Формула 1 двигатели: Современные двигатели «Формулы-1» – лучшие в истории. Но ими все равно недовольны — Поворот не туда — Блоги — Автозапчасти для иномарок — Продажа и подбор автозапчастей на иномарки

Покупка Red Bull Racing активов мотористов Honda – событие необычное, но отнюдь не уникальное для Ф1…

В начале этой недели Red Bull объявила о запуске с 2022 года собственного моторостроительного подразделения. Для этой цели австрийский концерн приобрел наработки и интеллектуальную собственность компании Honda, которая покидает чемпионат по окончании сезона-2021. Что получится из проекта под названием Red Bull Powertrains Limited, покажет время. Пока что же предлагаем оглянуться в историю Ф1 и вспомнить другие случаи, когда производство и обслуживание моторов переходило из рук в руки.

Megatron

В конце 1986-го BMW объявила о намерении покинуть чемпионат и продала права на использование своих моторов M12/13 компании USF&G, титульному спонсору команды Arrows. Поэтому еще два года двигатели баварской марки присутствовали в Ф1 под названием Megatron. Так называлась дочерняя компания USF&G, занимавшаяся производством вычислительной техники.

Но возникла любопытная ситуация, потому что в конце концов BMW решила соблюсти контракт с Brabham, рассчитанный до конца 1987-го, и осталась ещё на год. Команда продолжила использовать мотор M12/13/1 с углом развала цилиндров 72°, специально построенный для шасси BT55 с низким центром тяжести. Megatron же получила партию рядных M12/13.

Любопытная история создания легендарного шасси McLaren MP4/4

1988 #Arrows A10B — Megatron (Derek Warwick) 1988 Formuła 1 pic.twitter.com/LOg6P2Jk8Q

— Lienhard Racing Photography (@LienhardRacing) May 14, 2018

C двигателями Megatron, адаптированными швейцарским мотористом Хейни Мадером, компания которого работала с BMW над проектом в Ф1, команда Arrows провела достаточно хороший и стабильный сезон в 1987-м. Поставка моторов Ligier оказалась менее успешной, не в последнюю очередь из-за позднего решения команды перейти с моторов Alfa Romeo на Megatron.

В 1988-м Ligier ушла к новому поставщику – Judd. А Arrows с экс-моторами BMW провела свой лучший сезон в истории, заняв пятое место в Кубке конструкторов, несмотря на новые технические требования по турбонаддуву и дефицит запчастей двигателя, запас которых у Megatron заканчивался. После перехода Формулы 1 на атмосферные двигатели компания закрылась.

Mugen-Honda (1992-2000)

Связь между Mugen с Honda всегда была весьма запутанной. Компания принадлежала Хиротоши Хонде, сыну основателя Honda Соитиро Хонда, но существовала автономно, в том числе и Формуле 1. Однако и первые, и последние годы в чемпионате Mugen провела в качестве сателлита японского автогиганта.

Так ли велико наследие Honda в Формуле 1?..

When speaking about pure #F1Porn we can not forget the sexy lines of the Lotus 107C from 1994. Not to mention the pure moaning of the Mugen-Honda V10 engine🤤🤤🤤#Formula1 #F1 #Formule1 #TeamLotus #RetroF1 #MugenHonda pic.twitter.com/XcW3e9EjD1

— UnracedF1 (@UnracedF1) February 16, 2021

В 1991-м Honda сосредоточилась на проекте 12-цилиндрового двигателя, а поставкой 10-цилиндрового RA101E командам занялась Mugen. В 1992-м и 1993-м Mugen поставляла модернизированный двигатель команде Footwork. Она самостоятельно финансировала свою деятельность, однако штат пополнили инженеры Honda, официально покинувшей Ф1.

В дальнейшем компания Хиротоши Хонды переключилась на поставку моторов Lotus, а в 1996-м заключила контракт с Ligier, с которой сенсационно выиграла Гран При Монако. Honda, тем временем, постепенно возобновляла своё присутствие в чемпионате, и в 1998-м команда Jordan фактически получила заводской мотор.

«Финансированием, проектированием и разработкой двигателя 1998 года занималась Honda, – вспоминает Гэри Андерсон, тогдашний технический директор Jordan. – Все наши брифинги проходили напрямую с инженерами Honda в Японии, Mugen занималась логистикой».

Damon Hill, Jordan 198 — Mugen-Honda MF-301 3.0 V10. GP Bélgica 1998.#F1 📸 Mark Sutton. pic.twitter.com/WPrOv70pAi

— Legendary F1 🏁 (@LegendarysF1) August 30, 2020

В конечном итоге Jordan выиграла три гонки с моторами Mugen-Honda в 1998-м и 1999-м, прежде чем в 2000-м в Формулу 1 в качестве поставщика моторов для BAR официально вернулась Honda. Jordan ещё год выступала с двигателями под брендингом Mugen-Honda, а затем стала второй клиентской командой японского производителя.

Как гонщик частной команды Jordan едва не стал чемпионом мира

Mecachrome/Supertech (1998-2000)

Когда по окончании сезона-1997 Renault объявила об уходе из Формулы 1, ее технологии унаследовала инжиниринговая компания Mecachrome, долгое время помогавшая французскому производителю в строительстве моторов.

Горе от ума или как Benetton старалась остаться на плаву без Шумахера

В 1998-м двигатели Renault под новым названием продолжили использовать Williams и Benetton. И если Williams выступала на моторах под маркой Mecachrome, то Benetton переименовала их в Playlife – так назывался бренд спортивной одежды, принадлежавший семье Бенеттон. А в мае 1998-го права на поставку моторов производства Mecachrome приобрела компания Supertec, принадлежавшая экс-руководителю Benetton Флавио Бриаторе. В 1999-м список клиентов пополнила новая команда BAR, а в 2000-м на моторах экс-Renault вместе с Benetton выступала Arrows.

Jacques Villeneuve (Winfield Williams-Mecachrome V10, FW20). Pre-Season Testing, Silverstone Circuit, 1998. #F1 pic.twitter.com/KbQAhdhWan

— F1 in the 1990s 🚦🏎🏁🏆🍾 (@1990sF1) February 7, 2019

Несмотря на высокие амбиции, Mecachrome/Supertech отставала от конкурентов в темпах модернизации двигателя. Но в любом случае для Williams и Benetton этот проект оказался хорошим переходным вариантом перед как одна команда получила заводской мотор BMW, а вторая и вовсе стала заводской Renault после возвращения французской марки в Ф1. В общей сложности, машины с моторами Mecachrome/Supertech с 1998-го по 2000-й 12 раз финишировали в призовой тройке.

Жак Вильнёв о сезоне-1997 и ключевых ошибках в карьере

Asiatech (2001-2002)

После ухода из Формулы 1 в конце 2000 года Peugeot продала свои производственные мощности и технологии Asiatech. У компании были грандиозные амбиции и пятилетний бизнес-план, конечной целью которого являлось создание полноценной заводской команды. И запуск моторостроительного подразделения на бывшей базе Peugeot выглядел логичным шагом для начала. Деньги у Asiatech имелись – инвестором проекта был Хидео Морита, старший сын основателя корпорации Sony Акио Мориты.

Голова профессора Проста. Машина, стоившая Алену французской мечты

Alex Yoong driving for Minardi (PS02 with Asiatech power) in 2002 #f1 pic.twitter.com/P1kLFclGg2

— F1 in the 2000s (@CrystalRacing) December 31, 2016

В 2001-м компания бесплатно поставляла моторы Arrows под названием Asiatech AT01. Но мощность и надежность оставляли желать лучшего, и в конце сезона команда Тома Уокиншоу отказалась от сотрудничества. В 2002-м доработанные старые двигатели, переименованные в Asiatech AT02, получила Minardi. Однако в конце года поставщику моторов опять пришлось искать нового клиента – команда из Фаэнцы, как и Arrows годом ранее, ушла к Cosworth.

Новых клиентов Asiatech не нашла, но от амбиций не отказалась. Компания была готова пропустить сезон-2003 и затем вернуться с совершенно новым двигателем. Но Морита, за два года вложивший в компанию примерно 200 миллионов фунтов стерлингов, отказался от дальнейшего вложения денег. Новый инвестор не нашелся, и в ноябре 2002-го компания закрылась.

Перевел и адаптировал: Иван Беликов

Источник: the-race.com/formula-1/the-f1-engine-projects-not-a-honda-must-surpass

Какие двигатели используют сегодня в Формуле 1?

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.

объем и технические характеристики — deCenterSport

Как вы думаете, какой элемент болида Формулы-1 является самым нужным для победы в Гран-при? Я уверен, что такой элемент выделить нельзя. В каждой гонке важен любой элемент гоночного автомобиля, ведь он играет какую-то роль в настройке. В этой же статье мы рассмотрим силовой элемент гоночного автомобиля, то есть двигатель и все, что с ним взаимодействует.

Основные узлы силовой установки

Силовая установка — этот узел болида, который при проезде авто по прямой старт-финиш оглушает болельщиков. Так вот, даже такой мощный силовой агрегат состоит из более мелких деталей, точнее — элементов:

• Двигатель внутреннего сгорания, объёмом 1.6 литров;
• Мотор-генератор, который накапливает кинетическую энергию;
• Мотор-генератор тепловой энергии;
• Аккумулятор, который питает электрические узлы;
• Турбогенератор;
• Блок управления двигателем.

Двигатель внутреннего сгорания

С двигателем внутреннего сгорания у читателей вопросов возникнуть не должно. Но все равно, вспомним, что в двигатель подаётся топливо, где в рабочей камере оно сгорает. Сгоревшее топливо, а точнее его газы, под высоким давлением взаимодействует с поршнями, которые таким образом приводятся во вращение. Они в свою очередь приводят в движение коленчатый вал, а тот через коробку передач приводит в движение колеса.

Мотор-генератор (MGU-K)

Раньше этот элемент назывался KERS. Работает это следующим образом. Мотор-генератор имеет непосредственное соединение с коленчатым валом. Во время торможения болида, а это бывает часто на формульных трассах, происходит так называемая рекуперация, то есть режим зарядки аккумулятора. Когда он получает полный заряд, гонщик по своему усмотрению включает этот режим, что ещё больше увеличивает мощность двигателя, то есть добавляет лошадиных сил.

Мотор-генератор (MGU-H)

Как мы писали раннее, MGU-H — это мотор-генератор тепловой энергии, но это лишь отчасти верное обозначение. Суть его работы такова. Данный элемент не имеет соединения с коленчатым валом болида, он имеет соединение с турбиной гоночного автомобиля, а точнее, с его валом. Его основное предназначение — преобразование выхлопных газов от раскручивания турбины. По сути, мы получаем кинетическую энергию от вращения турбины. Сама система не только позволяет получать энергию от раскрутки турбины, но и использовать эту же энергию, для раскручивания оборотов этой же турбины. Вот как запутано. Делается это для того, чтобы избавиться от так называемых турбоям. Последние возникают от того, что на низких оборотах вращения, двигатель не может получить достаточного количества воздуха. Это в свою очередь не даёт двигателю развить максимальной мощности. Отметим, что MGU-H и MGU-K заряжают один аккумулятор.

Отличие силовых установок

Регламент Формулы-1 гласит, что у всех болидов должны быть одинаковые двигатели, точнее, с одинаковыми техническими характеристиками. Однако суть в том, что данные силовые установки собирают разные производители, и вот здесь могут быть свои нюансы. Для сравнения были взяты силовые установки с болидов Mercedes и Red Bull.

В первом случае используется силовой агрегат от Mercedes, во втором — Honda. Какими бы одинаковыми не были элементы силового агрегата того или иного производителя, разница бывает существенная. И это доказала нам гонка в Австрии, где двигатели от Mercedes имели преимущество над двигателями Honda в 20 лошадиных сил. Кажется, что для двигателя, мощностью в 1000 лошадиных сил 20 лошадок? Но если верить эксперту, который проводил исследование, то это составляет 0.3 секунды на круге, а это очень много для двух претендентов на чемпионство. Но с этим можно было мириться, если бы не одно «Но» — топливо.

Как мы знаем, с недавнего времени дозаправки в Формуле-1 запрещены, а значит, бак заправляется со старта и до финиша. Чем больше топлива, тем больше вес болида, а значит развить максимальную мощность будет труднее. Это значит, что двигатели Honda более прожорливее, чем Mercedes. Опять же, берём в пример Гран-при Австрии, где Ферстаппен и Хэмилтон использовали свой двигатель в одном режиме, но на финише у Льюиса оказалось 10 кг. топлива, у Ферстаппена бак был пуст. Все ведётся к тому, что если бы болиду Mercedes нужно было увеличить мощность, то недостаток топлива не помешал бы это сделать, в отличии от Макса.

Смотрите также:

Авторучки для невесомости — Авторевю

Нынешний технический регламент Формулы-1 был введен совсем недавно. Принес ли пользу чемпионату мира переход на гибридные даунсайзинговые силовые установки, кто от этого выиграл — и почему грядут скорые перемены?

Это факт: сегодня в Формуле-1 царит диктат производителей силовых установок. Разработка нынешних гибридных двигателей чудовищно дорога, ее невозможно окупить за счет клиентов, а стало быть, в покупателях продавцы не слишком заинтересованы. Несмотря на высокую цену контракта на моторы, способную пошатнуть бюджеты небольших команд.

С гибридными силовыми установками Формула-1 оказалась в тупике! И будет находиться в нем еще три года, до введения в 2021-м нового технического регламента. Какую же ошибку допустили составители действующих правил, принимая порочное решение о гибридах?

