Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Мощность моторов в сезонах Формулы 1

Мощность моторов в сезонах Формулы 1

Ferrari – единственная команда, выступающая в Формуле 1 с первого сезона. Кроме того, итальянская команда – самостоятельный производитель моторов, что позволяет проследить тенденцию изменения мощности двигателей с 1950 по 2011 год…

ГодШассиДвигательМощность
1950Ferrari 3754.5 литра V12350 сил
1951Ferrari 3754.5 литра V12350 сил
1952Ferrari 5002 литра, рядный 4 (по регламенту F2)185 сил
1953Ferrari 5002 литра, рядный 4 (по регламенту F2)185 сил
1954Ferrari 553F1 2.5 литра, рядный 4260 сил
1955Ferrari 555F1 2.5 литра, рядный 4260 сил
1956Ferrari D502.5 литра, V8265 сил
1957Ferrari 8012.5 литра, V8275 сил
1958Ferrari 2462.5 литра, V6280 сил
1959Ferrari 2562.5 литра, V6280 сил
1960Ferrari 246P2.5 литра, V6263 сил
1961Ferrari 1561.5 литра, V6190 сил
1962Ferrari 1561.5 литра, V6190 сил
1963Ferrari 156 Fl-631.5 литра V6205 сил
1964Ferrari 1581.5 литра, V8210 сил
1965Ferrari 5121.5 литра, оппозитный 12220 сил
1966Ferrari 312 Fl-663 литра V12360 сил
1967Ferrari 312 Fl-673 литра V12390 сил
1968Ferrari 312 Fl-683 литра V12410 сил
1969Ferrari 312 Fl-693 литра V12436 сил
1970Ferrari 312 B3 литра оппозитный 12450 сил
1971Ferrari 312 B23 литра оппозитный 12470 сил
1972Ferrari 312 B23 литра оппозитный 12470 сил
1973Ferrari 312 B3-733 литра оппозитный 12485 сил
1974Ferrari 312 B3-743 литра оппозитный 12490 сил
1975Ferrari 312 T3 литра оппозитный 12495 сил
1976Ferrari 312 T23 литра оппозитный 12500 сил
1977Ferrari 312 T23 литра оппозитный 12500 сил
1978Ferrari 312 T33 литра оппозитный 12510 сил
1979Ferrari 312 T43 литра оппозитный 12515 сил
1980Ferrari 312 T53 литра оппозитный 12515 сил
1981Ferrari 126 CK1.5 литра V6 турбо540 сил
1982Ferrari 126 C21.5 литра V6 турбо580 сил
1983Ferrari 126 C31.5 литра V6 турбо600 сил
1984Ferrari 126 C41.5 литра V6 турбо660 сил
1985Ferrari 156-851.5 литра V6 турбо780 сил
1986Ferrari Fl-861.5 литра V6 турбо850 сил
1987Ferrari Fl-871.5 литра V6 турбо880 сил
1988Ferrari F1-87/88C1.5 литра V6 турбо620 сил
1989Ferrari Fl-893.5 литра V12600 сил
1990Ferrari Fl-903.5 литра V12680 сил
1991Ferrari Fl-913.5 литра V12725 сил
1992Ferrari F92 A3.5 литра V12735 сил
1993Ferrari F93 A3.5 литра V12745 сил
1994Ferrari 412 T13.5 литра V12750 сил
1995Ferrari 412 T23 литра V12690 сил
1996Ferrari F3103 литра V10715 сил
1997Ferrari F310 B3 литра V10730 сил
1998Ferrari F3003 литра V10805 сил
1999Ferrari F3993 литра V10790 сил
2008Ferrari Fl-20003 литра V10805 сил
2001Ferrari F20013 литра V10825 сил
2002Ferrari F20023 литра V10835 сил
2003Ferrari F2003-GA3 литра V10845 сил
2004Ferrari F20043 литра V10865 сил
2005Ferrari F20053 литра V10865 сил
2006Ferrari 248 F12.4 литра V8725 сил
2007Ferrari F20072.4 литра V8730 сил
2008Ferrari F20082.4 литра V8740 сил
2009Ferrari F602.4 литра V8750 сил
2010Ferrari F102.4 литра V8760 сил
2011Ferrari 150° Italia2.4 литра V8770 сил

