Bueno no se muy bien lo que significa el prefijo rss,es algo asi como noticia? como los demas no se me adaptaban muy bien eleji este. Es un apartado sobre cajas de cambio de competicion ,como son un poco por dentro, en especial de un f1 de hace unos años claro. Caja de cambios de un F1 Por Fastech el 11 Mayo 2010 En vista de que últimamente están levantando bastante interés vamos a tratar de profundizar un poco en el tema. No lo trataremos de forma tan detallada como nos gustaría, primero porque para ello habría que tener conocimientos específicos sobre la materia en cuestión (no es el caso) y segundo porque dado el secretismo que siempre existe sobre piezas tan fundamentales como puede ser una caja de cambios, se hace casi imposible encontrar una información actualizada y que desarrolle en profundidad la materia que nos ocupa. En cualquier caso espero que la siguiente entrada os resulte interesante. En primer lugar empecemos por ubicar un poco la caja de cambios. Como sabemos forma parte de la TRANSMISIÓN. Dicha transmisión está compuesta por EL MOTOR. Gran protagonista y que acapara el 99% de las miradas y atenciones. LA CAJA DE CAMBIOS, siempre a la sombra del motor ya que se hace difícil para el aficionado cuantificar su rendimiento, con el motor lo tenemos claro, ¿qué potencia máxima tiene?, ¿Cuánto par desarrolla?, ¿a qué revoluciones es capaz de girar?… La otra gran parte de la transmisión sería EL DIFERENCIAL, sin él nos sería entre difícil e imposible tomar una curva ya que es el que nos permite que la velocidad de las ruedas motrices pueda ser diferente y por último EL EMBRAGUE que hoy en día a perdido bastante importancia en la fórmula 1 y se hace necesario únicamente en la salida.Pues bien, de todas estas partes que engloban el conjunto de la transmisión, la que hoy nos ocupa es la caja de cambios. ¿Por qué nos hace falta una caja de cambios? Vamos con un poquito de teoría. Para mover una masa cualquiera, en este caso nuestro flamante fórmula, nos hace falta aplicarle una fuerza (ya lo dijo Newton que era un tipo listo), sin esa fuerza se quedará para siempre en la línea de salida. El encargado de darle esa fuera (sin tener en cuenta los mecánicos cuando lo empujan) es el motor. Como la fuerza que produce el motor se transforma en un movimiento circular, el giro del cigüeñal, embrague, caja de cambios y finalmente ruedas, se le llama PAR. Es decir, el Par no es más que una fuerza que nos provoca un giro. Pues bien ya sabemos que el motor nos produce cierta cantidad de Par, pero ocurre que ese par no es suficiente para mover nuestra masa o si la mueve es muy lentamente, es decir, el motor no hace la fuerza suficiente. Es ahí donde entra la caja de cambios. Mediante una serie de engranajes, nos multiplicarán el par que nos da el motor, para transmitirle a las ruedas un par mucho mayor y así lograr acelerar nuestro vehículo rápidamente. Los ratios que nos podemos encontrar serían algo parecido a esto: 1ª2ª3ª4ª5ª6ª3.23:12.19:11.71:11.39:11.16:10.93:1Por poner un ejemplo ya que dependerán de cada circuito, motor, piloto y condiciones meteorológicas, pudiendo incluso tener 7 marchas para circuitos con rectas muy largas o en motores con bandas de par y potencia muy estrechas, es decir, que tienen su rango de funcionamiento óptimo en un margen de revoluciones pequeño, imaginaros, entre 17.000 y 19.000 rpms que serían los puntos donde nuestro motor nos da el par máximo y la potencia máxima, respectivamente, esto quiere decir que las diferencias entre una marcha y la siguiente serán menores cuando más estrecha sea la banda de funcionamiento de nuestro motor. Lo que vienen a significar los números puestos ahí arriba sería. En primera multiplicamos el par de nuestro motor por 3.23, es decir, si nuestro motor a 19.000 rpm nos da 274 N•m, a la salida de la caja de cambios ya tendremos 3.23×274= 885 N•m y lo mismo para el resto de relaciones. De lo que se trataría a la hora de configurar nuestros diferentes ratios es de sacarle el máximo rendimiento al motor en función del circuito, obtener siempre el máximo par posible para tener la máxima aceleración y por otra parte conseguir desarrollar toda la potencia del motor para conseguir la máxima velocidad punta, es decir, si ponemos una caja de cambios con relaciones demasiado cortas, aceleraremos más rápido que nadie (siempre que los neumáticos lo aguanten) ya que nuestro par será el más grande, pero a mitad de recta ya iremos a 300 km/h cortando encendido, el motor ya no puede subir más de rpms. Y nos pasarán como un tiro a final de recta a 310 km/h los que lleven las relaciones correctas. En F1 tienen total libertad para configurar las relaciones de su caja de cambios, mientras éstas tengan entre 4 y 7 marchas, en las World Series sólo disponen de tres paquetes de relaciones, corto, medio y largo y recuerdo colocarme a final de recta en el circuito de Estoril para escuchar quienes llegaban a la frenada cortando encendido y quien no, durante los entrenos y así tener una idea en función de los tiempos que luego hacían de que caja podía ser la idónea (no os vayáis a pensar que era el único, espabilados los hay en todos lados jeje). Una de las grandes diferencias entre una caja de cambios convencional y una caja de un fórmula es la ausencia de sincronizadores (sincros) en esta última. El sincro nos hace falta porque la velocidad del motor y de la caja no son iguales, con lo que engranar una marcha sería tarea complicada (que no imposible conociendo un poco