До 2014 года в F1 использовались атмосферные двигатели V8 объемом 2,4 литра, снабженные рекуператором кинетической энергии KERS. Характеристики моторов разных производителей тогда были очень схожи, а их спецификации заморожены. Поэтому двигатели перестали играть главную роль в успехах и неудачах команд, а на передний план вышел уровень подготовки шасси. И первое место на олимпе Формулы-1 в те годы занимал Red Bull, в котором трудился гениальный аэродинамик Эдриан Ньюи.

Такое положение дел не устраивало автомобильные концерны, которые либо работали в Формуле-1, либо (как Honda) только собирались это делать. Перемены были пролоббированы именно ими. Официальные причины «моторной революции» мы знаем: слова про автоспорт как полигон для поиска экологически безопасных решений и ­энергосберегающих технологий слышали все. В реальности же преследовались две тривиальные и циничные задачи. Чтобы обсуждение формульных моторов снова стало топ-темой для спортивных новостей — раз. И чтобы в Формуле-1 установилась диктатура моторостроителей — два. Обе цели были достигнуты, но какой ценой!

Ключ к решению всех проблем формульной рекуперации подобрал лишь Mercedes. Только в этом году Ferrari может с ним хоть как-то конкурировать, Renault по-прежнему отстает, а Honda уже который раз начинает все заново. Кроме того, всех, включая Mercedes, волнует проблема надежности. Узлы и агрегаты нынешних силовых установок столь сложны, что просто не могут долго работать без поломок. А ведь в Формуле-1 действует ограничение числа используемых за сезон компонентов двигателей — это сделано якобы для экономии бюджетов. На деле заменять вышедшие из строя элементы все равно приходится. А это, помимо дополнительных расходов, приводит еще к абсурдным штрафам в десятки стартовых мест, избежать которых сегодня не может ни один гонщик. 

А ведь первоначально при обсуждении нынешнего регламента речь шла о переходе на относительно дешевый четырехцилиндровый турбомотор ­объемом 1,6 литра. То есть примерно такой же, что сейчас применяется в чемпионате мира по ралли и WTCC. Но это посчитали недостаточно «престижным» для Формулы-1 — решили, что цилиндров, пусть и совсем маленьких, будет хотя бы шесть. А потом добавили сложнейшую гибридную часть в виде двух рекуператоров!

Четырехцилиндровые турбомоторы 1.6, которые применяются в ралли и WTCC, достаточно мощны и при этом сравнительно недороги. Такие же двигатели, дополненные рекуператорами, могли бы оказаться неплохим вариантом и для Формулы-1 — но предпочтение было отдано более сложной и дорогой технике

Полная версия доступна только подписчикамПодпишитесь прямо сейчас

F1 2020: Насколько мощны двигатели Формулы 1, каковы их компоненты?

Технические характеристики двигателей F1 2020: двигатели Формулы 1 составляют основу автомобилей, и мы посмотрим на мощность, которую несут нынешние автомобили F1.

Мощность автомобиля Формулы 1 измеряется в ваттах. Ватт — это просто скорость передачи энергии за единицу времени.

В Формуле 1 нет правил, регулирующих количество мощности, которую команда может использовать в своих машинах.Есть мысли о технических характеристиках двигателя, которые необходимо соблюдать. Технические характеристики: четырехтактные турбированные двигатели объемом 1,6 л и 90 градусов V6 с турбонаддувом. Максимальная частота вращения двигателя составляет 15 000 оборотов в минуту (об / мин).

Если говорить о количестве вырабатываемой мощности, то точные цифры строго засекречены поставщиками двигателей. Текущие поставщики двигателей F1 — Ferrari, Mercedes, Honda и Renault. Считается, что Mercedes имеет максимальную мощность в лошадиных силах (л.с.).Далее идет Ferrari, а Renault и Honda значительно отстают от двух гигантов. Команды вкладывают много денег в исследования, чтобы получить дополнительное преимущество в мощных двигателях.

Общая мощность двигателя F1 измеряется после расчета мощности двигателей V6 и системы рекуперации энергии (ERS). Принимая во внимание разработку двигателя вышеупомянутыми поставщиками двигателей, считается, что нынешние автомобили F1 имеют больше, чем магическое число в 1000 л.с. Несмотря на это, автомобили F1 чрезвычайно безопасны в управлении, с хорошей топливной экономичностью, а крупные аварии редко регистрируются на трассах.

Элементы двигателя Формулы-1

Современный силовой агрегат Формулы-1, в который входит двигатель, состоит из шести основных компонентов. Наиболее важным из них является двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который соединяет шасси с коробкой передач. Второй компонент — это турбонагнетатель (TC), который регулирует плотность воздуха для выработки дополнительной мощности в двигателях.

Существует два типа мотор-генераторов — кинетический (MGU-K) и тепловой (MGU-H). MGU-K собирает и сохраняет кинетическую энергию при торможении автомобиля.MGU-H подключен к турбонагнетателю и использует отработанную энергию выхлопных газов, что способствует общей мощности.

Современные двигатели V6 с турбонаддувом содержат электрическую энергию, хранящуюся в так называемом хранилище энергии (ES). Все 5 элементов контролируются последним элементом, управляющей электроникой (CE). Проще говоря, это ЦП (центральный процессор) машины F1. Каждый пилот F1 может использовать три ICE, MGU-H и TC и два ES, CE и MGU-K за один сезон,

двигателей Формулы-1 | Все, что вам нужно знать о автомобильных двигателях F1 | Погоня за своим спортом

Двигатели F1 — самая важная часть гоночного автомобиля F1, воплощение передовых технологий и науки.В F1 конструкторы должны разрабатывать и строить собственное шасси, но двигатели могут быть предоставлены другими производителями. На данный момент существует 10 конструкторов. Свои двигатели поставляют четыре производителя двигателей: Ferrari, Honda, Mercedes и Renault. Honda — единственная компания, которая не участвует в соревнованиях и в качестве конструктора.

С 2014 года все двигатели F1 должны быть 1,6-литровыми двигателями V6 с турбонаддувом и гибридно-электрическими технологиями.Они оснащены несколькими системами рекуперации энергии и имеют ограничения по расходу топлива. Несмотря на множество правил, регулирующих технические характеристики, есть большие возможности для экспериментов с дизайном, и четыре двигателя предлагают различные характеристики, режимы и управляемость.

Вот стоимость автомобиля Формулы-1

Поставщики двигателей F1 2020- Кто кому поставляет двигатели?

Mercedes: Немецкая команда производит собственные двигатели и, вероятно, имеет лучший продукт в сети.

Ferrari: Как и их конкуренты Mercedes, Ferrari производит собственные двигатели.

Red Bull: Honda поставляет двигатель австрийской стороне с 2019 года. Ранее японская компания Renault поставляла двигатель Red Bull и сыграла важную роль в их четырех победах в чемпионате подряд, но череда неудачных результатов привела к их иметь дело.

McLaren: Ветераны Формулы 1 заключают сделку с Renault по поводу двигателей, но в следующем сезоне она будет прекращена, и британская команда начнет покупать двигатели у Mercedes.

Renault: Французская команда — еще одна команда в сетке, которая производит собственные двигатели.

Racing Point: Racing Point уже много лет использует двигатели Mercedes и планирует продолжить сотрудничество с ними в ближайшие годы.

Alfa Romeo: Швейцарская команда использует двигатель Ferrari и уже давно находится в союзе с гигантами Формулы-1.

Alpha Tauri: Alpha Tauri — еще одна команда под брендом Red Bull, они неофициально работают как фидерный клуб австрийской стороны и, как и их старшие братья, используют двигатели Honda.

Хаас: единственная американская команда на стартовой решетке — вторые клиенты Ferrari с тех пор, как они дебютировали в Формуле-1 в 2016 году.

Williams: Помимо Racing Point, Williams также использует двигатель Mercedes.

Посмотреть видео: Как работают двигатели F1?

Обязательно к прочтению | Все, что вам нужно знать о шинах, используемых в автомобилях F1

Правила для двигателей Формулы-1 на 2021 год

Двигатели Формулы 1 представляют собой самые передовые автомобильные технологии на планете благодаря их невероятной эффективности и выходной мощности, но какие правила должны соблюдаться двигателями Формулы-1?

Двигатели Формулы-1, требующие всего 100 кг топлива для прохождения Гран-при на гоночных скоростях, представляют собой чудо инженерной мысли.

Без двигателя болид Формулы 1 — не что иное, как пресс-папье. Вот все, что вам нужно знать о правилах двигателя Формулы-1 2021 года.

Какие двигатели используются в Формуле 1?

автомобилей Формулы 1 в настоящее время оснащены 2,4-литровым двигателем V6 с присоединенными гибридно-электрическими системами с турбонаддувом, что означает общую мощность, близкую к 1000 л.с. Текущие правила для двигателей были введены в 2014 году, заменив старые атмосферные двигатели V8, и эти правила будут действовать как минимум до 2025 года.

В 2021 году эти двигатели будут поставлять четыре производителя: Ferrari, Mercedes, Renault и Honda.

