Содержание
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.
Шасси
Монокок: Углепластик и пористые композитные материалы
Корпус: Углепластик
Кокпит: Сиденье гонщика – из углепластика, шеститочечные ремни безопасности OMP, система HANS
Передняя подвеска: Углеплатиковый треугольный рокер и толкатель, торсионные пружины и балансиры
Задняя подвеска: Углепластиковый треугольный рокер и тяга, торсионные пружины и балансиры
Диски: производство OZ, кованые, из магниевого сплава, 13 дюймов
Шины: «Пирелли». Рабочие окна – от 85ºС (С5) до 140ºС (пик для С1). Ширина – 305 мм (передние) и 405 мм (задние), высота – 670 мм, диаметр – 13 дюймов
Тормозная система: Карбоновые диски и колодки, электронное управление brake-by-wire
Электроника: Сертифицированный ФИА стандартный электронный блок управления. (У «Рено», к примеру – производства MES-Microsoft)
Панель настроек: McLaren Electronic Systems. (Да, даже чемпион «Формулы-1» закупает электронику у «Макларена»!)
Топливная система: Армированный кевларом резиновый топливный бак
Транмиссия: Восьмиступенчатая полуавтоматическая КПП с одной задней передачей, электронным управлением и электрогидравлической системой переключения, позволяющей максимально сократить время понижения и повышения передачи. Многодисковое карбоновое сцепление
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.
Сколько зарабатывают пилоты F1
Заработная плата гонщиков Формулы-1 состоит из оклада и дополнительных надбавок, пропорциональных результатам, которые они показывают. Имеется и градация окладов в зависимости от стажа. Так, новичкам определяется оклад порядка 150 тысяч долларов за год.
Более опытные и маститые гонщики подписывают контракты до 60 млн долларов за сезон. Такую сумму имел Льюис Хэмилтон — самый дорогой пилот в мире. На втором месте стоит Шумахер. Сумма его гонорара составила 50 млн долларов.
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.
История гонок
Среди болидов самого высокого класса первые соревнования были проведены в 1950 году благодаря идее испанцев. Конгресс FIA (Международная автомобильная федерация) принял и поддержал такую инициативу, утвердив их регламент.
Документально были узаконены правила для участников гонок, ограничив только объем их двигателей: 1,5 л для турбированного варианта и 4,5 л — для мотора без турбонаддува. Тогда же было решено придать мероприятию статус всемирного, в регламент были включены Инди-500. Но ни американские, ни европейские гонщики не оценили по достоинству такое новшество. Организаторам гонок еще было над чем работать.
Следующим шагом была гонка на трассе Сильверстоун. Своим участием ее почтила королевская семья, многие видные политические деятели. Число зрителей достигло 120 тысяч. С этого времени гонка получила определение королевской. Правда, ее оформление было далеко от идеального: пучки соломы и пустые банки, расставленные по бокам трассы, не были фешенебельными. Но репортеры, красочно описав весь эмоциональный характер мероприятия, по достоинству предопределили его перспективы.
В истории «Формулы-1» навсегда место первого победителя было занято пилотом Нино Фарина, команда которого именовалась Alfa Romeo. Главным призером на протяжении последующего времени был Фанхио. При этом он представлял различные команды, включая Ferrari, Mercedes, Alfa Romeo.
Решение вопроса безопасности
Угроза жизни участникам соревнований оставалась постоянно, даже тогда, когда в практику вошли ремни безопасности и индивидуальные защитные приспособления (например, шлемы, перчатки, специальные очки). Но участники «Формулы-1» не обращали на это внимания. В их крови присутствовали азарт, скорость и непоколебимое желание победить. Команды, именуемые конюшнями (термин, позаимствованный из конного спорта), не были расположены к страху.
Значимым этапом истории соревнований болидов стало привлечение в число ее организаторов спонсоров. Вкладыванием денег они не только придали гонке известность, но и позволили технически усовершенствовать ее быстроходных участников.
Интересно, что до настоящего времени сохранился ряд первичных терминов: например, «поулпозишон», «питстоп».
Получив возможность технически развиваться, организаторы гонки приняли важное решение о снижении мощности болидов-участников. Этим они снизили травмоопасность участников и положили начало вариативности технических характеристик автомобилей.
Для профилактики травм и принятия экстренных мер при авариях, на соревнования стали приглашаться медицинские работники, пожарные бригады. Для безопасного быстрого снижения скорости на обочинах появились шины. Несмотря на принимаемые меры, аварии не исключались. Например, погиб гонщик из Бразилии Айртон Сенна.
Усовершенствование автомобилей
Время шло, участники «Формулы-1» стремились усовершенствовать свои автомобили. «На арену» вышли турбинные модели. Их оперативность была выше, но повысилось число поломок «на полпути».
С 1954 года было разрешено участие в гонках автомобилей с объемом двигателя 2,5 л и 300 лошадиными силами под капотом. Очередное нововведение произошло в 1958 году: был основан Кубок конструкторов, который вручался техническим исполнителям. Усовершенствования продолжались. 1962 год отмечен появлением дуг безопасности, 1966-й — возвращением в допустимые объемы двигателя без наддува 3л, с его присутствием — 1,5л. В 1970 году появилась практика использования антикрыльев, однако просуществовала она до 1983 года.
Развивалась не только техническая сторона. Спонсоры получили возможность своей рекламы на болидах. В 1968 году на корпусах появились яркие наклейки «Империал Тобакко».
1980 год внес в историю «Формулы-1» новое правило. Заключение Договора Согласия обусловило проведение автогонки в рамках чемпионата мира. С этого времени автогонка была обозначена как гоночная серия, а коммерческое право на нее отделилось от ФИА.
Больше полезных статей об автоспорте вы найдете в разделах:
Серии разрешенных сплавов для поршней F1
2000 серия: Алюминий, легированный медью 4000 серия: Алюминий, легированный кремний 5000 серия: Алюминий, легированный магнием 7000: Алюминий, легированный цинком
Как ни странно но один из самых распространенных сплавов для поршней F1 разработан еще в 30-х годах. Носит но аббревиатуру 2618 и разрабатывался первоначально для авиационного двигателя Rolls Royce. Высокая твердость и устойчивость к высоким температурам, а также стойкость усталостному разрушению сделало его столь популярным в аэрокосмической индустрии и F1.
Некоторые моторы имеют сверхтонкие поршневые кольца. При довольно скудной информации в этом вопросе, все же известно, что бывают компрессионные кольца с толщиной всего 0. 5 миллиметра. Малая толщина позволяет уменьшить трение кольца о цилиндр и при этом усилить удельное прижимное усилие. Чем больше удельное давление кольца на стенки цилиндра, тем меньшее количество газов попадет в картер двигателя и соответственно больше совершиться полезной работы. Чтоб сделать кольца более упругими при столь малой толщине, приходиться сильно заглублять их в поршне и делать более широкими.
Тепловые потери и методы борьбы с ними в формуле один.
На самом деле поршни формулы один не являются самыми совершенными изделиями своего рода, используемые в ДВС. Связано это с запретами на использование других материалов в конструкции поршневой двигателя формулы один кроме металлов. Так например использование покрытий керамическими материалами днища поршня, позволило бы увеличить КПД двигателя и вытекающие из этого повышение мощности, при том же расходе топлива. Суть покрытий заключается в создании теплового барьера между раскаленными газами и днищем поршня, чем меньше тепла уйдет на нагрев поршня тем больше оно преобразуется в полезную работу, а при высоком давлении тепло довольно быстро переходит к стенкам всех поверхностей в камере сгорания. В формуле один единственным методом повышения теплового КПД остается полировка либо шлифовка поршня и камеры сгорания. Полировка позволяет уменьшить площадь поверхности (на микро уровне) Соответственно чем меньшая поверхность контактирует с раскаленными газами, тем меньше тепла перейдет на бесполезный нагрев двигателя. Полировка очень трудоемкий процесс и даже в формуле один не все команды ее используют, достаточно просто качественной (гладкой) обработки поверхности.
Подробнее о тепловых потерях и тепловом КПД: Тепловые потери в двигателях
Еще раз о золотой середине
Двигатель Формулы-1 — поистине шедевр инженерного искусства. Если «тяговооруженность» моторов «гражданского» назначения обычно не превышает 100 л.с. на 1 литр рабочего объема двигателя, то уровень форсировки современного силового агрегата автомобиля Формулы-1 позволяет «снимать» до 280 л.с. с каждого литра. Максимальная мощность при этом достигает 850 л.с. при массе в 100 кг. За счет чего же инженерам Формулы-1 удается выжать из обычных, по сути, двигателей внутреннего сгорания такие «вкусные» цифры? Можно ли на поставленный вопрос ответить просто и доступно? Можно. Высокие характеристики двигателя Формулы-1 достигаются преимущественно за счет того, что частота вращения коленчатого вала, на которой двигатель развивает максимальную мощность, доводится до 17 000-18 000 оборотов в минуту. Это в 3-3,5 раза больше, чем у «гражданских собратьев». А чем больше частота вращения, тем чаще в цилиндре двигателя происходит процесс сгорания топлива с последующим совершением поршнем положительной механической работы, следовательно, тем выше мощность двигателя. Если бы максимальные частоты вращения двигателя Ф-1 составляли традиционные 5000-6000 об/мин, то при прочих равных условиях и уровень литровой мощности был бы более привычен — 70-80 л.с./л. «Как все просто!» — воскликнет обрадованный читатель. Знай себе, добавляй оборотов, раскручивай двигатель да снимай с него желанные лошадиные силы. Непонятно, чего ж так мучаются многоопытные двигателисты Honda, Jaguar и Renault? Отчего так и не смогли добиться в Ф-1 успеха специалисты Peugeot? Есть по крайней мере четыре причины, которые не позволяют с легкостью воспользоваться «секретом» повышения мощности. Причина первая: при увеличении частоты вращения в двигателе возрастают механические потери мощности. Причем довольно существенно. Дабы почувствовать, что это такое, прокрутите двигатель вашего автомобиля «кривым стартером». Быстрее! Еще быстрее! Тяжело? И какова же была при этом частота вращения коленчатого вала? 35 оборотов в минуту? А теперь представьте себе пресловутые 18 000. Добавьте колоссальные нагрузки рабочих процессов, которые отсутствуют при свободном прокручивании. Например, на поршень двигателя Формулы-1 при его движении в цилиндре действует переменная боковая сила, прижимающая его к стенке цилиндра, максимальная величина которой измеряется тоннами. Впечатляет? Не забудьте и крайне «злобный» характер этой силы, склонной часто менять свое направление. Все это приводит к тому, что помимо тех 850 л.с., которые доходят до трансмиссии автомобиля, еще не менее 230 л.с. растрачиваются на прокручивание двигателем самого себя. Из них примерно 60% тратится на «шевеление» поршнями. А отсюда следует, что повышение частоты вращения — палка о двух концах. Увеличили частоту — возросла как мощность, получаемая в цилиндрах двигателя, так и мощность, потребная для преодоления механических потерь. И если рост последней оказался больше, чем первой, то эффективная мощность двигателя снижается.
Причина вторая: с повышением частоты вращения резко возрастают силы инерции, действующие в кривошипно-шатунном и газораспределительном механизме двигателя. При высоких частотах вращения ускорения и перегрузки, которые действуют на некоторые детали, становятся просто пугающими. Так, за время в 0,001 с поршень разгоняется с места до скорости 160 км/час, а за последующие 0,001 с его скорость вновь падает до нуля. Затем все повторяется в обратном направлении. А потом опять, и опять… Нестерпимые мучения при этом доставляет поршню сила инерции, достигающая в двигателях Ф-1 величины в 10 т и выше (это превосходит нагрузку на поршень в момент взрыва топливовоздушной смеси в цилиндре). И действует эта сила то в одном, то в другом направлении (см. рис. 1). Мечущийся в возвратно-поступательной «агонии» поршень передает эти «муки» на остальные детали кривошипно-шатунного механизма и стенки цилиндра. На рис. 1 показана суммарная вертикальная нагрузка на поршень двигателя Формулы-1 при частоте вращения 18 000 об/мин. Столь впечатляющие величины, достигающие в конце такта впуска 10 тонн и выше (три груженые «Газели»), обуславливаются не давлением газов на поршень, а колоссальной силой инерции, норовящей в этот момент сорвать поршень с шатуна и расплющить его о головку цилиндров. Причина третья заключается в повышенном износе деталей двигателя при высоких частотах вращения коленчатого вала. Достаточно заметить, что за время, что потратил Михаэль Шумахер на своей Ferrari для преодоления дистанции, скажем, Гран При Италии (около 307 км), каждый из поршней его двигателя «прополз» порядка 150 км, а коленчатый вал совершил 1,6 миллиона оборотов. При этом детали двигателя были подвергнуты воздействию механических нагрузок, измеряемых тоннами, скорости изменения которых достигали 10 000 т/с. А прибавив к этому, что условия смазки некоторых деталей, например, поршневой группы, нельзя отнести к идеальным (режим трения часто оказывается близким к сухому), можно понять, почему чуть ли не после каждой серии заездов на автомобиль Ф-1 устанавливают новый двигатель, а старый (вернее, то что от него осталось) отправляется на завод, где подвергается полной разборке и дефектоскопии. Причина четвертая: обратно пропорционально частоте вращения изменяется время открытия клапанов двигателя (при неизменных фазах газораспределения). Так, при 18 000 об/мин время, в течение которого впускной клапан двигателя остается в открытом состоянии, составляет 0,002 с. За это время автомобиль Формулы-1 при скорости 360 км/час успевает проехать лишь 20 см. И за этот миг цилиндр должен успеть наполниться свежим зарядом, количество которого является фактором, во многом определяющим мощностные характеристики двигателя. А раз с увеличением частоты вращения время на процессы газообмена уменьшается, приходится принимать специальные меры для обеспечения эффективного наполнения цилиндров топливовоздушной смесью и очистки их от отработавших газов. Иначе при увеличении частоты вращения наполнение цилиндра может уменьшаться столь резво, что мощность начнет не увеличиваться, а снижаться. Из вышесказанного следует, что простое увеличение максимальной частоты вращения двигателя может не только понизить его надежность и эффективность, но и привести к падению, а не возрастанию, его мощности. Однако двигатели Ф-1 все же ухитряются работать при столь колоссальных частотах вращения (иногда достаточно надежно) и, кроме этого, имеется явная тенденция к увеличению этого показателя чуть ли не до 20 000 об/мин. В чем же секрет? Не берясь анализировать всю конструкцию столь сложного агрегата, остановимся только на одном, но очень существенном, параметре — отношении хода поршня к диаметру цилиндра, обозначаемом как S/D. Ход поршня S — это расстояние, которое проходит поршень при перемещении из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее.
