josest
22-11-2011 10:44:45
Ya salió en Motociclismo la semana pasada, pero lo pongo para los que no la leen ni siguen habitualmente
[ib178hz6n]En 2012 MotoGP volverá a un límite de 1.000 cc de cilindrada, pero con un diámetro máximo para los pistones de 81 mm. Y, para compensar la escasez de prototipos que han dejado las parrillas de MotoGP 800 cada vez más escuálidas este año, a partir de 2012 se admitirán motos propulsadas por motores derivados de la serie, las ya famosas motos «CRT». Estas letras son las siglas de «Claiming Rule Team», lo que significa que los miembros de la MSMA (Honda, Ducati, Yamaha, etc.) podrían reclamar quedarse su motor por un precio fi jo de 20.000 euros. Como ha ocurrido en el pasado con normas similares, podemos asumir que esto no ocurrirá nunca, que hay cierto acuerdo de caballeros para no reclamar.
Además, se ha sugerido que si algún motor CRT es sospechoso de representar realmente una MotoGP «camuflada» de alguna marca, sería inmediatamente reclasificada como prototipo perdiendo las ventajas de las CRT. Que no son pocas 24 litros por carrera (21 las MotoGP prototipos oficiales) y hasta el doble de motores por temporada.
La expectación sobre cómo pueden cambiar estas motos la categoría es muy alta, y las opiniones para todos los gustos. Desde Italia dicen que será un desastre, que las CRT nunca triunfarán. Otros opinan en cambio que sí lo harán bien, pero que las fábricas se pondrán enseguida en contra si ven que esas motos «caseras» pueden amenazar a sus especialísimos prototipos oficiales. Al final la cosa está en si será mejor el alto coste de desarrollar un prototipo y alquilarlo (equipos oficiales) o asumir el también alto coste de desarrollar un motor de serie para que sea competitivo, y hacer lo propio con el chasis y resto de la moto. El trasfondo de todo esto, de todas formas, es que existe la creencia generalizada que Dorna ve las CRT como el futuro de MotoGP. Pero dejemos la política de lado…
Cifras
Antes de nada… ¿qué significa eso de que el diámetro del pistón será de 81 mm como máximo? Muy sencillo, es una forma de limitar prestaciones y coste, ya que la cilindrada está dada y limitar el diámetro del pistón es una forma indirecta de limitar las revoluciones máximas, dejando cierto margen a la tecnología. Un motor de cuatro cilindros y 1.000 cc de cilindrada, con pistones de 81 mm, debe tener una carrera de 48,5 mm.
Los motores prototipo deben durar por lo menos tres carreras, así que vamos a tomar como eje central de nuestro análisis un factor crítico de fiabilidad, la fragilidad de los pistones, y veamos cómo les afecta el reglamento. El punto de máximo esfuerzo de un pistón ocurre al final de la carrera de escape, cuando sube hacia la culata mientras los gases quemados salen; al llegar al punto más alto y justo antes de volver a bajar (carrera de admisión). Ese cambio de dirección implica que la biela que lo estaba empujando hacia arriba lo hace frenar de repente antes de llevárselo hacia abajo.
En un motor de Fórmula 1 (la máxima expresión de la tecnología en cuatro tiempos) el límite para esa aceleración es de unos 10.000 «G» (aceleración de la gravedad). Si tomamos como límite razonable para MotoGP una cifra algo menor, de 9.000G, y lo aplicamos a las medidas internas teóricas máximas de un motor de MotoGP (81 x 48,5 mm), el cálculo nos da que esas 9.000G se alcanzan a 16.250 rpm ése sería el límite para un motor prototipo de MotoGP si asumimos que ese motor estará hecho con «lo mejor» en diseño y materiales disponibles actualmente en lo que se refi ere a pistones, bielas y cigüeñal.
¿Qué pasa con los posibles motores CRT? Repasemos algunos candidatos entre los motores de serie, para ver a qué revoluciones llegarían sus pistones a ese límite de 9.000G. El motor de la BMW S1000RR, con pistones de 80 mm y una carrera de 49,7 mm, lo alcanzaría a 16.050 rpm. La Aprilia RSV4 y la Yamaha R1 tienen pistones de 78 mm con una carrera de 52,3 mm, y eso resulta en un límite de 15.600 rpm. La Honda CBR 1000 RR y la Kawasaki ZX-10R tienen una medidas internas de 76 x 55mm y eso nos da un límite algo menor, de 15.240 rpm.
Candidatos
Ahora mismo los dos motores que están considerando los primeros equipos candidatos a correr con motos CRT en 2012 son precisamente el BMW y el Aprilia. También existe el rumor que Honda no ha visto con buenos ojos la intención de Gresini de desarrollar una CRT con motor CBR, y en cambio que a Yamaha sí le gustaría que Guy Coulon (Tech3) pusiera sus manos sobre el motor R1 con este fin. Quizás en el caso de los motores con menor
diámetro, podría estudiarse el rectificarlos a una medida superior o incluso fabricar nuevos cilindros y culatas…
Tenemos algunos ejemplos prácticos que ya están compitiendo en campeonatos de Superbike con ciertos límites, como los de Estados Unidos o Gran Bretaña. Se usan motores de 1.000 cc que alcanzan hasta 13.800 rpm dando unos 205 CV. Si asumimos la misma capacidad de rendimiento, los motores de 81 mm prototipo de 2012 subiendo hasta esas 16.250 vueltas que hemos calculado antes llegarían a dar unos 240 CV. Y si usamos estas
cifras de rendimiento para los posibles motores CRT, la cifra de potencia máxima hipotética para el motor derivado de una BMW sería 238 CV, de la Aprilia o Yamaha 232 CV, y la Honda o Kawasaki tendría 226 CV. Tentador ¿verdad?
Recuerda que esos motores podrán usar más gasolina (24 litros en lugar de 21) y que podrán durar menos… Pero para que esa teoría se haga realidad, necesitamos preparar estos motores de serie con piezas muy buenas. Necesitamos un cigüeñal fabricado por un especialista a partir de acero de altísima calidad fundido al vacío. Necesitamos pistones forjados por algún otro especialista, como Omega, usando materiales de primera. Además de bielas de titanio forjadas (Pankl, por ejemplo).
Y es necesario que el resto de cosas habituales en una moto de carreras un cambio de relaciones cerradas con entre 3 y 5 diferentes piñones para cada marcha, un embrague de competición antirrebote, un sistema de alimentación que incluya buena gestión del acelerador en retenciones, control de tracción, cálculo del consumo y gestión inteligente de éste en carrera… sí, los chicos de los ordenadores estarán tan ocupados como los de las piezas. Y, recuerda, todo esto debe costar menos de 20.000 euros ¿es posible?
Altísimas vueltas
Supongamos que hemos conseguido reemplazar todas las piezas críticas por otras de máxima calidad, y que hemos llevado el diámetro de los pistones lo más cerca posible del esos 81 mm (y la carrera, lógicamente, a 48,5 mm para tener una cilindrada lo más cercana a los 1.000 cc). Supongamos también que hemos rehecho la culata, montando válvulas de admisión lo bastante grandes y rediseñando los conductos como para poder mover la
cantidad de aire necesaria para las altísimas revoluciones que tenemos previsto alcanzar…
¿Ahora ya podemos competir de tú a tú con un motor prototipo de MotoGP? Posiblemente no, porque todavía hay más cosas en un motor de carreras que no tienen los motores de serie. Lo primero que habría que mirar, después de los cambios citados en el tren alternativo, serían las pérdidas en el cárter causadas por los movimientos de vaivén de los pistones, que generan grandes variaciones de presión en el interior del motor. Por lo menos un propulsor que ya estuvo en MotoGP tuvo que ser retirado precisamente porque sus creadores no consiguieron rediseñar los cárteres una vez que este problema fue identificado.
En los motores tetracilíndricos en línea de serie pueden hacerse pequeños agujeros por encima de cada uno de los tres apoyos interiores del cigüeñal, para acortar el camino del flujo de gases y para reducir las pérdidas por presión cuando los pistones bombean aire al moverse. Pero cuando las revoluciones son altas, las pérdidas debidas a la presión aumentan porque este sistema es en realidad como un amortiguador, bombeando aire a través de una válvula (los agujeritos y otros pasos que tenga el cárter). Igual que el amortiguador de una puerta evita que ésta se cierre de golpe, el cigüeñal en movimiento limita las vueltas del motor a partir de ciertos regímenes.
En F1 y MotoGP, con libertad de diseño, se toman varios tipos de medidas para evitar estas pérdidas. Cuando el afamado motor Cosworth DFV de F1 empezaba a rozar las 10.000 rpm en 1970, se le montó una gran «esponja» que reducía la presión en el interior del cárter hasta a un 40 por ciento de la atmosférica resultando en un aumento del dos por ciento de la potencia. Y al siguiente año se eliminaron los diafragmas de la mitad inferior de los apoyos del cigüeñal, también para reducir pérdidas por presión por el bombeo de aire en el cárter. Desde entonces en F1 las
revoluciones empezaron a subir hasta llegar a las 20.000… Algunos constructores, por ejemplo, han aislado cada muñequilla en su propia cámara sellada con su propia bomba de aceite, eliminando los movimientos de aire en todo el cárter.
