Стоимость поршня двигателя Формулы-1

Смотреть

  • 10 504

Болиды Формулы-1 развивают высочайшие скорости на гоночных трассах, а их силовые установки производят невероятное количество энергии. Считается, что двигатель внутреннего сгорания «Королевы автоспорта» стоит 10.5 миллионов долларов, а мощность достигает отметки 1000 лошадиных сил! Иначе как технологическое чудо, такой мотор не назовешь.

На всякий случай напомним, что в Формуле-1 используют моторы V6 турбо, рабочим объемом 1.6 литра. При этом стоимость одного только поршня превышает 70 000 долларов! Казалось бы – безумно дорого, но команды платят… 

Слева поршень обычного автомобиля, справа – Формулы-1. Фото: Youtube.com

Если вы увлекаетесь Формулой-1, то знаете, что невозможно запустить двигатель болида, как в случае с дорожным автомобилем. Жесточайшие допуски означают, что поршни заедают в цилиндрах до тех пор, пока двигатель не прогреется. Инженерам требуется не менее получаса, чтобы прогреть охлаждающую жидкость и масло! Только после этого можно приступать к процедуре запуска. 

Существует еще одно объяснение космической стоимости компонентов двигателя. Дело в том, что при возвратно-поступательном движении на поршень действует перегрузка достигающая 200G и гигантская температура. Поршень двигателя семейного седана расплавился бы в таких условиях через пару секунд!

Инженер дает механикам разрешение на запуск двигателя. Фото: Youtube.com

Посмотрев видео на Youtube канале Алексея Шоропа, вы сможете узнать другие подробности конструкции поршня двигателя для болидов Формулы-1.

Автор: Алексей Медведев

Использованы фотографии: youtube.com

Как вы оцениваете стоимость компонентов двигателя Ф1?
Голосуем!

Безумно дорого, оно того не стоит!

Нормальная цена за высокотехнологичный продукт

Поршень моей Приоры круче и дешевле!

Мы вМы в Яндекс Дзен

Воодушевляющий пример эффективного импортозамещения демонстрирует автогигант «Урал». В планах завода не только покрыть собственные запросы, но и наладить…

  • 2 807

Мопеды были широко распространены в СССР, но примерно в середине 90-х их вытеснили из городов в деревни. Там они до сих пор встречаются, хотя, большинство…

  • 1 248

Параллельный импорт в действии – в России появляются автомобили, которых раньше у нас никогда не было. Уход производителей спровоцировал рост разнообразия…

  • 1 141

Есть поговорка: «Чем круче внедорожник, тем дальше идти за трактором». Получается, самый крутой «джип» – сельхозтехника? Тогда почему ее редко используют на…

  • 1 068

ГАЗ-САЗ-3507 завершил историю советских среднетоннажных самосвалов. Несмотря на распространенность, он имел положительные и отрицательные моменты в своей. ..

  • 995

Большой кроссовер стоит не дороже рестайлинговой Лады Весты. К сожалению, продажи стартуют не в России……

  • 541

Кто знает, что такое мотохлам? К сожалению, под это определение попадает процентов 95 советских байков. Большинство доживает век в деревенских сараях и…

  • 405

Гиперкар разгоняется от 0 до 200 км/ч всего за 4,75 секунд. На счету машины сразу четыре мировых рекорда….

  • 367

Новый китайский внедорожник стоит как Lada Vesta NG. Жаль, что его пока в России не продают….

  • 365

К сожалению, это далеко не V8. Как говорится, Jeep уже далеко не тот….

  • 298

Легендарный 1986-й: какой мотор самый мощный в истории Формулы 1

Почти три года назад я сделал небольшую заметку в свой блог на Драйв2, материал по-своему любопытный и возможно будет интересен не только фанатам первой Формулы. Тогда на сайте Drive.ru вышла статья Михаила Петровского об отделении BMW M Gmbh в числе прочего в ней упоминалось о формульном двигателе BMW M12/13/1 — который многие считают мощнейшим за всю историю Формулы 1.

Далеко не все знают — что именно в 1986-м году выступали самые мощные в истории автомобили, как в гонках “Первой формулы”, так и на трассах мирового чемпионата по ралли (WRC). Невероятный сезон, который подарил нам кучу рекордов, сумасшедшие скорости, невиданную удаль пилотов — которые демонстрировали настоящее мастерство в укрощении строптивых автомобильных монстров. К сожалению, этот же год принес и немало трагедий — из-за которых эре необузданной мощи в итоге пришел закономерный конец.

