Un
vehículo de rallyes, y su "radiografía"
Adquisición
de datos, sensores, ingenieros
Iván
Hernández
A
pocos se nos escapará que a estas alturas, nos
damos cuenta de hasta qué punto la electrónica
forma parte de nuestras vidas en cualquier aspecto, y
en el mundillo de la competición no iba a ser menos.
Y por ello, hemos querido mostrar las particularidades
del funcionamiento en esta cuestión en un equipo
que, en temporadas pasadas disputaron el Campeonato Regional
de Rallyes de Asfalto de Canarias en la temporada 2007
y 2008 además de otras pruebas en años sucesivos,
el coche, el Skoda Fabia WRC tutelado por Skoda Canarias
y propiedad de Domingo Alonso, que es la importadora de
un grupo de marcas como Audi, Skoda, Volkswagen Turismos
y Comerciales para Canarias, Ceuta, Melilla y Gibraltar.
El
caso del Fabia WRC cuenta con un largo historial no solo
desde su llegada a Canarias, ya que antes de pertenecer
a Domingo Alonso, fue pilotado por el legendario piloto
Collin McRae entre otros . Actualmente, el piloto de rally,
Alfonso Viera se encuentra al volante de este potente
coche, bajo el equipo de Copi Sport por segundo año
consecutivo. Esta pareja de piloto y coche anota en su
palmarés cinco podios, finalizando el pasado año
como subcampeón.
Como
muchos coches de rallyes, y en cuestión el Fabia
WRC que es el modelo en el que nos vamos a centrar, lo
componen una multitud de un entramado de componentes electrónicos,
que leerán en cada momento las constantes vitales
del vehículo, sistema denominado "adquisición
de datos", y proviene del mundo de la aviación.
Después de la Segunda Guerra Mundial estos sistemas
empezaron a desarrollarse y consolidarse en este sector,
que luego se exportaría a la competición,
y que dependiendo de la modalidad donde se aplique, son
más permisivos que en otras.
La
electrónica va de la mano de la informática,
y he aquí donde también está otra
de las bases importantes para llevar a cabo la mencionada
adquisición de datos. En el mercado se disponen
de diversos programas dependiendo, del vehículo,
la parte que se analiza o la marca, programas que son
la herramienta principal del ingeniero a la hora de conocer
los datos proporcionados por el coche de carreras. En
el caso del Fabia, utiliza tres programas, el WinDARAD,
que es el que proporciona los datos del motor, el PiToolbox
para el chasis, donde este abarca, la caja de cambios,
diferenciales y sensores de inercia, y luego el DESCPROW,
que a diferencia de los anteriores es el que te permite
efectuar los cambios sobre el vehículo, los dos
primero son solo de lectura, y esos cambios surgen efecto
principalmente en el diferencial central
Lógicamente
toda esta tecnología que se le ha implantado a
los coches de carreras a lo largo de los años,
también se ha visto reflejado en el encarecimiento
de su coste, el valor estipulado en el que puede estar
valorado todo el sistema de adquisición de datos
del Skoda, ronda los 50.000 euros, y decimos valor estipulado
porque ya todo viene con la compra del vehículo.
Para
adentrarnos más en el contenido del reportaje,
nos ponemos en contacto con Raúl Alonso, ingeniero
técnico e integrante del equipo Skoda Canarias,
marca perteneciente a Domingo Alonso Group, que tras la
compra del vehículo a Skoda Motorsport, y teniendo
en sus filas al piloto gran canario, Toñi Ponce,
trabajó codo con codo en las primeras temporadas
con el ingeniero de la marca checa, que se desplazaba
a cada prueba para gestionar el asunto en dicha materia,
traslado que formaba parte del acuerdo de la compra del
vehículo.
En
ese tiempo fue empapándose de los entresijos del
coche, conociendo milímetro a milímetro
todos los aspectos técnicos del mismo, ese arduo
trabajo, lo llevarían más tarde a que Desi
Santana que era el jefe técnico del equipo y además
gran profesor para Raúl, delegara en él
la gestión de la adquisición de datos, y
en todo momento cambiaban impresiones de mejoras o soluciones.
¿Hasta
qué punto es necesario el sistema de adquisición
de datos para el desarrollo de un coche de competición?
La
adquisición de datos en un coche de carrera aporta
mucha información. Lo primero, se puede derivar
de lo que sería la diagnosis del coche, la cual
informa si hay algún tipo de problema y, te puedes
ayudar de este sistema para averiguar dónde se
encuentra la anomalía y solucionarlo, Además
da información de cómo está actuando
el piloto con el coche y si dichos datos no fueran los
correctos, también se pueden corregir.
Sí
se quiere estar a un primer nivel en la competición,
un sistema como éste es vital. Como ya comentaba,
se corrige todo, tanto comportamientos erróneos
de un coche, como de un piloto y es muy importante a modo
de diagnosis.
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Gráfica
de presión de diferenciales, frenos acelerador
y sensor giroscópico. |
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Diagrama
de dispersión de los valores de aceleración
del chasis del vehículo. |
¿Puede
mejorar esto las prestaciones de un piloto?
Por
supuesto, nosotros con estos sistemas podemos corregir
ciertos comportamientos que de cara al crono se puede
lograr una mayor efectividad, digamos que conocer esta
información es más práctico que la
propia manera de conducir del piloto. También es
cierto que hay diferencias por ejemplo en modalidades
de circuitos con respecto a los rallyes, en los circuitos
se repiten las curvas incesantemente, el piloto y el ingeniero
conocen el estado del trazado, y por ejemplo en un rally,
hay otros factores que intervienen donde el ingeniero
no tiene la certeza de lo que ocurre, como puede ser que
haya tierra, esté sucia la superficie o algún
tipo de motivo que resulte que la gráfica de los
parámetros no sea la lógica o la más
efectiva.
¿Diferencia
entre sistema de adquisición de datos y telemetría?
Esto
es un concepto que tiende a la confusión en muchos
casos, realmente la adquisición de datos es aquella
que se obtiene una vez el vehículo haya llegado
a la zona de asistencia, con lo que se procederá
a extraer la información, o bien a través
de un cable o quitándole una tarjeta donde se han
grabado los datos del vehículo, eso es dependiendo
de las circunstancias. Y el caso de la telemetría,
es otra adquisición de datos, pero es aquella que
se lleva a cabo a través de un método de
radiotransmisión, es decir, que se pueden recibir
todos los datos, en cualquier momento incluso cuando el
coche esté en plena competición, sin necesidad
de que llegue a un punto determinado para extraer los
datos, este último es muy usado en circuitos, etc
¿Cuál
es el funcionamiento y que elementos son necesarios, para
desarrollar tal fin?
Un
coche de carrera lo componen diferentes unidades de control,
y en función de cada una de ellas nos proporciona
información o gobierna ciertos elementos. Por ejemplo,
tenemos una que gestiona el motor, tiene su propio sistema
de adquisición de datos, y para ello dispone de
una tarjeta y un programa de ordenador específico
para poder volcar los datos, a su vez poder leerlos y
analizarlos. Esto se haría una vez haya llegado
el coche hasta la asistencia. Este sistema se encuentra
en el interior del vehículo, concretamente en el
caso del Fabia WRC, y por cuestión de distribución
de pesos, se decidió situarlo debajo del baquet
del copiloto.
Hay
5 unidades y están intercomunicadas entre ellas.
Entre sí se comparten datos pero cada una tiene
una función específica:
Hercules:
es la unidad de potencia. El WRC carece de fusibles como
en los vehículos grupo A, tiene una unidad que
alimenta y gestiona los consumidores del coche, como bombas
de combustible, electroválvulas, alimentación
del compresor, etc. Esta unidad es la responsable de gestionar
todo el consumo eléctrico del vehículo.
LCS:
Esta gestiona principalmente el diferencial central y
el cambio, además de otras funciones con el motor,
como por ejemplo el Launch Control (control de salida).
Panel
Central: Es la consola de mandos del vehículo.
Esta tiene el display donde el piloto y el copiloto ven
los parámetros del coche.
Unidad
de control motor con su Datalogger. Gestiona el motor
y tiene su propia adquisición de datos y por último,
Datalogger para chasis: Esta es la adquisición
de datos del resto de unidades, Hercules, panel central
y LCS.
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Gráfica
del funcionamiento del motor: encendido, presiones,
posición del acelerador, etc. |
Estos
sistemas tienen muchas piezas de tecnología aeronáutica
Exacto,
la tecnología es esa, sobretodo en piezas de cableado,
digamos que los conectores de estos vehículos son
de aceros y muchos de titanio para que no haya nada que
influya en la conductividad, sobretodo en lugares polvorientos,
zonas muy húmedas y demás. Hay que lograr
que nunca se pierda el contacto de las unidades con los
sensores y actuadores, estos últimos son todos
aquellos dispositivos que activan dicha unidad, como son
la chapaleta de admisión, inyectores, electroválvulas,
etc. Y por eso se utiliza esa tecnología que es
más fiable.
Desde
siempre han habido ciertos casos de una especie de "toma
y daca"
entre ingenieros y pilotos, en relación a ciertas
disconformidades con los datos que proporciona el vehículo
¿que nos comentas al respecto?
Es
un tema complejo en cuanto a dar la razón a una
o a otra parte. Digamos que los pilotos cuando van rápido
es cuando se encuentran cómodos y cada uno tiene
su personalidad y su forma de llevar las cosas, y nosotros
los ingenieros tenemos la teoría de cómo
se debe de llevar el coche, cómo se debe acelerar
y frenar para lograr el mejor tiempo que es de lo que
se trata, y con el mínimo desgaste de cualquier
elemento del coche, pero muchas veces si fuerzas a un
piloto o le marcas las pautas de lo que dice un papel
no termina de salir bien los resultados. Con lo que hay
que poner de ambas partes y crear un compromiso entre
las dos cosas, por un lado, los datos de los que disponemos
nosotros y las cualidades del piloto, una vez logrado
esto, hay que ponerlo en práctica. Además
pienso que los pilotos que han llegado lejos es porque
verdaderamente se han implicado en ese compromiso.
¿Cómo
se marcan los tiempo para afrontar un rallyes?
Primero
tenemos el pre-rallye, donde lo dividimos en dos partes,
primero se lleva a cabo el mantenimiento adecuado y necesario
para afrontar la carrera y después nos desplazamos
a un lugar habilitado para hacerle el rodaje al vehículo,
ahí vemos como van las cosas nuevas que le ponemos
al coche, como pastillas de frenos, sensores, algunas
piezas específicas y aprovechamos la adquisición
de datos para comprobar el correcto funcionamiento a través
de los parámetros obtenidos, que estén bien,
esta es una parte muy importante, es la que nos permitiría
comprobar si hay un fallo y poder corregirlo antes del
rallye.
Una
vez ya metidos en faena, es decir en la prueba, a la llegada
del Fabia a la asistencia, el cometido del ingeniero es
revisar nuevamente los parámetros y ver que no
haya ninguna anomalía en las diferentes partes,
(caja, motor, etc), comprobar que todo está en
sus valores normales, y hablar con el piloto para que
nos transmita en el caso de que hubiera algo que no funcionara
bien en cuestiones de comportamiento del coche o irregularidades
en algunas partes, e intentar siempre que se pueda resolverlo
"in situ".
Luego
está la parte, post-rallye. Una vez finalizada
la prueba es dónde estudiamos más detenidamente
el comportamiento del coche y del piloto, ya que disponemos
de tiempo suficiente y analizamos las cosas en frío,
para sacar las conclusiones. En plena competición
hay otras prioridades que llevar adelante y no podemos
pararnos en ciertas cosas o puntos determinados con el
piloto para efectuar cambios.
En
este aspecto es donde está la diferencia entre
un equipo oficial que disputa un Campeonato Mundial, con
otro más regional, y es en el número de
integrantes para esta cuestión, y digo esto porque
en el caso de Skoda Canarias, para el cometido de ingeniería
a lo sumo había dos personas encargadas de esa
función, y en el caso de un equipo oficial se dispone
de mínimo un ingeniero para cada parte del vehículo,
con lo que finalmente los resultados obviamente se canalizan
mejor. También es cierto que estamos hablando de
presupuestos altísimos al ser equipos de marcas
oficiales y donde se prueban y evolucionan componentes
de última tecnología.
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Gráfica
del control de tracción. |
¿Pueden
evitar roturas estos análisis?
Sí,
ciertas roturas sí que se pueden evitar por su
puesto. De hecho recuerdo una anécdota cuando se
nos rompió la caja de cambios antes del Rallye
de Canarias de hace algunas temporadas, nos encontrábamos
probando el coche y notamos como el cambio saltaba, incidencia
que perfectamente se reflejaba en la adquisición
de datos, pero con tal mala suerte que se rompió,
y por no disponer de ese factor tiempo importantísimo,
pues no pudimos analizarlo previamente y evitarlo. Y luego
hay otros casos como por ejemplo que se detectan anomalías
tales como sensores que no marcan bien, o válvulas
que no se están accionando como debe, y sí
que se pueden arreglar durante la prueba y si no fuera
el caso, tomar medidas preventivas para que no pase a
mayores la cosa, como por ejemplo, no salir en modo rally,
sino a modo normal para evitar castigar tanto el coche.
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Graficas
de los sensores de presión del motor: aceite,
turbo, wastegate, compresor.
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Las
diferentes gráficas que ilustran este reportate
pertenecen a los siguientes pilotos: Toñi Ponce,
François Duval y Yeray Lemes
¿Cuántos
modos de configuración tienen un coche como el
Skoda Fabia WRC?
El
coche tiene a disposición del piloto cuatro mapas
de motor: el full attack, (máxima potencia y agresividad),
modo agua y otros dos más conservadores. Digamos
que la diferencia entre ellos está en la manera
que da la potencia el motor, por ejemplo en "modo
agua", la entrega es muy progresiva ya que no dispones
de una gran adherencia al suelo, sin embargo el "modo
full" ocurre todo lo contrario que el modo anterior.
Estos modos de configuración del coche vienen por
defecto y fueron implantados por el motorista y no se
pueden modificar, debido a que el preparador los diseñó
con los datos que le daba un banco de pruebas y con un
tipo de gasolina, que esto es muy importante, y alterar
esos mapas por parte de alguien externo al motorista es
poder llevarlo a una rotura.
También
los diferenciales disponen de tres mapas diferentes, y
otro que se llama "modo emergencia". Este último
es para cuando por ejemplo se rompe un palier, con la
consecuencia de que por ahí se pueda perder la
potencia, al haber una rueda que no da tracción,
con lo que se bloquearía el diferencial central
y canaliza esas pérdidas al resto de las ruedas,
y a su vez la hace más precisa en las otras ruedas.
Y
los otros tres que mencionamos anteriormente gestionan
el diferencial central en base a la presión de
frenado, giro de la dirección, y pedal del acelerador,
con estos tres ingredientes, hay que lograr un buen equilibrio
que nos lleva a sacarle el mayor partido el vehículo
de carrera.
Como ven, la cuestión electrónica casi no
tendría fin, es muy compleja y por ello no queremos
dejar aquí la cosa, en breve seguiremos ofreciendo
mas detalles y cuestiones de funcionamiento de diferentes
partes del Skoda Fabia WRC, con lo que esto no es un punto
y final, sino un, hasta pronto.