Acabo de encontrar esto por internet y me sonaba haber leído por aquí algo sobre el despiece de un monoplaza asi que.... os lo cuelgo ( lo copio tal cual está en la página porque la persona que lo encontró dice la fuente de dicha información , etc :jiji )Es un poco largo, pero creo que merece la pena :quesi

AQUI VA....

Os adjunto el despiece de un monoplaza (es un F1 de hace unos cuantos años) que he sacado del libro "Preparación de motores de serie para competición" de Stefano Gilleri (Ed.CEAC). Pese al tiempo transcurrido resulta curioso observar que la "base" del diseño es la misma, y es la utilizada en todos los monoplazas de competición que ruedan por el mundo

ESTRUCTURA

Está claro que lo primero que necesitamos es una estructura que soporte todos los elementos que constituyen el coche, incluido el piloto. En los F1 la estructura es un simple monocasco de fibra de carbono (el 1 de la figura) que soporta todos los elementos del coche. Está realizado en fibra por dos motivos fundamentales:
la ligereza de este material (no es extraño conseguir densidades menores a la mitad del aluminio)
y su elevadísima resistencia: propiedad que se consigue "a la carta". Es decir, una de las (maravillosas) propiedades de los composites es que de ellos se pueden conseguir unas propiedades mecánicas excelentes justo donde las necesitamos: ¿Necesitas una resistencia elevadísima a la flexión? Pues diseñas tu fibra con unas determinadas características y lo tienes solucionado, eso si a costa de una menor resistencia o propiedad frente otras solicitaciones. Un ejemplo: existen fibras de carbono con una resistencia a la flexión más de 3 veces superior a la del acero (y pesando 3 veces menos) pero cuya resistencia a la tracción es la mitad de la de un acero. Pero eso no es un problema si tienes los esfuerzos a los que va a estar sometido, como es el caso de un chasis, perfectamente acotados.

El monocasco de un F1 actual viene a pesar unos 35kg y como sabéis y podéis apreciar en la figura a él van directamente anclados el alerón delantero (capaz de proporcionar entorno a 700kg de downforce, elemento 34), las suspensiones delanteras (que transmiten al chasis esfuerzos máximos de más de 700kg cada una), así como dirección e incluye el cockpit para el piloto.

Mención aparte merece el motor. Como podéis apreciar al monocasco también va anclado el motor (0), que a su vez soporta todo el eje trasero: caja de cambios (11), alerón trasero (36) y el conjunto de las suspensiones traseras. A esto se le denomina tener un motor autoportante, ya que el motor además de cumplir su función forma parte integrante y activa del chasis (de la estructura). Por el motor pasan todas las cargas que generan el alerón trasero y las suspensiones correspondientes, que son de una magnitud equivalente a las del eje delantero.

Desde luego una estructura como ésta tiene una enorme ventaja: el bajísimo peso del conjunto ya que nos ahorramos el peso que supondría la parte trasera del chasis. Pero tiene una notable desventaja: el bloque motor y carcasa de la caja de cambios debe tener una rigidez excepcional para poder soportar esos enormes esfuerzos sin deformaciones notables (que provocarían su rotura). La verdad es que esto último parece que no da excesivos quebraderos de cabeza a los diseñadores: estamos viendo como año tras año los motores y cajas de cambio son más y más compactas y ligeras cumpliendo su cometido perfectamente.

Señalar también para acabar con la estructura, la presencia del arco antivuelco incorporado (4) que debe ser capaz de proteger al piloto en caso de vuelco, los espejos retrovisores (5), la antena de la telemetría (6), el extintor (39) generalmente colocado debajo de las rodillas del piloto, el pedalier (37) que en la actualidad sólo tiene 2 pedales porque el embrague va situado en una leva detrás del volante, los canalizadores de aire (15) o pontones laterales encargados de encauzar aire hacia los radiadores de agua (16) de refrigeración del motor, una botella de oxígeno (40) para el piloto en caso de incendio, el volante (2 que en la actualidad realiza las funciones de cuadro de mandos y que incluye todos los mandos desde los que el piloto puede modificar el reparto de frenado, el dosado que llega al motor, el limitador de velocidad, etc... Otro elemento fundamental es el arnés (3. Justo detrás de la espalda del piloto, en la trasera del monocasco y antes del motor, va situado el depósito de gasolina (2). Es de kevlar, indeformable y tiene (en la actualidad) una capacidad de entorno a 100-120 litros. Esa situación (centrado) permite mantener el comportamiento del coche "razonablemente invariable" (o variable) a medida que el tanque se descarga.