Итак, чем был примечателен 1986-й в истории Формулы-1:

1) В формуле-1 выступали самые мощные автомобили за всю историю этих гонок, по разным источникам мощность 1,5-литровых турбомоторов в квалификационных версиях доходила до 1400 л.с! Цифры кажутся невероятными – более 900 л. с./литр рабочего объёма и это был далеко не предел. До середины 1980-х мощные турбомоторы не выдерживали больших нагрузок, а здесь это стало возможным по ряду причин. Электронные системы управления двигателем вышли на принципиально новый уровень. Произошли важные нововведения в плане используемых материалов. В частности использование керамики в турбонагнетателях – позволило им выдерживать гораздо более высокие температуры – чем ранее. Давление наддува достигало 5 бар. Керамическое напыление стало наноситься и на поршня, обороты достигали 13 тысяч оборотов в минуту (к началу 1990-х дошло до 20000 об/мин, уже правда на безнаддувных двигателях).

Какой двигатель был самым мощным в истории Ф1 — вопрос на который мне не удалось найти на 100% однозначного ответа. Но то, что Кубок конструкторов в том году был с легкостью выигран на Williams с двигателями Honda RA 166 E, с турбонаддувом фирмы IHI (на фото) — факт очевидный: 9 побед в 16-ти гонках, 1,5-кратный перевес в очках от второй команды (McLaren-Porsche)

Как-то читал статью нашего мэтра Льва Шугурова — обзор чемпионата Ф1’1986.  С точки зрения современника в 1987-м он писал, что мотор Honda RA 166E в квалификационной версии выдавал до 1290 л.с.
А вот Александр Кабановский в материале на f1news.ru о финальном Гран-при Австралии упоминает, что Вильямсы “взревели 1500-сильными моторами”, но есть мнение что это преувеличение, подтверждения эти цифры не находят нигде.

Квалификации в 1986-м чаще всего выигрывались с мотором Renault EF15B (8 поулов), хотя возможно в этом главная заслуга первого пилота Лотоса — Айртона Сенны

В английской Википедии пишут, что вроде БМВ-шный мотор был самым мощным и развивал чуть больше 1350 л.с., хотя в самой статье про движок фигурирует цифра 1300 л.с., в статье Петровского можно прочитать, что инженеры BMW говорят даже о 1400 л.с. На одном из форумов утверждают, что такую мощность каким-то образом замерили на Гран-при Италии’1986, но ссылок на источники об этом замере нет. Косвенно факт того, что именно движки BMW были мощнейшими доказывает тот факт, что на самой скоростной трассе чемпионата 1986 – как раз в итальянской Монце, доминировали болиды разных команд именно с баварскими силовыми агрегатами.

Вот несколько интересных технических моментов, которые добавил прославленный кольцевик Александр Потехин, который напомню, в 1980-х выступал за сборную СССР на формульных болидах “Эстония” в Кубке Дружбы социалистических стран.

“Для всех был шок,когда узнали что BMW будет использовать рядную “четверку” в серийном чугунном блоке дизайна 10-летней давности! Блок облегчали – снимая снаружи все лишние приливы на 4,5 кг, а если сильно постараться и на 7 кг! Головка была спроектирована заново. За оборотами не гнались – мотор получился с большим ходом поршня – большим чем у V6 (как у всех основных соперников), поэтому баварский мотор меньше грелся. Особое внимание уделили размерам интеркулера – он был значительно больше чем у всех.

Максимальная мощность это всего-лишь точка на внешней скоростной характеристике мотора. При разгоне на этой точке мотор работает не более двух секунд – дальше только отсечка. Гораздо важнее крутящий момент – его величина, и главное – форма его кривой, эластичность мотора. Резкий прирост момента, равно как и провал по моменту – это всегда очень плохо. Должен быть достигнут оптимум!

В одном из своих турбомоторов – ВАЗ 21126, мощностью 357 л.с., с моментом 42 кГм, мы были вынуждены снизить на низких оборотах величину момента, т.к. с таким “взрывным” моментом трудно разгоняться – машина слишком сильно буксует! Значит в тех БМВ был момент за 100кгм! Я не знаю какой двигатель в Ф1 в 1986-м был мощнее (BMW, Renault, Honda, Ferrari или Porsche) – знаю что разница 50л.с. при мощности более 1000л.с – не играет ни какой роли!“

BMW M12/13/1 — возможно именно этот двигатель был самым мощным в истории

На видео, приложенном чуть ниже – можно посмотреть onboard с камеры, установленной в машине Джона Дамфриса, напарника Сенны по команде Лотос-Рено, трасса Аделаида (городская в Австралии). Почувствуйте дух времени: звук, ручная КПП, управляемость…

2) В борьбе за титул в 1986-м впервые сформировалась ставшая затем легендарной “Большая четверка”, на фото слева-направо: бразилец Айртон Сенна, француз Ален Прост, англичанин Найджел Мэнселл и бразилец Нельсон Пике. Позже западные журналисты станут называть их «Одиннадцать чемпионов мира».

