TÉCNICA

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RENAULT Y LOS GRADOS
por: Julián Afonso Luis
Hasta el año pasado la empresa francesa defendía acaloradamente las virtudes de un motor con una apertura de cilindros muy abierta. Ahora sorprenden al tomar, junto con Minardi, una solución totalmente opuesta, el fraccionamiento a 72º. ¿Qué hay detrás?

Para comprender el presente hay que conocer el pasado y el de Renault es muy interesante. Cuando los franceses debutaron en el circo en 1977 con un equipo propio y construyendo todo, incluyendo el motor, tal proyecto resultaba tremendamente ambicioso. Entonces solo Ferrari seguía tal esquema y la F1 se había decantado hacia la receta propuesta por los constructores garajistas en los ´60; monocascos de aluminio en torno al fiel Cosworth V8. Si hacer “todo en casa” no era suficientemente ambicioso, más para un equipo que debutaba en la máxima categoría, Renault añadió nuevos retos; los primeros neumáticos radiales cortesía de sus paisanos de Michelin que también debutaban en el circo y un motor inédito en F1, un V6 de 1500cc con turbo.

Muchos opinan que el desafío fue demasiado ambicioso y seguramente Renault habría conseguido un cetro de haber elegido una receta más tradicional, pero Renault históricamente siempre ha sido un gran innovador y como para la industria del automóvil las pistas son el terreno de prueba ideal para nuevos desarrollos, usar la categoría máxima solo podía traer beneficios desde ese punto de vista además de un tremendo impulso de imagen al cuantificar éxitos deportivos. Obviamente, de perder, el retorno de imagen hubiera sido negativo pero nadie asume un reto de esta magnitud pensando en el fracaso.

Abandonando las razones “espirituales” y retomando el aspecto técnico, recordemos que el Cosworth V8 usaba cilindros a 90º y que Ferrari prefería cilindros opuestos a 180º o boxer en sus V12. Renault propuso un V6, cosa que hasta entonces nadie había hecho en el circo, a 60º. Una V estrecha posibilitaba ensanchar el área de los pontones, aspecto clave en la hechura de chasis en esos días habida cuenta de la teoría de efecto suelo inaugurada por el Lotus 77. ¡Ya el circo estaba creando motores en función del auto que los usaría! Poco después la experiencia llevó a abrir un poco la V para evitar las grandes concentraciones de calor que generaba el turbo y desde 1979 la solución bi-turbo fue el camino a seguir. El resto de los motoristas, tan pronto como los franceses comenzaron a acumular triunfos comprendió porqué su piloto, el parisino Jean Pierre Jabouille, pregonaba que eso “era el futuro”.

Desde los años ´60 el reglamento sobre motores en F1 limitaba la cilindrada a 3000cc para los atmosféricos y a 1500cc para los supercargados, pero hasta que Renault llegó nadie había encontrado cómo superar esa diferencia. Con su motor original Renault superó la cota de los 420HP a 10000RPM que ofrecían los mejores Cosworth y la de 520HP que entregaban los V12 Ferrari. La potencia, extraoficialmente, era de 540HP a 12000RPM si bien el motor era muy frágil y sensible a las altas temperaturas del turbo, cuyo funcionamiento también hizo variar los criterios de concepción del chasis ya que al consumir más, requería tanques más grandes (no habían repostes en esa época) y los autos iban mucho más pesados al iniciar las carreras. El peso extra influía sobre los frenos y el motor; con los intercambiadores, pesaba más que un Cosworth estándar amén de exigir más espacio. Renault fue progresando velozmente y que no haya logrado ningún cetro no se debe a deficiencias de su técnica o del equipo; los galos lucharon ambas coronas en 1981, 1982 y 1983, siempre perdiendo por muy poco. En 1984 comenzaron un declive al no poder reducir el consumo y el peso de sus motores tan rápido como, por ejemplo, Porsche en sus TAG y en 1985 decidieron retirar el equipo oficial, respetando los contratos de suministro para Lotus y Ligier vigentes hasta 1986. Ese año Lotus, con motores biturbo Renault y Ayrton Senna, luchó por el cetro de pilotos hasta faltar tres carreras para culminar la temporada.