Читайте также: В последний уик-энд августа на автодроме в Имоле в рамках традиционного фестиваля «Исторический день Minardi» пройдёт крупный аукцион, где на торги будет выставлено немало техники, имеющей то или иное отношение к автоспорту. Всего будет двадцать три лота, среди которых есть и гоночные машины 50-х годов, и современные, причём это будут и раллийные автомобили, и предназначенные для соревнований по скоростному подъёму на холм, и формулы. Стартовые цены начинаются от 3500 евро – столько просят за модель гоночной машины с автографом Михаэля Шумахера, до 350 тысяч евро – в такую сумму оценивается уникальная Lancia Fulvia Coupé Rallye 1.6 HF, выступавшая на раллийных трассах в конце 60-х и начале 70-х. В своё время было построено всего шесть таких машин. Поклонников истории Формулы 1 наверняка заинтересует моторхоум Ferrari, построенный на шасси грузовика Iveco 370 и оформленный в цветах Скудерии. Он использовался командой из Маранелло на европейских этапах чемпионата мира с 1993-го до 1997 года. Внутри оборудованы места для отдыха гонщиков, есть комната для проведения совещаний. Моторхоум оснащён дизель-генератором, кондиционером, а на более позднем этапе было добавлено спутниковое телевидение и интернет. С 1998-го по 2005 гг. команда Ferrari ездила на нём на тесты. В разные периоды в нём проводили время такие гонщики, как Жан Алези, Герхард Бергер, Михаэль Шумахер, Эдди Ирвайн и Рубенс Барикелло. Также им пользовались Жан Тодт, в те годы руководивший Скудерией, Росс Браун и Стефано Доменикали, отвечавшие за разработку стратегии. В общем, это поистине историческая машина, хотя понятно, что 12-метровый автобус купит.

5 причин, по которым не стоит оснащать обычный автомобиль двигателем F1

Почему двигатель от болида Формулы 1 не подойдет обычному автомобилю

Запретный плод всегда сладок. Именно поэтому нашлись отважные инженеры, которые запихнули под капот машины невероятно мощный «ракетный» гоночный мотор. Последний часто называют двигателем F1, так как им оборудуются гоночные автомобили.

Недавно мир узнал о том, что форсированные двигатели были установлены под капоты таких машин, как BMW М5, а также Porsche Carrera GT. Безусловно, эти транспортные средства стоят целое состояние, так как в их разработку и производство было вложено немало финансовых средств. Конечно, их инженеры не ставили перед собой цель выпустить массовые автомобили. Скорее, они предназначены для экстремалов, для которых машина — не средство передвижения, а источник получения адреналина.

Тем не менее, даже экстремальным гонщикам такие машины могут доставить немало хлопот. Эксперты автомобильного мира озвучили 5 причин, согласно которым не стоит устанавливать в автомобиль мотор от болида Формулы 1.

Работает только в определенных условиях


Отличительная особенность двигателя F1 заключается в том, что он готов функционировать только при стечении определенных обстоятельств. Например, прежде, чем завести такой мотор, его нужно хорошенько прогреть. То есть, запустить гоночный двигатель F1 с холодного старта не получится. Но благодаря внешнему водяному и масляному насосу осуществляется передача специальной смазочной жидкости, которая достигает температуры в 80 градусов по Цельсию, во внутренние проходы двигателя.

Итак, если экстремальный автолюбитель, который живет, например, в швейцарских Альпах, пожелает в январе завести авто с гоночным мотором, он будет разочарован. Стартер будет просто прокручиваться. Так что подобные машины подойдут далеко не всем, что делает их менее привлекательными в глазах любителей адреналина. Не будет же гонщик ждать комфортной погоды или отправляться в теплую страну, чтобы погонять по автотрассе.

Дорогое удовольствие

Конечно, если человек решился оснастить свой автомобиль спортивным движком, то это означает, что деньги у него водятся. Вот только готов ли он расстаться с 7,7 млн. долл.? А именно столько стоит трансмиссия F1. Вопрос риторический. Такую роскошь могут позволить себе только олигархи, которых единицы.

Ощутимо стоит и высокотехнологичный клапанный механизм ГРМ – valvetrain, которым также оборудован мотор F1. Он способен увеличить скорость вращения агрегата до 15 тыс. об. в мин., используя при этом давление азотом.

Более того, машины с таким мотором требует постоянного ухода и ремонта. Заглядывать под их капот рекомендуется после каждых 12 пройденных километров. Если же этого не делать, то все дорогостоящие автозапчасти придут в негодность, а ремонт выльется в кругленькую сумму денег.

Читать еще:  Электромеханический регулятор оборотов двигателя

Охлаждение

Также не удастся ограничится экстремалу, мечтающему о больших скоростях, как в Формуле-1, лишь одной заменой старого двигателя на новый. Его установка потянет за собой дополнительные расходы. Спортивный мотор требует совершенно другой системы охлаждения. В том числе, придется покупать новый радиатор. Ведь прежний не сможет защитить от перегрева двигатель, который будет работать на больших оборотах.

При этом не обойтись и без переноса радиатора в совершенно другое место. В болидах, которые участвуют в Формуле-1, он наклонен вниз и помещен в большую раму. Правда, находятся умники, которые утверждают, что можно установить дополнительный угловой радиатор. Но он ситуацию не спасет. Тем, кто все же решил оснастить свое авто мотором от болида Формулы 1, придется практически полностью переделать машину.

Расходы на топливо

Не зря гоночные двигатели называю прожорливыми. Машины, на которых они установлены, потребляют около 100 л. бензина за 1 ч. Так что непринужденная автомобильная прогулка продолжительностью в полчаса потребует от водителя наличия в баке 50 л. топлива. Но что делать тем водителям, которых желают путешествовать на таком авто не полчаса и даже не 2, а целый день? И здесь они столкнутся с суровой реальностью. Транспортное средство с мотором F1 может вместить примерно 225 л. Если автолюбитель не хочет каждые 2-3 ч. заезжать на АЗС, то ему не рекомендуется покупать авто с двигателем большего объема.

Тем не менее, вся загвоздка кроется не только в топливе. Как правило, пилоты Формулы-1 после каждой гонки отгоняют автомобиль в бокс, где его внимательно осматривает целая команда высококлассных специалистов. В первую очередь, они тестируют моторное масло на присутствие в нем различных металлов — если оно не соответствует установленным критериям, необходимо срочно менять топливо, иначе агрегат может прийти в негодность.

Период эксплуатации


Если регулярно ухаживать за двигателем, как это делают на Формуле-1, то его можно использовать относительно долго. Но по гоночным меркам. В отличие от обычных моторов, двигатели F1 «живут» крайне мало, так как в процессе эксплуатации они испытывают очень большие нагрузки — некоторые из них могут даже взять планку в 20 тыс. об. в мин. Поэтому не удивительно, что моторы быстро выходят из строя, рассыпаясь буквально на глазах.

Но, безусловно, наибольшую нагрузку испытывают цилиндры. Каждую секунду на них оказывается давление 1,5 тыс. Атм. Не редки случаи, когда спортивные двигатели ломаются после того, как машины, на которых они установлены, преодолеют лишь 1 тыс. км.

В свое время Фердинанд Порше произнес фразу, которая впоследствии стала крылатой. Он сказал примерно следующее: совершенный гоночный автомобиль пересекает линию финиша первым и затем распадается на составные запчасти. С ним трудно поспорить. Стоит ли вкладывать большие деньги в сомнительную авантюру?


Учитывая вышеизложенные пункты, разумнее всего будет отказаться от затеи оснащать обычную машину эксклюзивным двигателем. Это не только дорого, но и неэффективно. В любом случае, есть немало автомобилей, которые оборудованы мощными агрегатами и способны развить крейсерскую скорость.

Но сколько рекомендаций ни давай, всегда найдутся авантюристы, которые решат сделать по-своему. Таким автолюбителям можно дать лишь один дельный совет. Если установить на свою машину двигатель F1, который используется в Формуле-1, то нужно сразу приготовиться к возникновению многочисленных проблем. Уже не говоря про то, что «усовершенствованное» транспортное средство может сделать владельца машины банкротом. Разумнее всего покупать серийные автомобили, которые оснащены многоцилиндровыми моторами. Они также не отличаются доступной стоимостью, но, по крайней мере, за ними легче ухаживать.

Двигатель Формулы 1: от настоящего к истокам. Часть первая

Уважаемые читатели портала, редакция Engine -Market представляет вашему вниманию первую часть серии статей «Двигатель Формулы 1: от настоящего к истокам». В этой части речь пойдет о современном двигателе формулы 1, его особенностях, проблемах при проектировании, важных характеристиках, отличиях от дорожных моторов и в заключении — технические ограничения 2010 в чемпионате Формула 1.