Сенна, Прост, Мэнселл, Пике — 11 титулов на четверых и всегда бескомпромиссная борьба на трассе в период когда были самые мощные авто в истории Ф1 (при этом крайне тяжело управляемые)

С 1986 по 1991 в реальной борьбе за титул участвовали только эти гонщики борясь между собой.
Из 96 этапов они выиграли 83 (Сенна — 31, Прост — 23, Мэнселл — 19, Пике — 10), оставляя всем остальным возможность засветиться только на считанных этапах (из 13-ти Гран-при, которые не выиграли члены квартета — 6 оказались на счету австрийца Герхарда Бергера — наиболее удачливого “среди остальных” в тот период).
И только в 1992 году четверка вынужденно распалась (Пике ушел из Ф1, Прост пропустил один сезон). Все это пришлось как раз на тот год, когда Формулу-1 впервые начали регулярно показывать на российском ТВ. И так получилось, что многие до сих пор не знают об эпохальной битве этого квартета пилотов экстра-класса в течении шести предыдущих сезонов. Да и о последующих 1992-1993 годах сейчас мало кто помнит, и только с 1994-го очевидцев событий набирается более-менее значимое количество. Ничего удивительного в этом нет, в начале 1990-х интерес к “Большому автоспорту” у нас еще не успел сформироваться в должной мере + нестабильность во многих странах СНГ, и вообще кругом неразбериха + неудобное время трансляций + комментаторы в 1992/1993 оставляли желать лучшего…

Сенна (№12) в 1986-м выиграл больше всего квалификаций — 8, а Мэнселл (№5) больше всего гонок — 5. На снимке – финал Гран-при Испании: Мэнселл обгоняет Сенну на финишной прямой, но в момент пересечения зачётной линии нос болида Сенны все-таки оказывается впереди — с разрывом в 0,014 секунды!

3) Впервые один из этапов прошел в социалистической стране — Венгрии! Тем, кто не жил в то время возможно сложно будет понять всю соль этого пункта, но для фанатов автоспорта в СССР это был грандиозный прорыв в мир большого автоспорта. Теперь на “королевские гонки” многие могли посмотреть и живьем (хотя даже в соцстрану выехать было весьма непросто во времена “совка”). Помимо прочего именно с Гран-при Венгрии начались трансляции гонок Формулы-1 в СССР — в то время это казалось фантастикой. Правда из всего сезона показывали только венгерскую гонку на “втором канале”, да и её в урезанном до 45 минут виде, но тогда и это было нечто.
Детали гонок 1988 и 1989 годов помню даже сейчас, особенно как переживал за бойца Мэнселла (болел за него в то время), его сход в 1988-м и феноменальную победу в 1989-м…

Вторая и основная часть рассказа о сезоне 1986 находится здесь.

P.S. Почему вспомнил об этом посте сейчас. Вчера делали замер мощности у Ford Fiesta на диностенде в КАИ и увидел там поршни с керамическим напылением, как раз они там сами его наносят. Да и вспомнил, про самые мощные двигатели в Ф1, и когда я читал про них в середине 1980-х, то впервые узнал о существовании таких технологий. Только тогда это была экзотика, а сейчас и “керамические” поршни доступны легко, и турбонаддув высокого давления любой может прикупить не выезжая из любого российского города, и даже машины мощностью более 1500 л. с. бегают по российским просторам, пусть и в единичных количествах. Как время быстро летит и всё меняет однако…

Партнер материала — автохимия Grass.Получите 500 бонусов при регистрации по ссылке на сайте Grass.su

Мощность

Hybrid F1: как это работает?

► Объяснение гибридных двигателей Формулы-1
► Какая мощность достигается за счет 1,6-литрового двигателя
► И как электроэнергия приходит на помощь самое передовое и дорогое средство для создания гоночного автомобиля. На протяжении всей своей истории Формула-1 использовала технологии для увеличения мощности относительно небольших двигателей. В 2014 году FIA представила новый вид силового агрегата в Формуле-1, чрезвычайно сложный и, как известно, трудный в освоении. Нынешний двигатель внутреннего сгорания и гибридные системы имеют мощность 1000 л.с., но остаются непопулярными в некоторых кругах из-за отсутствия шума выхлопа и стоимости. Возможно, эти единицы неправильно поняты, поскольку они действительно представляют собой невероятные инженерные решения.