Как известно, рабочий объем двигателя Формулы-1 ограничен 3000 см3. Всего цилиндров в двигателе 10. Несложно вычислить, что объем одного цилиндра составляет около 300 см3. Но эти 300 кубиков могут быть получены при различных сочетаниях хода поршня к диаметру цилиндра, например, при ходе поршня 72 мм и диаметре цилиндра 72 мм. В этом случае S/D будет равно 1. Кстати, как раз примерно такое отношение S/D характерно для большинства современных «гражданских» двигателей. Но только не для Формулы-1. Чтобы обеспечить работу двигателя на высоких частотах вращения, отношение S/D в двигателях Формулы-1 составляет примерно 0,47-0,50. В результате диаметр цилиндра примерно равен 93 мм, а ход поршня — 44 мм. Это дает снижение отрицательного влияния перечисленных выше четырех факторов, не позволяющих простому двигателю петь в унисон с агрегатом Ф-1. Судите сами: за один оборот коленчатого вала поршень проходит путь 44+44=88 мм, а не 72+72=144 мм, как если бы S/D было равно 1. Значит, меньшее количество мощности тратится на механические потери, и снижается износ поршневой группы. Уменьшается средняя скорость перемещения поршня: в двигателях Формулы-1 при 18 000 об/мин она составляет примерно 26 м/с (для сравнения: в двигателе автомобиля Honda Civic 1,6 она составляет 19 м/с при 6300 об/мин). Кроме того, уменьшаются ускорения, с которыми перемещается поршень, а, следовательно, и силы инерции, действующие на него. Значительный диаметр цилиндра позволяет спроектировать впускные и выпускные клапаны большего диаметра, а значит, улучшить качество процессов газообмена на сверхвысоких частотах вращения. Наконец, коленчатый вал в этом случае получается более «коренастым», следовательно, более жестким и прочным. Однако и этот «секрет секретов» имеет обратную сторону. Поршень большого диаметра при прочих равных условиях будет тяжелее поршня меньшего диаметра. А повышенная масса оборачивается увеличенными значениями сил инерции: с чем боролись… Есть неприятность и посущественнее: большой диаметр цилиндра при малых ходах поршня обуславливает скверную форму камеры сгорания. Она получается широкой и плоской. Приходится инженерам ломать голову над ее оптимизацией, чтобы заставить топливовоздушную смесь сгорать быстро и качественно, а не растягивать это удовольствие вплоть до момента открытия выпускного клапана с последующей демонстрацией языков пламени едущей позади машине. Так что и уменьшение параметра S/D само по себе не дает очевидного выигрыша. Что же тогда делать? В чем же все-таки секрет этих чудо-двигателей? Секрет заключается совсем не в том, что тот или иной параметр двигателя Формулы-1 сделан экстремальным, а в том, как конструкторы сумели с этой экстремальностью справиться. В двигателе Формулы-1 все доведено до предела — в том числе и совершенство. Везде найдена единственно верная золотая середина, позволяющая уравновесить плюсы и минусы того или иного технического решения. И поиск этой середины происходит в рамках действующего технического регламента, технологических возможностей и располагаемого бюджета. Прибавьте к этому, что требующих оптимизации параметров в двигателе гораздо больше, чем очков у Михаэля Шумахера, и вы поймете, почему инженеры Формулы-1 считаются лучшими в мире специалистами в своей области.
Артем Краснов
Журнал «Формула-1» апрель, 2002
Примеры: Характеристики поршней
Масса поршневой одного цилиндра в сборе современных болидов формулы один 2000-2013 около 600 грамм. Сюда входит масса поршня с кольцами, поршневого пальца, и шатуна. Поршень Honda F1 RA806E V8 весит: 2003г — 251гр; 2004г — 210гр; 2005г — 230гр. Ускорение поршней при совершении возвратно поступательного движения около 9000G на 19000 об/мин. Максимальная нагрузка на шейку коленвала около 6000 килограмм на максимальных оборотах и мощности. Среднее эффективное давление на днище поршня при максимальном крутящем моменте 15 бар — что при площади 98 миллиметрового поршня в 75 см2 дает среднюю нагрузку в 1125 кгс, это позволяет снимать с одного поршня около 100 лошадиных сил на высоких оборотах. В итоге получается, что инерционные нагрузки превосходят нагрузки горения топлива более чем в 6 раз! Правда справедливости ради стоит заметить, что максимальные (пиковые) давления в камере сгорания доходят до 100 бар (7.5 тонн на днище поршня), но они очень кратковременны, а инерционные с разной долей действуют практически постоянно и скорей кратковременно их отсутствие.
Нагрузки действующие на поршень формулы один
Инерционные ограничения поршневой.
С повышением оборотов двигателя, необходимых для получения высоких показателей мощности от атмосферного мотора, очень сильно повышаются инерционные нагрузки на все детали совершающие возвратно поступательные движения. К таким деталям относится поршень, поршневой палец и шатун. Уменьшить инерцию можно уменьшением хода поршня и уменьшением возвратно — поступательно движущихся масс. Сильно уменьшить массу поршня в F1 не получается ввиду относительно большого диаметра и в то же время огромной мощности, но вот ход поршня здесь как раз не велик.
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.
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.
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.
Женевская повестка
В Швейцарии главные действующие лица Формулы-1 соберутся 7 ноября. Главных тем для обсуждения будет три, но все они так или иначе касаются коммерческих вопросов и маркетинга спорта. Главные цели остаются прежними: выравнивание экономики «Больших призов» и более конкурентная среда, в которой за победу способны бороться больше двух-трёх команд. Предполагается, что на встрече Liberty представит свои идеи, и в зависимости от реакции команд, они будут дорабатываться и проверяться в следующем году, а на постоянной основе внедряться станут не раньше 2019-го.
Главным вопросом женевского совещания станет схема перераспределения призовых, прибыли от телетрансляций и доходов от спонсоров первенства. В данный момент эти деньги перераспределяются в пользу победителей и заслуженных команд чемпионата. В итоге богатые богатеют ещё больше, а у бедных команд денег не остаётся совсем.
Liberty, по слухам, предложит командам концепцию нового календаря чемпионата, состоящего из 25 Гран-при. В таком случае спорт будет генерировать больше прибыли.
Также Liberty, по слухам, предложит командам концепцию нового календаря чемпионата, состоящего из 25 Гран-при. В таком случае, считает Liberty, спорт будет генерировать больше прибыли и команды даже заработают. Чтобы снизить нагрузку на персонал, предполагается группировать этапы по региональному признаку. При расширении календаря держатели коммерческих прав предлагают обратить внимание на США, Нидерланды, Данию (в Скандинавии сейчас нет ни одной гонки) и Китай с Азией.
Кроме того, стороны обсудят формат гоночного уик-энда. Главная идея — отказ от пятничных тренировок. Свободные заезды не пользуются особенной популярностью среди зрителей и больше нужны инженерам, чтобы настроить болиды. С маркетинговой точки зрения время пилотов в пятницу, вероятно, можно использовать более эффективно. Возможно, эта мера даже позволит сделать гонки зрелищнее, ведь по сравнению с нынешними временами команды будут выступать вслепую и смешают гонщикам карты. Кроме того, отказ от целого дня дополнительных заездов будет очень кстати при расширении календаря: два «боевых» дня в 25 Гран-при это даже меньше, чем 20 этапов по три дня каждый.
Правда, возможный запрет тренировок не сходится с планами Liberty превращать каждый этап в настоящий автоспортивный фестиваль — что это за фестиваль такой, который ужмётся до двух дней?. . С другой стороны, ничто не мешает пилотам в пятницу развлечь болельщиков ездой на машинах какой-нибудь моносерии или демонстрационными заездами не по трассе, а в центре ближайшего крупного города.
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.
Конструкция поршней ДВС F1
Поршень является практически отпечатком камеры сгорания, так как из-за большого диаметра, малого хода поршня и высокой степени сжатия, места под собственно настоящую камеру сгорания, в компоновке цилиндра двигателей формулы один практически не остается. К примеру, при ходе поршня 40 мм и степени сжатия 13:1 недоход поршня составит всего 3 мм, если считать по всей поверхности. В то время как в обычных гражданских моторах только, одна прокладка блока цилиндров может иметь 2 мм-ю толщину.
Алюминий является основным материалом используемым в производстве высокотехнологичных поршней F1. Наиболее подходящим сплавом является ялюминиево-беррилиевый состав. Алюминиевые поршни с добавлением беррилия обладают на 30% меньшим весом и более высоким показателем теплопроводности. Такие детали применяла команда McLaren в сезоне 1998 года однако FIA очень быстро запретила использование беррилия из — за высокой вредности металла.
Материалы разрешенные к использованию описаны в правиле технического регламента под номером 5.17.1. По сути разрешено использование следующих сплавов: Al-Si; Al-Cu; Al-Mg или Al-Zn (хотя другие пункты правил позволяют добавление небольших количеств других элементов к основному сплаву.
Двигатели в Формуле-1: эволюция — Simply Formula
Источник фото: Twitter-аккаунт tecnicaF1 — двигатели в Формуле-1 и их эволюция
Сразу договоримся: все двигатели в Формуле-1 — мощные, но разные, если можно так выразиться. Разобьем условно эволюцию двигателей (вместе с ней — эволюцию Формулы-1 и технического регламента), и по годам проследим, как развивались формульные «сердца».
1950 — 1953
В «суровые» пятидесятые команды Формулы-1 использовали или атмосферные двигатели, объемом 4.5 л, либо двигатели с нагнетателем объёмом до 1.5 литров. Мощность достигала 425 л.с. (317 кВт). Умножаем на минимальные требования к безопасности и получаем «монстров», которые несли машины без аэродинамики на огромной скорости.
Примеры:
— Alfa-Romeo Р8 1.5 л (с механическим нагнетателем)
— Talbot-Lago Р6 4.5 л
— ERA Р6 1.5 л (с турбонагнетателем)
— Bristol Р6 2.0 л
1954 — 1960
Объём двигателей был понижен до 2.5 л для атмосферных и до 750 «кубиков» для компрессорных. Но ни одна из команд не стала использовать двигатели с нагнетателем, потом что в Формуле-2 тогда использовались двигатели объемом в два литра. Это давало возможность не проектировать новые двигатели, а просто увеличить объём старых моторов. Таким образом команда получали возможность сэкономить средства на проектировании, чем, собственно, все успешно и пользовались.
Примеры:
— Alta Р4 2.5 л
— Offenhauser Р4 1.7 л
1961- 1965
В 1961 вновь изменились требования к двигателям. Теперь можно было использовать только атмосферные двигатели объёмом 1.5 литра. Мощность колебалась от 150 до 225 л.с, мы увидели новые технические решения от «Феррари» и «Хонда».
Примеры:
— Porsche H8 1.5 л (воздушное охлаждение)
— BRM V8 1.5 л
— Honda V12 1.5 л
— Ferrari V6 1.5 л
1966 — 1986
В 1966 вступили в силу новые правила. Объём двигателей увеличили до 3.0 Л для атмосферных и 1.5 Л для двигателей с нагнетателем. Как следствие, многие команды остались недовольны подобной политикой руководства чемпионата. Например, команда Coventry Climax в 1966 году была выкуплена компанией «Ягуар». Их 1.5 Л двигатели тогда использовали большинство команд в пелотоне, и изменение правил больнее всего ударило именно по ним. Многие команды вынуждены были искать новых поставщиков, расходы на двигатели постепенно стали расти.
Регламент 1966 года допускал роторно-поршневые и газотурбинные двигатели, с любыми параметрами, однако роторно-поршневые конструкции так и не увидели свет по причине своей неконкурентоспособности. Что касается газотурбинные агрегатов — на «Лотус» 56B стоял турбо-вальный двигатель, однако сильно страдал из-за высокого расхода топлива, а также так называемого «турболага». Что это? Объясняем.
Реле турбины работает от потока выхлопных газов, который проходит через кожух узла двигателя. По мере увеличения оборотов двигателя, увеличивается скорость вращения крыльчатых механизмов, что приводит к ускорению. Задержка между открытием заслонки, вращением «крыльчаток» и непосредственно производством самого ускорения, для которого и работает турбодвигатель, известна как турболаг.
В 1967 появился серийно выпускаемый Cosworth DFV, что позволило принять участие в чемпионате мира небольшим производителям. Правила надолго «застыли» в форме одного технического регламента, и мы успели увидеть чемпионаты, где боролись Джим Кларк, Йохен Риндт, Джеки Стюарт, Эмерсон Фиттипальди, Ники Лауда, Джеймс Хант и многие другие.
В 1977 появился турбированный двигатель Renault-Gordini V6 Turbo. Мощность двигателей была от 390 до 500 л.с., а для турбированных от 500 до 900 л.с. в гонке и до 1000 л.с. во время квалификации. Настоящий «монстр» своего времени, который значительно повлиял на развитие турбодвигателей, и последующий их запрет через десять лет, когда мощность возросла до опасных величин.
Примеры:
— TAG-Porsche V6 1.5 л Turbo
— Coventry Climax V8 3.0 л
— Maserati V12 3.0 л
— Matra V12 3.0 л
— Renault Gordini V8
— Ferrari V6 1.5 л Turbo
1987 — 1988
Мощности турбомоторов постоянно росли, снижая безопасность гонок. В конце концов, «ФИА» приняли решение ограничить давление наддува до 4 атмосфер в квалификации, увеличить максимальный объём атмосферных двигателей до 3. 5 литров, чтобы замедлить, а затем и вовсе остановить рост мощности. Такие команды, как March, Lola, Tyrrell, AGF и Coloni использовали атмосферный двигатель Ford Cosworth DFZ 3.5 л V8 мощностью 575 л.с. В 1988 году давление наддува снизили до 2.5 атмосфер, но доминирование турбомоторов продолжилось, поэтому Формула-1, наконец, снова вспомнила об атмосферных двигателях.
Примеры:
— Honda RA 167 E V6 1.5 л Turbo 1000 л.с.
— Alfa-Romeo 890T V8 1.5 л Turbo 700 л.с
— BMW M12/13 Р4 Turbo 1.5 л 850 л.с.
— TAG-Porsche TTE-P01 V6 1.5 л Turbo 850 л.с.
— Zakspeed Р4 Turbo 1.5 л 800 л.с.
1989 — 1994
В 1989 турбированные двигатели полностью запретили. Конец турбоэры позволил прийти в Формулу-1 новым поставщикам двигателей таким, как Yamaha и Lamborghini. После двухлетнего отсутствия вернулись Renault. Конкуренция в начале девяностых между производителями двигателей просто зашкаливала.
Примеры:
— Ilmor 72 V10 765 л.с.
— Peugeot V10 A4 700 л. с
— Renault RS V10 790 л.с.
— Lamborghini L3512 80 V12 700 л.с.
— Mugen-Honda MF V10
— Honda RA 710 л.с.
1995 — 2004
С 1995 по 1997 моторы Renault трижды выиграли кубок конструкторов и чемпионат мира. «Бенеттон», и затем «Уильямс» использовали двигатели французской компании.
В 1995 максимальный объём двигателя сократили с 3,5 литров до 3. В 1998 и 1999 чемпионом мира стал Мика Хаккинен, и доминирование французских мотористов сменили «Мерседес» вместе с «Макларен».
С 1999 по 2004 Кубок Конструкторов доставался лишь «Феррари», соответственно, на двигателе итальянского производителя. Однако отметим, что с 2000 года «Уильямс» перешли на двигатели «БМВ», и многие специалисты отмечали, что немецкие силовые агрегаты даже превосходят итальянские, о чем можно судить по эпизодическим победам британской команды.
