Cómo funcionan los autos de carrera de NASCAR

El auto No. 22 patrocinado por Caterpillar. Vea más fotos de NASCAR. Foto cortesía de Caterpillar

Al principio, las carreras de autos stock era exactamente lo que parece. Los conductores compraron coches nuevos en los concesionarios y se fueron a las carreras. los Asociación Nacional de Carreras de Autos Stock Car (NASCAR), organizada en 1947, creó un conjunto estandarizado de reglas para las carreras de autos stock y estableció un sistema para seleccionar un campeón nacional basado en el desempeño en carreras en todo el país..

Las carreras originales se llevaron a cabo en pistas de tierra que se llenaron de baches y baches. Los autos no modificados no eran lo suficientemente resistentes para este tipo de abuso, por lo que NASCAR comenzó a permitir modificaciones en los stock cars para aumentar su durabilidad. A lo largo de los años, se realizaron más y más modificaciones, a veces para aumentar la seguridad (consulte Cómo funciona la seguridad de NASCAR para obtener más detalles) y, a veces, para mejorar la competencia. NASCAR controla estrictamente todas estas modificaciones, que se detallan en el libro de reglas de NASCAR. Se verifica que los autos cumplan con estas reglas en cada carrera..

Hoy en día, los autos de carreras de NASCAR tienen muy poco en común con los autos de calle. Casi todos los detalles de un automóvil NASCAR están hechos a mano. Los cuerpos están construidos con chapa plana, los motores se ensamblan a partir de un bloque desnudo y el marco está construido con tubos de acero..

En este artículo, veremos cómo se fabrican estos autos de carrera, comenzando con un componente que es clave para la seguridad de los conductores y proporciona la base para todo en el auto: el cuadro..

Agradecimientos especiales a Oruga^® y Bill Davis Racing El marco de un auto de carreras de NASCAR antes de instalar la carrocería

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Para explorar cómo se construyen los autos de carreras de NASCAR, visitamos Bill Davis Racing en High Point, NC.

Esta tienda compra sus marcos prefabricados a un proveedor de marcos. El marco consta de una estructura de tubos de acero redondos y cuadrados de diferente espesor. La mayor parte de la estructura rodea al conductor. Esta parte del marco - el jaula antivuelco -- está hecho de la tubería más gruesa y está diseñado para permanecer unido, protegiendo al conductor durante cualquier tipo de choque (consulte Cómo funciona la seguridad de NASCAR para obtener más detalles).

Las secciones delantera y trasera del marco, llamadas clip frontal y el clip trasero, están construidos con tubos de acero más delgados para que se aplasten cuando el automóvil golpea otro automóvil o una pared. Además de ser plegable, el clip delantero está diseñado para empujar el motor fuera de la parte inferior del automóvil, en lugar de dentro del compartimiento del conductor, durante un accidente..

Cuando el marco entra en la tienda, el cortafuegos (el panel de metal que separa el compartimiento del motor del compartimiento del conductor) y paneles de suelo están soldados, junto con varios soportes de montaje para cosas como el motor, la suspensión, el asiento, la celda de combustible y la carrocería.

El siguiente paso es construir la carrocería e instalarla en el marco. Este proceso es asombroso: casi todas las partes del cuerpo están hechas a mano con chapa plana.

Algunas de las 30 plantillas utilizadas para especificar la forma del cuerpo

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El proceso de hacer la carrocería de un auto de carreras de NASCAR es increíblemente laborioso. El taller tarda 10 días hábiles en fabricar e instalar el cuerpo para uno solo de estos autos.

La forma del automóvil está determinada principalmente por las reglas de NASCAR. Estas reglas están encapsuladas en un conjunto de 30 plantillas, cada una con la forma adecuada para adaptarse a un contorno diferente del automóvil. Por ejemplo, la plantilla más grande se ajusta al centro del automóvil de adelante hacia atrás. Cuando la plantilla se coloca en el automóvil, el espacio entre la plantilla y el automóvil no puede exceder la tolerancia especificada. Cada plantilla está marcada en su borde con una línea de color. Si la línea es roja, entonces el espacio debe ser menor de 0.07 pulgadas (0.18 cm). Si la línea es azul, el espacio debe ser inferior a 0,25 pulgadas (0,64 cm). Si la línea es verde, el espacio debe ser inferior a 0,5 pulgadas (1,27 cm).

