"Avanços tecnológicos na Fórmula 1" : Entrada 03 - "A Evolução dos volantes"

A evolução dos volantes

    O volante pode muitas vezes ser dos objetos mais negligenciados num carro de F1, mas hoje em dia são autênticos computadores, apresentam monitores do tamanho de ipads que têm  mais de 100 páginas de informação que podem ser totalmente configuradas tanto pelos engenheiros como pelos condutores, podendo monitorizar e alterar virtualmente, qualquer mecanismo vital. É dos componentes com mais complexidade a nível de programação e pode chegar a custar 100mil euros, sendo que é feito principalmente de carbono e titânio, apresenta imensa tecnologia de ponta e demora 80 horas a ser construído ( por engenheiros mecânicos, elétrotécnicos e informáticos).

  

  Um volante moderno apresenta cerca de 25 botões, entre os quais está incluída a embraiagem, os seletores de mudança (que na Fórmula 1 são dois paddles laterais, e um toque na direita sobe e um toque na   esquerda desce, isto é assim pois os carro de F1 são carros de mudanças sequenciais e não de mudanças manuais ),  modos de condução, entre muitos outros...

   

    Em suma, quando se vê os antigos volante de madeira dos anos 60 e se olha a para um volante moderno, é notável o trabalho dos Engenheiros de materiais, mecânicos, eletrotécnicos, informáticos...

e quando nos apercebemos de todas as influências que ajudaram a formatar os volantes de hoje em dia, é algo de espantoso e fascinante

      

Bibliografia :

https://www.wired.com/2014/05/formula-1-steering-wheels/ (acedido a 22-10-2020)

"Avanços tecnológicos na Fórmula 1" : Entrada 02 - " Unidade de energia híbrida"

Unidade de energia híbrida num carro de F1

    Hoje em dia já quase não há nenhum veículo  que participe na Fórmula que dependa só da invenção secular que é, o motor a combustão. É certo que continuam a ser a principal fonte de potência, e de 2014 para cá têm sido motores a 4 tempos com configuração V6 ( a 90 graus) de 1.6 litros com turbocompressor (a funcionar com um máximo de 3.5 bar de pressão) e utilizam a tão famosa configuração DOHC (dupla àrvore de cames "à cabeça"), esta configuração de motor permite que cheguem 700 "cavalinhos" às rodas. 

Imagem 1 - Modelo 3D de um motor da Fórmula 1 (pós 2014)

  Imagem 2 - Os 3 tipos de configurações possíveis para as árvores de cames ( camshafts )
    Então mas se não dependem só de motores de combustão, o que mais é que vai ajudar o carro a andar mais rápido? Como já referi o motor tem um turbocompressor, que funciona da seguinte maneira:- Os gases quentes do sistema de escape, que já não iam servir para nada, vão ser usados para girar uma turbina que vai acionar um compressor que vai "sugar" mais ar do exterior para dentro do motor aumentando a proporção ar - gasolina no motor, criando mais potência.     Mas um turbocompressor hoje em dia já não é novidade, é raro encontrar automóveis recentes que sejam atmosféricos, só que este turbo está ligado a um "MGU-K"  e um "MGU-H". Mas o que são MGU´s?    A sigla MGU significa, "Motor Generator Unit", e o "K" e o "H" significam, "Kinetic" e "Heat", respetivamente. Ou seja um "MGU-K" é, uma "unidade motor-gerador " que aproveita a energia dissipada (na forma de calor) nas travagens, como as pastilhas de travão numa corrida operam a cerca de 540 graus celsius, esse calor todo pode ser reaproveitado para dentro do carro de F1, e é isso que o "MGU -K" faz. Ele pega na energia física que é o calor, transforma-a em energia elétrica e guarda-a num gerador, que armazena a energia toda que o "MGU-K" retem, e quando é necessário, envia-a para a transmissão (o que cria cerca de 160 cavalos adicionais ao 700) ou envia-a para o turbo, para auxiliar o "MGU-H".
    O "MGU-H" é uma "unidade motor-gerador" que aproveita o calor dos gases em circulação nos tubos de escape, e o usa para rodar um gerador que funciona de forma igual ao "MGU-K", Ele guarda a energia e a sua função primária é auxiliar o turbo a reduzir o seu o lag.O lag como o nome indica, é um delay/atraso no funcionamento de algo, neste caso do turbo,(digamos que um piloto está a travar a fundo para um curva e na saída dessa mesma curva volta a pôr o pé a fundo no acelerador, o turbo funciona criando pressão seja ela 0.5 bar ou 3.5 bar, sem pressão para rodar o compressor ele não consegue sugar  ar, não alimenta o motor com oxigénio e logo não cria potência. A criação de pressão num turbocompressor é um processo que demora tempo a acontecer..... a não ser que se tenha um "motor-gerador" a ajudar o compressor a rodar, reduzindo o tal lag do turbo, desta forma obtém-se a tão desejada potência do turbo praticamente de forma instantânea e a "banda de potência" (powerband) fica mais linear não havendo "poços de potência".    Conluindo, a Fórmula 1 é um desporto que procura a perfeição e têm aversão a "dissipações de energia" sejam elas quais forem, e tentam sempre aproveitar e reaproveitar tudo para que sejam capazes de "extrair" o máximo de potência do motor. A unidade de energia híbrida tem um relação de simbiose com o motor a combustão e combate muitas das falhas que esta invenção secular tem.

