • Coventry Climax 4 cilindros en línea 1.5 L, V8 1.5 L y Flat-16 1.5 L (nunca llegó a competir)
  • Ford 4 cilindros en línea 1.5 L
  • Ferrari V6 1.5 L, V8 1.5 L y Flat-12 1.5 L
  • Honda V12 1.5 L
  • Porsche Flat-4 1.5 L y Flat-8 1.5 L refrigerados por aire
  • Maserati 4 cilindros en línea 1.5 L & V12 1.5 L (nunca llegó a competir)

Imagen del maravilloso Porsche refrigerado por aire..

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) Lancia - Ferrari D50 engine - 800px Porsche 804 cooling fan

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De 1966–1986:

En 1966 se produjo una paradoja que conllevó un cambio en la normativa de motores en la Fómula 1. Empezaron a aparecer coches deportivos capaces de superar el rendimiento de un Fórmula 1. A raíz de este despropósito, la FIA aumentó la capacidad de los motores atmosféricos hasta los 3.0L y los turboalimentados hasta los 1.5L.

Este hecho marcó un antes y un después en la historia de la Fórmula 1, el ingenio y las ganas de experimentar de los ingenieros empezó a aflorar y renació un renovado y esplendoroso interés por la tecnología que encumbró el campeonato de Fórmula 1 hasta lo que es hoy en día.

Al comienzo de esta era de transición, la mayoría de los motores utilizados fueron versiones 2.0L de los motores BWM y Coventry Climax, sin embargo, en 1967 llegó la gran revolución, un hito histórico que supuso el comienzo de una nueva era en la historia de la Fórmula 1, la aparición del motor Cosworth DFV.

Este motor producido en semi-serie permitió a los pequeños constructores unirse a la competición al poder disponer de un motor competitivo a precio razonable que podían montar sobre chasis diseñados por ellos.Los motores turbo alimentados se utilizaron desde 1966, pero no fue hasta 1977 cuando realmente saltaron a la palestra gracias a la aparición del motor Renault Gordini V6.

Después de su experiencia en Indianapolis, Lotus realizó varios ensayos infructuosos de construir un motor a partir de una turbina Pratt & Whitney montada directamente en el chasis y con tracción integral.

La potencia de estos motores estuvo entre los 390cv y más de 500cv para los motores atmosféricos, mientras que los increíbles motores turbo alimentados estuvieron en el rango de los 500cv hasta llegar a unos increíbles 900cv de potencia,  que podían ser aumentados en ocasiones mediante el uso de ingenios como el overboost (sobre presión momentánea del turbo), llegando a unas espeluznantes cifras cercanas a los 1.500cv.

Aquí tenemos el antes y el después del concepto de Fórmula 1 actual, el Cosworth DFV V8 de 3L de 1967:

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) Lancia - Ferrari D50 engine -  Circa 1980 Cosworth DFV at Rahmi M. Koç Müzesi

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Este increíble hito de la ingeniera motora no es otro que el BRM atmosférico de 16cilindros opuestos, con 64 válvulas y 128 empujadores, llegaba a superar ampliamente los 600cv.

 Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I) Lancia - Ferrari D50 engine -  764px BRM H16 engine

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Hasta aquí la primera entrega… en breve, veremos que motores se utilizaron desde 1987 hasta nuestros días, y que nos depara el año que viene con la inclusión de los motores turbo y lo que la empresa PURE, que está trabajando, desde las antiguas instalaciones del extinto equipo Toyota de F1 en Alemania, nos está preparando…

Hablaremos de Ayrton Senna… de las bestias turboalimentadas de Renault y de mucho más, ! no os lo perdáis!

Un saludo.

Gracias por leerme. nos vemos aquí en vuestra casa, en CompartirPasión.com y espero tu opinión. Por cierto, no dudes en seguirme en twitter: @SergioBarranco8 y/o @CompartirPasion.

