Ford Performance: Transferencia de tecnología de pista a calle

A pesar de que un motor de NASCAR tiene poca relevancia para los motores de producción de hoy en día, Ford sigue aprovechando la tecnología en vehículos de pasajeros que aprendió a través de su programa de stock car.

“Una de las primeras cosas grandes que salieron de NASCAR en términos de transferencia de tecnología a vehículos de carretera fue el modelo analítico”, recuerda Dave Simon, supervisor de motores Ford Performance Motorsport quien junto con Jamie McNaughton de Roush Yates Motores dio la presentación final en La Conferencia de Tecnología de Ingeniería Avanzada 2016 (AETC). “Estábamos tomando modelos construidos para motores de producción que funcionaban a 6.000 rpm y luego los aplicaban a un motor de carrera de 9.000 rpm que producía tres veces la potencia”.

Los modelos no funcionaron bien al principio, por lo que los ingenieros de carreras cambiaron la metodología y desarrollaron fórmulas de rendimiento más precisas para satisfacer sus necesidades.

“Esta metodología para NASCAR se sigue utilizando en Ford Motor Company para desarrollar sus motores de alto rendimiento”, dice Simon, añadiendo: “Tenemos un camino mucho más racionalizado para transferir tecnología entre la carrera y la carretera”.

Mientras que las carreras están dando vuelta al lado de la producción, es también una oportunidad bidireccional para los equipos de la ingeniería del coche del camino ayudar a solucionar problemas en el lado que compite con. Durante el desarrollo del motor de 3.6 litros EcoBoost V6 GT que ganó Le Mans en 2016, el equipo de Simon llevó a cabo análisis de combustión extensa.

ford2Fuimos al lado de la producción y pedimos usar un modelo para emisiones de arranque en frío en un motor de carreras “, dice Simon. “Dijeron que no hacen alta carga, alta temperatura, pero lo intentarán. Antes de subir al dinamo teníamos una idea bastante buena de lo que nuestros parámetros de inyector debían ser “

La transferencia de tecnología continuó durante todo el ford3programa. La tripulación de Simon ya había desarrollado un V6 de 3.5 litros de doble turbo para los Prototipos de Daytona (DP) hace unos años, un motor cubierto extensamente por EngineLabs. Cuando comenzaron los trabajos sobre una versión revisada para el nuevo programa de carreras GT, los ingenieros de Simon estaban a sólo unos pasos de los ingenieros de potencia de la fábrica que estaban desarrollando un motor EcoBoost de segunda generación para la producción GT que vende cerca de $ 400,000 cada uno

En 2013 con el programa DP, una de las primeras cosas a las que prestamos mucha atención fue el sellado de la cabeza”, dice Simon. “Hicimos un montón de modelado y pruebas, luego llevamos ese conocimiento al programa de carreras GT. También nos sentamos con los chicos de GT Road y los llevamos a través de todo lo que hicimos, y terminaron haciendo algunos cambios en su metodología de sellado de cabeza “

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El programa de motor de carreras GT se desarrolló bajo algunas de las condiciones menos favorables posibles para los ingenieros. La primera prioridad para cualquier motor nuevo es definir el rango de operación. Sin embargo, esa decisión depende de que se mantenga dentro de las normas que no se habían finalizado, especialmente en lo que respecta a la estrategia de la FIA para equilibrar el poder entre los motores de aspiración natural y turbo. “Teníamos una situación fluida para las reglas”, dice Simon. “Además, el coche todavía estaba siendo diseñado.”

ford5Esto último significaba que había inconvenientes de envasado que afectarían el diseño del encabezado, la localización turbo, el enfriamiento y la inducción. Hubo complicaciones adicionales, como la necesidad de homologar los conjuntos de engranajes, pero el equipo de Ford no tuvo acceso a Le Mans para pruebas o datos previos de la pista. Así que el equipo se volvió hacia el simulador de conducción de alta potencia de Ford. Mediante la introducción de variables para la potencia del motor y rpm, posición del acelerador, selección de engranajes, peso del vehículo, aerodinámica y otros factores clave de rendimiento, los ingenieros podrían reducir el rango de operación sin tener un coche.

“Una vez que obtengamos un rango operativo, podemos empezar a hacer modelos de rendimiento 1D”, añade Simon.

Desde allí, los ingenieros realizan numerosas simulaciones para probar las longitudes del canal de admisión, el momento de la válvula y más. Más ejercicios de computadora siguen como los componentes se diseñan en 3D y se someten a FEA y CFD análisis cuando sea necesario. Luego están las renderizaciones CAD finales y la creación de prototipos de piezas seguidas por ensamblaje de motores y pruebas de dinamismo, incluyendo pruebas de durabilidad donde nueve motores sumaron 32.149 millas en simulación de carrera entre las celdas Ford dyno en Michigan y las instalaciones de Roush Yates en Carolina del Norte.ford6

Con las pruebas de desarrollo tenemos que producir datos de calidad a partir de los cuales se pueden tomar decisiones “, dice McNaughton. “Siempre hay una oportunidad de mejorar en algún lugar del motor. Usted necesita encontrarlo y asegurarse de que tiene buenos datos para apoyar un cambio. “ Como ejemplo de las pruebas de precisión desarrolladas a lo largo de los años en Roush Yates, la precisión de la repetibilidad se ha reducido a menos de un caballo de fuerza en un motor NASCAR de 800 caballos de fuerza. “Eso es menos de un décimo de uno por ciento”, dice McNaughton, añadiendo que Roush Yates construye alrededor de 800 motores al año para abastecer a más de 30 equipos de carreras diferentes. “Y cada uno es ensayado en el banco de pruebas”.

ford7El programa del motor GT fue bastante exitoso. Al salir corriendo del establo de Chip Ganassi, dos coches compitieron en el circuito de IMSA y dos coches fueron construidos para la competición de la FIA WEC. Los cuatro coches corrían en Le Mans, terminando 1-3-4-9 en su clase. La victoria se produjo en el 50 aniversario de Ford embarazoso Ferrari y barriendo Le Mans en 1966 con el GT40. (vea abajo)

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