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¿Qué es la Turbulent Jet Ignition?

Ampliar¿Qué es la Turbulent Jet Ignition? - LaF1¿Qué es la Turbulent Jet Ignition?

Entramos ya en la recta final de las vacaciones, pero prometí que os traería un artículo antes de volver a las carreras. Es interesante el subidón de prestaciones del motor Renault tras una modificación de tres tokens, gastados en la cámara de combustión.

Pero empecemos por lo básico, ¿qué puede pasar en la cámara de combustión para ganar tanto? Pues básicamente todo lo importante en un motor. La cámara de combustión es el espacio libre que forman el cilindro y el pistón, es donde se produce, efectivamente, la combustión que le da nombre a este tipo de motores, de "combustión interna".

Ya os lo sabréis de memoria, metemos la mezcla de aire y gasolina, el cilindro sube para comprimir la mezcla, salta la chispa para hacer bajar el cilindro y vuelve a subir para expulsar los gases. Los cuatro tiempos de toda la vida.

Hasta ahí todo muy fácil. Con la llegada de los nuevos  motores turbo, teníamos una gran ventaja, el aire se podía introducir a más presión, aumentando la potencia. Otra buena noticia era el hecho de permitir el uso de la inyección directa.

Contar con un inyector dentro de la cámara de combustión permite un mayor control sobre el proceso de combustión. Y es que cuando se sube la presión y estamos jugando con algo tan delicado de manipular como la gasolina, lo que menos nos interesa es que explote todo a destiempo, o de forma irregular. 

De toda la vida los fabricantes de coches han inventado triquiñuelas para conseguir que la combustión sea lo más uniforme posible. Dobles bujías, cámaras de combustión raras, varios inyectores…

Y ahí es donde entra en juego Mahle. Mahle es una empresa que se dedica al desarrollo de motores y cuenta con una tecnología llamada TJI, Turbulent Jet Ignition. Esta empresa trabaja con Ferrari, pero al parecer esa tecnología fue desarrollada por un grupo de ingenieros externo a todo esto que se mudaron posteriormente a Mahle y a Mercedes.

No os preocupéis, me he puesto manos a la obra y os traigo unos renders y animaciones bien bonitos para ver qué se cuece dentro del motor, aparte de la gasolina.

 

 

Ya tenemos el motivo por el que los motores Ferrari y Mercedes estaban claramente por delante. Pero esta tecnología no es exactamente apta para la Fórmula 1. Para ella, se cuenta con una diminuta cámara de combustión que cuenta con un inyector y la bujía

Ahí se realiza la combustión y a través de unos pequeños orificios, el encendido se transmite a la cámara de combustión principal –en la que hay otro inyector y está la mayor cantidad de mezcla- de forma uniforme. El problema es que el reglamento de la F1 solo permite el uso de un inyector por cilindro.

 

Animación Precámara

 

Para suplir esto, se elimina el inyector de la mini cámara de combustión, y es en la fase de compresión en la que se introduce una pequeña parte de la mezcla en dicha cámara mediante la propia subida del pistón. He encontrado varios datos distintos para esta cantidad, quedándose ahí entre el 2 y el 5 por ciento de la energía total de la mezcla.

 

 

Con esto conseguimos varias fuentes de inicio de la combustión en lugar de una sola, la chispa de la bujía, haciendo que se queme correctamente más cantidad de la mezcla. No tiene que ser fácil poner esto a punto, pero vaya, para eso son los mejores. 

En coches de calle se obtiene un aumento de la eficiencia de hasta el 17%, lo cual es muchísimo. No creo que se obtengan las mismas cifras en los V6 turbo ni de lejos, pero la mejora es clara, que se lo digan a Renault. Al parecer, esta mejora se traduce en unos 30 caballos.

Al parecer Mercedes cuenta con esta tecnología prácticamente desde el principio de estos motores, Ferrari la introdujo gracias a Mahle en 2015, Renault este mismo año. No se sabe nada de Honda, pero podría suponer un buen empujoncito si no cuentan con ella.

Pues nada, nos vemos en Bélgica. Espero que este artículo os haya ayudado a entender un poquito mejor esta tecnología, y si no, al menos me he entretenido haciendo el modelo CAD. ¡Si tenéis alguna duda no dudéis en dejarla en los comentarios!

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12 comentarios
Imagen de F1_Team
http://f1tcdn.net/images/news/2016/intext/mahle-tji.jpg
Imagen de Antoniojime
Genial el articulo .
Imagen de F1_Team
Como bien comentáis, la tecnología no es nueva (si realmente es como nos lo cuentan) y creo que si no se usó hasta ahora es que era muy difícil llegar al "funcionamiento perfecto" teniendo más contras que pros. Me imagino que con lo que ha cambiado la aditivacion del combustible, ahora podrán tener un mayor control sobre la inflamación de la mezcla estequiométrica.
Imagen de psantos
[#8 pablius] No hablan en ningún caso de lo que trata su tecnología en la F1, obviamente, pero a eso me refería. Calcular los tiempos de fluido entre los orificios, no solo en el momento de la explosión, sino a la hora de introducir la mezcla en la precámara requiere mucho cálculo. La tecnología no es nueva sobre todo en motores de calle, pero en la F1 venían de motores muy sencillos e igual se pasaron de continuistas para lo complejos que podían llegar a ser.
Imagen de pablius
¿Podría ser que la innovación sea acondicionar una atmósfera en el cilindro con preinyecciones y que, en la inyección principal, la turbulencia dirija el combustible a la precámara de la bujía y logre allí carga estratificada y a la vez atmósfera enriquecida anterior? Si es esto...es para cagarse desde luego. Tiene que ser un trabajo de dinámica de fluidos interesante y unos inyectores de lo más delicados...aclaración please!!! Gracias Pol, una guapada de artículo. Y gracias janGP, que se extiende a los comentarios la diversion.
Imagen de pablius
No estoy al día de la normativa de motores, de lo que está permitido y lo que no, y me he hecho un lío con el artículo...centrándonos en el panorama actual únicamente, solo se permite un inyector y una bujía, pero puede haber precámaras o cavidades en la cámara de combustión. La situación actual de los motores con la tecnología TJI es que han sacado el inyector a la cámara, y han dejado una cámara de "alta compresión" con la bujía. Esto es lo que he entendido (gracias por los renders, son una pasada). Si es esto así, no veo cual es la novedad, lo que comentáis antes de los motores CVCC de Honda es tecnología aplicada desde hace años a los coches de calle y hoy día se utiliza en coches de gama baja incluso. Acondicionar una atmósfera enriquecida con preinyecciones durante la compresión para una mezcla uniforme, la inyección cercana a la bujía para, con menos combustible, lograr más potencia y menor consumo también es habitual, la carga estratificada. Con un solo inyector y estudio de fluidos se puede lograr en varias inyecciones mucho flujo turbulento en el cilindro. No he entendido cual es la innovación, todo este proceder es hoy día muy habitual y básico.
Imagen de psantos
[#5 janGP] Efectivamente, es un buen aporte. La verdad es que si algo me gusta de la F1 moderna es que con una normativa tan compleja se tienen que crear versiones más sencillas, con menos elementos mecánicos, pasivas, etc. de tecnologías que ya existían pero están prohibidas. También pasó con la suspensión interconectada, vale, es menos efectiva que una activa, pero infinitamente más sencilla.
Imagen de janGP
[#3 psantos] Cierto, pero tampoco son sistemas del todo comparables ya que Honda lo ideó en sistemas con carburador ... aparte pasa como con Mahle, la mezcla de la precámara no puede ser aportada por "segundas vías" ... El dato del CVCC era para aportar que los Japoneses tienen su propia experiencia en precámaras con motores gasolina
Imagen de AlexBolchevique
Gran tabajo de artículo y render!
Imagen de psantos
[#1 janGP] Efectivamente, pero si no recuerdo mal (corrígeme si me equivoco) la diferencia es que se necesitaba una mezcla más rica en la precámara. Como en todo en la industria, cambian detallitos y ya es algo nuevo, pero la inspiración es clara.

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