@SergioBarranco8

Consultor Informático de profesión, adorador de la combustión interna y aficionado al humor del Sr. Jeremy Clarkson. Jeremy, por favor, contrátame! Yo soy como un Stig que además sabe hacer tortilla de patatas! Esta frase me definiría en idioma Top Gear: “Some say he naturally faces magnetic north, and that all of his legs are hydraulic... all we know is, he's called the Stig.” Algunos dirían, entre los que estaría mi mujer, que estaría feliz comiendo en latas de aceite y bebiendo con purgadores de hidráulico. O que no entienden por qué pensamos en gastarnos nuestros jornales en artilugios metálicos sin practicidad ninguna, pero es lo que tiene ser un fanático de la combustión interna, preferimos el olor del escape de un motor de 2T a un Channel nº4, y diferenciamos un escape sebring de uno de origen mejor que un solo de guitarra de uno de trompeta. Para nosotros, la idea de la perfección sensorial llegará cuando podamos contar las RPM de un motor mono cilíndrico a “oído” y decir si necesita un ajuste de válvulas o tiene algún segmento quemado. En fin, al final no es más que un cúmulo de sensaciones que nos hace felices, para algunos son absurdas, para nosotros son pasión, ¡y por eso qué mejor sitio que COMPARTIR PASION para soltar mis excentricidades!

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8 Responses to Historia del corazón de la Fórmula 1: Los Motores de la F1 (I)

  1. Antonio dice:

    Muy bueno el articulo, ya estoy deseando leer la continuacion. Sigue asi.

  2. Gracias Antonio, ha sido un auténtico placer documentarme y escribir este artículo, la segunda parte saldrá en breve…
    Un saludo.

  3. Enhorabuena Sergio!! Es impresionante lo q sabes de F1 me quito el sombrero!! Sigue así .

  4. Gracias Quique, me alegro de que te haya gustado. Un saludo.

  5. Es un auténtico espectáculo el artículo. Informa sin resultar tedioso, es interesante de principio a fin, y consigues crear incertidumbre en el lector y asombro con la forma de contarlo. Me ha encantado Sergio, ¡muchas gracias!

    ¡Esperando la segunda parte!

  6. Gracias Javi, intentaremos seguir así !

    La segunda parte después del GP de Silverstone… 🙂

    Un saludo.

  7. Anónimo dice:

    Interesante articulo, pero erróneamente se menciona como “turbo Comprimido”, a los motores sobre alimentos de la década de los 50.
    Estos eran sobrealimentados con compresores volumétricos del tipo Roots, accionados directamente por el cgüeñal, a excepción del BRM que estaba sobrealimentado por un compresor centrifugo accionado por engranajes.
    El primero Motor “Turbo Alimentado”que compitió en una carrera que otorgara puntos para el campeonato mundial de F1 fue el Cummins 3.0L6C que debuto en la carrera de Indianapolis de 1950, cuando esta otorgaba puntos al campeonato mundial de F1.
    Disculpen la intromisión, pero soy algo maniático de la precisión con que se escribe, sobre todo en temas técnicos e históricos, mas que todo pensando en que unos esta brindando conocimiento a la gente.
    Gracias y todo mi respeto.

  8. Juan Meoniz dice:

    Como acostumbro a hacerme cargo de lo que opino, y por error publique como anonimo, les comento que soy Juan Meoniz, https://www.facebook.com/juan.meoniz

    Interesante articulo, pero erróneamente se menciona como “turbo Comprimido”, a los motores sobre alimentos de la década de los 50.
    Estos eran sobrealimentados con compresores volumétricos del tipo Roots, accionados directamente por el cgüeñal, a excepción del BRM que estaba sobrealimentado por un compresor centrifugo accionado por engranajes.
    El primero Motor “Turbo Alimentado”que compitió en una carrera que otorgara puntos para el campeonato mundial de F1 fue el Cummins 3.0L6C que debuto en la carrera de Indianapolis de 1950, cuando esta otorgaba puntos al campeonato mundial de F1.
    Disculpen la intromisión, pero soy algo maniático de la precisión con que se escribe, sobre todo en temas técnicos e históricos, mas que todo pensando en que unos esta brindando conocimiento a la gente.
    Gracias y todo mi respeto.

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