SUSPENSIONES

Cualquier F1 sin suspensiones rodando a 300km/h por el más liso de los asfaltos de los circuitos actuales, estaría sometido a frecuencias de vibración superiores a los 50Hz. Esto significa que el coche (y el piloto que va dentro, claro) estaría sometido 50 veces por segundo a un "sube-y-baja". Y comerse un piano del circuito a 180km/h, sometería a vehículo y ocupante a aceleraciones verticales de cerca de 200G's. Bien: pues esas frecuencias de oscilación, además de fatigar absolutamente todos los elementos mecánicos, son inapropiadas para el cuerpo humano: sólo comentaros que a valores mucho menores los globos oculares entran en resonancia (que es algo ciertamente desagradable). Y bajo una aceleración de 200G's un humano encuentra la muerte seguro, y un simple extintor de 5kg pasa a pesar 1000kg: imaginad los anclajes que se necesitarían para que no saliese disparado. Queda clara entonces la necesidad de aislar el coche de esas terribles vibraciones y aceleraciones: y el mejor método que existe es interponer entre la excitación (lo que provoca las vibraciones) y el excitado (lo que queremos aislar) un muelle, y permitir que este trabaje (es decir que se extienda y comprima). Una vez colocado el muelle, y con el fin de controlar sus oscilaciones, se instala un amortiguador (los conjuntos 21 y 25). Desde luego existe un amplísimo intervalo de valores de rigidez para el muelle que realizan perfectamente su cometido de mantener las frecuencias acotadas (un ejemplo: 6Hz es lo que puede soportar un hombre durante 2h, una carrera de F1) y para cada muelle existen un montón de valores de amortiguación posible: y esto es lo que permite (entre otras cosas, claro) al ingeniero y piloto decidir que valores utilizar para conseguir una dinámica adecuada para el vehículo: es decir, un setup.

Una vez justificada la necesidad de la existencia de movimiento relativo entre el suelo y el coche (en parte absorbido por los neumáticos y en parte por las suspensiones) es donde entra en juego el diseño de las suspensiones, cuyos elementos son:

Manguetas delantera (23) y trasera (13). Son los que cierran el mecanismo de suspensión por el lado de las ruedas y son soporte de las ruedas (observad que son monotuerca, no como los de calle que suelen llevar 4 o 5), de los discos de freno que ya sabéis son de carbono (29) y de las pinzas (30). Generalmente son de titanio, y no de fibra de carbono ¿la razón? los ya comentados terribles impactos a las que están sometidas: como ya sabéis las fibras son por lo general especialmente sensibles a los impactos (observad como se "desintegran" los coches en los accidentes) y por ello los brazos de suspensión no son de fibra (o en todo caso de fibras diferentes al resto de circuitos) en circuitos como Mónaco (donde se comen bordillos, pianos y baches continuamente).

Brazos de suspensión delanteros (20, el 27 es el brazo de dirección) y traseros (24 y 26). Su misión está clara: ya que es imprescindible permitir el movimiento relativo entre el chasis y el suelo, por lo menos vamos a tratar que ese movimiento sea lo menos prejudicial posible: es decir, se trata de conseguir que esos brazos impongan un determinado movimiento (a medida que el muelle trabaja) de manera que las ruedas siempre toquen el suelo en la mejor posición posible. En este sentido y realizando una notable simplificación, válida para los F1, podemos decir que el triángulo que forman los brazos inferiores se encargan de controlar las variaciones de vía, y los superiores las variaciones de caída. El control del paralelismo (convergencia y/o divergencia) se realiza en el eje delantero mediante la barra de dirección (27) y con un "brazo de convergencia (26)" y con el palier (o semieje de trasmisión, 14) en el trasero.

Se tiende a desplazar el conjunto muelle-amortiguador al interior del chasis: son las suspensiones on-board. Estos esquemas tienen varias ventajas fundamentales:
La primera, reducen la masa no suspendida (la que forman neumáticos, llantas, discos de frenos, etc.. es decir las que no descansan "encima" del resorte) lo que a las frecuencias de uso habituales aporta una notable ventaja.

