NewLink.ru - Гоночная Библиотека Главная | Контакт | ПОиск  
  Новости | О проекте | Пилотаж | Настройка | Разное | Медиа | Ссылки | Блог  
       
.
Home > Настройка >
Как работает машина Ф1 - Двигатель, Коробка передач. Shell - на правах рекламы.
От NewLink.ru:

Эта статья была отсканирована с вырезкок журнала F1 Racing за май, июнь и июль 2006 г. Shell - на правах рекламы. Все права на эту статью принадлежат журналу F1 Racing. Размещение данной электронной статьи на данном ресурсе не носит коммерческий характер, а предназначено исключительно для ознакомления. Причина, по которой эта статья оказалась здесь, очень проста. Статья очень интересная, а многие по разным причинам не смогли ее прочитать или даже просто не знали о ее существовании. А так как повторения этого материала в журнале, скорее всего, не будет, было бы жалко его просто потерять и забыть. Если мы забыли кого-то упомянуть или ущемили чьи-то права, просим сообщить об этом по электронной почте. Желаем приятного просмотра!!!

 1. Аэродинамика, шасси
 2. Электроника, гидравлика, тормоза
 3. Двигатель, коробка передач

Как работает машина Ф1 - Двигатель, Коробка передач

Двигатель - это то, что в первую очередь определяет характеристики машины Ф1, а коробка передач обеспечивает эффективное использование его мощности. В последнем выпуске серии, позволяющей заглянуть за кулисы автоспорта, Shell рассказывает о сложном и изменчивом мире моторов Ф1.

Ни один механизм не аккумулирует в таком ограниченном пространстве столь высокую мощность, как машина Ф1. Располагая более чем 700 л.с., позволяющими разогнаться до 250 км/ч всего за 5 с, гонщики должны максимально использовать эту мощь - и при этом пройти всю дистанцию, в чем им помогает электрогидравлическая система переключения передач.


ДВИГАТЕЛЬ

Возможно, новые V8 не столь мощны, как их предшественники, но силенок и у них предостаточно. На то чтобы разогнаться до 250 км/ч, а потом остановиться, гоночной машине требуется меньше времени, чем легковушке для того, чтобы достичь разрешенной скорости. В такие моменты гонщика вжимает в сиденье с нагрузкой в 1,4 g - и эти перегрузки обеспечивает именно мотор. Но для побед одной скорости мало. Чтобы финишировать первым, сначала надо финишировать - а для этого нужна надежность. Моторы должны выдерживать более одного гоночного уикенда, и это заставляет инженеров искать компромисс между мощностью и надежностью. Двигатели Формулы 1 раскручиваются до 18000 об/мин - что в три раза больше, чем моторы легковых машин, при этом поршни совершают 300 движений в секунду.

НОВЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДВИГАТЕЛЯМ
В 2006 году по настоянию FIA место моторов V10 заняли V8. Логика этого решения проста: снижение мощности, повышение надежности, сокращение затрат - но инженерам пришлось поломать голову. С изменением конфигурации рабочий объем уменьшился с 3 л до 2,4 л, что означало снижение мощности примерно на 200 л. с. - и потерю 1-3 с на круге на большинстве трасс.

ВО ИМЯ МОЩНОСТИ
Двигатель Ф1 - апофеоз автомобильной инженерии. 2,4-литровый мотор развивает около 750 л. с. - более 300 л.с. на литр. Даже лучшие легковые автомобили развивают не более 100 л. с. на литр - пример того, сколь непростые задачи решают разработчики гоночной техники. Двигатели Формулы 1 раскручиваются до 18 000 об/мин - что в три раза больше, чем моторы легковых машин, при зтом поршни совершают 300 движений в секунду. Двигатель крепится к монококу и работает как часть несущей конструкции машины. Соединенный в один блок с трансмиссией и задней подвеской, двигатель должен обладать большой прочностью, но не слишком увеличивать вес и габариты машины. Также очень важно, чтобы его центр масс находился как можно ближе к земле - благодаря этому центр тяжести машины будет расположен ниже, а задняя часть получится предельно компактной.


ЭВОЛЮЦИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ Ф1

1950-е
В начале 1950-х использовались как 1,5-литровые двигатели с компрессором, так и 4,5-литровые безнаддувные, развивавшие мощность около 390 л. с. В 1954 году ввели единый объем - 2,5 л, из-за чего мощность снизилась до 290 л.с.

1961-65
В моду вошла заднемоторная схема компоновки машины, а рабочий объем двигателя был снижен до 1,5 л. Мощность колебалась в диапазоне от 150 до 225 л.с

1966
Рабочий объем двигателя (без наддува) увеличен до 3 л, хотя использовались и 1 ,5-литровые моторы.

1967
В Ф1 появился знаменитый Cosworth DFV, и частникам стало проще попасть в чемпионат благодаря возможности купить готовый к использованию мотор.

1970-е
В 1977 году появились турбомоторы, доминировавшие в Ф1 в 1980-е. Их мощность достигала 1000 л.с. в гонках и около 1300 л.с. в квалификации.

1989-94
Турбомоторы запрещены, их место заняли 3,5-литровые безнаддувные моторы, развивавшие около 750 л.с. В 1990 году Ален Прост принес Ferrari сотую победу в Гран При.

1995-2005
Объем двигателей снижен до 3 л, однако их мощность возросла до 650-950 л.с.


ПОРШНИ

Цилиндры, поршни и клапаны мотора Ф1 внешне похожи на своих легковых собратьев, но на деле значительно отличаются от них. Чтобы понять, каким образом достигается потрясающая мощность мотора Ф1, нужно взглянуть на его конструкцию и размеры элементов. Наиболее показательным является поршень. Ход поршня (расстояние, на которое он смещается за один цикл) составляетоколо 45 мм, что равно примерно половине его диаметра. Столь малый ход позволяет двигателю раскручиваться до невероятных скоростей, около 19 000 об/мин, благодаря чему к топливу поступает большее количество воздуха - это и есть причина потрясающей мощности мотора.

Для сравнения: у серийных автомобилей ход поршня примерно равен его диаметру. Малый ход поршня означает, что крутящий момент двигателя Ф1 не столь велик по сравнению с его мощностью, но благодаря небольшому весу машины и семиступенчатой коробке передач гонщик может с максимальной эффективностью использовать мощность и разгонные характеристики мотора.

МАСЛА И СМАЗКИ

Жизнь внутри двигателя Ф1 нелегкая. Нагрузка на поршни достигает почти 9000 g. В условиях экстремальных температур и давления любое трение может иметь разрушительный эффект, поэтому очень важен правильный выбор масел. Для Ferrari эти проблемы решает Shell. Будучи техническим партнером самой успешной команды в истории автоспорта, Shell разрабатывает масла специально для ее моторов. Еще в мае 2005 года Shell приступила к работе над маслами для Ferrari V8, глубоко вникая во все характеристики двигателя.

ТОПЛИВНАЯ НАУКА

Топливо, применяемое в Ф1, мало отличается от бензина, который продается на АЗС. ╚В баки Ferrari F248 можно залить бензин Shell V-Power - и она поедет, - говорит Майк Копсон, технический менеджер Shell в Ф1. - Точно так же топливом Shell для Ф1 можно заправлять легковые машины╩. Между тем при разработке топлива Shell для Ferrari учитываются пожелания команды. Его химический состав нередко меняется от гонки к гонке. ╚Можно менять химсостав, вводя в него, к примеру, дополнительные воспламеняющие составляющие, чтобы сделать его более "отзывчивым" к работе педали газа, - говорит Копсон. - Такое топливо создается для трасс вроде Монако и Венгрии, требующих сравнительно малой мощности. А для трасс типа Монцы топливо дорабатывается, чтобы обеспечить большую мощность╩. В среднем моторы Ф1 расходуют 70 литров на 100 км, Но команда заливает в баки ровно столько топлива, сколько необходимо, и потому Копсон и его помощники тесно сотрудничают со стратегом Ferrari Россом Броном, помогая выбрать нужное топливо на каждую гонку.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

Коробка передач предназначена для того, чтобы как можно более плавно и эффективно передавать мощность от двигателя, позади которого она расположена, к задним колесам. Времена тросиков и ручного переключения передач миновали. Современные коробки Ф1 приводятся в действие дистанционно, а переключение производится с помощью рычажков, размещенных под рулевым колесом. Когда гонщик выбирает передачу, сложная электрогидравлическая система выполняет переключение, контролируя уровень газа, пока нажата педаль акселератора. Семиступенчатая коробка работает не как на автомобилях (по классической схеме ╚Н╩), а как на мотоциклах: передачи по порядку переключаются либо вверх, либо вниз. Это облегчает и ускоряет процесс переключения. Когда сцепление включено, все выполняется автоматически. Современные сцепления Ф1l многодисковые, изготовлены из карбона, имеют менее 100 мм в диаметре и весят меньше 1 кг. Коробки передач, как и сцепление, изготавливаются целиком из углепластика.

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧ

Во время гоночного уикенда каждая шестеренка коробки передач заменяется, чтобы исключить малейшую вероятность отказа. Передаточное число (или ╚размер╩) подбираются к каждой гонке исходя из того, какое ускорение и максимальная скоростьтребуются гонщику. Команды начинают настройку с верхней передачи (7-й), и в квалификации машина достигает максимальных оборотов в конце главной прямой. Однако в гонке число оборотов будет меньше предельного - чтобы их можно было увеличить, когда гонщик будет атаковать соперника слипстримом. Затем подбирается низшая передача. Она должна обеспечить максимальный разгон из самых медленных поворотов трассы. Остальные отношения выставляются через равные промежутки между верхней и нижней передачами. В боксах на смену семи пар шестерен уходит около 40 минут.

ЖИДКОСТИ

Shell играет важнейшую роль в обеспечении безотказной работы не только мотора, но и коробки передач Ferrari. В гонке выполняются тысячи переключений, температура внутри коробки превышает 1000°, и поэтому очень важна правильная смазка всех деталей. "И для мотора, и для коробки передач приходится искать компромис между эффективностью масла и его защитными свойствами, - говорит технический директор Shell в Ф1 Майк Копсон. - Мы всегда ищем способы уменьшения трения (между движущимися частями), потому что трение - враг мощности. Переключение передач в Ф1 очень жесткое; одно переключение занимает около 20 миллисекунд, благодаря чему гонщик меняет передачи очень быстро. Одна из самых губительных трасс для коробки - Монако. Гонщик переключает передачи каждые две секунды, а за гонку - около 3000 раз. Маслу здесь приходится очень непросто. Не только потому, что оно постоянно разбрызгивается шестернями, но и потому, что очень трудно смазывать две трущиеся друг об друга поверхности. Вот почему к маслам для коробок предъявляются более высокие требования, чем к моторным. Вдобавок машины в Монако едут достаточно медленно, из-за чего механизмы охлаждаются хуже - масло работает в наиболее неблагоприятных условиях. И поэтому при проиводстве масла для этой гонки защита от износа выходит на первый план".

В гонке, где передачи переключаются 3000 раз, выигрыш одной миллисекунды на каждом переключении оборачивается выигрышем, 3 с за ГП. В 2006-м в Имоле Ferrari победила с преимуществом в 2,096 секунды.

НАСТРАИВАЯСЬ НА МОНЦУ
С точки зрения настройки коробки Монца сильно отличается от Монако. В отличие от Mонте-Kapло, где на каждом круге нужно делать массу переключений, а большую часть трассы приходится ехать на нижних передачах, в Монце используются в основном, 5-я, 6-я и 7-я передачи. Здесь коробка испытывает самые большие нагрузки за весь сезон Ф1 - особенно в повороте Paгabolica. ╚Paгabolica уникальна, - говорит чемпион мира-1997 Жак Вильнёв. - Ее трудно пройти правильно. Она быстрая и длинная. Но это очень ответственный поворот, потому что он завершает один круг и открывает следующий: если допустить ошибку, можно разом испортить оба круга!╩

ПОХОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
На каждой гонке работает передвижная лаборатория Shell, постоянно анализирующая топливо и масла, используемые Feггaгi. ╚Это неотъемлемая часть боксов Feггari, - говорит Майк Копсон. - По ходу каждой гонки и при подготовке к ней мы все время проверяем топливо и смазки на соответствие требованиям и следим за чистотой топлива. За один уикенд мы берем около 40 проб. Топливо состоит из 200-250 различных химических веществ, и у каждого есть минимальные и максимальные показатели. Мы тестируем их, - нагревая пробы на газовом хроматографе, который выдает линейный график. У FIA есть такой же прибор, и оба графика должны совпасть. В лаборатории работают трое: я, специалист по топливу и специалист по смазкам╩.

FERRARI ИДЕТ ВПЕРЕДИ
Ferrari F2002, одна из лучших машин за всю историю Ф1, во Многом обязана своим успехом внедрению инновационных идей и новых материалов. Прежде всего это касается двигателя и трансмиссии, корпус коробки передач которой был выполнен из титана. Машина блестяще - и победно - дебютировала в гонках, позволив Михаэлю Шумахеру завоевать пятый титул в личном зачете.

SHELL ТОЛЬКО ФАКТЫ

• В 2005 году Shell изготовила 40 тонн масел для моторов и коробок передач Ferrari - это эквивалентно весу 27 малолитражек.

• В условиях гонки моторы Ф1 производят около 1750 кВт тепла, для отвода которого служат радиаторы и выхлопные трубы. Температуры достигают 1000°С.

• По КПД переработки топлива в энергию двигатель Ф1 на 20% эффективнее самой экономичной малолитражки.

• В каждую коробку передач Ferrari Ф1 залито специально разработанное масло Shell Spirax L6285.

 1. Аэродинамика, шасси
 2. Электроника, гидравлика, тормоза
 3. Двигатель, коробка передач

 
Arty © 2003 - 2010