К концу 2013 года автомобили F1 оснащались двигателем V8 объемом 2,4 л с простой гибридной системой. Пиковая мощность около 850 л.с. была типичной, хотя двигатели были ограничены в своих технологиях, оборотах и ​​сроке службы. В рамках перезагрузки технологии F1 они были заменены совершенно новой породой двигателей.

Гибридные автомобили: дальнейшее чтение

  • Как работает гибридный автомобиль? Расшифровка жаргона
  • Сколько стоит эксплуатация гибридного автомобиля?
  • Гибридные электромобили, которые можно будет купить в 2020 году

Текущая формула двигателя будет использоваться по крайней мере до 2022 года. Таким образом, есть небольшой двигатель внутреннего сгорания — V6 объемом 1600 куб. см с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива. Хотя это может быть рецептом возврата к двигателям с высоким наддувом 1500 л. максимальный предел оборотов всего 15000 об/мин.

С двигателем внутреннего сгорания связаны две гибридные системы, одна из которых рекуперирует кинетическую энергию автомобиля при торможении (ERS-K), а другая рекуперирует кинетическую энергию турбонагнетателя, хотя, на типичном сбивающем с толку языке F1, это тепловой восстановление, а применяемое прозвище — H для еды, поэтому это называется ERS-H.

В совокупности эти технологии позволяют гонщику Формулы-1 выжимать около 1000 л. Несмотря на такую ​​огромную мощность, гоночный автомобиль сжигает всего 110 кг топлива в гонке (менее 135 литров), что на треть меньше, чем у последнего из двигателей V8.

Что касается мощности, система ERS ограничена мощностью 161 л.с. (120 кВт), поэтому двигатель V6 выдает около 850 л.с., несмотря на подачу обедненного топлива.

Технология сгорания топлива Формулы 1

Очевидный способ получить мощность с помощью гоночного двигателя — это увеличить обороты до максимально возможного, а если нет, то использовать много наддува. Однако правила PU 2014 года были написаны для предотвращения именно таких методов путем применения регулирования расхода топлива. У двигателя просто нет топлива, чтобы разогнаться до 12 500 об/мин или обеспечить огромный наддув.

В 2014 году производители должны были решить, как заставить двигатель вырабатывать мощность при небольшом количестве топлива. Более того, химический состав топлива также был ограничен, поэтому простое производство ракетного топлива, как это было с турбонаддувом начала восьмидесятых, также было невозможно. Бедная смесь означает, что двигатель находится на грани детонации, слишком бедная смесь в конечном итоге сломает двигатель. Большинство производителей играли с легальными добавками, чтобы уменьшить этот эффект, одним из которых был ферроцен, соединение на основе железа, которое буквально делало внутреннюю часть выхлопной трубы ржаво-красной.

Мерседес, тем временем, нашел маленькую серебряную пулю: форкамерное зажигание. В обычной камере сгорания свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, и образующееся пламя распространяется наружу к краю камеры, сжигая при этом всю топливно-воздушную смесь. Это нормально, когда топлива достаточно для смешивания в правильном соотношении по всей камере сгорания. Когда нет, трудно получить полное сгорание.

Трюк Mercedes разделяет топливно-воздушную смесь на два места; основная камера сгорания имеет слабую топливно-воздушную смесь, но более богатая смесь содержится в небольшой камере вокруг свечи зажигания. С такой настройкой предкамеры свеча воспламеняет богатую смесь. Когда он расширяется, он направляется через небольшие отверстия между форкамерой и в камеру сгорания внизу, эти струи пламени полностью воспламеняют даже слабую смесь для полного сгорания.

С помощью этой технологии форкамеры Mercedes опередил соперников в 2014 году, их соперникам потребовалось время, чтобы догнать их, и они удерживали преимущество до 2019 года.

С точки зрения упаковки сгорания двигатель, турбо и гибридные системы, есть две основные компоновки. Правила уже определяют положение болтов крепления двигателя, угол V, максимальный размер поршня и расстояние между ними. Ограниченная базовой архитектурой двигателя, была доступна только свобода размещения одного турбонаддува над двигателем и вдоль его центральной линии. Было логично разместить турбокомпрессор в задней части двигателя, чтобы тепло турбины не попадало на впускной коллектор и область топливного бака в передней части двигателя. Хотя это доставило некоторые проблемы с прокладкой охлаждающих трубок от компрессора к промежуточному охладителю в боковой части.

Нетрадиционный подход был мантрой Mercedes, поэтому они разработали уникальную настройку. Желая установить компактный промежуточный охладитель переднего турбонагнетателя и уменьшить тепловое воздействие заднего турбонагнетателя, они использовали оба варианта. Обычный турбокомпрессор разделен: турбина с горячим выхлопом находится в задней части двигателя, а более холодный компрессор — в передней части рядом с боковыми понтонами. Две части соединены длинным валом, проходящим через букву «V» двигателя. Этот вал был бы ключевой причиной отказа от этого подхода, поскольку разница в скорости движения двух отдельных узлов создает огромные скручивающие нагрузки на соединительный вал. Это означало, что либо вал был очень жестким и тяжелым для передачи нагрузок. Маршрут, который выбрал Мерседес, заключался в том, чтобы запустить гибкий вал, поворот вдоль его оси компенсировал разницу в инерции двух крыльчаток. Renault и Ferrari начали и сохранили обычные задние турбины, в то время как Honda присоединилась к решению, более похожему на Mercedes, которое позже превратилось в нечто, намного более близкое к первоначальной конструкции Mercedes с разделенным турбонаддувом.

Наряду с размещением турбонаддува охлаждение наддувочного воздуха разделено между командами. Когда турбокомпрессор сжимает воздух, воздух нагревается. Команды захотят, чтобы более холодный и плотный воздух поступал в камеру сгорания, поэтому воздух должен проходить через теплообменник для его охлаждения. Для этого используется интеркулер, в F1 используются два типа. Большинство людей узнают промежуточный охладитель воздух-воздух, работающий точно так же, как радиатор: горячий сжатый воздух внутри ядра охлаждается более холодным окружающим воздухом, проходящим снаружи. Они простые и легкие, но занимают много места внутри боковых понтонов, что плохо сказывается на всей важной аэродинамике автомобиля. Несколько команд использовали промежуточный охладитель другого типа, типа вода-воздух. Теперь сжатый воздух внутри активной зоны охлаждается водой снаружи. Это дает немного меньшее охлаждение, но более стабильное, так как на него меньше влияет скорость автомобиля (поскольку через боковую часть проходит меньше воздуха), особенно в критические моменты перед стартом гонки. Однако вода в рубашке вокруг промежуточного охладителя нуждается в охлаждении в отдельном водяном радиаторе. Это утяжеляет и усложняет установку, но водяной радиатор занимает меньше места в боковой части, так что это аэродинамический выигрыш по сравнению с настройкой воздух-воздух.

Только «Феррари» и «Мерседес» постоянно используют систему «вода-воздух», хотя в 2014 году «Лотус» эксплуатировала ее в течение одного года. промежуточный охладитель в каждой боковой части.

С учетом: топливной смеси, технологии сжигания, упаковки и охлаждения двигатель выдает около 530 л. с. на литр. Даже при меньшем расходе топлива и меньшем рабочем объеме текущий двигатель внутреннего сгорания создает больше лошадиных сил, чем старые двигатели V8, которые он заменил.

Гибридная технология Формулы-1

Наличие двух гибридных систем на автомобиле создает большую часть сложности нынешнего силового агрегата. Несмотря на то, что он разбит на части, его проще понять, поскольку он основан на той же технологии, что и гибридные / электрические дорожные автомобили, и даже похож на игрушечные автомобили с дистанционным управлением. Есть батарея (ES-Energy Store), двигатель-генератор (MGU) и управляющая электроника (CE), чтобы связать их.

MGU представляет собой бесщеточный электродвигатель переменного тока с постоянными магнитами. Он либо будет питать автомобиль, используя накопленную энергию, либо может работать как генератор, возвращая энергию обратно в аккумулятор. Аккумулятор представляет собой набор литий-ионных элементов, способных быстро передавать или накапливать большое количество энергии в MGU. Между ними находится электронный блок управления, который преобразует переменный ток MGU в постоянный ток батареи.

Циклическое прохождение электричества через каждое из этих устройств создает тепло, поэтому каждый элемент требует жидкостного охлаждения — диэлектрическая жидкость, предписанная FIA для батареи, — чтобы предотвратить риск поражения электрическим током в случае ее повреждения, в то время как более эффективная вода/гликоль обычно используется для МГУ и СЕ. Таким образом, обе системы охлаждения нуждаются в насосах и радиаторах, которые должны быть размещены в моторном отсеке.