En las motos, se sabe que algunos equipos en competiciones con motos basadas en la serie han tenido que usar (de forma más o menos clandestina) bombas eléctricas para el cárter. La nueva Ducati 1198, por ejemplo, tiene de serie una gran bomba Gerotor en el cárter. Otro fenómeno que ocurre cuando se alcanzan muy altas vueltas es la falta de engrase en las muñequillas del cigüeñal. Lo habitual en motores de serie tanto de coches como de motos es que el aceite se bombea primero en las ranuras de los apoyos del cigüeñal (su mitad superior, la mitad inferior que soporta más carga no suele tener ranura y orificio de engrase). El aceite entra desde
esa ranura en el cigüeñal a través de los agujeros que éste tiene en su apoyo para este fin, y viaja por el interior hacia las muñequillas adyacentes para engrasar la fricción entre éstas y el casquillo de cada biela.
Pero a medida que las revoluciones aumentan, buscando más potencia, pueden aparecer problemas, como por ejemplo ocurrió en la evolución del motor Honda V4 750 de las RC45 «cada vez que abríamos el motor, los casquillos tenían un aspecto malo» decía uno de los responsables de ese motor en 1997. «Era como si hubiéramos desmontado el motor en el instante justo anterior a que se gripara…». Se aumentó la presión del aceite en el circuito de engrase más de una vez, pero no fue muy útil. Al fi nal Honda abandonó ese tipo de engrase, derivado de la serie, a favor de un «suministro directo» bombeando el aceite directamente al centro del cigüeñal.
Los nuevos motores se enviaron acompañados de un manual para que no hubiera alarmas debido a la baja presión de engrase utilizada, y todo fue bien a partir de ese momento con los casquillos de biela, y este tipo de engrase directo en las puntas del cigüeñal es como se suele lubricar un motor de F1. El problema de la configuración del motor de serie es que el aceite debe entrar en los casquillos de forma radial, hacia el interior del cigüeñal, en contra de la fuerza centrífuga. Mientras el motor no gira muy deprisa y la presión es alta, bien, pero a partir de ciertas vueltas, por más presión que tenga el aceite, no consigue entrar de forma suficiente. Bombear aceite desde las puntas del cigüeñal evita esto de un plumazo, pero el motor tiene que estar diseñado para eso.
Evolución
El siguiente problema para conseguir rendimientos competitivos de un motor de serie está en el desarrollo en sí mismo muchos proyectos han fracasado porque sus preparadores imaginaron que juntando todas las piezas «buenas» conseguirían resultados, pero un motor es un sistema, no un conjunto de piezas, y si las piezas no funcionan bien juntas, el fracaso está asegurado. Otro típico problema es el de la estabilidad de los árboles de levas, y da igual que éstos estén movidos por una cadena, engranajes o correa dentada.
Los árboles de levas de los motores de serie están hechos para ser estables a los regímenes de giro normales… ¿significa eso que podrán girar mucho más deprisa sin problemas? Las fuerzas necesarias para mover las válvulas aumentan con el cuadrado de la velocidad (rpm en este caso), y el propio cigüeñal puede presentar nuevas frecuencias de vibración a medida que las revoluciones aumentan ¿podrá la cadena o engranaje que mueve el árbol de levas «mediar» bien entre los dos a estos regímenes?
Por otra parte muchas veces ocurre que el perfi l óptimo para las levas (con el que se consigue más potencia) es tan radical que rompe los muelles de las válvulas (apertura muy brusca). Otro tema con el que habrá que lidiar en el desarrollo… Las ideas brillantes son admirables, pero el dinero para convertirlas en realidad (una realidad fiable) es otra cuestión. Los fabricantes que han desarrollado los actuales prototipos de MotoGP no tienen problema para encargar varias sesiones de banco de potencia solo para hacer pruebas de este tipo, buscando cuánto aguanta su motor.
Pero quienes tengan menos recursos no pueden hacer tantas pruebas. Pero seamos optimistas las CRT tendrán un 14 por ciento más de gasolina, y eso ahorrará a sus equipos el coste de desarrollar sofi sticados sistemas de inyección. Además sus motores pueden durar sólo dos carreras (los prototipos oficiales, tres). Todo esto está muy bien pero el auténtico problema para los equipos CRT será encontrar un equilibrio entre las prestaciones deseadas y el coste de mejorarlas.
Pasado y futuro
Este tema de la «duración» de los motores como un conjunto refleja una nueva realidad de las carreras que en los boxes de hoy en día solo se cambian motores, no se reparan o retocan. Los pilotos del pasado, como el propio Jarno Saarinen, eran buenos preparadores y se hacían sus propios propulsores. Cuando un cigüeñal llegaba al final de su vida, por ejemplo, Saarinen y compañía lo desmontaban del chasis y lo cambiaban ellos mismos. El sentido común sugiere, de todas formas, prescindir de las «aventuras» y aprovechar un motor que ya se haya mostrado fiable en alguna otra competición.
Un equipo de CRT con pocos recursos podrá usar, por ejemplo, motores de unos 200 CV procedentes de superbikes básicas. Si el equipo tiene algo más de dinero, puede dar el siguiente paso y usar motores de mayor nivel, del Mundial de Superbike, con «kit» de piezas que permiten alcanzar unos 225 CV. Ninguno de ellos podría competir directamente con los prototipos ofi ciales, pero sí permiten estar en la parrilla sin arruinarse en el desarrollo.