Bibliografia:https://en.hondaracingf1.com/technology.html (acedido a 21-10-2020)  

"Avanços tecnológicos na Fórmula 1" : Entrada 01 - " A importância da Centralina Elétrica num carro de F1"

A importância da ECU (Centralina Elétrica) num carro de F1

    Foi nos anos 80 que os primeiros computadores de bordo e medição de telemetrias começaram a aparecer, mas só nos ano 90 ( mais precisamente 1993) quando a Maclaren ganhou o concurso lançado pela FIA (que os tornou os  únicos fornecedores de centralinas elétricas para todas as equipas), é que as primeiras versões dos ECU´s começarama a aparecer. 

    Uma Centralina Elétrica (ECU) é essencialmente um pequeno ( mas muito potente ) computador que controla, processa e transmite vastas quantidades de informação de um carro de Fórmula 1, e  o  envia para as equipa na box. Pode-se até dizer que seja o "cérebro" do carro.

    A centralina controla: o motor, a caixa de velocidades, o diferencial (quem não sabe o que é um diferencial veja o vídeo 1 em anexo na bibliografia, é um video super esclarecedor), o acelerador, a embraiagem, o ERS (na próxima entrada vou abordar as "unidades de potência híbridas" onde vou explicar melhor o ERS e muitas outras coisas) e o DRS ( que vou abordar em entradas futuras). Para além disto tudo, é o dispositivo principal no que toca ao registo de dados que alimentam a transmissão em tempo real de informação para a equipa e para os "stewards" ("juízes de corrida(?)", o que permite monitorizar os sinais vitais (estado do motor, temperatura e degradação dos pneus, nível e consumo de combustível, temperatura dos discos de travão, temperatura do óleo do motor, a  temperatura da água no radiador, ....) do carro ao longo das corridas. 

    Esta monitorização toda, só é possível devido aos mais de 3000 sensors que cada carro possui, que produzem mais de 1.5 gigabytes de informação durante cada corrida. Numa corrida de 2 horas, a centralina elétrica vai enviar e receber mais de 750 milhões informações singulares, e sendo que o ser humano durante toda a sua vida diz, em média, 375 milhões de palavras, um carro de fórmula 1 comunica o dobro das vezes....em 2 horas! 

    Então e onde está guardado este tão precioso "cérebro" perguntam vocês? Regra geral está, ou nas laterais adjacentes ao condutor ( por baixo do radiador), ou por baixo do monocoque / cockpit. Para controlar todos os parâmetros do ECU e interligá-lo com todos os sensores, as equipas usam os seus engenheiros de software para escrever o melhor código possível.

                                       1- Centralina Elétrica / ECU de um carro de fórmula 1

Bibliografia: 

https://www.mclaren.com/applied/blog/brain-of-an-f1-car-mclaren-ecu/ (acedido no dia 19 de outubro de 2020)

Vídeo 1 -Vídeo que explica o princípio básico do diferencial ( vejam a partir do minuto 1:50)