Viru+: El sistema de transmisión de un Formula 1 (Parte I)
16 jul 2015  
Sachs clutch

En anteriores viru+ he explicado los principios básicos de funcionamiento de muchos sistemas que componen un monoplaza de F1. Hasta ahora, he obviado explicar el sistema de transmisión porque creía que mucha gente sabía en que consiste. Me equivocaba.

Bien, como ocurre con todo lo que rodea a la Formula 1, sólo el sistema de transmisión me daría para escribir una enciclopedia entera. Pero tranquilo/a que pienso explicar, como siempre, lo más básico para que te familiarices con el sistema.

Para empezar, te digo que el sistema de transmisión es el encargado de enviar la potencia generada por el motor a las ruedas tractoras. Insisto en el término tractoras, ya que en los F1 sólo las ruedas traseras son las impulsoras. Es decir, son vehículos de propulsión o tracción trasera.

Los elementos principales que conforman el sistema de transmisión, son los siguientes: embrague – caja de cambios – mecanismo diferencial – palieres. Iré explicando cada elemento pormenorizadamente. Empiezo por el embrague.

EMBRAGUE

Básicamente, un embrague es un mecanismo de acoplamiento temporal, que permite solidarizar dos piezas que se encuentran en un mismo eje. Se usa para transmitir el movimiento de rotación de una pieza a la otra (transmitir potencia) y para poder modificar la velocidad de rotación de una pieza sin necesidad de parar la otra, mediante el desacoplamiento de ambas. Comparto un sencillo esquema y explico.

Acoplamiento y desacoplamiento embrague

Como verás en el esquema hay un disco verde a la izquierda. Hay otro verde claro y naranja en medio. Por último, uno gris con un muelle de diafragma y una palanca de accionamiento. En la imagen de la izquierda los dos discos giran solidarios mediante el embragado del mecanismo (el diafragma empuja al disco central). En la imagen de la derecha los dos discos están separados merced al uso del mecanismo de embrague (la palanca empuja al diagragma y este tira del disco central, separándolo), es también llamado de tipo push.

Bien, en el caso de un vehículo automóvil (la Formula 1 no es ajena a esto), siempre que queremos cambiar de marcha necesitamos usar el mecanismo de embrague, ya que así podemos cambiar el engranaje necesario para variar la velocidad de rotación sin dañar las piezas. Todo esto lo explicaré mejor cuando entre a analizar la caja de cambios.

Como una imagen vale más que mil palabras, te enseño un embrague de Formula 1 actual:

embrague-del-equipo-ferrari-de-f1

Como observarás parece pequeño y te digo que realmente lo es, si lo comparamos con un vehículo de calle. El diámetro es variable, pero lo normal es que esté entre los 110/115 mm aprox. ¿Por qué ese reducido tamaño? Como todo en F1, no es casualidad que sean de tamaño tan reducido porque la única manera de bajar la posición que ocupa el motor es bajando el cigüeñal y, por consiguiente, el embrague. Al reducir su tamaño, conseguimos poner el motor casi en el suelo. Piensa que el eje del embrague debe ser coaxial para que puedan girar solidariamente.

Debes saber que el embrague de un Formula 1 es multidisco, formado por 3 o 4 discos interiores y otros 3 o 4 exteriores. El mecanismo de accionamiento del embrague es similar al usado en la calle, es decir mediante el uso de un muelle de diagragma se conectan o desconectan los discos. Pero al muelle se le hace funcionar al revés que en la calle, es decir se tira del muelle para separar los discos en vez de empujarlo. Se le denomina un sistema tipo pull. Otra foto en la que verás mejor el diafragma:

4.5carbonpicComo verás, en el centro de la carcasa hay un muelle de diafragma (en negro)

Otra curiosidad sobre el embrague de un Formula 1 moderno es que el piloto sólo debe accionarlo al iniciar la marcha, después los cambios de marcha se realizan sin necesidad de que el piloto accione el embrague.. El embrague sólo es usado por el piloto en la arrancada, porque hasta que no alcanza unos 70-80 km/h el vehículo no está estabilizada la transmisión de potencia desde el motor al embrague y la caja de cambios. Es en esos momentos cuando el embrague más sufre, se calienta por fricción y puede llegar a romperse.

La manera en que usan el embrague los pilotos es mediante las levas de embrague, situadas en el volante debajo de las de cambio. El control es electrónico y el accionamiento del diafragma es mediante un sistema hidráulico, comandado electrónicamente. Una imagen para entender mejor lo de las levas:

volante-sauber-f1-2014

He rodeado de un círculo rojo las levas de embrague. Estás funcionan de la siguiente manera. Cuando se pulsan totalmente (tienen unos 20 mm. aprox. de recorrido) el embrague está accionado al 100%, aunque sólo sea una leva la pulsada. El embrague siempre estará accionado al % que marque la leva que mayor recorrido tiene pisado, es decir que si una está al 100% y la otra al 50%, el embrague está accionado al 100%. Espero hayas entendido esto bien. Cuando se quiere iniciar la marcha, la manera de hacerlo es pisar una leva al 100% y la otra al 50%. Al arrancar se suelta la que está al 100% y se va soltando gradualmente la que estaba al 50%, hasta que el vehículo alcanza unos 70 km/h. Después para cambiar no hace falta pulsar más las levas del embrague. El desplazamiento de 20 mm. de la leva se transforma en unos 4-5 mm. reales de recorrido del actuador hidráulico para el diafragma.

Recientemente, recordarás que el piloto Lewis Hamilton ha tenido algunos problemillas en las arrancadas de los últimos GP. Esto es debido a la modificación del tarado del embrague, que no es más que modificaciones de la precarga que los equipos realizan al cambiar los mecanismos. ¿Qué es la precarga del embrague? Básicamente consiste en la compresión previa que hay que darle al muelle antes de montar el conjunto del embrague. En cristiano, consiste en apretar un poco el muelle (depende de los valores de par a soportar) antes de montar todo el conjunto en la transmisión. Así se aseguran los equipos de evitar holguras que podrían dañar el mecanismo.

Existen (lo habrás escuchado en TV y radio) diferentes programas de embrague seleccionables desde el volante. El piloto elige uno en concreto en la vuelta de formación y, en función del comportamiento, al arrancar en la salida del GP se decide usar ese o cambiarlo. Esto varía la respuesta del acutador hidráulico, haciéndolo más brusco o más suave (depende mucho del agarre que haya entre neumático y asfalto).

Después de todo esto que te he contado te estarás preguntando, ¿cuánto puede costar semejante mecanismo? Pues depende del fabricante del mismo, pero no baja de los 10000€.

En fin, lo dejo por ahora y espero hayas comprendido bien que es un embrague y como funciona el de la Formula 1. En el próximo capítulo comenzaré con ya con las cajas de cambio.

Jero → http://www.twitter.com/jeroitim

Comentarios

  1. […] En la primera parte te hablé del embrague de un F1. Si quieres repasarla o aún no la has leído, haz click aquí. […]

  2. iker dice:

    En una frenada también tendría que apretar el embrague??

  3. Antonio dice:

    Buenos días.
    Gracias por tu comentario pero si no estoy equivocado, el embrague desacopla el sistema que une el cigüeñal al primario de la caja de cambios.

    Gracias

  4. […] Se estima que el precio de este sistema de transmisión, como ya hemos adelantado, no suele bajar de los 10.000 euros. […]

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