Это означает, что несколько команд являются «клиентами» производителей. Mercedes, например, поставляет двигатели командам клиентов Williams, Aston Martin и, с 2021 года, McLaren, которые также вернулись к силе Mercedes.

Ferrari вместе со своей командой поставляет автомобили Alfa Romeo и Haas. Honda поставляет двигатели для Red Bull Racing и юношеской команды Alpha Tauri. Alpine, принадлежащая Groupe Renault, использует гибридные двигатели Renault E-Tech.На 2021 год клиентов Renault нет.

Какие бывают гибридные системы?

Появление гибридных компонентов в 2014 году также означало изменение терминологии. Это уже не просто «двигатели», а целая система «силовых агрегатов», встроенная в каждый автомобиль. Эти силовые агрегаты состоят из двигателя внутреннего сгорания (ДВС), который является сердцем автомобиля. Это уже упомянутый 2,4-литровый V6.

К этому ДВС добавлен турбокомпрессор. Это компрессорное устройство, которое увеличивает плотность воздуха, которым вдыхает двигатель, помогая увеличить выходную мощность.Он приводится в действие турбиной с приводом от выхлопных газов, при этом эта турбина также помогает вырабатывать больше энергии за счет остаточной тепловой энергии двигателя.

Наряду с ДВС и турбонагнетателем имеется полная система рекуперации энергии (ERS), которая использует энергию, производимую автомобилем на трассе, накапливает ее, а затем может повторно использовать эту энергию для создания большей мощности. Эта переданная мощность составляет 160 л.с., которые можно использовать в течение 33 секунд гоночного круга.

MGU-H и MGU-K — два наиболее важных компонента ERS.MGU-H (Motor Generator Unit — Heat) приводится в движение выхлопными газами. Вместо того, чтобы позволить энергии в виде тепла уходить через выхлоп, MGU-H использует эту энергию, чтобы превратить ее в электричество. По мере увеличения оборотов двигателя и турбонагнетателя MGU-H вырабатывает электроэнергию из выделяемого тепла и возвращает его в накопитель энергии.

MGU-K (Motor Generator Unit — Kinetic) представляет собой электрогенератор и двигатель. Подключенный к ДВС, он обеспечивает мощность при разгоне.Он также генерирует энергию при торможении. Вся энергия, которая обычно выходит из тормозов в виде тепла, используется и генерирует электричество, которое поступает в накопитель энергии.

Энергетический накопитель (ES) — это просто аккумулятор автомобиля. В этом накопителе энергии хранится энергия, генерируемая ERS, до тех пор, пока она не понадобится для развертывания. Он может накапливать до 4 мегаджоулей энергии на круг, и это количество может быть повторно использовано на круге.

Управляющая электроника (CE) — это электронный компонент, который связывает вместе остальную часть ERS.Он обеспечивает кодирование, гарантирующее, что все системы могут взаимодействовать друг с другом и работать правильно.

Все эти компоненты критически важны для автомобиля Формулы 1. Хотя автомобиль может двигаться, если одна из частей системы рекуперации энергии выйдет из строя, это приведет к механическим проблемам, потере скорости и мощности, а также к увеличению расхода топлива. Если одна из этих частей выйдет из строя, маловероятно, что машина финиширует в гонке.

Правила использования блока питания

Формула 1 имеет строгие правила относительно того, сколько компонентов силовых агрегатов можно использовать в течение сезона.Давно прошли те времена, когда команды устанавливали двигатель специально для квалификации, а затем выбрасывали его, чтобы установить новый с более низкими показателями производительности, чтобы пройти гонку.

С учетом 23 гонок, запланированных на 2021 год, вот допущения для каждого компонента в этом году:

Двигатель внутреннего сгорания — 3

МГУ-Х — 3

Турбокомпрессор — 3

МГУ-К — 3

Энергетический магазин — 2

Управляющая электроника — 2

Команды могут смешивать и сопоставлять компоненты в течение сезона, но необходимость использования любого нового компонента за пределами этого допуска приведет к штрафу в сетке.Эти части не могут быть изменены после начала квалификации. Если после квалификации гонщику потребуется новый силовой агрегат или элемент ERS, он получит штраф в сети или ему может потребоваться стартовать с задней части сети.

Hybrid F1 power: как это работает?

► Объяснение гибридных двигателей Формулы-1
► Сколько мощности потребляет 1,6
► И как электронная энергия приходит на помощь

F1 является вершиной автоспорта, в котором используются самые современные и дорогие средства для создания гоночного автомобиля.На протяжении всей своей истории F1 использовала технологии для увеличения мощности относительно небольших двигателей. В 2014 году FIA представила в Формуле 1 силовой агрегат нового поколения, чрезвычайно сложный и, как известно, сложный в освоении. Текущий двигатель внутреннего сгорания и гибридные системы могут похвастаться мощностью 1000 л.с., но остаются непопулярными в некоторых кругах из-за отсутствия шума выхлопа и затрат. Возможно, эти устройства неправильно понимают, поскольку они действительно представляют собой невероятные образцы инженерной мысли.

К концу 2013 года автомобили Формулы 1 были оснащены двумя двигателями.Двигатель V8 объемом 4 л с простой гибридной системой. Пиковая мощность около 850 л.с. была типичной, хотя двигатели были ограничены по технологии, частоте вращения и сроку службы. В рамках перезагрузки технологии F1 они были заменены двигателями совершенно нового поколения.

Гибридные автомобили: дополнительная литература

Текущая формула двигателя будет эксплуатироваться, по крайней мере, до 2022 года. Таким образом, есть небольшой двигатель внутреннего сгорания — V6 объемом 1600 куб. См с турбонаддувом и прямым впрыском топлива.Хотя это может быть рецептом возврата к двигателям восьмидесятых годов с высоким наддувом мощностью 1500 л.с., двигатель вместо этого ограничен расходомером топлива, а головокружительная высота V8 середины 2000-х годов на 20000 об / мин сдерживается ограничением расхода топлива и Максимальный предел оборотов всего 15000 об / мин.

С двигателем внутреннего сгорания связаны две гибридные системы: одна восстанавливает кинетическую энергию автомобиля при торможении (ERS-K), а другая восстанавливает кинетическую энергию турбонагнетателя, хотя в типичном сбивающем с толку языке F1 это рекуперация тепла и Применяемое прозвище H означает есть, поэтому оно называется ERS-H.

В совокупности эти технологии позволяют водителю F1 иметь около 1000 л.с. на педали всякий раз, когда это необходимо на круге, с небольшими дополнительными возможностями для квалификации. Несмотря на такую ​​огромную мощность, гоночный автомобиль сжигает всего 110 кг топлива в гонке (менее 135 литров), что на треть меньше, чем у последнего из V8.

Что касается мощности, система ERS ограничена 161 л.с. (120 кВт), поэтому двигатель V6 выдает почти 850 л.с., несмотря на его обедненную подачу топлива.

Технология сжигания топлива Формула 1

Очевидный способ увеличить мощность гоночного двигателя — это увеличить как можно больше оборотов, а если нет, то запустить много наддува.Тем не менее, правила PU 2014 года были написаны для предотвращения именно такого рода методов путем применения регулирования расхода топлива. У двигателя просто нет топлива, чтобы разогнаться выше 12500 об / мин или позволить огромное количество наддува.

В 2014 году производители должны были решить, как заставить двигатель производить мощность при нехватке топлива. Более того, химический состав топлива также был ограничен, поэтому было невозможно просто производить ракетное топливо, которое было столь успешным с турбонаддувом в начале восьмидесятых.Работа на обедненной смеси означает, что двигатель находится на грани детонации, работа на слишком бедной смеси в конечном итоге приведет к поломке двигателя. Большинство производителей играли с легальными добавками, чтобы уменьшить этот эффект, одним из которых был ферроцен, состав на основе железа, который буквально заставлял внутренности выхлопной трубы выглядеть ржаво-красными.

Mercedes тем временем нашел маленькую серебряную пулю: форкамерное зажигание. В обычной камере сгорания свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, и создаваемое пламя распространяется наружу к краю камеры, сжигая при этом всю топливно-воздушную смесь.Это нормально, когда топлива достаточно для смешивания в правильном соотношении по всей камере сгорания. Когда нетрудно добиться полного сгорания.

Уловка Mercedes разделяет топливно-воздушную смесь на два места; основная камера сгорания имеет слабую смесь топлива и воздуха, но более богатая смесь удерживается в небольшой камере вокруг свечи зажигания. При такой настройке форкамеры свеча зажигает богатую смесь. Когда он расширяется, он направляется через небольшие отверстия между форкамерой в нижнюю камеру сгорания, эти струи пламени полностью воспламеняют даже слабую смесь для полного сгорания.

Благодаря этой технологии форкамеры Mercedes в 2014 году опередил соперников, их соперникам потребовалось время, чтобы догнать их, и они удерживали преимущество вплоть до 2019 года.

