0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель болида формулы 1 какое топливо

5 причин, по которым не стоит оснащать обычный автомобиль двигателем F1

Почему двигатель от болида Формулы 1 не подойдет обычному автомобилю

Запретный плод всегда сладок. Именно поэтому нашлись отважные инженеры, которые запихнули под капот машины невероятно мощный «ракетный» гоночный мотор. Последний часто называют двигателем F1, так как им оборудуются гоночные автомобили.

Недавно мир узнал о том, что форсированные двигатели были установлены под капоты таких машин, как BMW М5, а также Porsche Carrera GT. Безусловно, эти транспортные средства стоят целое состояние, так как в их разработку и производство было вложено немало финансовых средств. Конечно, их инженеры не ставили перед собой цель выпустить массовые автомобили. Скорее, они предназначены для экстремалов, для которых машина — не средство передвижения, а источник получения адреналина.

Тем не менее, даже экстремальным гонщикам такие машины могут доставить немало хлопот. Эксперты автомобильного мира озвучили 5 причин, согласно которым не стоит устанавливать в автомобиль мотор от болида Формулы 1.

Работает только в определенных условиях


Отличительная особенность двигателя F1 заключается в том, что он готов функционировать только при стечении определенных обстоятельств. Например, прежде, чем завести такой мотор, его нужно хорошенько прогреть. То есть, запустить гоночный двигатель F1 с холодного старта не получится. Но благодаря внешнему водяному и масляному насосу осуществляется передача специальной смазочной жидкости, которая достигает температуры в 80 градусов по Цельсию, во внутренние проходы двигателя.

Итак, если экстремальный автолюбитель, который живет, например, в швейцарских Альпах, пожелает в январе завести авто с гоночным мотором, он будет разочарован. Стартер будет просто прокручиваться. Так что подобные машины подойдут далеко не всем, что делает их менее привлекательными в глазах любителей адреналина. Не будет же гонщик ждать комфортной погоды или отправляться в теплую страну, чтобы погонять по автотрассе.

Дорогое удовольствие

Конечно, если человек решился оснастить свой автомобиль спортивным движком, то это означает, что деньги у него водятся. Вот только готов ли он расстаться с 7,7 млн. долл.? А именно столько стоит трансмиссия F1. Вопрос риторический. Такую роскошь могут позволить себе только олигархи, которых единицы.

Ощутимо стоит и высокотехнологичный клапанный механизм ГРМ – valvetrain, которым также оборудован мотор F1. Он способен увеличить скорость вращения агрегата до 15 тыс. об. в мин., используя при этом давление азотом.

Более того, машины с таким мотором требует постоянного ухода и ремонта. Заглядывать под их капот рекомендуется после каждых 12 пройденных километров. Если же этого не делать, то все дорогостоящие автозапчасти придут в негодность, а ремонт выльется в кругленькую сумму денег.

Охлаждение

Также не удастся ограничится экстремалу, мечтающему о больших скоростях, как в Формуле-1, лишь одной заменой старого двигателя на новый. Его установка потянет за собой дополнительные расходы. Спортивный мотор требует совершенно другой системы охлаждения. В том числе, придется покупать новый радиатор. Ведь прежний не сможет защитить от перегрева двигатель, который будет работать на больших оборотах.

При этом не обойтись и без переноса радиатора в совершенно другое место. В болидах, которые участвуют в Формуле-1, он наклонен вниз и помещен в большую раму. Правда, находятся умники, которые утверждают, что можно установить дополнительный угловой радиатор. Но он ситуацию не спасет. Тем, кто все же решил оснастить свое авто мотором от болида Формулы 1, придется практически полностью переделать машину.

Расходы на топливо

Не зря гоночные двигатели называю прожорливыми. Машины, на которых они установлены, потребляют около 100 л. бензина за 1 ч. Так что непринужденная автомобильная прогулка продолжительностью в полчаса потребует от водителя наличия в баке 50 л. топлива. Но что делать тем водителям, которых желают путешествовать на таком авто не полчаса и даже не 2, а целый день? И здесь они столкнутся с суровой реальностью. Транспортное средство с мотором F1 может вместить примерно 225 л. Если автолюбитель не хочет каждые 2-3 ч. заезжать на АЗС, то ему не рекомендуется покупать авто с двигателем большего объема.

Тем не менее, вся загвоздка кроется не только в топливе. Как правило, пилоты Формулы-1 после каждой гонки отгоняют автомобиль в бокс, где его внимательно осматривает целая команда высококлассных специалистов. В первую очередь, они тестируют моторное масло на присутствие в нем различных металлов — если оно не соответствует установленным критериям, необходимо срочно менять топливо, иначе агрегат может прийти в негодность.

Читать еще:  Цикл работы двигателя дизеля

Период эксплуатации


Если регулярно ухаживать за двигателем, как это делают на Формуле-1, то его можно использовать относительно долго. Но по гоночным меркам. В отличие от обычных моторов, двигатели F1 «живут» крайне мало, так как в процессе эксплуатации они испытывают очень большие нагрузки — некоторые из них могут даже взять планку в 20 тыс. об. в мин. Поэтому не удивительно, что моторы быстро выходят из строя, рассыпаясь буквально на глазах.

Но, безусловно, наибольшую нагрузку испытывают цилиндры. Каждую секунду на них оказывается давление 1,5 тыс. Атм. Не редки случаи, когда спортивные двигатели ломаются после того, как машины, на которых они установлены, преодолеют лишь 1 тыс. км.

В свое время Фердинанд Порше произнес фразу, которая впоследствии стала крылатой. Он сказал примерно следующее: совершенный гоночный автомобиль пересекает линию финиша первым и затем распадается на составные запчасти. С ним трудно поспорить. Стоит ли вкладывать большие деньги в сомнительную авантюру?


Учитывая вышеизложенные пункты, разумнее всего будет отказаться от затеи оснащать обычную машину эксклюзивным двигателем. Это не только дорого, но и неэффективно. В любом случае, есть немало автомобилей, которые оборудованы мощными агрегатами и способны развить крейсерскую скорость.

Но сколько рекомендаций ни давай, всегда найдутся авантюристы, которые решат сделать по-своему. Таким автолюбителям можно дать лишь один дельный совет. Если установить на свою машину двигатель F1, который используется в Формуле-1, то нужно сразу приготовиться к возникновению многочисленных проблем. Уже не говоря про то, что «усовершенствованное» транспортное средство может сделать владельца машины банкротом. Разумнее всего покупать серийные автомобили, которые оснащены многоцилиндровыми моторами. Они также не отличаются доступной стоимостью, но, по крайней мере, за ними легче ухаживать.

IT News

  • Новости науки
  • Новости игр
  • Новости IT
  • Другие новости
  • Физика
  • Погода и климат
  • Человеческое тело
  • Подводный мир
  • Все о транспорте

Last update Вс, 29 Янв 2017 11pm

Устройство гоночного болида «Формула 1»

  • » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
  • E-mail

Дата Категория: Транспорт

Гоночный автомобиль «Формулы-1» получил свое название по особому рецепту топлива, которое в нем используется. У такого автомобиля двигатель намного мощнее, чем у обычной легковушки. Рост мощности достигается за счет увеличения объема двигателя, то есть полного объема камер сгорания в его цилиндрах.

Двигатель средней мощности для легкового автомобиля имеет объем не более 61 кубического дюйма. «Формула-1» может иметь в три раза больший объем двигателя и развивать мощность в 500 лошадиных сил (л.с), что вчетверо и даже впятеро превосходит мощность обычного легкового автомобиля.

Чтобы полнее использовать огромную мощность двигателя, корпуса гоночных автомобилей имеют специальную аэродинамическую форму, призванную обеспечить минимальное сопротивление воздуха. Шины их колес делаются сверхширокими — для лучшего сцепления с дорогой и, следовательно, более безопасного движения. Особая подвеска обеспечивает устойчивость и противодействует заносу автомобиля даже тогда, когда он совершает крутые виражи на большой скорости.

Гоночный автомобиль «Формула-1»

Автогонщику достаточно одного взгляда на приборный щиток в кабине, чтобы знать, какой в автомобиле запас топлива, температура воды, давление масла и другие параметры.

Сверхмощные дисковые тормоза из углеродного волокна (ниже) должны выдерживать огромную тепловую нагрузку при работе на гоночных скоростях.

Кузов для быстрой езды

Низкие, широкие корпуса гоночных автомобилей отлиты из легкого, но прочного углеродного волокна. Форма их кузова такова, что помогает автомобилю использовать воздушный поток, который образуется при высоких скоростях. Скошенный передний край (ниже, слева) и задние обтекатели — спойлеры заставляют воздух давить на автомобиль вниз и не дают ему оторваться от земли.

Шины гоночного болида

Шины должны соответствовать дорожным условиям. Шины гоночных автомобилей шире обычных и могут быть почти гладкими — для сухих треков. Или иметь специальный протектор на случай дождя.

Двигатель гоночного болида

Чтобы двигатель был одновременно мощным и экономичным, в гоночных машинах на него устанавливают (рисунок ниже) компьютерную систему впрыска топлива и электронные регуляторы частоты вращения двигателя, температуры воды и масла и других важных параметров.

Десять цилиндров придают мощность этому специальному двигателю, предназначенному для гоночных автомобилей.

Гоночный автомобиль «Формулы-1» (на верхнем рисунке) мчится намного живее легкового автомобиля и выделяет куда больше тепла. Чтобы снять избыточное тепло, радиатор автомобиля охлаждается воздушным потоком (рисунок ниже), когда гоночная машина с ревом мчится по треку со скоростью, близкой к 180 миль в час.

Читать еще:  Что за двигатель 1hz

Особая подвеска гоночной машины

Подвеска гоночных автомобилей должна обеспечивать надежное сцепление колес с дорожным полотном на поворотах при большой скорости.

Как устроены турбомоторы Формулы-1 2014 года

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).

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.

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.

В сезоне 2014 года 11 команд будут использовать двигатели всего от трёх поставщиков. 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.

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».

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.

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.

Читать еще:  Двигатель 508300 расход топлива

Топливный бак болида формулы один

Расположение бака

Как и в любом автомобиле, топливная система болида формулы один начинается с топливного бака. Так как он является емкостью хранения горючего и взрывоопасного бензина, да и плюс находится в непосредственной близости от пилота, меры для обеспечения его герметичности, при любых аварийных ситуациях, сравнимы, а может быть и выше, чем средства применяемые в аэрокосмической промышленности.

Топливный бак располагается в центре масс Ф1. Такое расположение связано с изменением его массы в течении гонки. Если бы бак находился например сзади или сбоку, то при уменьшении массы топлива, изменялась бы развесовка масс по осям болида. Соответственно, это полностью сбивало бы настройку машины.

Бак является довольно крупной частью болида, в связи с этим при любом изменении аэродинамики средней части болида, приходится полностью его перекраивать и вписывать во вновь образованное пространство.

Бак находится за спиной пилота F1 и в связи с этим, любое его повреждение, чревато возгоранием гоночного топлива и фатальными последствиями, для человека севшего за руль болида. Чтоб исключить пробой и протечки топлива, бак делают мягким и свободнодеформируемым. Силовые элементы монокока, проходящие в зоне расположения бака, дополнительно усилены, чтоб еще больше защитить столь опасный элемент болида формулы один.

Все шланги топливной системы снабжены соленоидами, которые в случае аварии связанной с разрывом магистралей, отсекают подачу топлива. Также болид обязательно оснащается системой пожаротушения, способной справиться с серьезным возгоранием. К слову сказать общий вес систем тушения огня болида формулы один достигает 5-7 кг, что для него не так уж и мало, когда борьба при проектировании идет за каждый грамм, но безопасность превыше всего!

Конструкция бака F1

Для придания эластичных свойств, бак изготовляют из нескольких слоев высокопрочной маслобензостойкой резины, в качестве которой используется «Бутадиен-нитрильный каучук». Чтоб обеспечить высокую прочность, между слоями прокладывают кевларовую ткань. Точно такие же ткани используют в производстве броне жилетов. Так что судите сами, какой прочностью обладает бак болида формулы один, его в прямом смысле, даже «пулей не пробить»!

Топливо внутри бака испытывает боковые и продольные перегрузки в поворотах, так же взбалтывается при ускорениях и торможениях. При этом осложняется забор топлива, особенно при малом его уровне. В связи с этим, бак разделен на несколько полостей в которых топливо не может быстро перетекать между соседними ячейками и так достигается относительное его спокойствие. Внутри бака находятся 3 или 4 электробензонасоса низкого давления, которые выкачивают топливо из разных углов бака до последней капли. Топливозаборники этих насосов оборудованы фильтрами, как и в обычном автомобиле, защищающими двигатель от повреждений, которые могут быть вызваны попавшим в бак мелким мусором. Насосы подают топливо в емкость небольшого размера, так называемый «коллектор», расположенный внутри топливного элемента и вмещающий около 2,5 кг топлива.

Далее топливо поступает в двигатель за счет бензонасоса высокого давления. В 2014 году разрешили использовать впрыск топлива с давлением до 500 бар! Для справки: «В обычном среднем автомобиле, давление в топливной системе не поднимается выше 4 бар». Такое давление необходимо чтоб обеспечить двигатель болида безукоризненным распылением толплива, для получения высокой топливной экономичности. Ведь на всю гонку, теперь выдается не более 100 кг топлива.

Баки формулы один имеют два заправочных отверстия, используется только одно,в зависимости от того с какой стороны находятся боксы. Второе отверстие глушится. В связи с таким нюансом, требуется два капота двигателя, с левой и правой заправочной горловиной.

Объемы баков формулы один разных лет

100 кг топлива в пересчете на литры соответствует 125 литрам +/- 2л, в зависимости от температуры горючего. Раньше, когда не было ограничений на объем используемого топлива, объем бака болидов формулы 1 доходил до 200 литров.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector