Motorok a Forma-1-ben: V8-tól V6-os turbóhibridig

Az autóipar története során rengeteget láttunk motortervek. Ugyanez történt a 1 formula, ahol a technikai szabályok a V10-től a V8-asig tartó evolúciót jeleztek, majd a KERS V8-as bevezetésével megszületik a jelenlegi hibrid korszak csírája, és végül a V6 Turbóval fejeztük be a hibridizációt.

Ez a változó forgatókönyv arra késztetett, hogy sok gyártó elhagyja a Nagycirkuszt, és újak érkezzenek be az általuk forgalmazott utcai autókkal kapcsolatos érdeklődési körüktől függően. De ezen változtatások egyike sem késztette megmozdulásra a klasszikus motorosokat (Mercedes, Renault és Ferrari). Nos, csináljunk egy érdekességet Az elmúlt évek műszaki áttekintése az F1-ben.

Anélkül, hogy belemennénk a fogyasztási korlátozások és az elektromos rész részleteibe, amelyeknek egy másik cikket szentelünk, hogy leírjuk, mi az a KERS, működése és a jelenlegi ERS (MGU-K és MGU-H), a motoros részre fogunk összpontosítani. mint ilyen, és különösen a V8-ban és a V6-ban, amelyek az elmúlt néhány évet az F1-ben zárták. nyilván mindig Otto ciklusú motorokról beszélünk (benzin), mivel az F1-ben nem használják a Diesel ciklust.

V8-as motorok:

El összetéveszthetetlen V8-as hangzás Ez olyasvalami volt, amiért sok Forma-1-rajongó rajongott. Erőteljes hangzás, amely felfedte e 8 hengeres V-motorok hatalmas erejét. Mint tudod, a történelem során voltak 1, 2, 3, 4, 5, 6-os autók , 8, 10, 12 és még 16 hengeres, melyek elhelyezése a boxeren kívül soronként V-ben, sőt W-ben is változott.

Az első V8-asok a XNUMX. század elején jelentek meg motorcsónakok, repülőgépek és versenyautók felszerelésére. De csak 1914-ben készítette el a Cadillac az első sorozatgyártású autót, amelyet V8-as motorok hajtanak. Ezeket a mechanikákat később sok jármű adaptálta, különösen Észak-Amerikában.

A V8-asok történelmileg nagyon erős motorok voltak. szeretik a rugalmasságukért, hatalmasak lehetnek a nehéz járművek vagy csónakok felszerelésére, akár kompakt méretűek is sport- vagy versenyjárművekhez, mint itt. De drágábbak és többet fogyasztanak, mint más kivitelek, amit teljesítmény/méret/súly arányukkal kárpótolnak.

Nem szabad megfeledkeznünk arról sem, hogy a V8-as tilalom miatt néhány vezető figyelmen kívül hagyja a másik nagyszerű funkciót jellegzetes lágysága. A V8-nak ez a "szelíd" viselkedése annak a ténynek köszönhető, hogy a főtengely minden 90°-os elfordulása robbanási ciklust idéz elő (négyütemű motorban).

Nos, ahogy képzelheti, a V8-asoknak volt két sor 4 ferde henger oly módon, hogy egyfajta V-t alkottak. Ennek a V-nek a szöge is nagymértékben változtatja a motor viselkedését. Bár ezek általában 90º-os konfigurációk, gyakran előfordulnak más 60º-os és 45º-os konfigurációk is.

Bár minden hengersornak megvan a maga hengerfeje, vezérműtengelyeivel és szelepeivel, a főtengely közös. Ezért a motor V-konfigurációja hasonló ahhoz, hogy két motor egy vonalban legyen összekapcsolva. Az említett főtengely gyakran két különböző kialakítású: keresztsík és lapos sík elrendezés. A kereszt típust személygépkocsikban és más típusú járművekben használják, míg a lapos típust sportkocsikban és nagy teljesítményű motorokban, például versenyautókban használják.

Miért? Ez egyszerű, azok keresztelrendezésnek nagy ellensúlyokkal kell rendelkeznie hogy kiegyensúlyozza magát, és ez hatalmas forgó tömeget biztosít, ami megakadályozza, hogy a motor jól működjön nagy fordulatszámon. És ami még rosszabb, ez a motor gyorsulását vagy reakcióidejét is rontja.

Azok közül, akik lapos típus, mint az F1 esetében, nem oldják meg az egyensúly problémáját az ellensúllyal, ezért lehetővé teszik, hogy könnyebbek legyenek, magasabb fordulatszámon dolgozzanak, gyorsabban gyorsuljanak stb. De van valami ellene, ami az általuk keltett rezgés a kereszt típushoz képest. Egy Forma-1-nek ez nem nagy probléma, de egy turizmus számára ez valami rosszabb lenne. A nagyobb kényelem érdekében a forgattyús tengely mindkét oldalán általában egy pár ellentétes forgású tengely található a vibráció csökkentése érdekében.

V6 turbómotorok:

sok Az első V6-osok 1950-ből származnak, amelyet Lancia mutatott be. Néhány V6-os motort 90°-os szögben gyártottak, kihasználva a V8-asoknál már meglévő gyártósorokat. De ez nem a leghatékonyabb, mivel a rezgések minimalizálására a legjobb szög 60º.

Visszatérve az F1-hez, a hang egy másik funkció, amely a V6 érkezésével csökkent. Bár idén a hang egy részét visszanyerték, ez nem olyan, mint a V8-as korszakban. Ennek ellenére a teljesítményt tekintve az idei V6 Turbo Hybridek már abban a helyzetben, hogy javítsa az utolsó V8-as időket. És még néhány évig tovább fognak fejlődni, amíg stabilizálódnak, mint minden új technológia esetében.

Ha az 1000 CV teljesítményű biturbó érkezésével kapcsolatos kérések teljesülnek, Az F1 megdöntené a rekordokat sokkal erősebb motorokkal és ez kétségtelenül ösztönzést jelentene arra, hogy továbbra is nézze ezt a sportágat, és öröm a pilóták számára. Na de térjünk a technikaira...

A V6-os Turbók nem csak dolgokat távolítottak el, megnövelt nyomatékot is hoztak az F1-be. Valami, amit egyes pilóták kedveltek, de másoknak nem, akik nehezen tudják ellenőrizni az erőkifejtést. Fejfájást okozott a mérnököknek a szoftverek vagy a megfelelő teljesítményleadási térképek megtervezése is, hogy elkerüljék a kanyarokból (főleg nedves úton) érkező problémákat.

V6-ban, Minden 120 fokos főtengely-fordulatnál robbanás történik., jobb, mint a négyhengeres (180º), de valamivel rosszabb, mint a V8-as esetében. Emiatt kevésbé simaak, mint a V8-asok, elemeik pedig nagyobb fáradtságnak vannak kitéve, ami bizonyos teljesítményhiányt és kisebb megbízhatóságot eredményez a V8-asokhoz képest (minden egyenlő feltétel mellett).

De eddig figyelmen kívül hagytuk, hogy ez a Turbo és nem szívómotorból a V8-asokhoz képest. A Turbo (turbófeltöltő) bevezetésével lehetőség nyílik a levegő összenyomásával, hogy több fecskendezzen be belőle ugyanabban a térfogatban (feltöltés). Ez lehetővé teszi, hogy a kisebb lökettérfogat ellenére egy motor nagyobb teljesítményt érjen el, mint egy ezzel egyenértékű atmoszférikus motor.

Hát ez igaz a Turbo nagyobb súlyt és alkatrészeket ad a motornak, valami elhanyagolható dolog kompenzálható amiatt, hogy az atmoszférikushoz képest kisebb a motor. Ezek az új részek a következők: a kompresszor (felelős a belépő levegő összenyomásáért), az intercooler (a kompresszorban keletkező hőmérséklet-emelkedés ellensúlyozására a levegő hűtésével, hogy az ne táguljon ki, és ne szüntesse meg a kompresszió hatását) és egy turbina. ami a kompresszort forog, köszönhetően a kipufogógázoknak a lapátjaira.

A kipufogógázok nagy energiájának kihasználása, a turbinalapátok forgatják a tengelyt, amely mechanikusan kapcsolódik a kompresszorhoz. Ez összenyomja a levegőt, hogy befecskendezze a hengerbe és beindítsa az égést, míg az intercooler lehűti, mielőtt célba érne, nehogy nagyobb térfogatot vegyen fel. Az eredmény egy nagyobb teljesítmény-leadás, késve, de nagyobb, mint ami megfelelne az elmozdulásnak.

Nos, az ötlet néhány évre az alkotás egy biturbó, amely körülbelül 1.000 CV teljesítményt termel azonos hengerűrtartalommal és hengerszámmal. Az ikerturbó abban különbözik a normál turbótól, hogy két turbója van, ahogy a neve is sugallja. Egy kisebb, amely alacsony fordulatszámon működik, és gyors reakciót ad, és egy nagyobb, amely csak nagy fordulatszámon működik.

jelenleg a gyártóknak csak egy turbóval kell rendelkezniük. Ez fejfájást okozott a tervezőknek. A Ferrarinak például sok problémája volt 2014-ben, mert azt hitték, hogy ha kisebb turbójuk van, az jobban reagál alacsony fordulaton, de ez nagymértékben korlátozta az erejét, és nem tudta felvenni a versenyt a teljhatalmú Mercedesszel. Biturbóval nem lenne ilyen probléma...

Egy másik fontos kifejezés, amikor turbómotorokról beszélünk a túlzás, az az időtartam, amely alatt a kompresszor a normál érték fölé emelkedik a motor nyomatékának növelése érdekében. Ez elektronikusan vezérelhető, és az F1-ben az overboost körülbelül 30 másodpercig tart körönként, természetesen a gyorsulási zónákban.