Pero… ¿Y si estas nuevas motos con motor derivado de la serie no son solo el reemplazo de las actuales motos satélite? ¿Y si, en realidad, están destinadas a ser el futuro de MotoGP? ¿De dónde saldrían entonces sus motores? Hay varias posibilidades... La primera que los motores vengan de fabricantes especializados. Así es como funcionan muchas competiciones de coches, los motores son «cajas negras» que se montan (y desmontan) en el chasis apropiado, que nunca recibe mantenimiento, solo se reemplazan. Un poco como enMoto2 también, por ejemplo.
La segunda que cada equipo se haga o desarrolle su propio motor. Esta es complicada porque, precisamente, lo malo de los prototipos en MotoGP es que el desarrollo de los motores es carísimo. Un equipo que no puede pagar el alquiler de un prototipo tampoco podrá pagar el desarrollo de un motor.
La tercera usar una fuente ya existente para motores de carreras. Los fabricantes tienen «kits» para sus motores en el Mundial de Superbike, por ejemplo, que están muy probados y son fi ables. O esos mismos fabricantes pueden hacer nuevos y más desarrollados «kit» dedicados para MotoGP que incluyeran cigüeñales, bielas o pistones.
La cuarta posibilidad aprovechar el trabajo de los fabricantes en el desarrollo de sus motores para categorías menos avanzadas, como el campeonato de Superbike americano o el BSB. Y añadir un limitador de revoluciones, por ejemplo a 13.800rpm, para mejorar la fi abilidad y evitar otros desarrollos que disparen costos.
Limitar las rpm
La tecnología de los motores de cuatro tiempos de gasolina sin sobrealimentación es algo muy desarrollado y conocido, y la forma más práctica de ganar potencia es conseguir que el motor gire más rápido. Esto, que es fascinante desde el punto de vista técnico, está fuera de lugar en un mundo preocupado por las emisiones de carbono y con los precios de combustibles cada vez más altos. Los esfuerzos en las piezas móviles aumentan
con el cuadrado de las revoluciones, y con éstas aumenta el porcentaje de pérdidas por fricción dentro del motor.
Los técnicos buscan trabajar con unas pérdidas en torno al 15 por ciento, pero con motores que giran tan altos de vueltas éstas llegan al 30 por ciento. ¿Podemos imaginar que un día tendremos motos de serie de 1.000 cc que suban hasta 20.000 vueltas? En realidad es posible que ni siquiera tengamos motos de 1.000 cc… porque los fabricantes tienen que dedicarse a hacer motos más lógicas o de baja cilindrada para mercados
en desarrollo.
Los afi cionados a las carreras recordarán cuando las 250 superaron a las 500 en el Mundial, porque en 250 es donde estaban las motos más exóticas y avanzadas. Podría decirse, viendo las parrillas de MotoGP en 2011, que a algo «exótico y avanzado» sí se ha llegado… tan lejos como uno pueda imaginar. Y eso sugiere que es hora de cambiar, de que los motores sean «cajas negras», fabricados con costes razonables y con un nivel tecnológico razonable, sin más.
A otro nivel, los países ya han tomado decisiones similares los lanzadores de satélites rusos están utilizando propulsores desarrollados hace décadas, pero que siguen en uso gracias a su probada fi abilidad. El propulsor americano RL-10 existe desde fi nales de los años 50 y se valora hoy mucho por su fi abilidad y coste moderado de uso. Estos «motores» son «cajas negras» en el negocio del lanzamiento y puesta en órbita de satélites, que ya no puede operar con tecnología de punta permanentemente optimizada, ni lo necesita.
Mi cerebro, en parte, se resiste, porque yo fabriqué motos de carreras desde fi nales de los años 60 hasta principios de los ochenta, y me lo pasé muy bien en su evolución, buscando potencia con una lima y un soplete, y viendo el efecto en el cronómetro. Esa parte de mí sueña con válvulas de titanio o pinzas de freno de berilio… Pero, como el negocio del lanzamiento de satélites, las carreras tienen que vender algo y, pese a mis deseos, lo que venderán no será tecnología exótica sino tecnología práctica.