Cuando Renault se retiró, informó que no sería definitivo y preparó su siguiente etapa; ahora solo suministrando motores para asegurar una veloz progresión manteniendo el criterio de la innovación. Así, la gran novedad 1989 fue el fraccionamiento V10, inédito en la historia del automóvil y desde ese momento un argumento técnico fijo en F1. A mayor cantidad de cilindros, mayor elasticidad entre otras cosas, pero igualmente mayor complejidad técnica. Así, considerando al V12 como lo máximo y al V8 como lo mínimo en materia de motores aspirados ¿porqué no un punto intermedio? La respuesta fue un motor más elástico que el V8 y capaz de alcanzar mayor régimen de RPM, pero no tan complejo como el V12 y casi tan equilibrado como este. El ángulo inicialmente elegido fue a 67º y ya en la época del turbo Renault se enfrentó al problema de la rotura de los resortes de válvulas a medida que pretendía ganar RPM. La solución fue igualmente ingeniosa, un sistema de mando hidráulico para las válvulas con hidrógeno a presión en reemplazo de los muelles y balancines. De pronto el régimen de RPM subió a más de 13000 y lo seguiría haciendo cuando Renault adoptó un ángulo de 72º y luego uno a 90º. Los resultados... ahí está el palmarés de Williams Renault entre 1991 y 1997.

Ese año Renault se retiró del circo pero igualmente no era un adiós definitivo y luego de delegar la evolución de sus V10 a 72º y a 90º a dos empresas privadas (Mecachrome, un proveedor y Supertec, una empresa creada por Flavio Briatore con apoyo de los franceses) encontraron la forma de volver al proyecto original, un equipo todo francés que tuviera en cuenta la importancia de una base en Inglaterra, el Silicon Valley del circo y su cuna histórica. Ya Renault había suministrado motores a Benetton. Luego de una serie de sucesos, la familia rehusó ceder el equipo a Briatore para venderlo a Renault que, al comprarlo, delegó los poderes al italiano quien, sin poner un centavo, asumió la jefatura del team. En fin, esa parte del asunto es historia y como nos ocupa la técnica, digamos que Renault volvió a proponer una receta inédita; un V10 a 111º que permitiera acercar más al piso el centro de gravedad permitiendo configurar un chasis más estable y disminuir el tamaño del capó motor, beneficiando la calidad del flujo de aire que alimenta al alerón trasero. El problema era que tal propuesta enfrentaba un complejo problema de diseño estructural.

EL DILEMA DEL CIRCULO

Un círculo mide 360º y si evaluamos un motor en términos de equilibrio, no se puede elegir un ángulo de bancada a la ligera. Ferrari, en sus V12, eligió un fraccionamiento de cilindros opuestos. Ello hace que el motor funcione con mucha suavidad y sea muy bajo, pero resulta muy ancho. Para mantener el equilibrio básico conceptual, cualquier fraccionamiento debe tener un ángulo derivado del 360º. Así, 90º es “un cuarto” de círculo. 67º, el ángulo de los primeros V10 Renault, es la mitad de “un cuarto” de círculo más la octava parte de este (270/4) 72º es el resultado de dividir 360º en cinco partes y así sucesivamente. En otras palabras, para que el equilibrio natural de un motor se conserve, su ángulo de bancada debe ser el resultado de dividir 360º o un número derivado, entre uno exacto y obtener otro igualmente exacto. Y 111º no lo es. ¿El resultado? Una duración desigual de los cuatro ciclos del motor que se traduce en vibraciones que aumentan a medida que el cigüeñal gira con mayor rapidez.

¿Porqué esa solución? Por tratar de obtener lo mejor de dos mundos; cuanto más plano sea el motor, más fácil es acercar el centro de gravedad al piso, pero hacerlo totalmente plano le hace más ancho y eso perjudica la aerodinámica inferior del chasis. Se puede beneficiar esta haciendo más estrecho el motor, pero entonces el motor resulta muy alto y además existe un problema adicional que es la concentración del calor por no decir nada acerca de la carencia de espacio para situar ciertos accesorios, los piñones de los árboles de levas y similares. En ese sentido, la solución a 72º es bastante razonable pero a medida que se fue descubriendo cuanto ayudaba acercar al piso el centro de gravedad y a medida que la tecnología posibilitó hacer motores más compactos (paredes de bloque más delgadas gracias a los avances en siderurgia y manejo de aleaciones) esto se hizo más plausible. Así, una solución a 90º resultaba ideal y hoy ocho de los diez equipos del circo la usan. Lógicamente un ángulo intermedio entre 90º y 180º sería ventajoso, el de 111º ofrecía un motor 1cm más bajo que los estándar de 90º y 2cm más bajo que los de 72º. El ángulo no fue elegido al azar y tomó en cuenta varios cálculos de ingeniería a sabiendas de que estructuralmente carecía de equilibrado natural.

