Motorer i Formel 1: fra V8 til V6 Turbo Hybrider

Gennem bilindustriens historie har vi set et stort antal af motordesign. Det samme er sket i 1 formel, hvor de tekniske regler har markeret en udvikling, der er gået fra V10 til V8, så er med introduktionen af ​​KERS i V8 skabt kimen til den nuværende hybrid-æra og endelig er vi færdige med V6 Turbo med hybridisering.

Dette skiftende scenarie har fået mange producenter til at forlade Det Store Cirkus og nye til at komme ind, afhængigt af deres interesser med hensyn til de gadebiler, de sælger. Men ingen af ​​disse ændringer har fået de klassiske motorcyklister (Mercedes, Renault og Ferrari) til at flytte sig. Nå, lad os lave en interessant teknisk gennemgang af de seneste år i F1.

Uden at gå i detaljer vedrørende forbrugsbegrænsninger og den elektriske del, som vi vil dedikere en anden artikel til at beskrive, hvad KERS er, dens drift og den nuværende ERS (MGU-K og MGU-H), vil vi fokusere på motordelen som sådan og især i V8 og V6, der har lukket de sidste par år i F1. åbenbart altid vi taler om Otto-cyklusmotorer (benzin), da dieselcyklussen ikke bruges i F1.

V8 motorer:

El umiskendelig V8-lyd Det var noget, som mange Formel 1-fans brændte for. En kraftfuld lyd, der afslørede den enorme kraft i disse 8-cylindrede V-motorer. Som du ved, har der gennem historien været biler med 1, 2, 3, 4, 5, 6 , 8, 10, 12 og endda 16 cylindre, hvis placering varierede fra at være på linje, i V og endda i W, foruden bokseren.

De første V8'ere dukkede op i begyndelsen af ​​det XNUMX. århundrede at udstyre speedbåde, fly og racerbiler. Men det var først i 1914, at Cadillac lavede den første masseproducerede bil, der blev drevet af V8-motorer. Disse mekanikker blev senere tilpasset af mange køretøjer, især i Nordamerika.

V8'ere har historisk set været meget kraftfulde motorer. elsket for deres fleksibilitet, at være i stand til at være enorm til at udstyre tunge køretøjer eller både, selv af en kompakt størrelse til sports- eller konkurrencekøretøjer, som det er tilfældet her. Men de er også dyrere og forbruger mere end andre designs, noget de opvejer med deres effekt/størrelse/vægt-forhold.

Vi skal heller ikke glemme, at en anden af ​​de fantastiske funktioner, som nogle kørere kan savne med V8-forbuddet, er dens karakteristiske blødhed. Denne "blide" opførsel af V8'eren skyldes det faktum, at hver 90º rotation af krumtapakslen producerer en eksplosionscyklus (i en firetaktsmotor).

Nå, som du kan forestille dig, havde V8'erne to rækker af 4 skrå cylindre på en sådan måde, at de dannede en slags V. Vinklen på dette V varierer også meget motorens opførsel. Selvom de normalt er omkring en 90º konfiguration, er det også almindeligt at se andre 60º og 45º konfigurationer.

Selvom hver cylinderbank har sit eget topstykke med sine knastaksler og ventiler, krumtapakslen er almindelig. Derfor svarer V-konfigurationen af ​​en motor til at have to motorer på linje forbundet. Nævnte krumtapaksel har ofte to forskellige udformninger: tværplans- og fladplansarrangement. Cross-typen bruges i personbiler og andre typer køretøjer, mens den flade type er mere almindeligt brugt i sportsvogne og højtydende motorer som racermotorer.

Hvorfor? Det er enkelt, de af krydsarrangement skal have store modvægte at balancere sig selv, og det gør, at den har en enorm roterende masse, hvilket forhindrer motoren i at fungere godt ved høje omdrejninger. Og hvad værre er, det skader også motorens acceleration eller responstid.

De af flad type, som i tilfældet med F1, de løser ikke balanceproblemet med kontravægte og tillader derfor at være lettere, arbejde ved højere omdrejninger, accelerere hurtigere osv. Men de har noget imod det, som er den vibration de producerer i forhold til krydstypen. For en F1 er det ikke et stort problem, men for en turisme ville det være noget værre. For ekstra komfort er et par modsat roterende aksler normalt inkluderet på hver side af krumtapakslen for at reducere vibrationer.