Один из самых сложных составных блоков болида Формулы 1 – это двигатель. В силовой установке приблизительно насчитывается до 5000 деталей, из которых около 1500 – это движущиеся элементы. Сборка двигателя занимает около двух недель. Мотор формулы 1 может развивать мощность более 750 лошадиных сил и свыше 20 000 оборотов в минуту. При максимальном темпе гонки двигатель V8 потребляет около 60 литров топлива на 100 километров.

Прежде чем перейти непосредственно к его особенностям давайте определимся с некоторыми основными терминами:

1. « Формула 1 » (от англ. FIA Formula One World Championship) – это чемпионат мира по кольцевым автогонкам на автомобилях с открытыми колёсами. Формула-1 — самый популярный, дорогой и высокотехнологичный вид автогонок;

2. «Регламент Формулы 1» — это установленный свод обязанностей и правил (эти правила накладываются в том числе и на изготовление двигателей), который должны соблюдать все участники чемпионата. Чемпионат является собственностью FIA.

В современном понимании двигатель Формулы 1 это поистине великое произведение искусства. Над созданием одного агрегата перед чемпионатом мира трудится огромный штат инженеров и не одна техническая лаборатория. И это не просто так, в «гонке вооружений» между командами технические эксперты вынуждены решать возникающие перед ними проблемы быстро и оперативно. А проблем более чем достаточно…

Одна из основных задач, которую решают конструкторы, это победить резонансные частоты в моторе. Каждый из элементов в силовом агрегате имеет свою собственную резонансную частоту, и на очень высоких оборотах, они в какой-то момент накладываются, и мотор может взорваться от собственного резонанса. Сегодня инженеры добились такой конструкции, при которой собственный резонанс не разрывает двигатель на куски.

Двигатель F1 Ferrari

При проектировании конструкторам необходимо отрабатывать и учитывать огромное количество характеристик и параметров: сейчас двигатель Формулы 1 проектируется не в статической среде, как это было раньше, а в динамической. Проектирование происходит с учётом всех процессов происходящих в моторе. Например, при очень высоких оборотах, что бы понять как будет вести себя клапан при открытии, важно знать не только механические характеристики пружины, распредвала, но и просчитать гидродинамикой, какое влияние окажут воздушные потоки на открытие клапана.

Современный силовой агрегат Формулы 1 не сможет проработать и треть дистанции, если многие из его компонентов не будут покрыты специальными антифрикционными покрытиями (никель, кобальт, титан и др.). Эти покрытия необходимы потому, что при очень высоких оборотах (порядка 20000 об./мин.), нагрузки которые приходятся на отдельные компоненты, столь высоки, что детали без специальных покрытий не смогут выдержать и начнут быстро разрушаться. Стоит отметить, что даже эти покрытия не надолго предохраняют двигатель от износа – сейчас силовой установки хватает на четыре, максимум шесть часов работы в гоночном режиме (от одного до трех этапов).

Двигатель F1 BMW

Ещё один важнейший компонент для современного двигателя, который должны правильно учесть инженеры – смазочные материалы. Моторное масло обеспечивает работу силовой установки и предохраняет трущиеся поверхности от преждевременного износа. Сегодня в моторах применяют масла с низкой вязкостью. Нефтяные компании специально разрабатывают эти моторные масла для болидов Формулы 1. Разработка масел для каждой отдельной трассы очень дорогое удовольствие и несмотря на то, что для скоростных трасс, и трасс типа Монако, Венгрии применение различного моторного масла может дать свой результат, но затраты будут огромны, и команды используют одинаковое моторное масло по ходу сезона на различных трасах. Точно неизвестно, какое количество масла вмещается в двигатель Формулы 1. В то время как 70% его находится в моторе, остальные 30% — в маслосборнике. Масло в маслосборнике меняется в пределах трех или четырех раз в минуту.