¿Así Renault cometía un grave error elemental? No. En ingeniería de motores siempre los números pares son mejores que los impares así que jamás veremos cosas como un motor V15 y en nuestros carros de hoy los cilindros siempre aumentan en pares; cuatro, seis, ocho, doce... Ciertamente hay motores de cinco cilindros, una solución impuesta por Mercedes en sus diesel y luego por Audi en motores de gasolina, que ha venido difundiéndose al punto que el nuevo camión pequeño GM usa un motor como el de las TrailBlazer pero con un cilindro menos. El desequilibrio natural se corrigió mediante un cigüeñal con contrapesos especialmente estudiados y bielas específicas para cada cilindro amén de árboles contrarrotantes y cosas similares que absorban la vibración natural. En principio la solución funcionaba hasta determinado número de RPM y por ello se usó en motores diesel pero la tecnología determinó nuevas soluciones con el tiempo y así también los cinco cilindros han llegado a los motores de gasolina. ¿Porqué se usan? Porque en un auto con tracción delantera, un seis en línea obliga a que el capó sea muy largo, pero para determinados nichos de mercado, es necesario ofrecer más que cuatro cilindros. Y aunque cinco cilindros es una solución naturalmente desequilibrada, diez es un número par que a su vez es múltiplo de cinco así que dos filas de cinco cilindros, para configurar un V10, ofrece un motor con equilibrio natural. Y bajo este parámetro puede hacerse un motor de quince cilindros con tres bancadas en Y, excepto que nadie ha osado ir tan lejos.

Volviendo a los 111º, una serie de cálculos de ingeniería sugirió que el equilibrio natural podría hallarse mediante un concienzudo estudio de cigüeñales, levas, bielas y todo eso que involucra la arquitectura interna del motor. Y hubo progresos, pero siempre existió un círculo vicioso; al intentar ganar RPM para subir la potencia, era necesario recalcular la arquitectura interna del motor pretendiendo, además, que este fuera confiable. De lo contrario, las vibraciones volvían a aparecer. Aun así la última versión del V10 a 111º, el RS23, fue muy lograda y en solo tres años se pudo pasar de unos anémicos 700HP (algunos alegan que en ciertos momentos de 2001 fueron menos aun para evitar que los motores explotaran) hasta los 850HP que este motor habría llegado a rendir en determinadas carreras el año pasado. Toda una hazaña, pero en F1 a veces los milagros no bastan y cuando Ferrari y BMW, con técnicas menos pintorescas, lograban potencias bien sobre los 900HP a regímenes notablemente por encima de 19000RPM era obvio que para estrechar la brecha con rapidez (y en F1 esto es clave) había que discurrir nuevas soluciones o redoblar esfuerzos. Y entre una y otra cosa obviamente el sentido práctico se impone.

Al renunciar al 111º se pierde la ventaja de acercar el centro de gravedad al piso y usando 90º tal handicap sería de un solo centímetro que ya es “un mundo” en esa área tan crítica del diseño de un F1. Ahora bien, al usar un fraccionamiento más estrecho todavía, a 72º, Renault toma la vía totalmente opuesta y aleja el centro de gravedad en 2cm del piso. Al menos en teoría. En realidad los valores no son tan diferentes a los de años pasados porque se ha trabajado en reconfigurar el tren posterior del nuevo R24 y ha habido avances sustanciales en cuanto a miniaturización de la suspensión trasera, en la configuración de la caja de cambios y en la de la transmisión así que se ha podido compensar algo y se ha podido instalar ese V10 a 72º en una posición más baja de lo que hubiera sido posible hacerlo hace tan solo tres o cuatro años; tenga por seguro que el V10 Renault está instalado algo más bajo que el V10 de Minardi. Basta ojear la configuración del Renault en la zona de las ruedas traseras y al terminar los pontones, comparada con la del monoplaza italiano.