De hecho, las plantillas permiten un pequeño margen de maniobra en el diseño del automóvil. Debido a que 30 plantillas no son suficientes para cubrir cada centímetro del cuerpo, algunas áreas entre las ubicaciones de las plantillas no están estrictamente controladas por NASCAR..

La construcción de uno de estos coches no tiene nada en común con la forma en que se fabrica un tranvía. Con la excepción del techo, el capó y la tapa de la plataforma (que son suministrados por Dodge), todos los paneles de la carrocería se fabrican recortando y luego enrollando a mano una hoja de metal plana entre los rodillos de un Rueda inglesa, que dobla y curva lentamente el metal hasta que el contorno coincide con las plantillas y se ajusta al automóvil.

Se utiliza una rueda inglesa para dar forma a la chapa plana en paneles de carrocería curvos..

Después de dar forma a las piezas, se sueldan al automóvil y entre sí, utilizando las plantillas para verificar su ubicación. Las costuras entre las piezas se sueldan y luego se rectifican para que cuando el automóvil esté terminado, sea una pieza lisa y sin costuras. Las puertas ni siquiera se abren.

Una carrocería que está casi lista para ser pintada

Una vez instalada y pulida la carrocería del automóvil, se imprima y se pinta el automóvil. Todas las calcomanías están instaladas, incluidas las calcomanías de los faros (los autos de NASCAR no tienen faros delanteros), lo que ayuda a que el auto de carreras se parezca más a un auto de calle..

No todos los coches se fabrican con las mismas especificaciones. Algunos autos están dedicados coches de pista corta, y otros se dedican coches de supervelocidad. Existen algunas diferencias importantes entre los dos tipos.

El techo

El techo de un auto de carreras de NASCAR tiene un dispositivo de seguridad para evitar que el auto se vuelque. Si el coche gira, se despliegan las aletas del techo. Estas aletas cambian la forma del coche y eliminan cualquier elevación que se esté generando. Vea Cómo funciona la seguridad de NASCAR para obtener más detalles.

Coche de pista corta

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Los equipos de NASCAR construyen dos tipos de autos. Construyen autos para las pistas cortas, como Bristol Motor Speedway en Tennessee, donde las velocidades máximas son más bajas y las curvas más cerradas. También construyen autos para las súper autopistas, como Talladega en Alabama, donde las velocidades máximas son más altas pero la potencia del motor es limitada..

Coches de pista corta

El objetivo al diseñar un coche de pista corta es crear tanto carga aerodinámica como sea posible. La carga aerodinámica es una fuerza aerodinámica que tiende a presionar los coches con fuerza contra el suelo, lo que permite que los neumáticos se agarren a la pista con más fuerza. Esto hace que los coches den las curvas más cerradas lo más rápido posible. La carga aerodinámica viene con la penalización de un mayor arrastre, pero en las pistas cortas, reducir el arrastre no es tan importante porque los motores pueden generar su máxima potencia de salida (no están limitados por placas restrictivas) y las velocidades son generalmente más bajas.

Se realizan pruebas exhaustivas en un túnel de viento para optimizar el diseño de la carrocería y obtener la máxima carga aerodinámica. La carrocería está montada lo más atrás posible en el marco, aproximadamente a 12,7 cm (5 pulgadas) de la ubicación de la carrocería en un auto de supervelocidad. Esto ayuda al automóvil a crear una carga aerodinámica adicional..

Los guardabarros delanteros de los coches de pista corta son mucho más pronunciados y curvos, lo que también ayuda a producir carga aerodinámica..

Dado que las velocidades son más bajas en las pistas cortas, llevar un volumen adecuado de aire de refrigeración al motor y los frenos puede ser un desafío, especialmente porque los motores y los frenos generan más calor durante las carreras en pistas cortas. La abertura de la parrilla en la parte delantera de un automóvil de pista corta es más grande que en un automóvil de supervelocidad, y los conductos de ventilación adicionales conducen el aire directamente a los frenos.

Coche de supervelocidad

Autos de súper velocidad

En las superautopistas, la pista es mucho más larga y recta y la inclinación es alta, lo que permite a los coches mantener una alta velocidad en todo el camino. El objetivo de construir un automóvil para pistas de súper velocidad es reducir el arrastre tanto como sea posible. Estas pistas requieren el uso de placas restrictivas que reducen la potencia del motor de aproximadamente 750 caballos de fuerza (hp) a 450 hp.