При одинаковой базовой архитектуре две гибридные системы работают совершенно по-разному. Сначала взял более простой ERS-K. МГУ сцеплен с передней частью коленчатого вала двигателя, в этом положении агрегат может как приводиться в движение, так и приводиться от двигателя. При развертывании энергии электричество от аккумуляторной батареи проходит через ВЭ и в МГУ. Это применяет 161 л.с. через трансмиссию, чтобы помочь разогнать автомобиль.

Уроки этого более мощного приложения были извлечены с 2014 года. В ходе первых испытаний в первый год эксплуатации силового агрегата были обнаружены проблемы с поломкой валов и шестерен при внезапном сбросе крутящего момента от MGU. С тех пор производители нашли более мягкие способы приложения крутящего момента и создали вращающийся вал между MGU и двигателем, чтобы поглощать скачки подачи мощности.

При обратном применении ERS-K восстанавливает энергию при торможении. Когда водитель тормозит, программное обеспечение ECU переключает MGU в режим генератора, который видит, как MGU вращается трансмиссией, и при этом создает и посылает электричество на аккумулятор. Сопротивление, которое это создает, создает «тормоза» трансмиссии до такой степени, что задние тормоза практически не используются на более низких скоростях.

Правила ограничивают возможности ERS-K. В моторном режиме он может выдать только 161 л.с., в то время как в режиме генератора можно сохранить только 2 мДж энергии для батареи. Это означает, что у двигателя есть энергия только для 33-секундного разгона вокруг круга. Несмотря на то, что вы можете хранить до 4 мДж энергии в аккумуляторе, можно сэкономить время восстановления и использовать его в качестве двойного ускорения на одном круге.

Если ERS-K можно понять из-за более простых режимов двигателя и генератора, то ERS-H намного сложнее. Это еще одна установка MGU и CE, но она подключается как к батарее, так и к MGU-K напрямую. Тем не менее, двигатель подключен непосредственно к турбонаддуву, поэтому агрегат вращается со скоростью до 125 000 об/мин (максимальные обороты для турбонаддува), что само по себе является огромной инженерной задачей.

В качестве двигателя MGU может помочь раскрутить турбо, но не создавать наддув при нажатии педали газа, как если бы это был электрический нагнетатель. Вместо этого двигатель может поддерживать высокие обороты турбонаддува при выключении дроссельной заслонки, чтобы действовать как система защиты от задержек (ALS). Это отнимает энергию у батареи, отнимая ее от других потенциальных применений, но, учитывая нехватку доступного топлива, это все еще привлекательно, поскольку обычные стратегии ALS, потребляющие топливо, сжигают топливо в выхлопе, чтобы поддерживать вращение турбо.

В режиме генератора ERS-H можно использовать несколькими способами; некоторые простые, другие более сложные, а некоторые, вероятно, все еще секретные.

На типичном турбокомпрессоре существует проблема, связанная с тем, что турбонаддув создает слишком большой наддув, так как давление выхлопных газов слишком быстро раскручивает турбонагнетатель на полном газу. Это контролируется выпускным клапаном, называемым вестгейтом, который сбрасывает давление выхлопных газов, снижает скорость турбонаддува и сбрасывает лишние выхлопные газы в отдельную выхлопную трубу. Эта система работает хорошо, но энергия выхлопных газов тратится впустую, поэтому F1 позволяет MGU работать в режиме генератора, замедляя турбо, вырабатывая при этом электричество.

В отличие от ЭРС-К нет предела количества энергии, которое можно извлечь из МГУ. Аккумулятор будет иметь емкость 2 мДж как для ERS-K, так и для ERS-H. Таким образом, чем больше они могут ее использовать, тем больше они могут выполнять другие «двигательные» задачи с восстановленной энергией. Очевидным применением для этого является отключение дроссельной заслонки турбонаддува с турбонаддувом MGU-H. Но правила разрешают питать ERS-K за счет энергии, полученной от Turbo. Таким образом, чем больше команды могут регенерировать турбоэнергию, тем больше они могут перенаправить ее на ERS-K и увеличить мощность до 161 л.с.

