¿Cómo funciona un difusor soplado? (Segunda parte)

En la primera parte os expliqué la función y el funcionamiento de un difusor en un Fórmula 1. Bien, en esta segunda (y última) parte del artículo, os explicaré como se consigue mantener la presión de los gases de escape cuando no se está acelerando.





Lo primero es conocer el funcionamiento de un motor. Nos centraremos en los motores de combustión de cuatro tiempos, que son los que nos interesan ahora.



En los motores de cuatro tiempos hay que saber que para que se termine un ciclo, es necesario que en cada cilindro hayan tenido lugar los cuatro tiempos de los que consta un motor de cuatro tiempos, de ahí su nombre (lógicamente). Estos cuatro tiempos son: admisión, compresión, explosión (o combustión) y escape.

El siguiente dibujo es un motor de cuatro cilindros que nos servirá para comprender un poco mejor su funcionamiento.

Para empezar, tomaremos como referencia el cilindro número 1. El ciclo de un cilindro comienza con el pistón arriba. En este momento, se abre la válvula de admisión y el pistón baja, succionando de esta manera el aire que entra del exterior. Una vez que llega abajo, se cierra esta válvula y el pistón inicia su subida. Este tiempo es el conocido como compresión, pues se comprime el aire succionado. Durante este tiempo se inyecta la gasolina en el cilindro (lógicamente en la parte superior del pistón). Cuando el pistón llega a su parte superior, salta la chispa en la bujía, con lo que se produce la combustión de la mezcla aire/gasolina. Este tiempo es el que produce el empuje del motor, pues tras el salto de chispa, el pistón sale despedido hacia abajo. Una vez que el pistón llega abajo, se abre la válvula de escape y el pistón comienza a ascender de nuevo empujando los gases generados por la combustión (gases de escape) hacia el exterior a través de los tubos de escape.

Estos movimientos de los pistones hacen girar al cigüeñal de una manera parecida a la del pedaleo de una bicicleta. Imagináos que las rodillas fueran los pistones y los pedales el cigüeñal. Este movimiento de rotación se traslada al volante de inercia donde se monta el conjunto del embrague y de ahí se transmite el movimiento a la caja de cambios para finalmente llevar el movimiento de rotación de la caja de cambios al diferencial para acabar transmitiendo el giro a las ruedas.

Aclaro que los tiempos de cada cilindro se van turnando, de tal manera que siempre haya un cilindro en combustión, otro en admisión, otro en compresión y otro en escape. El motor dibujado corresponde a un motor de cuatro cilindros en línea, lo común en los coches de calle, y la explicación se basa en ese motor, pero lo importante es coger los tiempos del motor, ya que esto es idéntico en los motores V8 de los monoplazas de Fórmula 1.

Bien, una vez sabido esto resulta mucho más fácil entender todo eso de los escapes sopladores, los gases de escape dirigidos al difusor, etc. Visto esto, comprendemos que el motor cuando más gases de escape expulsa es cuando está acelerando al 100% y que a cuantas más revoluciones gire el motor más "sopla" el escape, entendido ¿verdad? Pensando en esto, te das cuenta de que cuando el motor no está acelerando, es decir, se encuentra en deceleración, el motor no puede soplar gases de escape, pues la combustión se produce sin inyección de gasolina, lo que hace que lo que se expulse por el escape no sea más que el aire succionado previamente.

Bien, lo que hace que los escapes sigan soplando con la máxima intesidad incluso en deceleración es la utilización de un mapa motor muy agresivo. Hay que decir que el único equipo capaz de mantener la presión de los gases de escape en deceleración (o al menos conseguir el mayor rendimiento posible de este sistema) era Red Bull, pero sólo en las sesiones de calificación. El mapa motor consistía en una inyección de gasolina incluso en deceleración y un retraso de la ignición, es decir, del salto de chispa de la bujía. Este salto de chispa se producía justo antes de que la válvula de escape se abriese, de tal manera que toda la fuerza de la combustión se marchaba por el escape, soplando de esta manera al difusor.

Este mapa motor es muy útil, pero no puede utilizarse en carrera debido, principalmente, a que las válvulas de escape se terminarían quemando si se utilizase este sistema durante toda la carrera. De ahí que la superioridad que mostraba Red Bull en las sesiones de calificación, luego no fuese tan grande en carrera, aunque seguían siendo superiores, pero ese es otro tema.

Hay que recordar que la FIA ha prohibido los cambios de mapa motor entre clasificación y carrera en un intento de igualar un poco a las escuderías en las sesiones de entrenamientos oficiales, por lo tanto este mapa motor anteriormente explicado, no podrá usarse más. Además, para el 2012 se fijará en el reglamento la posición de los escapes, de manera que no puedan soplar hacia el difusor.