V6 turbomotorer:

masse Den første V6 er fra 1950, introduceret af Lancia. Nogle V6-motorer blev fremstillet med 90º vinkler ved at udnytte de produktionslinjer, der allerede var på plads til V8'ere. Men det er ikke det mest effektive, da den bedste vinkel til at minimere vibrationer er 60º.

Når vi vender tilbage til F1, er lyden en anden funktion, der er blevet reduceret med ankomsten af ​​V6. Selvom noget af lyden i år er blevet gendannet, er det ikke som i V8-æraen. På trods af det, hvad angår ydeevne, er dette års V6 Turbo Hybrids allerede i stand til at forbedre tiderne for den sidste V8. Og de vil fortsætte med at udvikle sig i nogle år endnu, indtil de stabiliserer sig, som det sker med alle nye teknologier.

Hvis anmodningerne om ankomsten af ​​biturboen med 1000 CV strøm går i opfyldelse, F1 ville slå tidligere rekorder med meget kraftigere motorer og dette ville uden tvivl være et incitament til at fortsætte med at se denne sport og en glæde for piloterne. Nå, lad os komme til det tekniske...

V6 Turbos har ikke kun fjernet ting, de har også bragt øget drejningsmoment til F1. Noget, som nogle piloter har kunnet lide, men ikke andre, der har svært ved at kontrollere den magtlevering. Det har også været en hovedpine for ingeniører at designe software eller korrekte strømforsyningskort for at undgå problemer med at komme ud af hjørner (især i det våde).

I en V6, En eksplosion forekommer hver 120 graders krumtapakselrotation., bedre end den firecylindrede (180º), men noget dårligere end i tilfældet med V8'eren. Dette gør dem mindre glatte end V8'ere, og deres elementer er udsat for større træthed, hvilket genererer en vis mangel på ydeevne og mindre pålidelighed sammenlignet med en V8 (alt andet lige).

Men indtil videre har vi ignoreret, at det er en Turbo og ikke fra en naturlig aspireret motor sammenlignet med V8'ere. Ved at introducere Turbo (turbolader) er det muligt at komprimere luften for at indsprøjte mere af den i samme volumen (supercharge). Dette tillader, at på trods af at den har et mindre slagvolumen, kan en motor opnå en større effekt end en tilsvarende atmosfærisk.

Nå, det er sandt det Turboen tilføjer mere vægt og dele til motoren, noget ubetydeligt at blive kompenseret for at have en mindre motor sammenlignet med atmosfærisk. Disse nye dele er: kompressoren (ansvarlig for at komprimere luften til adgang), intercooleren (for at modvirke stigningen i temperatur produceret i kompressoren ved at køle luften, så den ikke udvider sig og ophæver virkningen af ​​kompression) og en turbine der får kompressoren til at rotere takket være forekomsten af ​​udstødningsgasser på dens vinger.

Udnyttelse af den høje energi fra udstødningsgasser, roterer turbinebladene akslen, der er mekanisk forbundet med kompressoren. Dette komprimerer luften for at sprøjte den ind i cylinderen og starte forbrændingen, mens intercooleren afkøler den, inden den når sin destination, for at forhindre den i at optage mere volumen. Resultatet er en større levering af magt, sent, men større end det, der ville svare til dens forskydning.

Nå, ideen for et par år er at skabe en biturbo, der genererer omkring 1.000 CV strøm med samme slagvolumen og antal cylindre. Twinturboen adskiller sig fra den normale turbo ved, at den har to turboer, som navnet antyder. En mindre, der virker ved lave omdrejninger, der giver en hurtig reaktion, og en større, der kun virker ved høje omdrejninger.

På nuværende tidspunkt fabrikanter er forpligtet til kun at have én turbo. Det har været en hovedpine for designere. Ferrari havde for eksempel mange problemer i 2014, fordi de havde troet, at hvis de havde en mindre turbo, ville den reagere bedre ved lave omdrejninger, men det begrænsede i høj grad deres kraft og forhindrede dem i at konkurrere med den almægtige Mercedes. Med en biturbo ville der ikke være et sådant problem...

Et andet vigtigt udtryk, når man taler om turbomotorer er overboostet, en periode, hvor kompressoren booster over det normale for at øge motorens drejningsmoment. Dette kan styres elektronisk, og i F1 varer den overboost omkring 30 sekunder pr. omgang, selvfølgelig brugt i accelerationszoner.