Mi cabeza me sigue insistiendo «Los hombres de negocios saben que la apariencia de las cosas es más barata que la realidad se dedican a recortar costes. Cuando los negocios se hayan adueñado totalmente de las
carreras, los detalles técnicos fascinantes de la competición se evaporarán defi nitivamente, dejando solo carenados de colores brillantes y monos de cuero de diseño». Puedo esperar que, al fi nal, se alcanzará un compromiso. En cualquier caso, incluso con motores básicamente iguales… ¿no será el equipo con los mejores técnicos y el mejor piloto quien gane?[/ib178hz6n]
http://www.motociclismo.es/deporte/moto ... p-2012-crt
[ib178hz6n]En 2012 MotoGP volverá a un límite de 1.000 cc de cilindrada, pero con un diámetro máximo para los pistones de 81 mm. Y, para compensar la escasez de prototipos que han dejado las parrillas de MotoGP 800 cada vez más escuálidas este año, a partir de 2012 se admitirán motos propulsadas por motores derivados de la serie, las ya famosas motos «CRT». Estas letras son las siglas de «Claiming Rule Team», lo que significa que los miembros de la MSMA (Honda, Ducati, Yamaha, etc.) podrían reclamar quedarse su motor por un precio fi jo de 20.000 euros. Como ha ocurrido en el pasado con normas similares, podemos asumir que esto no ocurrirá nunca, que hay cierto acuerdo de caballeros para no reclamar.
Además, se ha sugerido que si algún motor CRT es sospechoso de representar realmente una MotoGP «camuflada» de alguna marca, sería inmediatamente reclasificada como prototipo perdiendo las ventajas de las CRT. Que no son pocas 24 litros por carrera (21 las MotoGP prototipos oficiales) y hasta el doble de motores por temporada.
La expectación sobre cómo pueden cambiar estas motos la categoría es muy alta, y las opiniones para todos los gustos. Desde Italia dicen que será un desastre, que las CRT nunca triunfarán. Otros opinan en cambio que sí lo harán bien, pero que las fábricas se pondrán enseguida en contra si ven que esas motos «caseras» pueden amenazar a sus especialísimos prototipos oficiales. Al final la cosa está en si será mejor el alto coste de desarrollar un prototipo y alquilarlo (equipos oficiales) o asumir el también alto coste de desarrollar un motor de serie para que sea competitivo, y hacer lo propio con el chasis y resto de la moto. El trasfondo de todo esto, de todas formas, es que existe la creencia generalizada que Dorna ve las CRT como el futuro de MotoGP. Pero dejemos la política de lado…
Cifras
Antes de nada… ¿qué significa eso de que el diámetro del pistón será de 81 mm como máximo? Muy sencillo, es una forma de limitar prestaciones y coste, ya que la cilindrada está dada y limitar el diámetro del pistón es una forma indirecta de limitar las revoluciones máximas, dejando cierto margen a la tecnología. Un motor de cuatro cilindros y 1.000 cc de cilindrada, con pistones de 81 mm, debe tener una carrera de 48,5 mm.
Los motores prototipo deben durar por lo menos tres carreras, así que vamos a tomar como eje central de nuestro análisis un factor crítico de fiabilidad, la fragilidad de los pistones, y veamos cómo les afecta el reglamento. El punto de máximo esfuerzo de un pistón ocurre al final de la carrera de escape, cuando sube hacia la culata mientras los gases quemados salen; al llegar al punto más alto y justo antes de volver a bajar (carrera de admisión). Ese cambio de dirección implica que la biela que lo estaba empujando hacia arriba lo hace frenar de repente antes de llevárselo hacia abajo.
En un motor de Fórmula 1 (la máxima expresión de la tecnología en cuatro tiempos) el límite para esa aceleración es de unos 10.000 «G» (aceleración de la gravedad). Si tomamos como límite razonable para MotoGP una cifra algo menor, de 9.000G, y lo aplicamos a las medidas internas teóricas máximas de un motor de MotoGP (81 x 48,5 mm), el cálculo nos da que esas 9.000G se alcanzan a 16.250 rpm ése sería el límite para un motor prototipo de MotoGP si asumimos que ese motor estará hecho con «lo mejor» en diseño y materiales disponibles actualmente en lo que se refi ere a pistones, bielas y cigüeñal.
¿Qué pasa con los posibles motores CRT? Repasemos algunos candidatos entre los motores de serie, para ver a qué revoluciones llegarían sus pistones a ese límite de 9.000G. El motor de la BMW S1000RR, con pistones de 80 mm y una carrera de 49,7 mm, lo alcanzaría a 16.050 rpm. La Aprilia RSV4 y la Yamaha R1 tienen pistones de 78 mm con una carrera de 52,3 mm, y eso resulta en un límite de 15.600 rpm. La Honda CBR 1000 RR y la Kawasaki ZX-10R tienen una medidas internas de 76 x 55mm y eso nos da un límite algo menor, de 15.240 rpm.
Candidatos
Ahora mismo los dos motores que están considerando los primeros equipos candidatos a correr con motos CRT en 2012 son precisamente el BMW y el Aprilia. También existe el rumor que Honda no ha visto con buenos ojos la intención de Gresini de desarrollar una CRT con motor CBR, y en cambio que a Yamaha sí le gustaría que Guy Coulon (Tech3) pusiera sus manos sobre el motor R1 con este fin. Quizás en el caso de los motores con menor
diámetro, podría estudiarse el rectificarlos a una medida superior o incluso fabricar nuevos cilindros y culatas…
Tenemos algunos ejemplos prácticos que ya están compitiendo en campeonatos de Superbike con ciertos límites, como los de Estados Unidos o Gran Bretaña. Se usan motores de 1.000 cc que alcanzan hasta 13.800 rpm dando unos 205 CV. Si asumimos la misma capacidad de rendimiento, los motores de 81 mm prototipo de 2012 subiendo hasta esas 16.250 vueltas que hemos calculado antes llegarían a dar unos 240 CV. Y si usamos estas
cifras de rendimiento para los posibles motores CRT, la cifra de potencia máxima hipotética para el motor derivado de una BMW sería 238 CV, de la Aprilia o Yamaha 232 CV, y la Honda o Kawasaki tendría 226 CV. Tentador ¿verdad?
Recuerda que esos motores podrán usar más gasolina (24 litros en lugar de 21) y que podrán durar menos… Pero para que esa teoría se haga realidad, necesitamos preparar estos motores de serie con piezas muy buenas. Necesitamos un cigüeñal fabricado por un especialista a partir de acero de altísima calidad fundido al vacío. Necesitamos pistones forjados por algún otro especialista, como Omega, usando materiales de primera. Además de bielas de titanio forjadas (Pankl, por ejemplo).
Y es necesario que el resto de cosas habituales en una moto de carreras un cambio de relaciones cerradas con entre 3 y 5 diferentes piñones para cada marcha, un embrague de competición antirrebote, un sistema de alimentación que incluya buena gestión del acelerador en retenciones, control de tracción, cálculo del consumo y gestión inteligente de éste en carrera… sí, los chicos de los ordenadores estarán tan ocupados como los de las piezas. Y, recuerda, todo esto debe costar menos de 20.000 euros ¿es posible?
Altísimas vueltas
Supongamos que hemos conseguido reemplazar todas las piezas críticas por otras de máxima calidad, y que hemos llevado el diámetro de los pistones lo más cerca posible del esos 81 mm (y la carrera, lógicamente, a 48,5 mm para tener una cilindrada lo más cercana a los 1.000 cc). Supongamos también que hemos rehecho la culata, montando válvulas de admisión lo bastante grandes y rediseñando los conductos como para poder mover la
cantidad de aire necesaria para las altísimas revoluciones que tenemos previsto alcanzar…
¿Ahora ya podemos competir de tú a tú con un motor prototipo de MotoGP? Posiblemente no, porque todavía hay más cosas en un motor de carreras que no tienen los motores de serie. Lo primero que habría que mirar, después de los cambios citados en el tren alternativo, serían las pérdidas en el cárter causadas por los movimientos de vaivén de los pistones, que generan grandes variaciones de presión en el interior del motor. Por lo menos un propulsor que ya estuvo en MotoGP tuvo que ser retirado precisamente porque sus creadores no consiguieron rediseñar los cárteres una vez que este problema fue identificado.
En los motores tetracilíndricos en línea de serie pueden hacerse pequeños agujeros por encima de cada uno de los tres apoyos interiores del cigüeñal, para acortar el camino del flujo de gases y para reducir las pérdidas por presión cuando los pistones bombean aire al moverse. Pero cuando las revoluciones son altas, las pérdidas debidas a la presión aumentan porque este sistema es en realidad como un amortiguador, bombeando aire a través de una válvula (los agujeritos y otros pasos que tenga el cárter). Igual que el amortiguador de una puerta evita que ésta se cierre de golpe, el cigüeñal en movimiento limita las vueltas del motor a partir de ciertos regímenes.
En F1 y MotoGP, con libertad de diseño, se toman varios tipos de medidas para evitar estas pérdidas. Cuando el afamado motor Cosworth DFV de F1 empezaba a rozar las 10.000 rpm en 1970, se le montó una gran «esponja» que reducía la presión en el interior del cárter hasta a un 40 por ciento de la atmosférica resultando en un aumento del dos por ciento de la potencia. Y al siguiente año se eliminaron los diafragmas de la mitad inferior de los apoyos del cigüeñal, también para reducir pérdidas por presión por el bombeo de aire en el cárter. Desde entonces en F1 las
revoluciones empezaron a subir hasta llegar a las 20.000… Algunos constructores, por ejemplo, han aislado cada muñequilla en su propia cámara sellada con su propia bomba de aceite, eliminando los movimientos de aire en todo el cárter.
En las motos, se sabe que algunos equipos en competiciones con motos basadas en la serie han tenido que usar (de forma más o menos clandestina) bombas eléctricas para el cárter. La nueva Ducati 1198, por ejemplo, tiene de serie una gran bomba Gerotor en el cárter. Otro fenómeno que ocurre cuando se alcanzan muy altas vueltas es la falta de engrase en las muñequillas del cigüeñal. Lo habitual en motores de serie tanto de coches como de motos es que el aceite se bombea primero en las ranuras de los apoyos del cigüeñal (su mitad superior, la mitad inferior que soporta más carga no suele tener ranura y orificio de engrase). El aceite entra desde
esa ranura en el cigüeñal a través de los agujeros que éste tiene en su apoyo para este fin, y viaja por el interior hacia las muñequillas adyacentes para engrasar la fricción entre éstas y el casquillo de cada biela.
Pero a medida que las revoluciones aumentan, buscando más potencia, pueden aparecer problemas, como por ejemplo ocurrió en la evolución del motor Honda V4 750 de las RC45 «cada vez que abríamos el motor, los casquillos tenían un aspecto malo» decía uno de los responsables de ese motor en 1997. «Era como si hubiéramos desmontado el motor en el instante justo anterior a que se gripara…». Se aumentó la presión del aceite en el circuito de engrase más de una vez, pero no fue muy útil. Al fi nal Honda abandonó ese tipo de engrase, derivado de la serie, a favor de un «suministro directo» bombeando el aceite directamente al centro del cigüeñal.
Los nuevos motores se enviaron acompañados de un manual para que no hubiera alarmas debido a la baja presión de engrase utilizada, y todo fue bien a partir de ese momento con los casquillos de biela, y este tipo de engrase directo en las puntas del cigüeñal es como se suele lubricar un motor de F1. El problema de la configuración del motor de serie es que el aceite debe entrar en los casquillos de forma radial, hacia el interior del cigüeñal, en contra de la fuerza centrífuga. Mientras el motor no gira muy deprisa y la presión es alta, bien, pero a partir de ciertas vueltas, por más presión que tenga el aceite, no consigue entrar de forma suficiente. Bombear aceite desde las puntas del cigüeñal evita esto de un plumazo, pero el motor tiene que estar diseñado para eso.
Evolución
El siguiente problema para conseguir rendimientos competitivos de un motor de serie está en el desarrollo en sí mismo muchos proyectos han fracasado porque sus preparadores imaginaron que juntando todas las piezas «buenas» conseguirían resultados, pero un motor es un sistema, no un conjunto de piezas, y si las piezas no funcionan bien juntas, el fracaso está asegurado. Otro típico problema es el de la estabilidad de los árboles de levas, y da igual que éstos estén movidos por una cadena, engranajes o correa dentada.
Los árboles de levas de los motores de serie están hechos para ser estables a los regímenes de giro normales… ¿significa eso que podrán girar mucho más deprisa sin problemas? Las fuerzas necesarias para mover las válvulas aumentan con el cuadrado de la velocidad (rpm en este caso), y el propio cigüeñal puede presentar nuevas frecuencias de vibración a medida que las revoluciones aumentan ¿podrá la cadena o engranaje que mueve el árbol de levas «mediar» bien entre los dos a estos regímenes?
Por otra parte muchas veces ocurre que el perfi l óptimo para las levas (con el que se consigue más potencia) es tan radical que rompe los muelles de las válvulas (apertura muy brusca). Otro tema con el que habrá que lidiar en el desarrollo… Las ideas brillantes son admirables, pero el dinero para convertirlas en realidad (una realidad fiable) es otra cuestión. Los fabricantes que han desarrollado los actuales prototipos de MotoGP no tienen problema para encargar varias sesiones de banco de potencia solo para hacer pruebas de este tipo, buscando cuánto aguanta su motor.
Pero quienes tengan menos recursos no pueden hacer tantas pruebas. Pero seamos optimistas las CRT tendrán un 14 por ciento más de gasolina, y eso ahorrará a sus equipos el coste de desarrollar sofi sticados sistemas de inyección. Además sus motores pueden durar sólo dos carreras (los prototipos oficiales, tres). Todo esto está muy bien pero el auténtico problema para los equipos CRT será encontrar un equilibrio entre las prestaciones deseadas y el coste de mejorarlas.
Pasado y futuro
Este tema de la «duración» de los motores como un conjunto refleja una nueva realidad de las carreras que en los boxes de hoy en día solo se cambian motores, no se reparan o retocan. Los pilotos del pasado, como el propio Jarno Saarinen, eran buenos preparadores y se hacían sus propios propulsores. Cuando un cigüeñal llegaba al final de su vida, por ejemplo, Saarinen y compañía lo desmontaban del chasis y lo cambiaban ellos mismos. El sentido común sugiere, de todas formas, prescindir de las «aventuras» y aprovechar un motor que ya se haya mostrado fiable en alguna otra competición.
Un equipo de CRT con pocos recursos podrá usar, por ejemplo, motores de unos 200 CV procedentes de superbikes básicas. Si el equipo tiene algo más de dinero, puede dar el siguiente paso y usar motores de mayor nivel, del Mundial de Superbike, con «kit» de piezas que permiten alcanzar unos 225 CV. Ninguno de ellos podría competir directamente con los prototipos ofi ciales, pero sí permiten estar en la parrilla sin arruinarse en el desarrollo.