Dado que el motor no está produciendo toda su potencia, es fundamental aprovechar al máximo la potencia disponible reduciendo la resistencia. La carrocería de un automóvil de supervelocidad está montada hacia adelante en el bastidor para reducir la resistencia. Los lados y los guardabarros están menos contorneados, y la abertura de la parrilla se prueba cuidadosamente en un túnel de viento para encontrar la abertura de menor tamaño que proporcione el flujo de aire de refrigeración necesario..

Este dispositivo se coloca detrás de la parrilla durante las pruebas en el túnel de viento para determinar la velocidad del aire que ingresa al compartimiento del motor..

A las velocidades más altas de una pista de súper velocidad, hay suficiente flujo de aire para enfriar los frenos, y una abertura de parrilla mucho más pequeña puede proporcionar un enfriamiento adecuado para el motor..

Un motor Dodge NASCAR durante el montaje en el taller de motores de Bill Davis Racing

El motor del auto de carreras de NASCAR es probablemente el componente más crucial. Tiene que producir grandes cantidades de energía durante horas y horas, sin fallos..

Podría pensar que estos motores de NASCAR no tienen nada en común con el motor de su automóvil. Lo que aprendimos fue un poco sorprendente: estos motores en realidad comparten muchas características con los motores de los autos de calle..

Dodge proporciona el bloque de motor y la culata de cilindros para los motores utilizados por Bill Davis Racing. Se basan en un diseño de motor V-8 de 340 pulgadas cúbicas (5.57 litros) que se produjo en la década de 1960..

Los bloques y cabezales del motor reales no están hechos con las herramientas originales. Son bloques de motor de carrera hechos a medida, pero tienen algunas cosas en común con los motores originales. Tienen las mismas líneas centrales del diámetro interior de los cilindros, el mismo número de cilindros y comienzan con el mismo tamaño (se hacen un poco más grandes durante el proceso de construcción). Al igual que los motores originales de la década de 1960, las válvulas son accionadas por varillas de empuje (consulte esta página para obtener información sobre los diferentes tipos de disposiciones de válvulas).

Los motores de los autos de carreras de NASCAR de hoy producen más de 750 caballos de fuerza, y lo hacen sin turbocompresores, supercargadores o componentes particularmente exóticos. ¿Cómo hacen todo ese poder??

Éstos son algunos de los factores:

• El motor es grande: 358 pulgadas cúbicas (5,87 L). No muchos tranvías tienen motores tan grandes, y los que lo hacen generalmente generan más de 300 hp.
• Los motores NASCAR tienen perfiles de levas extremadamente radicales que abren las válvulas de admisión mucho antes y las mantienen abiertas por más tiempo que en los motores de los tranvías. Esto permite que se introduzca más aire en los cilindros, especialmente a altas velocidades (consulte Cómo funcionan los árboles de levas para obtener más detalles)..
• La admisión y el escape se ajustan y prueban para proporcionar un impulso a ciertas velocidades del motor. También están diseñados para tener muy baja restricción -- es decir, para proporcionar poca resistencia a los gases que fluyen por la tubería. Tampoco hay silenciadores ni convertidores catalíticos para ralentizar el escape..
• Tienen carburadores que pueden dejar entrar grandes volúmenes de aire y combustible; no hay inyectores de combustible en estos motores..
• Tienen sistemas de encendido programables de alta intensidad que permiten personalizar la sincronización de la chispa para proporcionar la mayor potencia posible..
• Todos los subsistemas, como bombas de refrigerante, bombas de aceite, bombas de dirección y alternadores, están diseñados para funcionar a altas velocidades y temperaturas sostenidas..

Cuando estos motores se mecanizan y ensamblan, muy apretados tolerancias se utilizan (las piezas se fabrican con mayor precisión) para que todo encaje perfectamente. Cuando se diseña un motor (o cualquier parte, para el caso), las dimensiones previstas de la parte se dan junto con el error permitido en esas dimensiones. Reducir el error permisible (ajustar las tolerancias) ayuda al motor a alcanzar su máxima potencia potencial y también ayuda a reducir el desgaste. Si las piezas son demasiado grandes o demasiado pequeñas, se puede perder potencia debido a una fricción adicional o a una fuga de presión a través de espacios más grandes de lo necesario..