Pero aun así ¿no hubiera sido mejor usar 90º? En ambos casos, 72º y 90º, Renault contaba con bases excelentes. En el primero, el motor RS9 con el cual Damon Hill fue Campeón del Mundo y, en el segundo, con el RS9bis que coronó a Jacques Villeneuve. Ambos motores fueron evolucionados por empresas privadas luego que Renault abandonó el circo; el RS9bis le fue confiado a un proveedor que ha trabajado con Renault por largo tiempo, Mecachrome; el RS9 fue objeto de una curiosa negociación y Briatore lo hizo evolucionar en una empresa propia bajo supervisión y asesoría francesa, Supertec. Visto que los Mecachrome a 90º fueron desarrollados hasta 1998 y los Supertec hasta 2000, estos estaban más al día. De hecho, Renault usó sus Supertec en otras categorías y todavía el año pasado se encargaba de evolucionar y repararlos a fin de mantener activo a su personal en formación y a su dotación de maquinaria, mientras los Mecachrome no tanto. Así, ante la inminencia de una nueva solución, recurrir al motor a 72º era más práctico en términos industriales y de logística que usar el de 90º aunque técnicamente fuera más aconsejable. Eso, obviamente, hasta cierto punto pues otro gran defensor de las bancadas cerradas fue Adrián Newey (recordemos cuanto tardó Ilmor Engineering en suministrar un V10 a 90º a McLaren) y lo que dice es una gran verdad que podemos resumir en que aunque hoy se mitifica el acercar el centro de gravedad al piso reduciendo la altura del motor mediante una V más abierta, existen otras formas de hacerlo y Renault lo ha hecho, tomando el camino que le permita mantenerse competitivo a corto plazo en vez de crear un nuevo propulsor totalmente inédito que tardará dos años en estar a punto. Y ello es muy lógico.

De todos modos es interesante saber que Renault ha iniciado el desarrollo de ese hipotético nuevo motor. Será un V10 a 90º y posiblemente pueda ser usado ya el próximo año aunque en principio sea más razonable esperarlo para 2006 e incluso algo más adelante, cuando el nuevo pacto de la Concordia defina las futuras pautas en la hechura de motores y disipe las dudas en cuanto a una posible reducción de cilindrada a 2.4lts a partir de 2007. Hace años, ante un panorama dudoso en términos de motores, Ferrari y Toyota no quisieron esperar y desarrollaron sendos V12 que no pudieron usar por no estar acordes con el reglamento. Por ello Renault ha preferido aguardar una definición reglamentaria y entre tanto recurrir a sus estanterías, sumamente bien dotadas como ya vimos.

Y si a partir de 2007 se reducirá la cilindrada a 2400cc, habrá que prepararse pues siendo los motores más compactos, se podrá jugar como nunca con la disposición de la V con menos riesgo de perjudicar la aerodinámica trasera. Y seguramente comparar el tren trasero de un F1 ese año con los súper-miniaturizados de la actualidad hará que estos últimos parezcan absurdamente voluminosos, tanto como hoy nos parecen inmensos los trenes traseros de los F1 en tiempos de Damon Hill. Pero eso es otra historia.

Por: Julián AFONSO LUIS

PasionF1.com se siente orgullosa de contar con la colaboración invaluable de Julián Afonso Luis, una de las plumas mas agudas y mejor dotadas del periodismo automotor en Venezuela y Latinoamérica. En Cuantas oportunidades le hemos leído en DIARIO AUTOMOTRIZ, Automóvil, Car&Driver, Auto emporio, Museo de transporte de Caracas, y un sin fin de magníficos reportajes y análisis de todo lo que acontece en el mundo del automóvil dentro y fuera de nuestro país, sin saber muchas veces que el esta detrás de toda esa precisión, elegancia y certeza de lo que se habla. Ahora; nos ofrece esta perla de análisis sobre como se originan los cambios de grados en los motores de la F1. Un asunto mas complejo y fascinante de lo que la mayoría cree...

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