La segunda, al carenar dentro del chasis parte de la suspensión se obtiene una notable ventaja aerodinámica.

Además para vincular el movimiento de la rueda (y suspensión) al conjunto resorte-amortiguador es necesario el uso de tirantes (22 y sin numerar en el eje trasero) que son los encargados de transmitir los desplazamientos de las ruedas (generalmente a través de unos mecanismos intermedios) al muelle. Son las conocidas suspensiones push (cuando el tirante trabaja empujando el muelle o mecanismo intermedio) y pullrod (cuando tira del muelle). Esto tiene enormes ventajas para el diseño y puesta a punto.

SISTEMA DE PROPULSIÓN

Englobamos aquí la generación de potencia y su trasmisión hasta el suelo: convirtiendo la energía en empuje. La secuencia empezaría cuando la bomba de gasolina (42), que suele incorporar el filtro necesario y que suele ir situada al lado del deposito, "recoge" del depósito la gasolina y alimenta los inyectores. Como sabéis todos los sistemas de inyección actuales llevan un excelente control electrónico centralizado en la ECU (Electronic Control Unit) que engloba: el control de encendido, la centralita de la inyección y el SAD. En el de la figura el SAD no aparece, y los otros dos elementos son los indicados con 17 y 18. La alimentación necesaria para estos y otros sistemas electrónicos lo aporta la batería (19). En el motor se produce la transformación de energía química del combustible en energía mecánica.

Añadir sólo un par de cosas más: la primera que el motor del esquema es un V8 y los actuales son V10. Y la segunda hace referencia al sistema de escape: fijaos como en la parte final del sistema (10) confluyen en 1 los cuatro conductos de escape correspondientes a una fila de cilindros: esta configuración es la preferida para poder alcanzar regímenes elevados. Otra cosa que se puede comentar al respecto del motor es su sistema de lubricación por carter seco: esto consiste en que el aceite no se almacena en un carter (bandeja) como en los coches típicos de calle (excepción: algunos Porsche y Ferrari), sino que el aceite se lleva directamente a unos depósitos (externos al motor generalmente, 43) donde se refrigera y desde donde se recircula/bombea de nuevo al motor para realizar su función lubricante y refrigerante. Esto añade complejidad pero aumenta la fiabilidad, y sobre todo reduce notablemente la altura del motor.

Una vez conseguida la energía mecánica en el cigüeñal tenemos que llevarla hasta las ruedas. Lo primero es tener un mecanismo para desacoplar la acción del motor de las ruedas cuando sea necesario: es el mecanismo de embrague, que va interpuesto entre la salida del motor (0) y la caja de cambios (11). El disco de embrague es de un material composite cerametálico, preparado para poder trabajar con las altísimas temperaturas a las que la brutal entrega de potencia del motor lo somete (hasta 1900ºC en la salida). El conjunto total de embrague pesa menos de 1.5kg.

El siguiente elemento es la caja de cambios (11) cuya carcasa suele estar realizada en aleaciones de aluminio altamente enriquecidas en magnesio aunque también se usan algunas de fibra de carbono y de titanio. De titanio suelen ser (siempre hablamos de F1, claro) todo el piñonaje interno, que por cierto es de dientes rectos, y no helicoidales como los de calle. En el interior de la caja de cambios se encuentra también el mecanismo diferencial.

Una vez "adaptada" la energía mecánica del motor a las necesidades (Ladrillo Nº5) a través de la caja, se pasa la potencia a las ruedas traseras a través de los semiejes (14).

SISTEMA DE FRENADO

Cuando el piloto pisa el pedal del freno, actúa sobre un circuito hidráulico (integrado en el morro del coche para equilibrar peso).

Empezando por actuar sobre un par de bombas hidráulicas (31) que generan la presión hidráulica que pasa a través de los latiguillos (conductos 7, en la figura recogidos) hasta las pinzas de freno (23), donde las pastillas "aprietan" el disco (29).

¿Por qué dos bombas de freno para un sólo pedal? Por lo general una bomba es para el eje trasero y otra para el delantero, de manera que según la posición relativa del pedal respecto a esas dos bombas se puede variar el reparto de freno entre los ejes delanteros y traseros, dejando el ajuste fino para un repartidor convencional.

Si os fijáis podéis observar unos conductos en las manguetas encargados de llevar acercar aire a los frenos para su refrigeración.

ALERONES

Una de las principales (si no la principal) razón de las impresionantes capacidades prestacionales de un F1 es su excelente capacidad para generar downforce (o carga aerodinámica). Valga de ejemplo el siguiente dato (aproximado): a unos 270km/h tanto el alerón delantero (34, realizado en fibra de carbono), como el trasero (36 también de fibra), como el fondo plano-divergente del coche aportan cada uno unos 600kg de carga aerodinámica. Esto es: a 270km/h un F1 pesa unos 2400kg, cuando en realidad su masa es de 600kg. Esto, junto con las excepcionales capacidades de los neumáticos bajo esas cargas permiten al coche alcanzar en equilibrio aceleraciones de 4G's.

Los alerones son de fibra por las propiedades ya comentadas de estos materiales: excepcional rigidez y poco peso. La rigidez es necesaria (y desde hace un tiempo obligatoria). Para los que conocéis la F1 de hace unos años, recordareis unos cables de acero aguantando los extremos de los alerones delanteros para evitar su excesiva flexión. La película sería la siguiente: para que un alerón funcione su perfil debe ser "perfecto" con respecto al calculado bajo cualquier carga (y como veis las cargas que genera un alerón no son, ni mucho menos, una broma): luego es "imprescindible" (ahora os cuento porqué va entrecomillado) que bajo sus propias cargas un alerón no se deforme: es decir, que sea rígido. Esto hasta que a alguien se le ocurrió que podía diseñar y construir un alerón que bajo cargas muy altas (a velocidad máxima) se deformase de manera "programada" para reducir la resistencia al avance sin sacrificar apoyo aerodinámico a velocidades menores (con menos carga generada se "des-deforma" para volver a su configuración inicial) para pasar por las curvas. Hasta que a la FIA se le ocurrió prohibirlo: por eso ahora la rigidez es obligatoria.

Por último señalar la presencia de placas laterales (35) encargadas de canalizar el aire por debajo del alerón (evitando su fuga) de manera que se aumenta la depresión debajo del alerón: es decir la carga aerodinámica. A esto se le llama alerones Nolder, y son universalmente utilizados.

NEUMÁTICOS

Ahora por reglamento es obligatorio que el coche tenga cuatro ruedas (luego, por ahora, no volveremos a ver cosas como el famoso Tyrrell). Se entiende por neumático el conjunto que forman la goma propiamente dicha (33), la llanta (32) y el gas usado para inflar y necesario para aportar la necesaria rigidez al conjunto.

Sobre la goma comentaros que está realizada con compuestos especialmente blandos y adherentes a temperaturas de unos 100ºC. No son raros valores de coeficiente de adherencia superiores a 2.0 con cargas de 200kg encima de la rueda, que siguen por encima de valores de 1.0 con cargas de 600kg por rueda. Pero para ello es fundamental mantenerlas a esos (aproximadamente, depende de la goma, claro) 100ºC.

Las llantas son de aleaciones de aluminio con alta cantidad de magnesio (Tecnomagnesio) y son especialmente ligeras (fundamental para el control de frecuencia de las ruedas, adherencia, a excitaciones de valor medio) y resistentes. Su diseño debe favorecer una buena refrigeración a los frenos: se trata de evacuar la adecuada cantidad de calor (que suele ser mucha, porque no es difícil verlos a cerca de 2000ºC) de estos elementos. Esto también se ve favorecido por la alta conductividad térmica de las aleaciones usadas para la construcción de la llanta.

Os habréis fijado que hablo de gas de inflado y no de aire. La razón es simple: en F1 (como en el resto de competiciones de alto presupuesto y tecnología) es usual el uso de gas nitrógeno para este fin. Las razón sus propiedades inmiscibles (es decir el nitrógeno siempre será puro, mientras que si usamos aire lo normal es que lleve una cierta cantidad de agua: humedad ambiental, lo que lo hace todavía más sensible a los cambios de temperatura). Hablando de presiones: son usuales valores de 0.9 a 1.2 bar.


A mi me ha parecido muy interesante pero hay términos técnicos que desconozco asi que, ya haré una lista de ellos y los pondré pa ver si entre los forer@s puedo aclarar esas dudillas :quesi