Как показывает история автомобилестроения все самые новые и передовые автомобильные разработки применяют в первую очередь в гоночных автомобилях, а самыми технологичными среди них являются болиды Формулы 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.
Последнее изменениеСреда, 10 Январь 2018 20:48
Источник: info-parts.ru