Двигатель болида F1 Mercedes

На завершительной стадии перед технологами предстает две важные задачи:

1. Первая это создание оптимального двигателя: в конце прямой число оборотов двигателя формулы 1 намного выше, чем у обычного дорожного мотора. В угоду высокой мощности приходится идти на ограниченный срок службы спортивного двигателя. Для максимально возможного увеличения срока эксплуатации мотора, его составные делают из различных материалов. Это делается для того, чтобы уменьшить внутреннее трение и излишний вес двигателя, но наиболее важным является уменьшение веса внутренних частей мотора. Например, клапан должен быть настолько легким, насколько это возможно, чтобы двигаться неимоверно быстро набирал обороты и совершал более 300 рабочих циклов за определенный отрезок времени (при 18000 об/мин);

Читать еще:  102 двигатель работает как дизель

2. Другой важной задачей является достижение максимальной мощности двигателя при помощи оптимизации выхлопной системы. Незначительное изменение длины или формы выхлопа может повлиять коренным образом на количество лошадиных сил на выходе.

Проблемы и задачи, которые решают конструкторы, накладывает прямой отпечаток и на основные технические отличия двигателя формулы 1 от дорожного.

Технические отличия от дорожных двигателей:

+ Полнота наполнения цилиндров. Она характеризует степень заполнения топливной смесью цилиндров при условиях нормального атмосферного давления. Если цилиндр полностью наполнен топливной смесью при нормальном атмосферном давлении, то это означает, что полнота наполнения цилиндров равна 100%. Обычно дорожный двигатель имеет показатель наполнения цилиндров равный 80%. Силовой же агрегат Формулы 1, собранный за две недели, при испытаниях имеет показатель наполнения цилиндров равный 95% — это высший показатель и высшая мощность, которую двигатель может производить;

+ Термический КПД. Термический КПД определяется как отношение полезной работы цикла к подведенному теплу. В двигателях Формулы 1 получаемая энергия от возгорания топлива, выше, чем в обычных автомобилях – следовательно, выполняемая полезная работа (мощность) гоночных моторов также в разы больше, чем у дорожников. Но при более высоких энергиях возгорания нагрев рабочих элементов также значительно выше, и, следовательно, выше коэффициент тепловых потерь. Это приводит к потере в мощности до 30% от получаемых лошадиных сил двигателя. Но всё же, прирост в мощности в конечном итоге существует. Синхронность воспламенения, термослой (специальное покрытие трущихся поверхностей силового агрегата служащее для увеличения износостойкости и уменьшения теплоотвода), положение свечей и конфигурация камеры впуска – это элементы влияющие на термический КПД. При низкой степени сжатия дорожные двигатели имеют термический КПД приблизительно равный 0.26. Гоночные двигатели могут иметь термический КПД приблизительно равный 0.34. Казалось бы, маленькое отличие показателей дает спортивному мотору прибавку мощности в 35 — 40% (0.34-0.26/0.26);

+ Механический КПД. Часть мощности, вырабатываемой двигателем, затрачивается на вращение инерционных масс деталей в конструкции самого же двигателя. Избыток мощности можно считать за показатель силы тяги. Отличие между показателем силы тяги и рабочей мощностью цилиндров — это механический КПД. На механический КПД влияет трение в посадочных местах клапанов, трение в подшипниках, потери на обтюрацию в системе «поршень-кольца-стенки цилиндра» и другие трущиеся пары. Также механический КПД зависит и от оборотов двигателя. Увеличение оборотов разгоняет двигатель, при этом снижается внутреннее трение в двигателе за счёт нормализации слоёв масляных плёнок и достигается излишек в лошадиных силах. Показатель механического КПД мотора F1 больше, чем у обычного. Те конструктивные решения, которые приводят к увеличению мощности в двигателях Формулы 1, в обычных двигателях ведут к перерасходу топлива.

Двигатель болида F1 Ford «Cosworth»

Что касается главных характеристик, которыми должен обладать высокотехнологический агрегат – здесь история наложила свой отпечаток, сместив чашу весов немного в сторону. Мощность сама по себе осталась важным фактором, но не только один этот параметр важен. Нельзя сказать, что для мотористов, достижение максимальной мощности является главной задачей. Очень важен расход топлива. Сейчас в связи с запретом дозаправок, важно иметь оптимальное количество топлива в баке необходимое для прохождения гоночной программы. Имея на финише меньший вес всего болида за счёт выигрыша в виде веса остаточного топлива можно получить дополнительное преимущество. А прибавка в мощности на 10-20 л/сил. даст плюс в весе болида за счёт дополнительного запаса топлива.