Недостаточно просто рекуперировать энергию турбокомпрессора всякий раз, когда потребуется эффект перепускной заслонки. Большинство команд начали 2014 год (и дебют Honda в 2015 году) с турбонаддувом, размер которого соответствует обычному режиму работы двигателя. Опять же, именно Mercedes понял, что здесь можно получить выигрыш. Еще в 2014 году Mercedes использовал турбокомпрессор размером с обеденную тарелку в передней части двигателя. Большой турбонаддув может быть полезен, даже если он не нужен для создаваемого им дополнительного «ускорения», но более крупному турбонагнетателю потребуется больше времени открытия «вестгейта», чтобы предотвратить чрезмерное наддув двигателя. Таким образом, MGU можно было вращать в течение более длительных периодов времени и эффективно собирать больше энергии; даже если эффект противодавления турбонаддува может снизить пиковую мощность, полученную многоразовую энергию можно использовать в другом месте трассы для более быстрого прохождения круга. Одна из используемых стратегий заключается в том, что на полной мощности на прямых участках энергия, извлеченная из турбонагнетателя, направляется непосредственно на MGU-K для дополнительных 161 л.с.

В 2014 году Ferrari упустила этот трюк. У него даже был вестгейт, спроектированный с большей пропускной способностью, чтобы уменьшить противодавление, поскольку считалось, что мощность сгорания в лошадиных силах важнее, чем рекуперация энергии. Вскоре эта стратегия была пересмотрена, и в 2015 году стратегия вестгейта и ERS-H была гораздо больше похожа на Mercedes. Хонда также упустила стратегию Мерседес и снова вошла в Формулу-1 в 2015 году с двигателем, спроектированным так, чтобы быть очень компактным. Турбина была меньшего размера, чтобы поместиться внутри «V» двигателя, что мешало стратегии ERS-H. Honda, как и большинству производителей, потребовалось время, чтобы доработать конструкцию MGU-H, высокие обороты и тепловые нагрузки, которым он подвергается, сделали его одним из самых сложных аспектов ERS для освоения.

Достигнут момент, когда на большинстве трасс команды имеют достаточно энергии, чтобы использовать наддув в 161 л.с. почти на всем круге, где его можно использовать, далеко за пределами развертывания 33-х ERS-K.

Это распределение энергии больше не является простой кнопкой на рулевом колесе, которая использовалась со старой настройкой KERS (2009-2013), вместо этого программное обеспечение ECU команды решает, когда применять усиление ERS. Водитель может переключаться между различными картами, которые обеспечивают мощность ERS, нажатием педали газа.

Имея обычную мощность более 1000 л.с., скудный запас топлива и всего три силовых агрегата, которых хватает на полный сезон из более чем 20 гонок, они действительно являются вершиной технологий. Глядя в будущее, F1 приняла стратегическое решение о разделении мощности сгорания на электроэнергию. Хотя маловероятно, что в обозримом будущем они станут полностью электрическими, конец пути для двигателей внутреннего сгорания может быть не за горами. F1, как и всегда, должна отражать меняющийся мир, в котором она живет. Эти нынешние силовые агрегаты являются шагом на пути к будущему.

Гибридные автомобили: дальнейшее чтение

  • Как работает гибридный автомобиль? Расшифровка жаргона
  • Сколько стоит эксплуатация гибридного автомобиля?
  • Гибридные электромобили, которые можно будет купить в 2020 году

Формула-1 останавливает разработку двигателей – имеет ли это значение?

На сегодняшний день, 1 марта 2022 года, все разработки двигателей и гибридных систем Формулы-1 заморожены. Это значит, что ДВС, турбокомпрессор, МГУ-Н, МГУ-К, аккумуляторы и электродвигатели в ближайшие пять сезонов практически не изменятся — и, в конечном счете, напрашивается вопрос: актуальна ли Формула 1 больше ?

Прежде чем мы начнем отвечать на этот вопрос, возможно, мы должны поговорить о некоторых пьянящих формулировках и интенсивном использовании акронимов. Вы знаете, так что мы все на одной волне.

  • Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — вы знаете этот, верно? Это поршневой компонент V6 силового агрегата болида Формулы-1, который (вероятно) наиболее знаком читателям определенного возраста. В F1 это двигатели с высокой степенью сжатия, сделанные из экзотических материалов и построенные с невероятно точными допусками, чтобы получить максимально мощные взрывы из заданного количества топлива. Что касается ICE, то это невероятно эффективные и мощные образцы породы.
  • Турбокомпрессор — это немного сложнее, но версия TL; DR заключается в том, что турбокомпрессор ставит турбину на пути выхлопа ДВС, что заставляет турбину вращаться. Эта турбина прикреплена валом к ​​другой турбине, которая «всасывает» воздух и нагнетает его в двигатель. Больше воздуха означает больше кислорода, больше кислорода означает больше и более чистое сгорание. Думайте о «турбо» как о воздуходувке с турбинным приводом, и вы уже на полпути.
  • МГУ-Х — MGU-H («H» для «тепла») продвигает турбонагнетатель на шаг вперед, эффективно используя тот же поток выхлопных газов, который вращает колесо компрессора, чтобы вращать катушку, вращающуюся вокруг соединительного вала. Вращение этого вала создает электричество, которое затем сохраняется в батарее.
  • MGU-K — MGU-K («K» для «кинетического»), это похоже на «регенеративное» торможение, используемое в современных гибридах и электромобилях, и по существу использует кинетическую энергию автомобиля для вращения генератора. , преобразуя эту кинетическую энергию в электричество и сохраняя ее в аккумуляторе, чтобы позже использовать электродвигатель.
  • Аккумулятор — вы знаете, что такое аккумулятор, но тот, что в болиде F1, сверхлегкий, плотный и способен проехать десятки раз за гонку. Они легкие, прочные и эффективные — именно то, что вы ожидаете от технологии, разработанной с бюджетом в сотни миллионов долларов.
Whither or Wither, Formula 1

Вырезано из правил F1.

Не заблуждайтесь, я люблю Формулу 1. Я тоже давний фанат, я начал смотреть автоспорт, когда еще был в подгузниках. Многие из моих самых ранних воспоминаний связаны с спринтерскими автомобилями, просмотром Формулы 1 и Indy 500 по телевизору, а также путешествием по Флориде, чтобы увидеть гонки в Себринге, Дейтоне и, конечно же,! – центр Майами. Я тоже всегда понимал эту сделку. Конечно, это было расточительным занятием излишеством и расточительством, но оно продвигало дело. Это доказало новые технологии и сделало дорожные автомобили лучше.

На протяжении 1980-х и 90-х годов результаты были видны сразу. Антиблокировочная система тормозов и турбокомпрессоры превратились из прорывных устройств в Ле-Мане в стандартное оборудование автомобилей, которые можно было купить. Полноприводная система Audi Quattro даже сейчас изменила наше представление о спортивных автомобилях и популяризировала полный привод в легковых автомобилях. Черт возьми, даже алькантара — синтетический материал, похожий на замшу, выбранный не только из-за внешнего вида, но и из-за его долговечности и устойчивости к скольжению, — стал популярным в ту эпоху.

Начиная с 1990-х годов передача технологий стала более незаметной. Легкие материалы, антипробуксовочная система, телеметрия, бортовые компьютеры и полуавтоматические трансмиссии (вспомните: подрулевые лепестки) сделали путешествие из автоспорта в легковые автомобили, продолжая менталитет «гонки улучшают породу».

Передача технологий сегодня

Гибриды и электромобили ушли в прошлое.

Мир переходит на электромобили. Сейчас это невозможно отрицать, независимо от того, почему. Это здесь. Это происходит сейчас. Таким образом, это делает запрет на разработку двигателей для Формулы-1 — шаг, направленный исключительно на сокращение расходов, — особенно сомнительным, и не потому, что двигатели Формулы-1 не очень хороши, а потому, что уже существует план по их возвращению в 2026 году.0012

С того места, где я сижу, Формула-1 выглядит отсталым видом спорта. Конечно, они ищут синтетическое безуглеродное топливо, такое как Bosch Syngas, для запуска автомобилей и поддержания «шоу», но компенсирует ли это углерод, создаваемый гусеницами? Сотни тысяч фанатов, добирающихся до места проведения и обратно? Рейсы для перевозки тонн и тонн людей, экипажа и грузов, которые составляют цирк F1? Если F1 больше не является технологическим лидером автоспорта, в чем смысл?

Мое сердце хочет сказать, что острые ощущения, личности и новаторские решения надуманных инженерных проблем по-прежнему оправдывают экологические затраты F1, голова начинает верить в обратное. Таким образом, я оставляю это вам, ребята: есть ли способ оправдать Формулу 1 в электрическом будущем, которое, кажется, отворачивается? Прокрутите вниз до комментариев и дайте нам знать.

Оригинальный контент из CleanTechnica .

 

Цените оригинальность CleanTechnica и освещение новостей о чистых технологиях? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или послом CleanTechnica – или покровителем на Patreon.

Не хотите пропустить статью о чистых технологиях? Подпишитесь на ежедневные обновления новостей от CleanTechnica по электронной почте. Или следите за нами в Новостях Google!

У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

Реклама

В этой статье:Формула 1, гибридные автомобили, автоспорт

Я занимаюсь автоспортом и тюнингом с 1997 года, а с 2008 года являюсь частью сети Important Media Network.

Posted inДвигатель