el coche) si no dispusiésemos de este dispositivo que actúa como un pequeño embrague hasta que consigue encajar el engranaje de la marcha que deseamos con el eje de salida o secundario. En el diagrama se muestra más claro. Los dispositivos violetas son los sincros que giran solidarios al eje secundario, de color amarillo en este caso, mientas que los engranajes del secundario, azules, no están fijos a dicho eje. Se fijan cuando el sincro se encaja contra ellos, momento en el cual transmitirán el giro que les viene del eje primario al eje secundario y de éste iría al diferencial de donde saldría hacia las ruedas. Todo esto como hemos dicho, no existe en una caja de competición, sustituyéndose el sincro, por los barrels, también conocidos como “perrillos”, en castellano, no sé por qué, pero así me los presentaron. La diferencia entre el sincro y el barrel radica en que este último no permite un deslizamiento preliminar para ir adaptando la velocidad del secundario a la del motor, sino que fija, ¡a saco!, el engranaje al eje, es ahí donde entra toda la tecnología de la F1, para conocer en cada momento las velocidades de motor y eje, así como las posiciones del engranaje y el barrel, para saber exactamente en qué momento debe engranarse la marcha. Desde que el piloto actúa sobre el selector de cambio hasta que engrane la marcha, pueden transcurrir entre 20 y 40 ms, en función de la posición del engranaje, las velocidades del motor y del secundario (ligada a la velocidad de las ruedas), si estamos acelerando o frenando y un montón de parámetros más que no me puedo ni imaginar. A continuación os dejo una caja a medio montar de un F1 de hace algunos años que tuvimos entre nuestras manos, podréis observar lo compacta que es y como curiosidad también llama la atención que los engranajes empleados son de dientes rectos y no helicoidales, como en el caso de las cajas de calle, ya que aunque los helicoidales reducen el ruido y mejoran la durabilidad, empeoran el rendimiento mecánico ya que aparecen mayores fricciones (la marcha atrás de nuestros coches es un engranaje recto, de ahí su peculiar sonido). ¿Qué es lo que buscamos en una caja de cambios? Velocidad de cambio: Fundamental. Aproximadamente se hacen entre 50 y 60 cambios de marcha por vuelta, dependiendo del circuito. Lo que nos lleva a una media de unos 4000 cambios de marcha por carrera, si nuestra caja tarda 1ms (1 milisegundo = 0.001 s) más en efectuar el cambio de marcha que la de nuestro rival 4000×0.001=4 segunditos de regalo que nos mete al final de carrera y ya sabemos que hay carreras que se pierden por bastante menos. Ligereza: Bueno con esto no estamos descubriendo la pólvora. Como absolutamente todo en la F1, se trata de hacer los componentes lo más ligeros posibles para mejorar nuestra relación peso/potencia. Resulta evidente que cuanto más ligero sea nuestro coche más fácil será acelerarlo. Para lograr esta ligereza sin menoscabar la resistencia estructural de la misma, se ha experimentado a lo largo de la historia de la F1 con todo tipo de materiales, tales como magnesio, titanio, fibra de carbono y aleaciones ultraligeras de aluminio que parece ser es lo que prima hoy en día junto con insertos en fibra de carbono. Resistencia: En la década de los 60 las suspensiones empezaron a anclarse a la caja de cambios, con lo cual ahí empezó su tarea como parte estructural del monoplaza. Hoy en día soporta grandes cargas, el efecto de la suspensión y el downforce del ala trasera entre otras. Compacta: Detalle súper importante. Cuanto más pequeña sea, por un lado, más espacio tendremos para ubicar otras piezas en posiciones que nos mejoren el reparto de pesos y por otro, más podremos acercarla al suelo, con lo cual estaremos bajando el centro de gravedad con todos los beneficios que esto trae consigo desde el punto de vista dinámico. Coche más estable, reducción de los efectos de cabeceo y roll, etc (profundizaremos en la dinámica del coche en próximas entradas). Fiable: La fiabilidad de la caja de cambios es fundamental. Necesitamos que sea un componente a prueba de bombas. La caja debe aguantar 4 carreras sin abrirse, sólo para cambiar relaciones de cambio. A esto le añadimos que es un mecanismo muy solicitado, tanto estructuralmente, como térmicamente. Las temperaturas que se desarrollan en el interior de la caja de cambios pueden dar lugar a multitud de problemas. Sirva de ejemplo lo que le ocurrió al EEP1 (coche LP1 de Epsilon en las 24h de Le Mans) donde por un fallo de cálculo respecto de las temperaturas que se desarrollarían en el interior de la caja se montó un rodamiento inadecuado que durante el transcurso de la carrera acabó fundiéndose. Como consecuencia la temperatura subió mucho más debido al rozamiento de metal contra metal, hasta que finalmente la caja colapsó, significando la retirada del equipo de la carrera y todo por una miserable pieza que no vale ni 50€. Y por último destacar el papel fundamental de las válvulas MOOG. Una pieza clave en el rápido y preciso cambio de las cajas de cambio basadas en presión hidráulica. La válvula Moog fue desarrollada durante la segunda guerra mundial y nos da una gran precisión y control sobre el caudal de aceite y la presión del mismo. Lo cual es condición fundamental, para que el engrane del barrel contra la corona se produzca en el momento preciso. Bueno, esperamos que la entrada os haya parecido interesante, pese a que todo esto no sea más que la punta del iceberg . Un saludo para todos.