Двигатель болида F1 Honda

С момента возникновения, в 1947 году в Формуле 1 применялись различные двигатели. Огромные возможности со стороны конструкторских новинок, хорошее финансирование и безостановочная «гонка вооружений» среди команд участников способствовала постоянному и все нарастающему прогрессу в развитии технических характеристик двигателей. А вместе с тем со все увеличивающимися скоростями и мощностями болидов Формулы 1— увеличилось количество смертей среди гонщиков… Поэтому FIA в 70-х годах вводит различные ограничения на двигатели болидов, которые с каждым годом становятся все более жесткими. И наконец, в сезоне 2010 года ограничения достигли таких узких рамок, что почти все существующие двигатели обладают схожими характеристиками и отличаются лишь небольшими преимуществами. В основном конструкторы работают над повышением надёжности и совершенствуют мелочи, которые не ограничили в доработках.

Cхема двигателя болида F1

Согласно техническому регламенту Формулы 1, в 2010 году на двигатели болидов накладываются следующие ограничения:

— в Формуле 1 используются четырёхтактные V-образные восьмицилиндровые двигатели без наддува с углом развала цилиндров 90°;

— объём двигателя не должен превышать 2.4 литра;

— максимальный диаметр цилиндра — 98 мм, что подразумевает минимальный ход поршня в 39.7 мм;

— в каждом цилиндре используется по два впускных и два выпускных клапана;

— минимальная масса двигателя составляет 95 кг;

— системы предварительного охлаждения воздуха запрещены;

— запрещено подавать в двигатель что-либо, кроме воздуха и горючего;

— впуск и выпуск изменяемой геометрии также запрещены;

— каждый цилиндр может иметь только одну форсунку для впрыска топлива и только одну свечу зажигания;

— блок цилиндров и картер двигателя должны быть выполнены из сплавов алюминия;

— коленвал и распредвалы должны быть сделаны из стали или чугуна;

— толкатели клапанов должны быть выполнены из сплавов алюминия, а сами клапаны — из сплавов на основе железа, никеля, кобальта или титана;

— использование карбона и композитных материалов при производстве блока цилиндров, головки блока и клапанов запрещено;

— для запуска двигателя на пит-лейн и на стартовой решётке используется внешний стартёр (отдельное переносное устройство, не устанавливаемое на машину).

В настоящее время также налагаются ограничения на смену моторов каждым гонщиком на своём болиде, эти ограничения называются: «Штраф за вторую замену мотора»: если кто-то превышает лимит в восемь моторов, отпущенных на сезон, то за каждый новый двигатель пилот получит штраф в 10 позиций на стартовом поле. Если вышло так, что сразу два дополнительных мотора использованы по ходу одного гран-при – то за второй из них придется «расплачиваться» на следующем этапе.

Двигатель болида F1 Toyota

Но так было не всегда… В основном к ситуации которую мы имеем на данный момент можно выделить две оценки:

1. Современная Формула утратила свою былую «романтику». Раньше Формула 1 имела свою неповторимость в конструкторских новинках и открытиях, большее количество сходов и обгонов за счет огромной разницы в показателях двигателей различного производства.

2. Сейчас Формула 1 стал намного безопаснее и «зеленей» (меньшее загрязнение среды). А это высшие приоритеты современного человечества.

Чтобы для себя ответить на этот вопрос, необходимо пройтись вместе с редакцией Engine -Market по увлекательной и богатой событиями истории развития двигателей Формулы 1 и составить свое собственное впечатление: о самых легендарных и титулованых мотористах всех времен в Формуле 1 и об откровенных неудачниках; об огромном технологическом прыжке вперед и большоми количестве мелких шагов назад; о триумфах и катастрофах; о покорении человеком скорости и покорении человека скоростью.

Но это уже во второй части… Спасибо за внимание и до скорых встреч.

Двигатели болида «Формулы 1»: объем и технические характеристики


Двигатели болида «Формулы 1»: объем и технические характеристики

Как вы думаете, какой элемент болида Формулы-1 является самым нужным для победы в Гран-при? Я уверен, что такой элемент выделить нельзя. В каждой гонке важен любой элемент гоночного автомобиля, ведь он играет какую-то роль в настройке. В этой же статье мы рассмотрим силовой элемент гоночного автомобиля, то есть двигатель и все, что с ним взаимодействует.