После 2000 года в регламенте появился пункт, разрешающий использовать только моторы конфигурации V10, из-за чего на год отложился дебют команды Тойота, о которой мы недавно писали, планировавших дебютировать с двигателем V12. Именно в новом тысячелетии мы увидели, как последовательно уменьшается количество цилиндров.
Примеры:
— Petronas V10 870 л.с.
— BMW V10 900 л.с.
— Acer 90 V10 800 л.с. при 16200 об/мин
— Playlife V10 780 л.с.
— Mercedes FO 110 870 л.с.
— BMW V10 900 л.с.
2005
В 2005 году команды должны были использовать двигатели V10 объёмом 3 литра, имеющие не более 5 клапанов на цилиндр. На победный путь вернулась команда «Рено».
Примеры:
— BMW P84-5 950 л.с.
— Cosworth TJ 2005 900 л.с. при 18300 об/мин
— Ferrari Tipo 053 880 л.с.
— Toyota RVX-05 900 л.с. при 19000 об/мин
2006
В 2006 объём двигателя снизили до 2.4 литра, а количество цилиндров до 8.
Диаметр цилиндра должен был быть не более 98 мм, а ход поршня не менее 37 мм. Системы предварительного охлаждения воздуха были запрещены.
Также было запрещено подавать в двигатель что-либо, кроме воздуха и горючего. Впуск и выпуск изменяемой геометрии также запретили. Каждый цилиндр мог иметь только одну форсунку для впрыска топлива и только одну свечу зажигания.
Естественно, двигатель должен был быть атмосферным. Вес — не менее 95 кг.
Также для команд разрешили на 2006 и 2007 год использовать старые двигатели V10 с ограничением числа оборотов.
Блок цилиндров и картер двигателя были выполнены из сплавов алюминия. Коленвал и распредвалы делали из стали или чугуна. Толкатели клапанов по регламенту создавались 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 также запретили.
Все это привело к снижению мощности по сравнению с 3-литровыми двигателями на 20%. В результате мы увидели борьбу мотористов «Феррари» и «Мерседес» несколько лет подряд, когда титулы по очереди выиграли Кими Райкконен и Льюис Хэмилтон.
Примеры:
— BMW P86 760 л.с.
— Honda RA 806 E 760 л. с. при 19000 об/мин
— Renault RS26 735 л.с.
2007 — 2008
То же самое, что в 2006, с одной небольшой оговоркой: введено ограничение числа оборотов до 19000.
Примеры: аналогичны 2006.
2009-2013
То же самое, что в 2008, с двумя небольшими оговорками: число оборотов ограничили до 18000, и внедрили KERS. С 2010 по 2013 год Cosworth вернулись в F1 (ушли в 2014 году с началом новой турбоэры гибридов).
Примеры:
— Cosworth CA2011 V8
— Ferrari 056 2.4 V8
— Mercedes FO 108F 2.4 V320
— Renault RS27 V8
2014 — настоящее время
Собственно, наши дни. 1.6-литровые турбированные hybrid-двигатели V6 с максимумом 15000 оборотов в минуту.
Мощность снижена до 600 л.с.
Как мы помним, на старте турбоэры доминировали «Мерседес» (что продолжается по сей день), за ними находились «Феррари» и «Рено», а с 2015 года к «Макларен» присоединились «Хонда». Чем это закончилось, мы все знаем — японские производители в итоге приняли решение перейти к «Ред Булл».
С 2022 года ждем новый регламент на двигатели, пока все утверждено лишь предварительно.
Предварительно:
1,6-литровый двигатель внутреннего сгорания V6 с одной турбиной.
Увеличение оборотов на 3000 (до 18000 оборотов в минуту).
Отказ от MGU-H.
Появление более мощного модуля MGU-K с определяемой гонщиком активацией системы в гонке, позволяющей использовать накопленную энергию в тактических соображениях.
Возможности использования решений ‘Plug-And-Play’ при замене мотора — трансмиссии — шасси.
Пандемия коронавируса продолжается, и если мы ожидали увидеть утвержденный технический регламент и готовые решения уже в 2021 году непосредственно на трассе, то теперь все возможные изменения отложены на 2022 год, причем «Ред Булл» и вовсе настаивают на том, чтобы внедрить правила на год позже — на 2023 год, исходя из финансового положения и последствий пандемии коронавируса.
Возможно, двигатели Формулы-1 уже никогда не будут оглушать нас так же, как еще 7 лет назад, до перехода на V6. Но никогда не шутите с этими «монстрами», ведь именно в них заключена вся мощь и ярость Королевы автоспорта. И уже на днях мы вам напишем о худшем двигателе в истории Формулы-1.
Источник: simplyformula.ru
Моторы Ф1 сравнили по мощности. У Mercedes и Ferrari оказалось по 990 л.с.
Эксперты изучили данные, собранные во время квалификации Гран При Бахрейна, и расставили силовые установки разных производителей по мощности.
Автор:
Франко Нуньес ,
ответственный редактор
Нажмите, чтобы загрузить аудиоплеер
Два технических института использовали в Сахире свои новейшие разработки, в которых задействован принцип фонометрии – анализа работы устройства, исходя из звуковых данных.
После расшифровки информации, собранной в субботу, были сделаны несколько очень интересных выводов. Во-первых, современные моторы Ф1 вплотную приблизились к отметке в 1000 лошадиных сил, но все же не смогли преодолеть ее.
Мощность Ferrari 064 и Mercedes-AMG F1 M10 EQ Power +, исходя из результатов анализа, оказалась равной – по 990 л.с. Это значит, что двигатели 2019 года уступают тем, что использовались в прошлом сезоне. Главная причина снижения мощности – более строгие ограничения на сжигание масла.
По сути, действующие ограничения лишили команды возможности использовать эту практику, повышая мощность мотора. Тем не менее, отдача силовых установок все равно увеличивается с каждым следующим сегментом, достигая максимума к третьему. Это реализовано средствами картографии.
Можно ожидать, что с переходом на вторую и третью спецификацию двигателя мощность вырастет еще больше. Резерв скрыт и в топливе, способном без детонации выдерживать более высокое давление в камере сгорания.
Двигатель 064 на Ferrari SF90
Фото: Мау Саттон / Sutton Images
Анализ данных позволяет заключить, что при равной суммарной мощности в Ferrari и Mercedes по-разному добиваются этой величины. У Скудерии чуть лучше работает тепловой мотор-генератор MGU-H, тогда как чемпионская команда смогла построить более эффективный блок внутреннего сгорания.
В точке замера скорости Ferrari превосходила Mercedes, но это объясняется лишь настройками аэродинамики – инженеры итальянской команды выбрали не такие большие углы атаки антикрыльев.
При этом в гонке соперники понизили мощность своих силовых установок, и картина выровнялась: 331,1 км/ч у Себастьяна Феттеля, 330,3 км/ч у Льюиса Хэмилтона и 329,2 км/ч у Шарля Леклера.
Двигатель Mercedes F1 W10
Фото: Джорджо Пиола
Что же два других производителя? Результат анализа наверняка вас удивит. По опыту последних лет у Honda сложилась не самая лучшая репутация – многочисленные поломки во время сотрудничества с McLaren и не самая высокая скорость Toro Rosso в 2018-м не могли не сказаться на таком восприятии японских моторов.
Между тем, данные анализа показывают, что в Honda смогли серьезно прибавить. Сначала это стало понятно после подиума Макса Ферстаппена в Мельбурне, а данные анализа показывают, что пиковая мощность мотора RA618H составляет 952 л. с.
Самое примечательное, что это даже больше, чем есть у Renault, хотя отставание французов составляет всего семь «лошадей».
Двигатель Honda RA618H
Фото: Honda
Даже если данные, полученные в Бахрейне, не являются полностью верными, они позволяют сделать выводы о расстановке сил в нынешнем сезоне. Red Bull останется третьей силой в чемпионате, но бороться с двумя другими топ-командами ей будет сложно.
Льюис Хэмилтон по ходу уик-энда в Сахире оценил отставание Honda в десять лошадиных сил – но это, по всей видимости, просто был комплимент соперникам, которые не представляют серьезной угрозы.
Если вспомнить, что в гонке Карлос Сайнс на McLaren атаковал Макса Ферстаппена на Red Bull, оценка экспертов выглядит гораздо более близкой к реальности. Кстати, и в квалификации между двумя гонщиками была всего одна десятая.
Двигатель Renault RS19
Фото: Джорджо Пиола
Для Renault ситуация осложняется еще и хроническими проблемами с мотор-генератором MGU-K. Это началось не вчера – отказы продолжаются уже пятый год, и именно этот компонент силовой установки не позволяет повышать мощность.
И хотя команда так и не раскрыла причины двойного схода в самом конце гонки в Бахрейне, как минимум у Даниэля Риккардо он точно был связан с системой повторного использования энергии.
Мощность силовых установок Ф1 в 2019 году
Производитель | Мощность, л.с. |
Mercedes | 990 |
Ferrari | 990 |
Honda | 952 |
Renault | 945 |
Bet here
Bet now
Bet here
Bet now
Предыдущая новость
Расселл в Mercedes и Шумахер в Ferrari. Все участники тестов Ф1 в Бахрейне
Следующая новость
Магнуссен назвал темп Haas в Бахрейне безнадежным
Поделились
Больше от
Франко Нуньес
Гран При Нидерландов
Гран При Италии
Больше от
Ferrari
Гран При Италии
Управление
Мотор формулы 1 характеристики
Для многих не секрет, что болиды Формулы-1 являются наиболее совершеными в мире автоспорта. Сам я являюсь поклонником этого спорта.
Цель этой записи — дать общее представление и описать различные конструкции, технологии, цены и детали используемые в болидах Формулы-1…
Разгон с места до 100км/ч 1.7 сек.
Разгон с места до 200км/ч 3.8 сек.
Разгон с места до 300км/ч 8.6 сек.
Максимальная скорость около 340 км/ч
Торможение со 100км/ч 1.4 сек и 17 метров дистанции.
Торможение с 200 км/ч 2.9 сек и 55 метров дистанции.
Торможение с 300 км/ч 4 сек
Перегрузка пилота при торможении около 5G.
Прижимная сила равная весу болида достигается на скорости около 180 км/ч.
Максимальная прижимная сила (настройка максимум) при 300+ км/ч около 3000 кг.
Расход топлива в режиме соревнований около 75 л/100км
Стоимость каждого пройденного километра около 500$
Главной особенностью болида Формулы-1 один несомненно является наличие огромной прижимной силы. Именно она позволяет проходить повороты на скоростях, недостижимых любым другим спортивным автомобилям. Здесь есть один интересный момент: многие повороты пилотам просто необходимо проходить на очень высокой скорости, когда прижимная сила позволяет держать болид на трассе, если же скорость сбросить то можно вылететь с трассы так как прижимная сила будет недостаточна!
Прижимную силу создает набор аэродинамических элементов таких как: заднее антикрыло, переднее антикрыло, диффузор, итд. Переднее антикрыло, состоит из углеродного волокна и создает прижимную силу до 25% от всего болида формулы один. Ориентировочная стоимость одной штуки 19000$
Заднее антикрыло при собственном весе около 7 кг создает до 1000кг прижимной силы на высокой скорости, это около 35% всей прижимной силы болида F1. Изготовлено из карбона, стоимость каждого около 20000$
Двигатель…
В разные времена на болидах формулы-1 использовался различный объем двигателя, присутствовал и отсутствовал наддув, ограничения по оборотам и масса других ограничений, объединяло их лишь одно, огромная мощность до 1500 л/с на больших оборотах, до 22500 об/мин. В последнее время регламент поддерживает, путем различных ограничений, максимальную мощность около 850 л.с и обороты порядка 19500 об/мин Стоимость таких моторов около 600000 $
Выхлопная система…
Каждой команде формулы один необходим некоторый запас различных коллекторов выпускной системы для перенастройки двигателя под различные трассы. Стоимость одного комплекта около 26000 $
Радиаторы:
Радиаторы болида выполнены из алюминия стоимость комплекта до 11000$
Трансмиссия…
Коробка передач болида Формулы-1 самым непосредственным образом соединена со сцеплением, выполненым из карбона. Сцепления выпускают две компании, AP racing и Sachs, которые создают их таким образом, что они могут выдерживать температуры близкие к 500 градусам. Сцепления являются электрогидравлическими элементами и имеют вес от 1.5кг. Каждое переключение скорости выполняется за 20-40 милисекуд и регулируется компьютером. Пилоты болидов не пользуются сцеплением вручную, теряя тем самым время и позволяя двигателю совершать холостые обороты(как это в обычных машинах, без автоматической кообки передач), а просто нажимают рычажок за рулем, для перехода к следующей скорости, сам же процесс полностью лежит на компьютере. Коробки передач создаются так, чтобы механики могли легко менять настройки. Так полная перестройка передаточных чисел коробки передач занимает около 40 минут в боксах.
Стоимость одной семискоростной полуавтоматической коробки передач свыше 130 000$. Рассчитана на пробег 6000 км.
Диски весят около 4 килограмм и сделаны из магниевого сплава, каждый стоит около 10000 $
Дорожный размер передних шин: 245/55R13;
Диаметр передних: 655 мм;
Ширина передних: 325 мм;
Дорожный размер задних шин: 325/45R13;
Диаметр задних: 655 мм;
Ширина задних: 375 мм;
Рабочая температура около 130 градусов
Стоимость одной шины около 800$
На сезон нужно 720 штук.
Диски тормозов уже многие годы изготовляют из углеродного волокна, на производство одного диска может затрачиваться до 5 месяцев.
Стоимость всего узла (суппорт, диск, колодки) около 6000 $
Температурный режим до 1000 цельсия
Рычаги передней подвески:
Изготовлены из титана и углепластика. Стоимость около 100 000$.
Рычаги задней подвески:
Изготавливаются из титана и углепластика, каждый комплект стоит 120 000$
Монокок …
Монокок — это основа болида F1, на которую крепятся все его части и детали. При сотрясениях, при авариях он должен обеспечить пилоту полную безопасность, но в то же время весить приблизительно 35кг. Как и большинство частей болида F1 монокок сделан из карбона и как и большинство деталей стоит недешево 115000$
Сиденье пилота:
Выполняется по индивидуальным меркам гонщика из углеволокна. В случаи аварии может быть удалено из кокпита вместе с пилотом. цена 2000$
Ну и на сладкое…
Руль болида формулы один совмещает в себе приборную панель (дисплей по центру), органы управления, также позволяет изменять многие настройки болида прямо по ходу движения. Выполнен из углеродного волокна, для каждого пилота индивидуально по анатомическому строению. Стоимость около 40000$-100000$
Раскладка всех кнопочек, рычажков и переключателей съемного рулевого «колеса» современного болида Формулы-1
1. Управление составом топливовоздушной смеси
2. Регулятор ограничитель максимальных оборотов
3. Назначение неизвестно
4. Колёсико выбора комплексных общих настроек силового агрегата
5. Активация системы KERS
6. Кнопка радиостанции
7. Многофункциональный информационный дисплей и клавиши для изменения его параметров
8. Лимитатор
9. Изменение угла переднего антикрыла в большом диапазоне (используется непосредственно в гонке при совершении маневров)
10. Колёсико плавного изменения угла переднего антикрыла (плавное увеличение прижимной силы для компенсации износа шин)
11–13. Управление дифференциалом: установка «преднатяга», изменение степени блокировки на торможении и под тягой
14. Переключатель режимов цифрового контроллера
15. «Горячие» программируемые клавиши, на которые можно вывести две запрограммированные функции (у Петрова одна из них отвечает за режим, в котором двигатель делает более длительную перегазовку при переключении вниз на входе в поворот, чтобы сделать смену передач более плавной и избежать срыва в занос под тягой)
16. Лепестки переключения роботизированной коробки передач
17. Лепестки сцепления (используются или синхронно, или в разных комбинациях, в зависимости от текущей программы). Например, при старте сначала отпускается один лепесток, а второй, выжатый наполовину, — только спустя секунду. Всё это, по-видимому, как-то хитро управляет проскальзыванием сцепления и блокировкой дифференциала. При этом от гонщика требуется держать дроссель открытым ровно на 75%. Малейший перебор — начнётся пробуксовка, недобор — двигатель заглохнет. И только со второй передачи можно открывать полный газ. До запрещения лонч-контроля пилотам было, похоже, проще управлять болидом.
Материалы взяты с сайта Разгон до 100
Рекуперация энергии появилась в Формуле-1 ещё в 2009 году. Но новый этап внедрения гибридных технологий столь радикальный, что повлиял даже на официальный язык: в документах вместо слова Engine появилось сочетание Power Unit. На фото показан такой «юнит» от Renault под названием Sport Energy F1-2014.
С сезона 2014 года в Формуле-1 уходит эпоха атмосферных моторов V8 2.4, трудившихся с 2006 года. По новому регламенту на болидах появятся турбомоторы объёмом всего 1,6 л. Звучит знакомо. Но если в обычной жизни это рядные «четвёрки», то в спорте — малолитражные V-образные «шестёрки» с высокопроизводительным одиночным турбонаддувом (давление не регламентировано). Да и частота вращения коленвала внушительна — лимитатор по правилам будет срабатывать на 15 000 об/мин. А ещё на этих движках стоит система двойной рекуперации, способная утилизировать не только кинетическую энергию автомобиля во время торможения, как было в недавнем прошлом, но и энергию выхлопных газов. Да-да, в формульном моторе турбина соединена с генератором — как на заправской электростанции! Потому буковка К (kinetic) из общего наименования системы пропала, теперь это просто ERS (Energy Recovery System).
Предыдущие моторы в Формуле-1 (V8 2.4) развивали приблизительно 760 л.с. (точные числа, понятно, не разглашаются). Новые будут выдавать порядка 600 л.с., утверждает компания Renault, и ещё 160 «лошадок» с копейками будет добавлять на разгонах система ERS. Суммарная отдача установки окажется сопоставима с прошлогодней, а то и выше. На снимке — наддувные V-образные «шестёрки» Renault 1980 и 2014 года. Рабочий объём почти одинаков (34 года назад он составлял 1,5 литра), но насколько различны размеры.
С сезона 2014 года мгновенный расход у двигателя внутреннего сгорания на Формуле-1 не должен выходить за рамки 100 кг/час, и 100 килограммами ограничен общий запас топлива на одну гонку. Ранее пиковый расход не регламентировался (а по факту был на 40% выше). Что до суммарного запаса топлива, то его не ограничивали (нельзя было только дозаправиться), но типично в бак помещалось около 160 кг горючего. Так что теперь инженерам команд будет весьма непросто настраивать системы рекуперации на гонку и выбирать стратегию в данной части.
У Мерседеса мотор PU106A Hybrid по общему виду похож на «собратьев». Характерная черта — единственный турбокомпрессор, расположенный позади блока цилиндров. Эта компоновка продиктована правилами: если раньше на болиде были разрешены два выхлопных патрубка, то теперь только один, причём так, чтобы поток газов не создавал аэродинамического эффекта. С той же целью запрещено располагать какие-то дополнительные элементы кузова за выхлопом, чтобы они не направляли поток газов.
Если раньше от системы KERS разрешено было получать максимальную добавочную мощность 60 кВт (81 л.с.) в течение 6,7 секунды за один круг, то теперь лимит повышен до 120 кВт (162 л. с.), и такую мощность можно будет развивать по 33 секунды на каждом круге. Ещё французские инженеры указывают, что если в прошлом году поломка «керса» стоила гонщику лишних 0,3 с на круг, то теперь выход из строя гибридной составляющей болида Формулы-1 фактически оставляет машину за пределами хоть какой-то борьбы.
Red Bull, Lotus, Toro Rosso и Caterham возьмут на вооружение мотор Renault Sport Energy F1-2014. Команды Mercedes, McLaren, Force India и Williams возложили свои надежды на агрегат Mercedes-Benz PU106A Hybrid. Наконец, болиды Ferrari увлекать вперёд призваны двигатели Ferrari 059/3, и они же оживят болиды Marussia и Sauber. Творение итальянцев «живьём» пока не показывали, но о нём кое-что уже известно, как и о моторе Mercedes. Однако наиболее детальные сведения о новом двигателе предоставила французская компания.</p> <p» both=»»>
Ключевые элементы нового формульного мотора Renault. Особого рассказа требуют системы MGU-K и MGU-H.
В новой установке есть два мотор-генератора, способных как вырабатывать ток, так и действовать в роли электродвигателя. Первый называется MGU-K (Motor-Generator Unit-Kinetic). Он соединён с коленвалом ДВС и собирает энергию на торможении, отдавая её высоковольтному накопителю. При разгоне MGU-K добавляет свою мощность к мощности основного агрегата. Эта добавка как раз лимитирована по регламенту 120 киловаттами. Ещё есть ограничение по количеству энергии, которую можно собрать на одном круге (два мегаджоуля), и энергии, которую можно использовать для разгона на одном круге (четыре мегаджоуля), что, к слову, в десять раз больше, чем разрешено было в 2013 году для старого «керса».
У «юнита» Mercedes-Benz PU106A Hybrid две системы рекуперации также именуются MGU-K и MGU-H, и размещены они в целом похоже на компоновку этих агрегатов у Renault.
Устройство MGU-H (Motor-Generator Unit-Heat) — самое интересное в новой Формуле. Это электрическая машина, сидящая на валу турбокомпрессора. И работать она может в обе стороны: извлекать энергию из выхлопных газов и раскручивать турбокомпрессор для сокращения турболага. Причём, в отличие от MGU-K, величина потоков энергии (выработка в качестве генератора и работа как электромотора) правилами не ограничена. Это даёт инженерам мощный рычаг для управления балансом энергии в машине. Если учесть работу ДВС и MGU-K, в сумме энергия в болиде может перекачиваться по семи направлениям.
Типовой круг в представлении Renault и типовые способы взаимодействия систем. При торможении блок MGU-K перекачивает энергию от колёс в аккумуляторную батарею. Кстати, вес её лимитирован снизу и сверху (от 20 до 25 кг), так что создателям установок потребовалось нечто очень мощное, развивающее порядка 6 кВт на каждый килограмм веса. Судя по всему, здесь будут стоять суперконденсаторы. Следующая фаза — выход из зоны торможения. Тут батарея отдаёт энергию блоку MGU-H, который быстро выводит турбокомпрессор на предельные обороты (100 тысяч об/мин). Далее — ситуация обгона. Здесь и батарея, и MGU-H поставляют ток для MGU-K, который развивает пиковую мощность, ускоряя болид. Наконец, при обычном ускорении запас в батарее не меняется, но происходит передача энергии от MGU-H к MGU-K.
В этой презентации силовая установка Ferrari 059/3 предстаёт только в виде анимации, но можно убедиться, что она в общих чертах повторяет агрегаты Мерседеса и Рено. В том числе и в части двойной рекуперации. Инженеры Ferrari тут выступают вместе со специалистами Shell. Они не раз повторяют: новые двигатели не только должны приблизиться к гражданским по аппетиту, но и по надёжности, и по долговечности. Хоть на шаг. Ведь по новому регламенту одному гонщику за сезон будет разрешено использовать лишь пять моторов вместо восьми ранее.
Вспомним, что обычный «керс» вводился под соусом помощи мира Формулы-1 массовой автомобильной индустрии в деле сохранения окружающей среды. Мол, в Королеве автоспорта будут проверяться идеи и технологии, которые далее могут в том или ином виде найти свой путь к обычным автомобилям. Новый регламент — заметный шаг в этом направлении. Болиды в 2014 году просто вынуждены стать экономичнее, а ключ к экономичности — хитроумная гибридная система. Вполне вероятно, что мы скоро увидим что-то похожее на серийных автомобилях. Собственно, это уже происходит. Вспомним опыты Audi c электрическим приводом компрессора. От него недалеко до утилизации энергии выхлопа (такие турбогенераторы тоже предлагались в разное время, но развития не получили) и объединения подобных устройств в единый комплекс.
Формула-1 |
---|
Текущий сезон |
Формула-1 в сезоне 2019 |
Статьи по теме |
Списки |
Пилоты |
Рекорды |
См. также |
Какая максимальная скорость машины Формулы 1?
Формула 1 – один из самых технологичных гоночных чемпионатов современности. В технике используются продвинутые решения, а сами машины создаются в соответствии с последними разработками в области автомобилестроения. Именно поэтому они передвигаются на поистине колоссальной скорости. В этом материале разбираемся, какова максимальная скорость Ф1 в 2022 году.
Делать ставки на Формулу 1 и другие крупные гоночные чемпионаты можно в легальной букмекерской конторе Лига Ставок.
Максимальная скорость за всю историю Формулы 1
На сегодняшний день формально максимально возможной скоростью считается 340 км/час. На практике гоночные автомобили могут разогнаться куда сильнее.
В 1986 году Герхарду Бергеру на двигателе BMW и шасси Benetton впервые в мире удалось достичь скорости в 351,22 км/ч. Мотор был необычным – он был разработан с применением инновационных технологий для гонок, которые как раз появились в 80-е.
Впрочем, рекорд Бергера уже давно побит. Финский пилот Валттери Боттас в сезоне-2016 в Мехико разогнался до 372,54 км/ч. Он использовал двигатель производства Mercedes и шасси Williams FW38. На данный момент это максимальная скорость Формулы 1, которая была официально зафиксирована в чемпионате.
Также есть информация о неофициальных рекордах, которые значительно превосходят показатели Валттери Боттаса. Например, колумбиец Хуан-Пабло Монтойя на Гран-при Италии в 2005 году разогнался до 372,6 км/ч. Достижение считается неофициальным, так как произошло на тренировке, а не на треке. Впрочем, гонщик ранее устанавливал и официальные рекорды на круге. Это произошло годом ранее на том же Гран При Италии, когда спортсмен выступал за команду McLaren. Правда, выиграть заезд это так и не помогло.
Алан Ван дер Мерве сообщал, что в ходе тренировки сумел достичь скорости 400 км/час. Однако эти данные не имеют официального подтверждения и проверить их на данный момент никак нельзя.
Разгон современных машин Формулы 1 до 100 км/ч
Разгон до «сотни» на современных машинах занимает всего 1,7 секунды. Это обусловлено невероятно мощными двигателями, которые сейчас устанавливают на гоночные автомобили, участвующие в чемпионате. Их мощность достигает 1 000 л/с.
Торможение при разгоне свыше «сотни» занимает по времени 1,4 секунды. При этом длина тормозного пути находится в диапазоне от 14 до 17 метров. При 200 и 300 км/час автомобиль тормозит дольше – 2,9 и 4 секунды соответственно. Ну а если он разгонится еще сильнее, то время торможения может составить 3,5-5 секунды.
Действительно ли старые машины Формулы 1 быстрее современных?
Бытует заблуждение, что старые автообили Формулы 1 были гораздо быстрее современных. На самом деле оно не соответствует действительности. Чтобы понять это, достаточно взглянуть на характеристики машин. Для примера возьмем Alfa Romeo 158/159 Alfetta – один из самых успешных автомобилей, который участвовал в 50-х.
Это автомобиль обладал двигателем мощностью 450 л/с, весил 710 кг и мог разгоняться до 350 км/час. Для сравнения, на Ferrari F2004 стоял двигатель мощностью 865 л. с., машина весила 605 кг и могла разогнаться до 360 км/час. Да, разрыв в характеристиках нельзя назвать большим, но он есть.
Впрочем, некоторые современные модели болидов действительно медленнее. Например, у Ferrari 2014 года максимальная скорость всего 340 км/час. Но это справедливо не для всех машин. Так, скорость Mercedes AMG F1 W10 EQ Power+ 2019 года может разогнаться до 352 км/час. Это быстрее Alfa Romeo 158 и Ferrari 2014, но медленнее Ferrari 2004.
Характеристики автомобилей раньше и сейчас
Сопоставим характеристики двух автомобилей – одного старого, другого нового. Для примера возьмем те, о которых уже говорили: Alfa Romeo 158/159 Alfetta и Ferrari F2004.
Технические характеристики/болид | Alfa Romeo 158/159 Alfetta | Ferrari F2004 |
Мощность двигателя (л/с) | 450 | 856 |
Объем двигателя (л) | 1,5 | 3,0 |
Оборотов в минуту | 9 600 | 18 300 |
Габариты (мм) | 2502х1270х1321 | 4545х1796х959 |
Масса (кг) | 710 | 605 |
Коробка передач | 4-ступенчатая | 7-ступенчатая |
Максимальная скорость (км/ч) | 350 | 360 |
Как можно увидеть, автомобили стали легче, двигатели мощнее и оборотистее, но значительной прибавки к скорости не произошло. Более того, некоторые болиды стали даже немного медленнее, хотя речь идет далеко не о всех гоночных машинах.
Заключение
Наибольшая скорость в Формуле 1 составила 372,54 км/ч. Это официальный рекорд Валттери Боттаса, который пилот поставил в 2016 году. Заявлялось и о более высоких показателях, но часть из них была зафиксирована вне трассы, а часть не зафиксирована вовсе. Что касается средней скорости современных болидов, которые участвуют в чемпионате, она составляет 340-360 км/час.
Как работает двигатель F1?
Page Contents
Нынешнее поколение автомобилей Формулы-1 оснащено высокопроизводительными компактными гибридными силовыми агрегатами с турбонаддувом и электрифицированными двигателями. На этой неделе мы рассмотрим механическое сердце силового агрегата Mercedes-AMG Petronas, двигатель внутреннего сгорания и его путь разработки двигателей Формулы-1 с 2014 года.
Из каких элементов состоит силовой агрегат Формулы-1?
FIA различает шесть элементов современной силовой установки F1 (PU). В самом сердце ПУ находится двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Это конструктивный элемент автомобиля, соединяющий шасси с коробкой передач.
Нынешние двигатели F1 представляют собой шестицилиндровые двигатели с V-образным расположением цилиндров под углом 90 градусов и рабочим объемом 1,6 литра.
Вторым элементом является турбонагнетатель (ТК), который увеличивает плотность воздуха, потребляемого двигателем, тем самым придавая двигателю большую мощность.
Современный двигатель F1 представляет собой гибридный двигатель с двумя электрическими машинами, рекуперирующими и передающими энергию. Есть Мотор-Генератор-Кинетик (MGU-K), который использует кинетическую энергию при торможении автомобиля, и Мотор-Генератор-Тепло (MGU-H), который подключен к турбонагнетателю и использует избыточную энергию выхлопных газов.
Оба двигателя-генератора преобразуют соответствующие источники энергии в электрическую энергию, которая затем может использоваться для движения автомобиля. Электрическая энергия хранится в пятом элементе Энергоблока – большой аккумуляторной батарее, известной как Хранилище Энергии (ЭС).
Эта сложная система различных компонентов управляется шестым и последним элементом, управляющей электроникой (CE).
Водителям разрешено три ДВС, МГУ-Н и ТС и два ЭС, СЕ и МГУ-К в течение сезона, но на автомобиль может быть установлена любая комбинация деталей. Если водитель превышает этот лимит, ему назначается штраф на стартовой решетке.
Как происходит процесс сгорания в двигателе внутреннего сгорания Формулы 1?
В основе ДВС лежит процесс сгорания, при котором топливо и воздух смешиваются и воспламеняются для высвобождения энергии. Этот процесс работает так же, как и на вашем дорожном автомобиле; однако системы немного сложнее.
При более подробном рассмотрении воздух для горения подается в двигатель через воздуховод, расположенный за обручем ролика. Давление воздуха повышается компрессором, который является частью турбонагнетателя.
Этот процесс также повышает температуру воздуха, поэтому воздух необходимо снова охладить в охладителе наддувочного воздуха, прежде чем он будет подаваться в камеры в верхней части двигателя.
Оттуда он проходит через шесть впускных отверстий и два впускных клапана в цилиндры. Вот где топливо вступает в силу.
Двигатели F1 имеют непосредственный впрыск, как и большинство современных дорожных автомобилей, поэтому топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Топливо впрыскивается при максимальном давлении 500 бар, которое ограничено правилами. Хотя это больше, чем вы могли бы найти на бензиновом двигателе с непосредственным впрыском в дорожном автомобиле, который обычно выдерживает давление до 350 бар, на самом деле это немного меньше, чем вы могли бы найти в современном дизеле, где давление топлива может достигать 2500 бар.
Воздушно-топливная смесь сжимается поршнем до ее воспламенения от свечи зажигания. Сила сгорания толкает вниз поршень, который соединен с коленчатым валом через шатун и, следовательно, может вращать коленчатый вал.
Когда поршень возвращается в исходное положение, выпускные клапаны открываются, чтобы выпустить выхлопные газы из двигателя, так что весь процесс может начаться сначала — максимум до 15 000 раз в минуту (или до 250 раз в секунду) ).
Выхлопные газы используются для привода турбинного колеса турбонагнетателя, который, в свою очередь, приводит в действие компрессор. То, что осталось, выходит через выхлопную трубу в задней части автомобиля, при этом система перепускного клапана используется для контроля давления на этом этапе.
Какие другие системы являются частью двигателя внутреннего сгорания F1?
В двигателе также присутствуют очень сложные и сложные масляная и водяная системы, переплетающиеся между различными элементами.
Они обеспечивают плавную работу двигателя и регулируют температуру, что невероятно важно, если учесть, что температура газов в камере сгорания может достигать 2600°C.
Основная задача водяной системы — регулировать температуру множества различных элементов и материалов, из которых состоит силовая установка F1. От картера до верхней части головки цилиндров — все дело в том, чтобы двигатель не перегревался.
На это уходит много времени, от управления потоком воды до эффективности насоса.
Каких успехов добилась команда Mercedes-AMG Petronas с 2014 года?
Регламент силовой установки оставался довольно стабильным с момента его введения в начале сезона 2014 года, поэтому общая философия ПУ не сильно отличалась от первоначальной версии, дебютировавшей пять лет назад.
Однако, благодаря многочисленным изменениям во многих областях, команда Mercedes-AMG High Performance Powertrains в Бриксворте смогла улучшить каждый элемент силового агрегата, повышая мощность и улучшая тепловую эффективность.
В 2014 году ПУ выдавала чуть более 900 л.с. и имела тепловой КПД 44%. Это означает, что 44% энергии топлива было преобразовано в полезную работу для движения автомобиля.
В течение следующих лет термический КПД неуклонно улучшался, и в конечном итоге в 2017 году был преодолен 50-процентный барьер термического КПД динамометрического стенда.
Выполняла ли команда какие-либо другие работы по потоку газа в двигателе?
Еще одной важной областью, требующей усовершенствования, стала выхлопная система. Его форма, длина и диаметр оказывают огромное влияние на производительность двигателя, потому что чем быстрее выхлопные газы от процесса сгорания могут быть вытолкнуты из камеры сгорания, тем быстрее может начаться новый цикл зажигания.
В 2014 году команда использовала облегченную выхлопную систему, которая проходила по кратчайшему пути от головки блока цилиндров к турбине турбокомпрессора.
У этой системы было два преимущества — она не добавляла большого веса, а короткие трубы означали, что не было больших потерь тепла на пути к турбине турбокомпрессора и MGU-H.
Однако в 2015 году команда представила более сложную систему, которая помогла увеличить выходную мощность двигателя. В этом настроенном выхлопе первичные трубы — шесть труб, идущих прямо от головки блока цилиндров, — были одинаковой длины, но вторичная труба была длиннее, что изменило кривую мощности и выходную мощность двигателя.
С тех пор команда каждый год внедряла новую выхлопную систему, каждый раз выжимая из двигателя все больше.
На каких еще областях движка сосредоточилась команда?
Еще одна область, в которой команда внесла улучшения, — это используемые нами материалы. Крупные детали двигателя металлические (например, головка блока цилиндров изготовлена из алюминия), но в правилах не всегда указано, какие металлы должны использоваться.
Выбор правильных сплавов для правильных компонентов может повлиять как на надежность, так и на производительность двигателя.
Еще одна область, над которой постоянно работает команда, — снижение трения. Трение отнимает энергию, а энергия идет на отвод тепла. Именно здесь смазочные материалы PETRONAS играют важную роль, поскольку масляная пленка между нагруженными компонентами снижает трение и, следовательно, увеличивает мощность, а также снижает износ и повышает надежность.
Доставка масла к тому месту в двигателе, где оно необходимо, также является областью разработки. На двигатель действуют огромные перегрузки, он может испытывать в четыре-пять раз большую силу тяжести, когда автомобиль тормозит, разгоняется или бросает в поворот.
Чтобы убедиться, что масло достигает каждого компонента, который в нем нуждается, а также для его повторного удаления из двигателя требуется очень сложная система очистки. В нижней части двигателя имеется около десяти масляных насосов, которые всасывают масло из головки блока цилиндров, коленчатого вала, а также из некоторых вспомогательных агрегатов, чтобы гарантировать, что масляный бак никогда не опустеет.
Какую роль топливо Формулы 1 играет в стремлении к производительности?
Топливо Формулы-1 находится в самом центре процесса сгорания и оказывает значительное влияние на работу двигателя. В правилах указано, что топливо должно быть неэтилированным, так что это похоже на топливо, которое вы бы использовали в дорожном автомобиле.
Означает ли это, что вы потенциально можете использовать силовой агрегат F1 на обычном автомобильном бензине с местной заправочной станции? Можно, но для этого потребуются некоторые изменения в калибровке, например в зажигании.
Вы также испытаете очень заметное падение производительности. Почему? Потому что топливо PETRONAS Primax, которое использует команда, разрабатывалось в течение последних восьми лет и тщательно откалибровано для идеальной работы с силовым агрегатом Mercedes.
Группа инженеров PETRONAS постоянно работает над химическим составом топлива, чтобы убедиться, что его характеристики соответствуют требованиям двигателя. Эта опытно-конструкторская работа проводится в тесном сотрудничестве с инженерами-термодинамиками HPP.
Сколько времени занимает сборка силового агрегата Формулы-1 и каков процесс?
Блоки питания — это сложные машины, и чем мощнее они становятся, тем сложнее они становятся. Еще в 2014 году бригаде из двух человек понадобилось около двух недель, чтобы построить Энергоблок.
Перенесемся в 2019 год, и та же задача займет около трех недель с тем же количеством людей. Поэтому команде Brixworth пришлось попытаться сократить это время, чтобы не потерять драгоценное время разработки на процесс сборки, и для этого они привлекли к процессу сборки больше людей. Таким образом, две недели были выдержаны, но с привлечением дополнительного человека.
Из
где команда Mercedes добилась большей производительности в последние годы?
За последние шесть лет команда исследовала каждую деталь двигателя, чтобы добиться большей производительности и эффективности. Одной из областей, над которой команда проделала большую работу, был поток газов в двигателе — как в виде воздуха для горения, подаваемого в двигатель, так и в виде выхлопных газов, выходящих из него.
Что касается впускной системы, то одним из важнейших направлений развития стали нагнетательные камеры. Они расположены в верхней части двигателя между охладителем наддувочного воздуха и впускными клапанами. Две камеры, по одной на каждый ряд цилиндров, удерживают сжатый воздух, поступающий от компрессора, обеспечивая стабильный источник сжатого воздуха, несмотря на переменную подачу (из-за разных скоростей компрессора) и потребность (двигателю на холостом ходу требуется меньше воздуха, чем работающему двигателю). на полном газу).
Из камер воздух для горения подается через различные впускные системы в цилиндры. Правила 2014 года требовали системы с фиксированной геометрией для пленумов, что оставляло мало возможностей для повышения производительности.
В следующем сезоне это правило было изменено, что дало инженерам новые возможности для развития. В результате камеры не только увеличились в размерах, но и стали содержать гораздо более сложную трубную систему. Эти воронкообразные каналы различаются по длине и, таким образом, согласовывают настроенную длину с частотой вращения двигателя и помогают максимально увеличить количество воздуха, подаваемого в двигатель.
В 2015 году трубы превратились во что-то вроде тромбона, где впускная труба скользит вверх и вниз по системе портов, изменяя длину впускной системы при каждом движении. Это означает, что трубная система и, следовательно, воздушный поток могут быть адаптированы к скорости двигателя, обеспечивая наилучшую длину для различных оборотов в минуту для получения наибольшей мощности.
Частично эта эволюция видна даже снаружи: с 2015 года воздуховоды каждый год увеличиваются в размерах, а углеродное волокно теперь простирается по всей длине двигателя и даже выдвигает кузов вокруг крышки двигателя. Вот почему вы можете видеть небольшие выпуклости на каждой стороне крышки двигателя.
Являются ли двигатели Формулы-1 гибридными?
В 2014 году были представлены гибридные компоненты, что привело к изменению терминологии. Современные автомобили F1 оснащены не просто «двигателями», а целой системой «силовых агрегатов». Сердцем этих силовых агрегатов является двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Это двигатель V6 рабочим объемом 1,6 литра.
В этот ДВС добавлен турбокомпрессор. За счет увеличения плотности воздуха, которым вдыхает двигатель, это устройство увеличивает его мощность. Турбина с приводом от выхлопных газов также помогает генерировать дополнительную мощность за счет остаточного тепла двигателя.
В дополнение к ДВС и турбонагнетателю установлена полная система рекуперации энергии (ERS), которая улавливает энергию, вырабатываемую автомобилем на трассе, сохраняет ее, а затем может повторно использовать для увеличения мощности. Передислокированная мощность равна 160 лошадиным силам, которые можно использовать до 33 секунд гоночного круга.
Двумя наиболее важными компонентами ERS являются MGU-H и MGU-K. Выхлопные газы используются для питания MGU-H (Motor Generator Unit – Heat). Вместо того, чтобы отводить тепло через выхлоп, MGU-H использует его и преобразует в электричество. Улавливая уходящее тепло, MGU-H вырабатывает электроэнергию и возвращает ее в хранилище энергии по мере увеличения скорости двигателя и турбонаддува.
Электрический генератор и двигатель вместе составляют МГУ-К (Мотор-генераторная установка – кинетическая). Он обеспечивает мощность при ускорении при подключении к ДВС. Во время торможения он также вырабатывает энергию. Обычно тепло, выделяемое тормозами, улавливается и используется для выработки электроэнергии, хранящейся в хранилище энергии.
Проще говоря, Энергоаккумулятор (ES) — это автомобильный аккумулятор. Энергия, вырабатываемая ДЗЗ, хранится здесь до тех пор, пока она не понадобится для развертывания. За один круг он может накапливать и перераспределять до 4 мегаджоулей энергии.
Управляющая электроника (CE) объединяет все остальные компоненты ERS вместе. Код гарантирует, что все системы взаимодействуют друг с другом и работают правильно.
Для автомобиля Формулы 1 каждый из этих компонентов имеет решающее значение. Если одна часть системы рекуперации энергии выходит из строя, автомобиль может продолжать движение, но это приведет к механическим проблемам, потере скорости и мощности и увеличению расхода топлива. Автомобиль вряд ли закончит гонку, если одна из этих частей выйдет из строя.
Какой двигатель используется в Формуле 1?
Двигатель Формулы-1 в настоящее время представляет собой 1,6-литровый четырехтактный двигатель V6 с двойным верхним распределительным валом (DOHC) с возвратно-поступательным движением, четырехтактный двигатель V6 с турбонаддувом и углом поворота 90 градусов. В 2014 году они появились впервые и с тех пор получили дальнейшее развитие.
В 2017 году FIA начала переговоры с существующими конструкторами и потенциальными новыми производителями о следующем поколении двигателей, запуск которого первоначально планировалось на 2021 год, но был перенесен на 2022 год. В первоначальном предложении целью было упростить конструкцию двигателя, сократить расходы, продвигать новых производителей и реагировать на критику, высказанную против поколения 2014 года. Было предложено сохранить конфигурацию 1,6-литрового двигателя V6, отказавшись от сложной системы мотор-генератора (MGU-H).
Какой двигатель F1 самый мощный?
BMW M12/13/1 — самый мощный из когда-либо созданных двигателей F1.
Мощность упадет примерно до 1000 лошадиных сил, потому что уровни наддува были ограничены для обеспечения надежности во время гонки. BMW M12/13/1 1986 года, на котором устанавливались Benetton, Brabham и Arrows, остается самым мощным двигателем, который когда-либо устанавливался на автомобили Формулы-1.
У всех машин F1 одинаковый двигатель?
Машины уже не те. Каждый производитель делает свою собственную машину, поэтому у одного производителя может быть более быстрая машина, чем у другого. Кроме того, некоторые команды являются клиентами других производителей, когда речь идет о Power Unites. Например, Red Bull использует двигатели Honda, а McLaren — двигатели Mercedes.
Насколько быстр автомобиль Формулы 1 с нуля до 60?
Автомобили F1 разгоняются от 0 до 60 миль в час примерно за 2,6 секунды.
Хотя это может показаться медленным, учитывая их максимальную скорость, большая часть их скорости обусловлена аэродинамикой, которая работает тем эффективнее, чем быстрее движется автомобиль, поскольку они не могут высвободить полную мощность после остановки.
Силовые агрегаты, выигравшие чемпионат Формулы-1 за последние пять лет: Mercedes-AMG F1 M09 EQ Power+ (2018 г.), Mercedes-AMG F1 M08 EQ Power+ (2017 г.), Mercedes-Benz PU106C Hybrid (2016 г.), Mercedes-Benz PU106B Гибрид (2015 г.), Mercedes-Benz PU106A Гибрид (2014 г. )
Сколько мощности на самом деле имеют двигатели F1?
Атмосфера вокруг гонки F1 — это то, что невозможно описать словами. Звук машин, скорость, с которой они едут, и толпы людей делают эти события по-настоящему особенными. При этом все любят звук машин и скорость. Но насколько мощны эти гоночные автомобили? давайте посмотрим
1,6-литровый двигатель V6 с турбонаддувом вместе с силовым агрегатом может развивать мощность около 1050 лошадиных сил. Когда вы сочетаете эту мощность с шасси и техническими характеристиками автомобиля, у вас есть автомобиль, который может развивать скорость чуть менее 400 км в час. Максимальная скорость на трассе составляет 372,4 км в час, которую продемонстрировала гоночная команда Williams.
В сегодняшней статье мы хотим глубоко погрузиться в мощность двигателя F1. Попутно мы перечислим несколько фактов, которыми вы можете воспользоваться, если окажетесь в ситуации, когда люди говорят о Ф1. Мы не собираемся вдаваться в технические подробности в этой статье. Итак, давайте приступим к делу.
Если вы ищете товары для F1, обратите внимание на потрясающие товары в официальном магазине F1 здесь.
Сколько лошадиных сил у автомобилей F1?
Каждый год двигатели F1 меняются. Существуют определенные ограничения, которые должен соблюдать каждый производитель двигателей при производстве двигателя для своей машины F1. Однако гоночные команды ежегодно тратят миллионы долларов, пытаясь улучшить свои двигатели в этих пределах. Лучший способ определить, сколько сырой мощности имеет двигатель, — это посмотреть на его мощность в лошадиных силах.
Прогнозируется, что в сезоне F1 2021 года двигатели будут иметь мощность около 1050 л.с. Часть этой энергии хранится в электрическом блоке. В то время как автомобиль генерирует скорость и мощность, энергия накапливается в этом блоке. Затем это используется во время гонки, когда гонщикам нужно небольшое ускорение или дополнительная мощность, чтобы замедлить машину. Это не то же самое, что DRS, но похоже.
Прежде чем мы продолжим, важно отметить, что мощность двигателя не равна производительности автомобиля. Есть много факторов, которые мы обсудим в разделе максимальной скорости этой статьи.
Лучше всего думать о лучших автомобилях, используя эти числа, потому что каждый двигатель индивидуален. Итак, мы знаем, что самые мощные двигатели принадлежат Mercedes и Red Bull Racing, хотя Red Bull использует двигатель Honda.
Теперь нам нужно оценить эту мощность в перспективе. Для этого воспользуемся списком автомобилей:
Автомобиль | Мощность | ||||||||||||
2015 Golf TDI | 2 | 2021 Golf GTI | 245 hp | ||||||||||
2020 Mercedes CLA45 AMG | 382 hp | ||||||||||||
2022 Nissan GT-R 3.8L V6 | 565 hp | ||||||||||||
Lamborghini Aventador | 730 hp | ||||||||||||
Автомобиль F1 2021 года | Средняя мощность от 1000 до 1050 л. с. Как автомобили F1 производят столько энергии? Когда вы едете в своем автомобиле, вы можете видеть число оборотов в минуту. Не многие люди полностью понимают, что они делают. Все, что большинство людей знают, это то, что вы не должны допускать, чтобы ваши обороты уходили в красную зону, верно? Ну, RPM означает «обороты в минуту», с которыми может вращаться двигатель. Автомобили F1 могут вращаться со скоростью от 15000 до 22000 об/мин. Чем быстрее вращаются эти двигатели, тем большую мощность они производят. Число оборотов напрямую влияет на крутящий момент и мощность двигателя. Двигатель F1 может вращаться на таких высоких скоростях, потому что у них высокое отношение диаметра цилиндра к ходу. В основном машина имеет увеличенный диаметр цилиндра и малый ход поршня. Нам также необходимо учитывать горение. Все это становится чрезвычайно техническим, чего мы хотим избежать. Итак, давайте просто скажем, что двигатель F1 быстрый, потому что он может вращаться на гораздо более высоких скоростях, чем большинство обычных двигателей. Давайте представим это в перспективе. Средний автомобиль имеет предел оборотов в минуту 6000. Даже суперкары применяют этот предел, поскольку он обеспечивает устойчивость. Автомобили F1, как уже говорилось, вращаются со скоростью от 15000 до 22000. Mercedes AMG Project One В этом разделе статьи я хочу поговорить о том, за чем я слежу с тех пор, как он был анонсирован в 2017 году. Что, если поставить двигатель Формулы-1 в дорожную машину? Что ж, это цель первого проекта Mercedes AMG. Автомобиль будет гибридным, главным образом, с двигателем F1 мощностью до 1000 лошадиных сил. Говорят, что этот гибридный суперкар сможет развивать скорость примерно 350 км в час (217,48 миль в час). Однако эта скорость будет достигнута не только двигателем F1. Большое внимание было уделено конструкции шасси и аэродинамике автомобиля в целом. Вот что вы можете ожидать.
Mercedes-AMG Project ONE | После работы с Льюисом Хэмилтоном Максимальная скорость автомобилей F1 Есть два способа взглянуть на максимальную скорость автомобиля F1. После этого мы обсудим некоторые другие важные факты, такие как от 0 до 60 раз и многое другое, так что давайте приступим к этому. Валттери Боттас, который в настоящее время выступает за Mercedes, установил самую высокую максимальную скорость в 2016 году на трассе во время Гран-при Мексики. Он разогнался до ошеломляющей скорости 372,5 км/ч (231,4 мили в час)9.0088 Он участвовал в гонках за гоночную команду Williams. Итак, этот двигатель и автомобиль в настоящее время являются мировыми рекордсменами. Самая быстрая машина Формулы-1 никогда не ездила на трассе. Вместо этого это было сделано на солончаках Бонневилля. Honda хотела проверить, насколько быстро может разогнаться их двигатель, поэтому они попытались преодолеть отметку в 400 км/ч, но не дотянули до 397,360 км/ч (246,908 миль/ч). от 0 до 60 за 1 секунду. Однако автомобили F1 разгоняются от 0 до 60 примерно за 2,6 секунды. На это могут повлиять многие факторы, например, используемый состав шины и конструкция шасси. Также следует учитывать мастерство водителя. Что мы можем сказать, так это то, что двигатели F1 — это высокоскоростные машины. На их изготовление уходит много ресурсов, но и на их разработку уходит много энергии. Команда с наибольшим количеством ресурсов часто оказывается самой быстрой на трассе. Какой двигатель F1 самый мощный? В 1986 году компания BMW выпустила двигатель, который до сих пор считается самым мощным двигателем. BMW M12/13/1 был монстром. Двигатель использовался тремя разными командами. Бенеттон, Эрроу и Брэбэм. 1100 л.с. Это звучит невероятно, правда? Двигатель имел теоретическую мощность 1100 л. с. Означает ли это, что тогда машины Формулы-1 были быстрее, чем сейчас? Нет. Тот факт, что у автомобиля мощный двигатель, не означает, что он хорошо ведет себя на трассе. Возьмите максимальную скорость, когда-либо зарегистрированную на трассе F1. Боттас сделал это в 2016 году. В то время автомобили F1 уже использовали двигатель V6 объемом 1,6 л. Теоретически этот двигатель BMW намного мощнее, чем современные двигатели. Но, как я буду повторять в этой статье, большая мощность не обязательно означает лучшую производительность. Например, двигатель внутри 12-тонного грузовика имеет гораздо большую мощность, чем двигатель Golf GTI, но GTI уничтожит грузовик с точки зрения скорости на дороге. У какого двигателя больше всего побед в F1? Пришло время сообщить вам интересный факт. Люди всегда любят говорить о том, кто лучшая гоночная команда в F1. Проблема в том, как определить, кто лучший? Это текущая производительность или вы берете общую производительность за все годы? Выбор за вами. Все, что я могу сделать, это перечислить количество побед, которые каждый двигатель имеет в F1 с момента его создания в 50-х годах.
Прямо сейчас двигатель Honda в автомобиле Red Bull является настоящим соперником Mercedes, который доминирует в спорте последние несколько лет. Ferrari немного скатилась вниз, хотя они по-прежнему остаются одной из лучших команд на трассе. Кто решает, какие двигатели можно использовать в F1? Есть много ограничений, когда дело доходит до сборки болида F1. Если производитель не выполняет определенные условия, он будет серьезно оштрафован или, в тяжелых случаях, ему не разрешат участвовать в гонках в сезоне, пока он не разберется во всем. Гоночные команды не могут себе этого позволить, потому что после того, как вы покинете F1, вам будет сложно вернуться на свое место. FIA — руководящий орган Формулы-1. Ежегодно они тратят миллионы долларов на исследования и разработки. В то время как руководящий орган определяет правила каждого сезона F1, они также определяют правила, которые производители должны соблюдать в отношении своих автомобилей и своих гонщиков. Есть определенные вещи, которые этот руководящий орган учитывает при разработке своих правил. Эти факторы могут включать:
Они также заботятся об окружающей среде. F1 подвергался тщательной проверке в те дни, когда они использовали свои 3,5-литровые и 2,5-литровые V8 и V10. Эти двигатели были не только пустой тратой сил и ресурсов, но и представляли опасность для окружающей среды. Они также создавали шумовое загрязнение. Шумовое загрязнение влияет на окружающую среду, нарушая жизнь животных в их естественной среде обитания или адаптивных средах обитания в зависимости от их города. В целом, нам нужно, чтобы FIA продолжала делать то, что они делают, потому что они добиваются успехов в вопросах безопасности и экологического сознания. Возьмем аварию Ромена Грожана в Бахрейне в 2020 году. Он был против Halo, используемого в автомобилях F1, представленных FIA. После аварии он вышел из больницы и сказал, что Ореол спас ему жизнь. Авария Ромена Грожана Сколько стоят двигатели F1? Гараж производителей Формулы 1 раньше был похож на любой другой механический гараж с грязными полами, замасленными инструментами и маслом по всему полу. Однако многое изменилось. Зайдя в рабочее пространство производителя, вы заметите, что оно выглядит очень футуристично, безупречно и эффективно. Все так чисто, потому что технология, используемая в двигателе F1, очень продвинута. Со всеми этими технологическими достижениями стоимость двигателя F1 составляет около 10,5 миллионов долларов. Помните, что это двигатель, а не весь автомобиль. Производство двигателя для F1 приносит большую прибыль. Вот почему получение контракта так востребовано. Возьмем такую компанию, как Renault, частично принадлежащую государству французскую компанию, которая участвует в гонках F1. За последние несколько лет, может быть, десятилетие, они не были претендентами на титул. Однако одна из конкурирующих команд наняла их на создание для них двигателя. Создание двигателя для Red Bull означало, что они не использовали собственные ресурсы. Вместо этого они использовали деньги Red Bull для разработки нового двигателя для Red Bull, и поэтому они смогли создать лучшую машину для своего соперника, чем для себя, просто из-за денег, которые она стоит. Насколько я понимаю, Renault потеряла свой контракт на разработку двигателей для Red Bull, и контракт был передан Honda, которая производила одни из лучших двигателей в истории F1. Почему F1 перешла на двигатели V6? Нам нужно быстро избавиться от ошибочного представления о том, что большая мощность означает более быструю машину F1, потому что это неправда. Итак, чем V8 отличается от V6? В самом прямом смысле V8 создает более значительный рабочий объем, чем V6, так почему же это не равно производительности? Что ж, в какой-то момент смещение мощности должно соответствовать шасси автомобиля и, что особенно важно, шинам. Если рабочий объем слишком велик, все, что происходит, — это пробуксовка шины. Пробуксовка шины в начале гонки или на выходе из поворота может значительно снизить производительность автомобиля. Было бы лучше, если бы вы также учитывали вес этих более крупных двигателей. Соотношение мощности и веса имеет решающее значение. Какой смысл иметь более мощный двигатель, если все, что он делает, это толкает вперед более тяжелую машину? На практике вы можете добиться таких же характеристик с меньшим двигателем и в целом более легкой машиной, чем с тяжелым двигателем в более тяжелой машине. Я очень надеюсь, что это имеет смысл. И последнее, что следует отметить, это то, что FIA пыталась сделать Формулу-1 как можно более доступной для небольших команд. Одним из способов сделать это является ограничение объема двигателя. Однако, как мы уже говорили, у некоторых компаний есть ресурсы для производства лучших двигателей в этих пределах. Даже если они выиграют 1/10 секунды, это значительный результат, если умножить его на 71 круг. Какие еще двигатели используются в автомобилях F1? На заре Формулы-1 автомобили использовали двигатель V12. Поклонники любили эти двигатели. Однако с внедрением новых технологий эти двигатели оказались малоэффективными. Они были исключены из состава в 1996. F1 также некоторое время использовала двигатели V10, но это длилось недолго. V8 тоже использовался несколько лет. У всех этих двигателей есть свои плюсы и минусы. Фанаты любят V12, и гонщики тоже их любят. Тем не менее, устойчивость играет огромную роль в целостности F1. Заключительные мысли На этом мы подошли к концу этой статьи. Надеюсь, мы ответили на все ваши вопросы, в том числе и на те, о которых вы, возможно, не знали. Если вы хотите узнать что-нибудь еще о F1, не стесняйтесь просматривать некоторые из наших других статей, которые мы загружаем каждую неделю. Инсайдерское руководство: правила двигателя F1Послушать эту статью Формула-1 находится на переднем крае технологий двигателей, а ее новейшая силовая установка является одной из самых сложных в спорте. На самом деле, нынешние двигатели настолько сложны, что им нужно пройти предварительную процедуру с участием ноутбуков, удаленных операций и группы умных инженеров, прежде чем их можно будет запустить в жизнь. Победа в Формуле-1 зависит от тщательно продуманного плана. То же самое относится и к покеру. Посмотрите, к чему может привести ваш план игры. Нажмите здесь, чтобы начать план игры. 18+, только для новых игроков из Великобритании, минимальная сумма депозита 10 фунтов стерлингов, полный текст условий и положений, begambleaware.org, играйте ответственно Что находится в силовом агрегате F1? Во-первых, современный двигатель F1 больше не называется так, он называется «силовой агрегат» — и это потому, что это гибрид. Он состоит из бензинового двигателя внутреннего сгорания и электродвигателей, приводимых в действие системой рекуперации энергии. (ЕРС). Когда они были представлены в 2014 году, их критиковали за низкий уровень шума по сравнению с популярными монстрами V8 и V10 прошлого, но это одни из самых мощных и эффективных силовых агрегатов в истории Гран-при. Макс Ферстаппен, Red Bull Racing RB16, Валттери Боттас, Mercedes F1 W11, Льюис Хэмилтон, Mercedes F1 W11, Ландо Норрис, McLaren MCL35, Алекс Албон, Red Bull Racing RB16 и остальные участники поля на старте Фото: Стивен Ти / Motorsport Images Сколько лошадиных сил развивает силовой агрегат F1? Суммарная выходная мощность комбинированных бензиновых и электрических элементов составляет около 1000 л. с., что значительно выше, чем у обычного дорожного автомобиля. Бензиновый двигатель работает со скоростью 15 000 об/мин — опять же, значительно больше, чем у дорожного автомобиля. Все это означает, что болид Формулы-1 может разогнаться до 0–60 миль в час примерно за 2,6 секунды и развить максимальную скорость около 230 миль в час, в зависимости от силы сопротивления. Когда компания BAR (которая через Honda и Brawn GP в конечном итоге стала Mercedes) избавилась от своего автомобиля, насколько это было возможно, на соляных равнинах Бонневилля в 2006 году он разогнался до 246,9 миль в час. Какой тип бензинового двигателя используется в силовой установке? Двигатель — четырехтактный 1,6-литровый V6 с турбонаддувом. Он разработан в соответствии со строгим набором размеров и ограничений по материалам, с цилиндрами, расположенными в 90-градусная V-образная конфигурация и два впускных и выпускных клапана на цилиндр. Турбокомпрессор работает за счет использования компрессора для наддува двигателя. Он приводится в движение потоком воздуха из выхлопной системы автомобиля через турбину, которая подключена к выпускной системе. Для тех, кто разбирается в двигателях, степень сжатия для каждого цилиндра должна быть не выше 18, давление топлива в форсунках не более 500 бар и массовый расход топлива не более 100 кг/ч, с нормированием на меньших оборотах. Массовый расход топлива имеет ключевое значение, потому что он в основном означает, что количество бензина, поступающего в двигатель, ограничено, что ограничивает обороты и мощность, которые могут быть произведены, и побуждает команды проектировать более эффективные двигатели. F1 Знак топлива Фото: Эндрю Хоун / Motorsport Images Какое топливо требуется? В автомобилях используется топливо, состоящее из соединений, обычно встречающихся в коммерческом топливе, без специальных химических соединений, повышающих мощность. В настоящее время как минимум 10 процентов топлива должно состоять из передового устойчивого этанола. Сообщается, что автомобили расходуют около 135 литров топлива во время гонки, что, как говорят, на треть меньше, чем у более прожорливых старых двигателей V8. Что делает система рекуперации энергии (ERS)? ERS восстанавливает энергию выхлопных газов и тормозов и преобразует ее в электричество либо для непосредственного питания электродвигателей, либо для хранения в аккумуляторе для последующего использования в качестве дополнительного усилителя мощности. MGU-K (Motor Generator Unit — Kinetic) представляет собой электродвигатель, соединенный с коленчатым валом двигателя. В рекуперативном режиме он работает как генератор, замедляя автомобиль за счет «торможения двигателем» (сокращая использование обычных тормозов) и вырабатывая электричество для зарядки аккумулятора. В режиме привода он становится мотором, использующим электричество для привода колес для дополнительного ускорения. Системе разрешено генерировать только определенное количество энергии за круг — около 33 секунд максимального увеличения мощности — но она может хранить вдвое больше, поэтому команда может действовать стратегически и экономить и использовать энергию в разное время. MGU-H (Motor Generator Unit — Heat) более сложен и используется в сочетании с турбонаддувом, который сам работает за счет использования выхлопных газов для вращения турбины, которая создает давление в двигателе. В качестве генератора MGU-H обеспечивает сопротивление, которое замедляет вращение турбонагнетателя, что помогает предотвратить создание слишком большого наддува при высокой мощности, и превращает эту энергию в электричество, хранящееся в аккумуляторе. В качестве двигателя он используется для поддержания вращения турбонаддува, когда водитель не нажимает на педаль газа, уменьшая турбозадержку и выравнивая подачу мощности. Это более эффективно, чем альтернативы, работающие на топливе. Важно отметить, что электроэнергия, вырабатываемая MGU-H, может использоваться для непосредственного питания MGU-K, таким образом, это может добавить к максимальному 33-секундному пределу, который может быть использован из накопленной энергии на каждом круге. Это означает, что чем больше электроэнергии команды могут вырабатывать с помощью MGU-H, тем дольше они могут использовать свой форсаж. Вся система, включая различные части и вспомогательные устройства, должна весить не более 150 кг, при этом часть для хранения должна составлять от 20 до 25 кг. МГУ-Х Фото: Magneti Marelli Сколько энергии генерируют электродвигатели? Максимальная мощность, которую может производить MGU-K, составляет 120 кВт, что соответствует примерно 160 л.с. Однако, чтобы предотвратить суперстарт с электроприводом, его использование ограничено в начале гонки до тех пор, пока автомобиль не разгонится до 100 км/ч. МГУ-К должен весить не менее 7 кг и развивать скорость вращения до 50 000 об/мин с максимальным крутящим моментом 200 Нм. MGU-H может быть на 3 кг легче и может вращаться до огромных 125 000 об/мин. Как эта сила развернута? Сила в руках водителя и бортового компьютера. Команды разрабатывают карты двигателей, настроенные для подачи электроэнергии различными способами, и гонщикам просто нужно выбирать между ними, а все остальное делает машина. Опасен ли электродвигатель? ERS — это очень высоковольтный комплект. Он работает до 1000 В, поэтому может привести к очень опасному поражению электрическим током. Для снижения риска кабели высокого напряжения окрашены в оранжевый цвет и имеют отключение напряжения при отключении. Корпус главного накопителя энергии, МГУ-Н и МГУ-К, а также все распределительные коробки высокого напряжения маркированы знаками опасности. Система ERS может быть отключена несколькими различными способами, и для индикации ее рабочего состояния и состояния изоляции она оснащена индикаторами состояния в верхней части воздушной камеры, которые светятся зеленым, когда безопасно, и красным, когда нет. В 2019 году, после схода с Гран-при Бахрейна, Даниэлю Риккардо сказали «выпрыгнуть из машины», не касаясь ее, после того как загорелся красный свет, и его команда Renault объявила ее «электрически небезопасной». К счастью, это случается не часто. Как они заводят машины? Команде необходимо прикрепить внешнее пусковое устройство к машине, чтобы запустить бензиновый двигатель в гараже, на пит-лейн и на стартовой решетке. Двигатели оснащены системами защиты от опрокидывания, предотвращающими остановку двигателя при потере управления водителем. Механики Haas F1 на сетке Фото: Энди Хоун / Motorsport Images Сколько силовых установок может использовать команда за сезон? Несколько лет назад не было никаких ограничений на использование двигателей, и команды тратили миллионы на производство специальных двигателей «подходящих спецификаций», которые были настроены на максимум, но могли проехать всего несколько кругов, прежде чем разогнаться до полной готовности. Теперь для снижения затрат количество силовых агрегатов, разрешенных в сезон, ограничено, при этом каждому водителю разрешено не более…
Команды могут выходить за пределы отведенного им числа, но каждый раз, когда они это делают, они будут получать штрафы за положение на стартовой решетке, поэтому теперь силовые установки стали более надежными, чем в прошлом. Как FIA проверяет законность силовых агрегатов? Чтобы свести к минимуму вероятность мошенничества, электрические датчики постоянного тока от поставщиков, назначенных FIA, прикреплены к различным частям ERS, а на MGU-K установлен датчик крутящего момента. Все автомобили оснащены одним и тем же топливным насосом высокого давления, изготовленным одним поставщиком, назначенным Всемирным советом по автоспорту FIA, а в топливном баке установлены два расходомера топлива для контроля расхода. Для контроля работы бензинового двигателя выходной вал мощности и каждый карданный вал оснащены сертифицированной системой измерения крутящего момента, а на топливных форсунках установлены датчики давления и температуры. Деталь двигателя Ferrari SF1000 Фото: Марк Саттон / Motorsport Images Какое будущее? Нынешние автомобили не будут служить вечно, потому что F1 уже строит планы на следующее поколение. В настоящее время эти проекты «замораживаются» — это означает, что командам больше не разрешено их разрабатывать. Это позволит высвободить время и бюджет для разработки нового, более подходящего для отрасли гибридного двигателя, который будет представлен в 2025 году9.0003 Новые правила будут сосредоточены на высоком уровне экологической устойчивости, с планами использовать полностью экологически чистые виды топлива и значительно упростить конструкцию для снижения затрат. Каковы текущие правила для силовых агрегатов Формулы-1? : PlanetF1Гибридные силовые агрегаты F1 — это самые технологически совершенные двигатели в мире, которые могут похвастаться поразительным уровнем эффективности и выходной мощности. Текущие правила двигателей Формулы 1 требуют, чтобы каждая команда была оснащена четырехтактным 1,6-литровым двигателем V6, который включает в себя турбокомпрессор и гибридные электрические вспомогательные устройства, а максимально допустимая скорость составляет 15 000 оборотов в минуту. Технические детали этих двигателей строго регламентированы, как указано в действующем Техническом регламенте. Нынешняя формула двигателя была введена в сезоне 2014 года, и с тех пор темпы прогресса свидетельствуют о том, что производители достигли невероятной эффективности и выдающейся мощности. Текущие правила останутся в силе, по крайней мере, до сезона 2025 года, и в настоящее время ведутся переговоры, чтобы принять решение о правилах следующего поколения, которые должны быть развернуты в 2026 году. Кто производит современные двигатели F1?В настоящее время существует четыре производителя омологированных силовых агрегатов для использования в Формуле-1.
Насколько мощны двигатели F1 2022 года?Двигатели F1 2022 года производят более 1000 л.с., и все производители достигли аналогичных показателей. Точные цифры производители не предлагают, а это означает, что расчет самых мощных зависит от обоснованных догадок, а не от каких-либо измеримых общедоступных показателей. Несмотря на такую невероятную мощность, силовые агрегаты расходуют всего около 130 литров топлива на 300-километровую дистанцию Гран-при. Выходная мощность означает, что автомобили F1 разгоняются с 0 до 100 километров в час примерно за 2,6 секунды и достигают скорости около 380 км/ч в конфигурациях с самой низкой прижимной силой, которые команды будут использовать в течение сезона — максимальная скорость может быть намного выше. если прижимная сила еще больше уменьшится, хотя это было бы опасно для использования за пределами очень конкретных обстоятельств. Невероятные гибридные двигатели F1После того, как в конце сезона 2013 года отказались от старых безнаддувных двигателей V8, эра гибридов привела к совершенно новому подходу к двигателям автомобилей F1. Больше не просто «ДВС» (двигатель внутреннего сгорания), «силовые агрегаты» F1 состоят из различных компонентов, в основе которых лежит ДВС.
Эти механические части эффективно поддерживаются системой рекуперации энергии (ERS), которая образует гибридную часть силового агрегата. ERS использует энергию, вырабатываемую автомобилем во время движения по трассе, сохраняет эту энергию, а затем может повторно использовать эту энергию как часть мощности силового агрегата. Только на ERS приходится около 160 л.с., и ее можно использовать в течение 33 секунд круга. Основными компонентами сбора энергии на ERS являются MGU-H и MGU-K, при этом захваченная энергия отправляется на хранение в хранилище энергии.
Каждый из этих компонентов имеет решающее значение для полной производительности автомобиля. Отказ в системе ERS не обязательно означает, что автомобиль больше не может двигаться, но результирующая потеря мощности может вызвать каскадные проблемы с автомобилем, замедление времени прохождения круга, увеличение расхода топлива и, во всех смыслах и целях, означает, что автомобиль, скорее всего, выйдет из строя. быть на пенсии. Тем не менее, известным примером того, как гонщик преодолевал проблемы с ERS, была печально известная победа Даниэля Риккардо в Монако в 2018 году, когда, несмотря на неудачный MGU-K, он смог помассировать свой согбенный Red Bull домой впереди. F1 имеет строгие правила использования компонентов силовой установкиПроизводители F1 не могут просто добавлять новые компоненты в свои автомобили по своему усмотрению, при этом ожидается, что каждая деталь прослужит определенное время. Вот надбавки за компоненты на 2022 год.
Если гонщик сменит команду в середине сезона, он унаследует показатели использования силового агрегата автомобиля, в который садится. Так, например, если Льюис Хэмилтон и Чарльз Леклерк поменяются местами в любой момент, Гамильтон переключится на цифры Леклерка, а Леклерк переключится на цифры Гамильтона. Если в какой-либо момент сезона появится новый водитель, он унаследует компоненты силового агрегата автомобиля, в который садится. Например, если Колтон Херта в какой-то момент заберется в McLaren Даниэля Риккардо, на него будут распространяться цифры использования Риккардо. Эти компоненты силовой установки могут заменяться и заменяться столько раз, сколько требуется команде, чтобы их машина работала, но введение новых компонентов, не входящих в допуск, приводит к штрафу сетки. При первом использовании нового компонента, не входящего в допуск, этот водитель получит 10-местный штраф на стартовой решетке. Однако за каждое последующее введение одного и того же компонента они будут получать только пятизначный штраф в сетке. Команда не может накапливать детали, вводя несколько одинаковых компонентов в течение одного уик-энда Гран-при, и при этом отбывать только один штраф. Чтобы закрыть эту потенциальную лазейку, если команда представит, например, три сверхнормативных MGU-K за один уик-энд, только последний введенный будет разрешен для использования без штрафных санкций на будущих Гран-при. Объяснение заморозки двигателей F1 на 2022 годПравила для двигателей были изменены на 2022 год, чтобы обеспечить внедрение более устойчивого топлива E10, которое состоит из 10% экологически чистого этанола наряду с 90% ископаемого топлива. Однако ключевым изменением 2022 года является введение «зависания двигателя». Производители должны были представить окончательный проект своих силовых установок к началу этого сезона, при этом дальнейшая доработка, связанная с характеристиками, не разрешалась. Производителям по-прежнему разрешено вносить изменения для обеспечения надежности или безопасности, но для этого существует строгий процесс. Свод правил был ужесточен, чтобы производители не могли просто притвориться ненадежными, чтобы внести изменения. Если производитель хочет внести изменения в архитектуру своего двигателя, он может отправить запрос в Технический отдел FIA, чтобы объяснить, почему он делает запрос. Требуются доказательства исследования проблемы, а также подтверждение концепции, после чего FIA передает этот запрос и документацию другим производителям. Если другие производители согласны с тем, что запрос обоснован, а концепция изменения доказана как логичная, разрешение будет предоставлено. Однако разрешенные изменения по-прежнему весьма незначительны. Правила двигателей Формулы 1 на 2021 годФормула 1 Каждая успешная команда Формулы-1 оснащена мощным двигателем. Узнайте все правила и положения, которые каждая команда должна будет соблюдать в кампании 2021 года. Статья К обзору новостей © Мерседес Двигатели Formula 1 представляют собой самые передовые автомобильные технологии на планете благодаря их невероятной эффективности и выходной мощности, но какие правила должны соблюдать двигатели F1? Для преодоления Гран-при на гоночных скоростях требуется всего 100 кг топлива. Двигатели Формулы-1 — это чудо инженерной мысли. Без двигателя болид Формулы-1 не что иное, как пресс-папье. Вот все, что вам нужно знать о правилах двигателя F1 2021 года. Какие двигатели используются в Формуле 1?Автомобили Формулы-1 в настоящее время оснащены 1,6-литровым двигателем V6 с гибридно-электрическими системами с турбонаддувом, что обеспечивает общую мощность около 1000 л.с. Текущие правила для двигателей были введены в 2014 году, заменив старые безнаддувные двигатели V8, и эти правила будут действовать как минимум до 2025 года. В 2021 году эти двигатели поставляют четыре производителя: Ferrari, Mercedes, Renault и Хонда. Это означает, что несколько команд являются «клиентами» производителей. Mercedes, например, поставляет двигатели клиентским командам Williams, Aston Martin, а с 2021 года и McLaren, которые также вернулись к мощности Mercedes. Феррари вместе со своей командой снабжает Альфа Ромео и Хаас. Honda поставляет двигатели для Red Bull Racing и дочерней команды Alpha Tauri. Alpine, принадлежащая Groupe Renault, использует гибридные двигатели Renault E-Tech. На 2021 год клиентов Renault нет. Что такое гибридные системы?Внедрение гибридных компонентов в 2014 году также означало изменение терминологии. Больше не просто «двигатели», в каждый автомобиль встроена целая система «силовой агрегат». Эти силовые агрегаты состоят из двигателя внутреннего сгорания (ДВС), который является бьющимся сердцем автомобиля. Это уже упомянутый 1,6-литровый V6. К этому ДВС добавлен турбокомпрессор. Это компрессорное устройство, которое увеличивает плотность воздуха, которым дышит двигатель, помогая увеличить выходную мощность. Он приводится в действие турбиной с выхлопным приводом, которая также помогает вырабатывать больше энергии за счет остаточной тепловой энергии двигателя. Наряду с ДВС и турбонагнетателем имеется полная система рекуперации энергии (ERS), которая использует энергию, вырабатываемую автомобилем на трассе, сохраняет ее и затем может повторно использовать эту энергию для создания большей мощности. Эта перераспределенная мощность соответствует 160 л.с., которые можно использовать до 33 секунд гоночного круга. MGU-H и MGU-K являются двумя наиболее важными компонентами ERS. MGU-H (Motor Generator Unit — Heat) приводится в действие выхлопными газами. Вместо того, чтобы позволить энергии в виде тепла выходить через выхлопные газы, MGU-H использует эту мощность, чтобы превратить ее в электричество. По мере увеличения оборотов двигателя и турбокомпрессора MGU-H вырабатывает электричество из уходящего тепла и возвращает его в Хранилище энергии. MGU-K (Motor Generator Unit — Kinetic) представляет собой электрический генератор и двигатель. Подключенный к ДВС, он обеспечивает мощность при ускорении. Он также генерирует энергию при торможении. Вся энергия, которая обычно выходит из тормозов в виде тепла, используется и генерирует электричество, которое поступает в хранилище энергии. Хранилище энергии (ES) — это, по простому объяснению, автомобильный аккумулятор. В этом хранилище энергии хранится энергия, генерируемая ERS, до тех пор, пока она не потребуется для развертывания. Он может хранить до 4 мегаджоулей энергии за круг, и это также количество, которое можно перераспределить за круг. Управляющая электроника (CE) — это электронный компонент, который связывает воедино остальную часть ERS. Он обеспечивает кодирование, чтобы гарантировать, что все системы могут взаимодействовать друг с другом и работать правильно. Все эти компоненты критически важны для автомобиля Формулы 1. В то время как автомобиль может двигаться, если одна часть системы рекуперации энергии выйдет из строя, это приведет к механическим проблемам, потере скорости и мощности, а также к увеличению расхода топлива. Если одна из этих частей выйдет из строя, маловероятно, что машина закончит гонку. Правила использования силовой установкиВ Формуле 1 действуют строгие правила относительно того, сколько компонентов силовой установки можно использовать в течение сезона. Давно прошли те времена, когда команды устанавливали двигатель специально для квалификации, а затем выбрасывали его, чтобы установить новый с более низкими показателями производительности, чтобы пройти гонку. Учитывая, что на 2021 год запланировано 23 гонки, вот скидки на каждый компонент в этом году: Двигатель внутреннего сгорания — 3 MGU-H — 3 Турбокомпрессор — 3 МГУ-К — 3 Энергоаккумулятор — 2 Электроника управления — 2 Команды могут смешивать и подбирать компоненты в течение сезона, но необходимость использования любого нового компонента, не входящего в эту норму, приведет к штраф сетки. Эти детали не могут быть изменены после начала квалификации. Если гонщику потребуется новый силовой агрегат или элемент ERS после квалификации, этот гонщик получит штраф на стартовой решетке или может быть обязан стартовать с конца стартовой решётки. Самые читаемыеБольше новостей Последние новостиБольше новостей Драйверы Полная турнирная таблица Полный календарь Почему у автомобилей F1 маленькие двигатели? – FLOW RACERSАвтомобили Формулы-1 в прошлом были известны своими массивными двигателями. От массивных V12 до кричащих V10, спорт находится на пике производства невероятных двигателей, которые раздвигают границы технологических достижений. Но у современных автомобилей F1 сравнительно небольшие двигатели. Двигатели F1 такие маленькие, потому что правила для двигателей 2014 года сделали их такими. Нынешние 1,6-литровые двигатели V6 с турбонаддувом являются самыми маленькими из когда-либо использовавшихся в Формуле-1, но они также являются одними из самых мощных. Однако часть этой мощности поступает от гибридной системы, подключенной к автомобильному аккумулятору. Эти изменения правил вызывают споры еще с сезона 2014 года, и многие болельщики и водители жалуются на шум или, скорее, на отсутствие шума, исходящий от новых двигателей по сравнению с предыдущими поколениями. Но давайте посмотрим подробнее, чтобы понять, почему двигатели F1 такие маленькие. Содержание Насколько велики двигатели F1? Современные двигатели Формулы-1 представляют собой 1,6-литровые турбогибридные двигатели V6. Там двигатели невероятно малы по сравнению с предыдущими версиями, такими как V12, V10 и V8. Это стало большим разочарованием для многих поклонников Формулы 1 . Болельщики и гонщики утверждают, что, поскольку Формула 1 является вершиной автоспорта, спорт должен раздвигать границы и использовать как можно более большие и мощные двигатели, и 9Переход 0087 на двигатели V6 был воспринят многими как понижение версии . Другая жалоба, полученная Формулой 1 на новые двигатели, заключалась в том, что шум двигателя был невелик. Поскольку фанаты и водители привыкли к громким и брутальным двигателям V8, переход на двигатели V6 был большой разницей , и многим людям это не понравилось, утверждая, что это противоречит «ДНК спорта». Сравнение размеров двигателей Формулы-1Возможно, вы пытаетесь представить себе некоторые дорожные автомобили с таким же объемом двигателя, как у современных автомобилей Формулы-1 , чтобы лучше понять, насколько маленькими они стали . Когда вы думаете о Формуле-1, вы можете подумать о массивных двигателях, используемых в Ferrari и Lamborghini. Однако современные машины Формулы-1 сильно отличаются. Примерами современных дорожных автомобилей с турбодвигателями V6 являются Kia Stingers, Infiniti Q50 Red Sports и Ford F-150 Raptor. Некоторые из наиболее известных двигателей V6 с турбонаддувом — Nissan GTR R35 , Mercedes C43 AMG и Ford GT . Однако ни один из них не сравнится с двигателем Формулы-1, хотя у них такое же количество и расположение цилиндров. Так как же инженерам Формулы-1 удалось извлечь столько мощности из такого крошечного двигателя, и , что это значит для будущего автомобильной промышленности ? Технические характеристики двигателя Формулы 1Минимальный вес двигателя Формулы 1 составляет 145 кг (319 фунтов). Каждая команда приблизится к этому весу , чтобы попытаться максимально уменьшить вес своей машины 9.0088, что делает его легче и быстрее. Средний вес турбированного двигателя V6 на дорожном автомобиле составляет от 300 до 450 фунтов, поэтому создание мощного двигателя такой легкости уже является впечатляющим достижением. Двигатель наклонен на 90 градусов, и максимальное число оборотов двигателя составляет 15 000 . Это число значительно снизилось из-за правил FIA, и прошли те дни, когда двигатель Формулы-1 мог развивать скорость до 20 000 об/мин. Тем не менее, это вдвое или даже втрое больше, чем в некоторых из самых быстрых дорожных автомобилей. Гибридные компонентыДвигатели F1 также имеют две системы рекуперации энергии (MGU-H и MGU-K), обе из которых заряжают аккумулятор, собирая энергию от тормозов и турбонаддува. Эти компоненты сами по себе довольно тяжелые, но, как обычно, инженеры стараются сделать их настолько маленькими и легкими, насколько это возможно, в рамках правил. Их определенно следует учитывать при любом обсуждении размера двигателя, но они также играют ключевую роль с точки зрения того, почему двигатели могут быть такими маленькими, но производить такую большую мощность . Почему двигатели F1 такие маленькие? Многие жалуются на то, что нынешнее поколение двигателей Формулы-1 слишком маленькое, но есть несколько веских причин для изменений. FIA частично изменила правила двигателей из-за негативной реакции со стороны активистов по борьбе с изменением климата . Цель состояла в том, чтобы уменьшить воздействие мощных бензиновых двигателей на окружающую среду. Сокращение выбросов углекислого газа в качестве главного приоритета, Формула-1 столкнулась с проблемой внедрения двигателей меньшего размера, которые производили бы такое же количество лошадиных сил 9.0088 как и предыдущие . Результатом стал огромный успех: автомобили Формулы-1 стали более экономичными и более мощными с двигателями меньшего размера . Это благодаря бесконечным часам работы инженеров Формулы 1, которые потратили годы на разработку технологий для двигателей Формулы 1. Технологическое развитиеФормула 1 всегда бросает вызов своим командам, чтобы раздвинуть границы инженерного искусства. Проблема с меньшими двигателями была , чтобы сделать их более эффективными и производить больше лошадиных сил без использования массивных двигателей . Конечно, чем больше у вас мощности, тем больше топлива потребляет ваш двигатель. Однако, используя гибридную технологию, состоящую из упомянутых выше систем рекуперации энергии, команды смогли построить автомобили, которые производят 1000 лошадиных сил — на больше, чем многие из более крупных двигателей, использовавшихся до , — но при этом потребляют меньше топлива, чем двигатели предыдущих поколений. . Это помогло в дальнейшем развитии технологии, используемой производителями дорожных автомобилей, что позволило им создавать двигатели меньшего размера, легче и улучшающие топливную экономичность вашего среднего дорожного автомобиля, а не только тех, которые используются в F1. Гибридные системы теперь используются во многих дорожных автомобилях, отчасти благодаря исследованиям и разработкам двигателей F1 . Проект Net Zero CarbonФормула-1 недавно объявила об амбициозном плане достижения нейтрального уровня выбросов углерода к 2030 году . Это означает, что весь спорт будет полностью устойчивым, от автомобилей до логистики и даже самих соревнований. Уменьшение размеров двигателей автомобилей — большой шаг к достижению этой цели. Хотя двигатели еще не являются углеродно-нейтральными, будущие правила будут реализованы, чтобы гарантировать, что они . В 2026 году автомобили будут работать на 100% экологичном топливе. Это часть проекта по разработке необходимой технологии для сокращения выбросов углерода во всем мире . Цель состоит в том, чтобы в конечном итоге эта технология проникла в глобальную автомобильную промышленность благодаря разработке Формулой-1 более компактных и эффективных двигателей. Правила ограничения бюджетаЕще одна причина, по которой Формула-1 уменьшила мощность двигателей, — это введение правил ограничения бюджета. Формула-1 уже ввела ограничения бюджета в 2021 году, но в 2022 и 2023 годах они становятся строже, еще больше ограничивая команды . Разработка движка также заморожена с начала сезона 2022 года на несколько лет, возможно, до 2026 года, , чтобы помочь командам придерживаться ограничения бюджета . С изменениями правил 2026 года также будет введено ограничение бюджета для конкретного двигателя. Использование двигателей V6 меньшего размера помогает командам экономить деньги и придерживаться бюджета. Двигатели большего размера не только дороже и сложнее в изготовлении, но и они также дороже в обслуживании и эксплуатации . Они потребляют гораздо больше топлива, что делает их более дорогими в эксплуатации, и они создают большую нагрузку на внутренние компоненты автомобиля, что делает их обслуживание более дорогим. Почему двигатели F1 такие мощные, когда они такие маленькие? Современные двигатели Формулы 1 могут быть небольшими, но они обладают мощным ударом. Двигатели в текущей сети производят более 1000 лошадиных сил. Это огромная мощность, которую можно извлечь из маленького двигателя 1,6 V6 . Большинство предыдущих поколений двигателей производили менее 1000 лошадиных сил, даже в более быстрые эпохи Формулы-1, например, в начале 2000-х годов, когда в спорте доминировали Ferrari и Михаэль Шумахер. В конце концов, эти машины до сих пор держат рекорды кругов на некоторых трассах . Единственный раз, когда автомобили Формулы-1 производили 1000 лошадиных сил, это когда им разрешалось использовать массивные двигатели V12. Но с гораздо меньшим двигателем, , как им еще удается извлекать столько мощности ? Разработка двигателейДвигатели были значительно усовершенствованы с тех пор, как они были впервые представлены в 2014 году. Двигатели, которые использовались в сезоне 2014 года, имели немного меньшую мощность по сравнению с теми, что есть сейчас. В то время двигатели производили менее 1000 лошадиных сил . Однако на протяжении многих лет и сезонов команды Формулы 1 всегда совершенствовали свои двигатели по мелочам, чтобы получить преимущество над конкурентами и оставаться в рамках постоянно меняющихся правил двигателей, при условии отсутствия зависания двигателя . В результате двигатели стали быстрее и надежнее, чем годом ранее. За годы разработки этих двигателей командам удалось выжать из них все до последней капли мощности. Постоянные модернизации и перестройки привели к тому, что эти двигатели стали достаточно мощными, чтобы выдавать 1000 лошадиных сил . Hybrid PowerНо мощность обеспечивается не только относительно небольшим 1,6-литровым двигателем внутреннего сгорания V6. Двигателю помогает гибридная система , которая собирает часть потерянной энергии и преобразует ее обратно в лошадиные силы для привода колес. Это делается с помощью двух разных систем. Первый — это MGU-K, который получает энергию от тормозов, а второй — MGU-H, который получает энергию от турбокомпрессора. Вместе эти две системы питают аккумулятор, который может повысить мощность двигателя одним нажатием кнопки . В настоящее время батарея ограничена (по правилам) , чтобы производить максимум 161 лошадиную силу . В 2026 году этот предел будет увеличен примерно до 470 лошадиных сил, что почти втрое превышает текущий предел. |