Se realizan varias pruebas e inspecciones en el motor después de ensamblarlo:

1. Se hace funcionar en el dinamómetro (que mide la potencia del motor) durante 30 minutos para asentarlo. A continuación, se inspecciona el motor. Los filtros se revisan en busca de virutas de metal en exceso para asegurarse de que no se haya producido un desgaste anormal.
2. Si pasa esa prueba, vuelve al dinamómetro durante otras dos horas. Durante esta prueba, el tiempo de encendido se marca para maximizar la potencia y el motor pasa por varios rangos de velocidad y potencia..
3. Después de esta prueba, el motor se inspecciona a fondo. Se tira del tren de válvulas y se inspeccionan el árbol de levas y los elevadores de válvulas. Se examina el interior de los cilindros en busca de desgaste anormal. Los cilindros están presurizados y se mide la tasa de fugas para ver qué tan bien los pistones y sellos mantienen la presión. Se revisan todas las líneas y mangueras.

Solo después de que se terminen todas estas pruebas e inspecciones, el motor estará listo para ir a las carreras. Asegurar la confiabilidad del motor es fundamental: casi cualquier falla del motor durante una carrera elimina la posibilidad de ganar.

Goodyear proporciona los neumáticos para los autos de la Copa Winston de NASCAR. Foto cortesía de Goodyear

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Los neumáticos son otro componente fundamental del coche de carreras. Un reventón a alta velocidad puede ser increíblemente peligroso.

Al igual que los neumáticos de su automóvil, los neumáticos NASCAR son neumáticos radiales, pero esa es la única similitud. Los neumáticos de un coche de carreras de NASCAR tienen unos requisitos muy especiales. Deben permanecer estables a temperaturas y velocidades muy altas, proporcionar una tracción increíble y cambiarse muy rápidamente.

Nitrógeno en lugar de aire

La mayoría de los equipos eliminan el aire de los neumáticos y lo reemplazan con nitrógeno. El nitrógeno comprimido contiene menos humedad que el aire comprimido. Cuando el neumático se calienta, la humedad en el neumático se vaporiza y se expande, lo que hace que aumente la presión dentro del neumático. Incluso pequeños cambios en la presión de los neumáticos pueden afectar notablemente el manejo del automóvil. Al usar nitrógeno en lugar de aire, los equipos tienen más control sobre cuánto aumentará la presión cuando se calienten los neumáticos..

Neumáticos interiores y exteriores

En pistas de más de 1 milla (1.6 km) de largo, donde las velocidades son más rápidas, las reglas de NASCAR requieren que los neumáticos contengan un linea interior. Este es esencialmente un segundo neumático montado dentro del primer neumático. Se monta en la llanta y tiene su propio suministro de aire independiente. Si el neumático exterior explota, el neumático interior aún está intacto, lo que permite al conductor detener el automóvil de forma controlada..

Diferentes compuestos para diferentes pistas

NASCAR regula qué compuestos de neumáticos se utilizan en cada pista. El compuesto del neumático es el material del que está hecho el neumático: un compuesto más blando puede proporcionar más agarre pero se desgasta más rápido, mientras que un compuesto más duro durará más. Cada pista hace que los neumáticos se desgasten de manera diferente y los neumáticos internos se desgasten de manera diferente que los neumáticos externos. La superficie de la pista, el número de giros, la rigidez de los giros y el tipo de inclinación son todos factores que determinan cómo se desgastará un neumático. Dado que los neumáticos son tan críticos para la seguridad, NASCAR y Goodyear han determinado los mejores compuestos para los neumáticos interiores y exteriores de cada pista, y estos son los compuestos de neumáticos que los equipos deben utilizar..

Diseño Treadless

Los neumáticos de NASCAR se ven completamente calvos, pero eso no es porque estén gastados. Es por diseño. En una pista seca, los neumáticos pueden generar más tracción si más de su goma pegajosa está en contacto con el suelo. Poner un dibujo de la banda de rodadura en la llanta ayuda en clima húmedo, pero en clima seco es mejor que toda la llanta toque el suelo. Es por eso que las carreras de NASCAR se detienen cuando la pista está mojada..

Cambio rápido

¿Cómo se ponen y quitan los neumáticos tan rápido??

Es posible que haya visto una parada en boxes de NASCAR antes. En 12 a 14 segundos, siete personas logran repostar completamente el automóvil y cambiar los cuatro neumáticos. Esto requiere una increíble coordinación mano-ojo, pero hay un par de trucos que los equipos usan para hacer las cosas un poco más fáciles. Cuando se coloca el neumático nuevo en el automóvil, las cinco tuercas ya están unidas a la rueda con un adhesivo. Los montantes son largos y no tienen hilos durante los primeros tres cuartos de pulgada. Esto asegura que las tuercas no se enrosquen, lo que facilita la colocación del neumático..

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