Основные узлы силовой установки

Силовая установка — этот узел болида, который при проезде авто по прямой старт-финиш оглушает болельщиков. Так вот, даже такой мощный силовой агрегат состоит из более мелких деталей, точнее — элементов:

  • Двигатель внутреннего сгорания, объёмом 1.6 литров;
  • Мотор-генератор, который накапливает кинетическую энергию;
  • Мотор-генератор тепловой энергии;
  • Аккумулятор, который питает электрические узлы;
  • Турбогенератор;
  • Блок управления двигателем.
Читать еще:  Двигатель z16xer холостые обороты

Мотор

На болиды устанавливаются четырёхтактные V-образные 6-цилиндровые двигатели с турбонаддувом. Угол развала цилиндров составляет 90°. Объём двигателя не должен превышать 1,6 литра.

В 2014 году мощность моторов Формулы-1 снижена до 600 лошадиных сил. Раньше мощность достигала 760 л.с. Количество оборотов так же была снижена с 19000 до 15000 об./сек.

Системы предварительного охлаждения воздуха запрещены. Кроме того запрещено подавать в мотор что-либо, помимо воздушно-бензиновой смеси. Каждый цилиндр может иметь только одну свечу зажигания и одну форсунку для впрыска топлива.

Запрещено использование карбона и других композитных материалов при производстве блока цилиндров, головки блока и клапанов.

Мотор-генератор (MGU-H)

Как мы писали раннее, MGU-H — это мотор-генератор тепловой энергии, но это лишь отчасти верное обозначение. Суть его работы такова. Данный элемент не имеет соединения с коленчатым валом болида, он имеет соединение с турбиной гоночного автомобиля, а точнее, с его валом. Его основное предназначение — преобразование выхлопных газов от раскручивания турбины. По сути, мы получаем кинетическую энергию от вращения турбины. Сама система не только позволяет получать энергию от раскрутки турбины, но и использовать эту же энергию, для раскручивания оборотов этой же турбины. Вот как запутано. Делается это для того, чтобы избавиться от так называемых турбоям. Последние возникают от того, что на низких оборотах вращения, двигатель не может получить достаточного количества воздуха. Это в свою очередь не даёт двигателю развить максимальной мощности. Отметим, что MGU-H и MGU-K заряжают один аккумулятор.

Какие двигатели используют сегодня в Формуле 1?

«Королева автоспорта» — так называют гоночную серию Формула 1. И не зря, ведь в этом виде гонок соревнуются лучшие в мире пилоты на самых быстрых машинах. Что же делает болиды Формулы 1 такими быстрыми? Естественно, что мелочей в автоспорте не бывает, и на успех гоночных машин влияют все компоненты, но главным элементом является «сердце» болида – его двигатель. За долгую историю Формулы 1 требования к силовым установкам очень сильно изменились. Конструкция современных «формульных» двигателей жестко регламентирована и основные ее параметры должны соответствовать четко указанным значениям. Рабочий объем должен не превышать 1,6 литра, максимальная частота вращения – не более 15000 оборотов в минуту, минимальная масса силовой установки 145 килограммов. Максимальный массовый расход топлива не должен превышать 100 кг/час, запас топлива на гонку 105 кг. Установлены допустимые значения диаметра цилиндра и хода поршня, диаметров коренных и шатунных шеек, массы шатуна, коленчатого вала и поршневого комплекта.

На сегодняшний день в Формуле 1 используют гибридные энергетические установки, которые состоят из турбированного 6-ти цилиндрового V-образного бензинового двигателя с непосредственным впрыском и двух систем рекуперации энергии. Первая система (обозначается MGU-K) накапливает кинетическую энергию при торможении, а вторая (MGU-H) преобразует теплоту отработавших газов в электрическую энергию и использует при ускорении болида.

Гибридной составляющей силовой установки является мотор-генератор постоянного тока с водяным охлаждением. Модуль рекуперации кинетической энергии накапливает энергию от вращения коленчатого вала при торможении и преобразует ее в крутящий момент при разгоне. Во всех двигателях этот модуль устанавливают под выпускным коллектором и соединяют с коленчатым валом через шестеренчатую передачу. Модуль рекуперации теплоты отработавших газов накапливает энергию вращения турбокомпрессора и частично компенсирует провалы мощности на некоторых режимах за счет раскручивания турбонагнетателя.