Pero… ¿Y si estas nuevas motos con motor derivado de la serie no son solo el reemplazo de las actuales motos satélite? ¿Y si, en realidad, están destinadas a ser el futuro de MotoGP? ¿De dónde saldrían entonces sus motores? Hay varias posibilidades... La primera que los motores vengan de fabricantes especializados. Así es como funcionan muchas competiciones de coches, los motores son «cajas negras» que se montan (y desmontan) en el chasis apropiado, que nunca recibe mantenimiento, solo se reemplazan. Un poco como enMoto2 también, por ejemplo.
La segunda que cada equipo se haga o desarrolle su propio motor. Esta es complicada porque, precisamente, lo malo de los prototipos en MotoGP es que el desarrollo de los motores es carísimo. Un equipo que no puede pagar el alquiler de un prototipo tampoco podrá pagar el desarrollo de un motor.
La tercera usar una fuente ya existente para motores de carreras. Los fabricantes tienen «kits» para sus motores en el Mundial de Superbike, por ejemplo, que están muy probados y son fi ables. O esos mismos fabricantes pueden hacer nuevos y más desarrollados «kit» dedicados para MotoGP que incluyeran cigüeñales, bielas o pistones.
La cuarta posibilidad aprovechar el trabajo de los fabricantes en el desarrollo de sus motores para categorías menos avanzadas, como el campeonato de Superbike americano o el BSB. Y añadir un limitador de revoluciones, por ejemplo a 13.800rpm, para mejorar la fi abilidad y evitar otros desarrollos que disparen costos.
Limitar las rpm
La tecnología de los motores de cuatro tiempos de gasolina sin sobrealimentación es algo muy desarrollado y conocido, y la forma más práctica de ganar potencia es conseguir que el motor gire más rápido. Esto, que es fascinante desde el punto de vista técnico, está fuera de lugar en un mundo preocupado por las emisiones de carbono y con los precios de combustibles cada vez más altos. Los esfuerzos en las piezas móviles aumentan
con el cuadrado de las revoluciones, y con éstas aumenta el porcentaje de pérdidas por fricción dentro del motor.
Los técnicos buscan trabajar con unas pérdidas en torno al 15 por ciento, pero con motores que giran tan altos de vueltas éstas llegan al 30 por ciento. ¿Podemos imaginar que un día tendremos motos de serie de 1.000 cc que suban hasta 20.000 vueltas? En realidad es posible que ni siquiera tengamos motos de 1.000 cc… porque los fabricantes tienen que dedicarse a hacer motos más lógicas o de baja cilindrada para mercados
en desarrollo.
Los afi cionados a las carreras recordarán cuando las 250 superaron a las 500 en el Mundial, porque en 250 es donde estaban las motos más exóticas y avanzadas. Podría decirse, viendo las parrillas de MotoGP en 2011, que a algo «exótico y avanzado» sí se ha llegado… tan lejos como uno pueda imaginar. Y eso sugiere que es hora de cambiar, de que los motores sean «cajas negras», fabricados con costes razonables y con un nivel tecnológico razonable, sin más.
A otro nivel, los países ya han tomado decisiones similares los lanzadores de satélites rusos están utilizando propulsores desarrollados hace décadas, pero que siguen en uso gracias a su probada fi abilidad. El propulsor americano RL-10 existe desde fi nales de los años 50 y se valora hoy mucho por su fi abilidad y coste moderado de uso. Estos «motores» son «cajas negras» en el negocio del lanzamiento y puesta en órbita de satélites, que ya no puede operar con tecnología de punta permanentemente optimizada, ni lo necesita.
Mi cerebro, en parte, se resiste, porque yo fabriqué motos de carreras desde fi nales de los años 60 hasta principios de los ochenta, y me lo pasé muy bien en su evolución, buscando potencia con una lima y un soplete, y viendo el efecto en el cronómetro. Esa parte de mí sueña con válvulas de titanio o pinzas de freno de berilio… Pero, como el negocio del lanzamiento de satélites, las carreras tienen que vender algo y, pese a mis deseos, lo que venderán no será tecnología exótica sino tecnología práctica.
Mi cabeza me sigue insistiendo «Los hombres de negocios saben que la apariencia de las cosas es más barata que la realidad se dedican a recortar costes. Cuando los negocios se hayan adueñado totalmente de las
carreras, los detalles técnicos fascinantes de la competición se evaporarán defi nitivamente, dejando solo carenados de colores brillantes y monos de cuero de diseño». Puedo esperar que, al fi nal, se alcanzará un compromiso. En cualquier caso, incluso con motores básicamente iguales… ¿no será el equipo con los mejores técnicos y el mejor piloto quien gane?[/ib178hz6n]
http://www.motociclismo.es/deporte/moto ... p-2012-crt
