REPORTAJE | Adquisición de datos, sensores, ingenieros...
 
14/09/2016 | Reportaje | 18:15h.

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.

Gráfica de presión de diferenciales, frenos acelerador y sensor giroscópico.
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.

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.

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.

Graficas de los sensores de presión del motor: aceite, turbo, wastegate, compresor.

 

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.

 
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