Несмотря на то, что все гоночные команды строят свои двигатели по одним правилам, результат у них получается разным. Много чего зависит от оптимальной компоновки двигателя внутреннего сгорания, турбонагнетателя и гибридных элементов. Наибольших успехов в построении гоночного двигателя добилась команда Mercedes, став абсолютным лидером в последних нескольких сезонах Формулы 1.

Большого преимущества над своими конкурентами команда Mercedes добилась благодаря использованию в двигателях турбулентной реактивной системы зажигания. Принцип работы этой системы чем то напоминает работу дизелей с форкамерной камерой сгорания. Система работает следующим образом: небольшое количество топлива, которое поступает в цилиндр под действием давления наддува поступает в специальную камеру, которая отделена от цилиндра двигателя кольцом с отверстиями малого диаметра. В этой камере смесь топлива с воздухом воспламеняется свечей зажигания и направляется в цилиндр, где поджигает оставшееся топливо. Основная смесь воспламеняется возле стенок цилиндра в нескольких местах одновременно и фронт пламени направляется к центру, что обеспечивает более полное сгорание. Применение такой системы позволяет поднять степень сжатия до уровня дизелей — от 16,5:1 до 18:1 без риска возникновения детонации. По словам экспертов благодаря системе турбулентного реактивного зажигания удалось повысить мощность двигателя на 30 – 50 лошадиных сил.

На сегодняшний день мощность силовых установок болидов Формулы 1 достигает 900 лошадиных сил, из них около 750 развивает двигатель внутреннего сгорания. Стоит отметить, что раньше использовали атмосферные V8 объемом 2,4 литра развивающие 750 – 775 л.с. при частоте вращения 18000 оборотов в минуту. При этом крутящий момент был гораздо меньше, чем у современных двигателях. Термический КПД новейших двигателей превысил 50 %, что ранее было просто недостижимо.

Несмотря на высокие показатели новых «формульных» двигателей у них появилось много критиков. Одним из моментов, который никому не нравится, является звук новых моторов, напоминающий звук старого пылесоса. Также многие критикуют новые двигатели за их сложность и дороговизну. Сейчас уже не встретишь «гаражную» команду Формулы 1. Бюджет даже самых бедных команд составляет не менее 100 млн. долларов. Абсолютное лидерство команды Mercedes, имеющей лучшие в мире двигатели, раздражает не только их конкурентов, но и болельщиков. По этой причине имеется много сторонников снятия ограничений для двигателей Формулы.

Как бы там не было, но технический прогресс не остановить и Формулу 1, как и весь автомобильный мир в целом ждет еще много инноваций.

Отличие силовых установок

Регламент Формулы-1 гласит, что у всех болидов должны быть одинаковые двигатели, точнее, с одинаковыми техническими характеристиками. Однако суть в том, что данные силовые установки собирают разные производители, и вот здесь могут быть свои нюансы. Для сравнения были взяты силовые установки с болидов Mercedes и Red Bull.

В первом случае используется силовой агрегат от Mercedes, во втором — Honda. Какими бы одинаковыми не были элементы силового агрегата того или иного производителя, разница бывает существенная. И это доказала нам гонка в Австрии, где двигатели от Mercedes имели преимущество над двигателями Honda в 20 лошадиных сил. Кажется, что для двигателя, мощностью в 1000 лошадиных сил 20 лошадок? Но если верить эксперту, который проводил исследование, то это составляет 0.3 секунды на круге, а это очень много для двух претендентов на чемпионство. Но с этим можно было мириться, если бы не одно «Но» — топливо.

Как мы знаем, с недавнего времени дозаправки в Формуле-1 запрещены, а значит, бак заправляется со старта и до финиша. Чем больше топлива, тем больше вес болида, а значит развить максимальную мощность будет труднее. Это значит, что двигатели Honda более прожорливее, чем Mercedes. Опять же, берём в пример Гран-при Австрии, где Ферстаппен и Хэмилтон использовали свой двигатель в одном режиме, но на финише у Льюиса оказалось 10 кг. топлива, у Ферстаппена бак был пуст. Все ведётся к тому, что если бы болиду Mercedes нужно было увеличить мощность, то недостаток топлива не помешал бы это сделать, в отличии от Макса.

Мощность моторов в сезонах Формулы 1

Ferrari – единственная команда, выступающая в Формуле 1 с первого сезона. Кроме того, итальянская команда – самостоятельный производитель моторов, что позволяет проследить тенденцию изменения мощности двигателей с 1950 по 2011 год…

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector