Zrozumieć Formułę 1: Silnik i skrzynia biegów
Dziś postaram się wam przybliżyć serce każdego samochodu - silnik i skrzynię biegów
05.03.0620:51
Grzegorz Więcek 16511wyświetlenia
Dziś postaram się wam przybliżyć serce każdego samochodu - silnik i skrzynię biegów. Oba te elementy odgrywają decydującą rolę w Formule 1 i jeśli jeden z nich nie jest najwyższej klasy, to jeszcze przed startem można się pożegnać z wygraną wyścigu, a już na pewno z mistrzostwem.
Silnik i przeniesienie napędu nowoczesnego bolidu Formuły 1 są najbardziej narażonymi na awarię elementami maszynerii na całej planecie, a rywalizacja o jak największą moc w stawce jest ciągle bardzo zażarta. Tradycyjnie rozwój silników wyścigowych zawsze następował pod dyktando wielkiego inżyniera samochodowego Ferdynanda Porsche, który uważał, że doskonały samochód wyścigowy po przekroczeniu linii mety na pierwszej pozycji powinien rozpaść się na kawałki. Choć nie jest to już do końca prawdą - nowe regulacje wymuszają, aby silniki wytrzymywały więcej niż jeden weekend wyścigowy - sztuka projektowania współczesnego silnika F1 nadal opiera się na równowadze pomiędzy możliwą do uzyskania mocą i wymaganą żywotnością.
Analiza mocy silników w Formule 1 daje nam także fascynującą możliwość przekonania się, jak daleko rozwinął się ten sport. W latach 50-tych ubiegłego stulecia roku bolidy F1 uzyskiwały moc w okolicy 100 koni mechanicznych na litr (tyle mniej więcej osiągają współczesne samochody drogowe). Liczba ta równomiernie rosła aż do nastania "ery turbo" z półtoralitrowymi silnikami turbo, osiągającymi moc w porywach do 750 koni mechanicznych na litr.
Potem, kiedy nastąpił powrót do wolno ssących silników w 1989 roku, liczba ta oczywiście zmalała, by znowu zacząć równomiernie wzrastać. "Bitwa o moc", której byliśmy świadkiem w ostatnich latach, sprawiła, że całkowita moc silników zbliżyła się do bariery 1000 koni mechanicznych. Niektóre zespoły osiągały ponad 300 koni mechanicznych na litr w 2005 roku 2005 - ostatnim roku używania silników V10. Od 2006 roku przepisy wymuszają już używanie silników V8 o pojemności 2,4 litra (lub w wyjątkowych sytuacjach V10 z odpowiednimi ograniczeniami), co oznacza spadek mocy o około 20%.
Osiągający ponad 19 tysięcy obrotów na minutę współczesny silnik F1 konsumuje fenomenalną ilość 650 litrów powietrza na każdą sekundę, spalając około 75 litrów paliwa na 100 km. Przy tak dużych obrotach przyspieszenie tłoków jest około 9000 razy większe od przyciągania ziemskiego. Nic więc dziwnego, że awarie silnika (lub układu przeniesienia napędu) pozostają najczęstszą przyczyną wycofania się z wyścigu.
Współczesne silniki Formuły Jeden poza ogólnym projektem cylindrów, tłoków i zaworów mają niewiele wspólnego ze swoimi odpowiednikami w samochodach drogowych. W F1 silnik stanowi część całej konstrukcji nośnej samochodu i jest przymocowany do wykonanej z włókna węglowego "wanny" (konstrukcji skorupowej, ang. monocoque).
Do niego przytwierdzony jest układ przeniesienia napędu, do którego montuje się z kolei tylne zawieszenie. Dlatego też silnik musi być niesamowicie silny, co stanowi pewien konflikt, jako że z drugiej strony powinien być lekki, w miarę kompaktowy i z masą umieszczoną jak najniżej, aby pomóc obniżyć środek ciężkości samochodu i umożliwić zminimalizowanie wysokości tylnej karoserii.
Skrzynie biegów w nowoczesnych samochodach Formuły 1 są wysoce zautomatyzowane - kierowcy zmieniają biegi "łopatkami" znajdującymi się z tyłu kierownicy. Używane w F1 "sekwencyjne" skrzynie biegów są bardzo podobne w zasadzie działania do tych z motorów i pozwalają zmieniać biegi znacznie szybciej niż w tradycyjnym układzie "H", z wybieraniem biegów operowanym elektrycznie.
Pomimo tak zaawansowanego poziomu technologii, całkowicie zautomatyzowane układy przeniesienia napędu i powiązane ze skrzynią biegów ułatwienia typu pełny system wspomagania startu są zabronione - zostało to wprowadzone po to, aby ograniczyć koszty i położyć większy nacisk na umiejętności kierowcy.
Układ przeniesienia napędu jest bezpośrednio przymocowany do tyłu silnika i zawiera mechanizm różnicowy, umożliwiający obracanie się półosi z różnymi prędkościami, co zapewnia jazdę na zakręcie bez poślizgu kół. Mechanizm ten działa w powiązaniu z elektronicznym systemem kontroli trakcji, dbającym o to, aby przekazywany na koła moment obrotowy była w sam raz dla dostępnej przyczepności. Po kilkunastu latach używania sześciobiegowych przekładni, większość zespołów używa teraz siedmiobiegowych.
Świadoma olbrzymich kosztów związanych z ultranowoczesną technologią stosowaną w silnikach, FIA wprowadziła w 2005 roku ograniczenie do jednego silnika przypadającego na każdy samochód na dwa weekendy Grand Prix. Karą za wymianę silnika po jednym wyścigu jest przesunięcie na starcie do kolejnego o 10 miejsc do tyłu w stosunku do pozycji wywalczonej na kwalifikacjach. Obecna propozycja FIA na rok 2008 przewiduje jeszcze większe zaostrzenie tych przepisów - silniki mają wytrzymywać aż trzy wyścigi, a przeniesienie napędu nawet cztery.
Źródło: Formula1.com
(Pomoc w tłumaczeniu: Marek Roczniak)
Silnik i przeniesienie napędu nowoczesnego bolidu Formuły 1 są najbardziej narażonymi na awarię elementami maszynerii na całej planecie, a rywalizacja o jak największą moc w stawce jest ciągle bardzo zażarta. Tradycyjnie rozwój silników wyścigowych zawsze następował pod dyktando wielkiego inżyniera samochodowego Ferdynanda Porsche, który uważał, że doskonały samochód wyścigowy po przekroczeniu linii mety na pierwszej pozycji powinien rozpaść się na kawałki. Choć nie jest to już do końca prawdą - nowe regulacje wymuszają, aby silniki wytrzymywały więcej niż jeden weekend wyścigowy - sztuka projektowania współczesnego silnika F1 nadal opiera się na równowadze pomiędzy możliwą do uzyskania mocą i wymaganą żywotnością.
Analiza mocy silników w Formule 1 daje nam także fascynującą możliwość przekonania się, jak daleko rozwinął się ten sport. W latach 50-tych ubiegłego stulecia roku bolidy F1 uzyskiwały moc w okolicy 100 koni mechanicznych na litr (tyle mniej więcej osiągają współczesne samochody drogowe). Liczba ta równomiernie rosła aż do nastania "ery turbo" z półtoralitrowymi silnikami turbo, osiągającymi moc w porywach do 750 koni mechanicznych na litr.
Potem, kiedy nastąpił powrót do wolno ssących silników w 1989 roku, liczba ta oczywiście zmalała, by znowu zacząć równomiernie wzrastać. "Bitwa o moc", której byliśmy świadkiem w ostatnich latach, sprawiła, że całkowita moc silników zbliżyła się do bariery 1000 koni mechanicznych. Niektóre zespoły osiągały ponad 300 koni mechanicznych na litr w 2005 roku 2005 - ostatnim roku używania silników V10. Od 2006 roku przepisy wymuszają już używanie silników V8 o pojemności 2,4 litra (lub w wyjątkowych sytuacjach V10 z odpowiednimi ograniczeniami), co oznacza spadek mocy o około 20%.
Osiągający ponad 19 tysięcy obrotów na minutę współczesny silnik F1 konsumuje fenomenalną ilość 650 litrów powietrza na każdą sekundę, spalając około 75 litrów paliwa na 100 km. Przy tak dużych obrotach przyspieszenie tłoków jest około 9000 razy większe od przyciągania ziemskiego. Nic więc dziwnego, że awarie silnika (lub układu przeniesienia napędu) pozostają najczęstszą przyczyną wycofania się z wyścigu.
Współczesne silniki Formuły Jeden poza ogólnym projektem cylindrów, tłoków i zaworów mają niewiele wspólnego ze swoimi odpowiednikami w samochodach drogowych. W F1 silnik stanowi część całej konstrukcji nośnej samochodu i jest przymocowany do wykonanej z włókna węglowego "wanny" (konstrukcji skorupowej, ang. monocoque).
Do niego przytwierdzony jest układ przeniesienia napędu, do którego montuje się z kolei tylne zawieszenie. Dlatego też silnik musi być niesamowicie silny, co stanowi pewien konflikt, jako że z drugiej strony powinien być lekki, w miarę kompaktowy i z masą umieszczoną jak najniżej, aby pomóc obniżyć środek ciężkości samochodu i umożliwić zminimalizowanie wysokości tylnej karoserii.
Skrzynie biegów w nowoczesnych samochodach Formuły 1 są wysoce zautomatyzowane - kierowcy zmieniają biegi "łopatkami" znajdującymi się z tyłu kierownicy. Używane w F1 "sekwencyjne" skrzynie biegów są bardzo podobne w zasadzie działania do tych z motorów i pozwalają zmieniać biegi znacznie szybciej niż w tradycyjnym układzie "H", z wybieraniem biegów operowanym elektrycznie.
Pomimo tak zaawansowanego poziomu technologii, całkowicie zautomatyzowane układy przeniesienia napędu i powiązane ze skrzynią biegów ułatwienia typu pełny system wspomagania startu są zabronione - zostało to wprowadzone po to, aby ograniczyć koszty i położyć większy nacisk na umiejętności kierowcy.
Układ przeniesienia napędu jest bezpośrednio przymocowany do tyłu silnika i zawiera mechanizm różnicowy, umożliwiający obracanie się półosi z różnymi prędkościami, co zapewnia jazdę na zakręcie bez poślizgu kół. Mechanizm ten działa w powiązaniu z elektronicznym systemem kontroli trakcji, dbającym o to, aby przekazywany na koła moment obrotowy była w sam raz dla dostępnej przyczepności. Po kilkunastu latach używania sześciobiegowych przekładni, większość zespołów używa teraz siedmiobiegowych.
Świadoma olbrzymich kosztów związanych z ultranowoczesną technologią stosowaną w silnikach, FIA wprowadziła w 2005 roku ograniczenie do jednego silnika przypadającego na każdy samochód na dwa weekendy Grand Prix. Karą za wymianę silnika po jednym wyścigu jest przesunięcie na starcie do kolejnego o 10 miejsc do tyłu w stosunku do pozycji wywalczonej na kwalifikacjach. Obecna propozycja FIA na rok 2008 przewiduje jeszcze większe zaostrzenie tych przepisów - silniki mają wytrzymywać aż trzy wyścigi, a przeniesienie napędu nawet cztery.
Źródło: Formula1.com
(Pomoc w tłumaczeniu: Marek Roczniak)
KOMENTARZE