Y esto es lo que sé de los difusores soplados, sé que no es mucho, pero espero poder ayudar un poco a todos los que no tengáis muy claro en qué consiste toda esta parafernalia. Como siempre os digo, si tenéis alguna duda, sugerencia o corrección no dudéis en hacerla, de esa manera aprenderé un poco más con vosotros.

Muchas gracias y hasta la próxima.

¿Cómo funciona un Difusor Soplado? (Primera parte)

Últimamente se ha venido hablando mucho de los difusores soplados, los escapes que siguen soplando en deceleración, etc. Bien, lo primero que hay que saber es que el difusor es una de las partes más críticas de un monoplaza. Aportan al coche una gran carga aerodinámica en su parte trasera y por eso es una de las partes del coche que más trae de cabeza a los ingenieros.

La función de un difusor es acelerar el aire que pasa por debajo del monoplaza creando así un vacío que haga que el coche se "pegue" al suelo. Para entender esto debemos entender un concepto básico de aerodinámica:

Este sería el principio por el que los aviones vuelan.

Si cogemos una lámina y sobre su cara inferior aplicamos presión, y sobre su parte superior aplicamos vacío, esta lámina tenderá a subir ¿verdad? Este sería el mecanismo por el que los aviones vuelan, así de sencillo. Ahora, intentando aplicar esto a un monoplaza de Fórmula 1, debemos invertir las fuerzas. Es decir, aplicamos presión sobre la parte superior del coche, e intentamos obtener vacío bajo él, de esta manera lo que conseguimos es el famoso "downforce", o carga aerodinámica. Podemos hacer la prueba de un modo muy sencillo. Cuando vayáis en el coche en carretera, sacad la mano en posición horizontal por la ventanilla y ponedla primero con la parte más adelantada más elevada que la parte más atrasada, veréis como la mano tiende a subir (aviones), pero en cambio, si lo hacéis al revés, con la parte más adelantada en una posición más baja que la parte más atrasada, la mano tenderá a bajar (Fórmula 1).

Una vez entendido esto, volvemos al difusor. Como vemos en la foto de la parte trasera del Red Bull (RB7), el difusor se sitúa al final del suelo del coche, donde el aire que va bajo el suelo del coche se junta con el aire que circula por encima de él. Como he dicho antes, la función del difusor es acelerar el aire que pasa por debajo para crear vacío y crear carga aerodinámica. A su vez, el aire que pasa sobre el difusor, debe ejercer presión hacia abajo para pegar lo máximo posible el coche al suelo.


Una de las mayores obsesiones de los ingenieros es alimentar de aire este difusor con la intención de conseguir la mayor carga aerodinámica posible. Para esto, los equipos empezaron a trabajar con los gases de escape que sacaba el motor enfocando estos hacia el difusor, de manera que se obtenía una ganancia importante de downforce en esta parte del coche.

Rodeado con un círculo, el tubo de escape derecho del Ferrari dirigido al difusor.

Esta idea fue, como no, del tan nombrado Adrián Newey (52), jefe del equipo técnico del equipo Red Bull Racing, actualmente el mejor ingeniero de la Fórmula 1. Un breve apunte sobre este pedazo de ingeniero es que hoy en día tampoco es que tenga una gran competencia, la tuvo en su día con Rory Byrne (67), de Ferrari, en la época en la que Ferrari y Michael Schumacher (42) eran el binomio perfecto, pero hoy en día este ingeniero que ganó cinco años seguidos el mundial de F1 está diseñando coches de calle, cosas inexplicables...

Volviendo al tema, como he dicho, el soplido de los escapes hacia el difusor conseguía un aumento de carga aerodinámica considerable, y muchos equipos de la parrilla copiaron esta solución. Aún así, se seguía viendo como el monoplaza de los toros rojos seguía siendo superior al resto, sobre todo en la sesión de clasificación.

Bien, pues parece que ya tenemos una respuesta a esa superioridad aplastante de los Red Bull en las sesiones de clasificación. Lo que hace que el Red Bull vuele en calificación (además de ser el mejor y más completo monoplaza de la parrilla) es que consigue mantener la presión de los escapes del motor incluso en deceleración, es decir, consiguen que incluso cuando no se está acelerando, el motor siga expulsando gases de escape con la misma intensidad que cuando se acelera a tope. El sistema utilizado para conseguir esto lo explicaré en la segunda parte de este artículo.