С точки зрения компоновки двигателя внутреннего сгорания, турбо- и гибридной системы существует две основные компоновки. Правила уже определяют положение болтов крепления двигателя, угол V, максимальный размер поршня и расстояние между ними. Ограничиваясь базовой архитектурой двигателя, была доступна только свобода компоновки одного турбонагнетателя над двигателем и вдоль его центральной линии.Было разумно разместить турбонагнетатель в задней части двигателя, удерживая тепло турбины вдали от впускной камеры и области топливного бака в передней части двигателя. Хотя это действительно дало некоторые проблемы с прокладкой охлаждающих трубок от компрессора до промежуточного охладителя в боковой панели.

Использование нестандартного подхода было мантрой Mercedes, поэтому они разработали уникальную установку. Желая установить компактный промежуточный охладитель переднего турбонагнетателя и уменьшить тепловое воздействие турбонаддува, установленного сзади, они использовали оба варианта.Традиционный турбоагрегат разделен, турбина с приводом от горячего выхлопа находится в задней части двигателя, а более холодный компрессор — спереди, рядом с боковыми опорами. Две части соединены длинным валом, проходящим через «V» двигателя. Этот вал был бы ключевой причиной отказа от такого подхода, разница в скорости подъема и спуска двух отдельных узлов создает огромные скручивающие нагрузки на соединительный вал. Это означало, что либо вал был очень жестким и тяжелым для передачи нагрузок. Мерседес выбрал путь к гибкому валу, скручивание которого по оси компенсировало разницу в инерции двух рабочих колес.Renault и Ferrari начали и сохранили обычные задние турбины, в то время как Honda присоединилась к решению, больше похожему на Mercedes, позже развиваясь во что-то намного более близкое к первоначальной конструкции раздельного турбокомпрессора Mercedes.

Наряду с размещением турбонагнетателя охлаждение наддувочного воздуха разделено между командами. Когда турбокомпрессор сжимает воздух, воздух нагревается. Командам будет нужен более холодный и плотный воздух, поступающий в камеру сгорания, поэтому воздух должен проходить через теплообменник, чтобы охладить его.Для этого используется интеркулер, в F1 используются два типа. Большинство людей узнают промежуточный охладитель воздух-воздух, работающий так же, как радиатор: горячий сжатый воздух внутри сердечника охлаждается более холодным окружающим воздухом, проходящим снаружи. Они простые и легкие, но занимают много места внутри боковых опор, что плохо сказывается на всей важной аэродинамике автомобиля. Некоторые команды использовали интеркулер другого типа, типа вода-воздух. Теперь сжатый воздух внутри сердечника охлаждается внешней водой.Это дает немного меньшее охлаждение, но более стабильное, поскольку на него меньше влияет скорость автомобиля (так как через боковую подножку проходит меньше воздуха), особенно в критические моменты перед началом гонки. Однако вода в рубашке вокруг промежуточного охладителя нуждается в охлаждении в отдельном водяном радиаторе. Это делает установку более тяжелой и сложной, но водяной радиатор занимает меньше места на боковой подставке, так что это аэродинамический выигрыш по сравнению с установкой воздух-воздух.

Только Ferrari и Mercedes постоянно использовали систему подачи воды в воздух, хотя Lotus действительно эксплуатировал ее в течение одного года в 2014 году.Их главный соперник, Red Bull, может поддерживать крошечные боковые блоки, несмотря на наличие больших промежуточных охладителей воздух-воздух в каждом боковом блоке.

При правильном соотношении топлива, технологии сгорания, упаковки и охлаждения двигатель выдает около 530 л.с. на литр. Даже с меньшим расходом топлива и меньшим объемом, текущий двигатель внутреннего сгорания создает больше лошадиных сил, чем старые двигатели V8, которые он заменил.

F1 гибридная технология

Наличие в автомобиле двух гибридных систем значительно усложняет нынешний силовой агрегат.Хотя в разбивке его проще понять, он основан на той же технологии, что и гибридные / электрические дорожные автомобили, и даже похож на игрушечные автомобили с дистанционным управлением. Для связи между ними есть аккумулятор (ES-Energy Store), мотор-генератор (MGU) и управляющая электроника (CE).

MGU — бесщеточный электродвигатель переменного тока с постоянными магнитами. Он будет приводить в действие автомобиль, используя накопленную энергию, или он может работать как генератор, возвращая энергию в аккумулятор. Батарея представляет собой набор литий-ионных элементов, которые способны быстро передавать или сохранять большое количество энергии в MGU.Между этими двумя находится управляющий электронный блок, который преобразует электрический ток переменного тока MGU в постоянный ток батареи.

Циклическое включение электричества через каждое из этих устройств создает тепло, поэтому каждый элемент требует жидкостного охлаждения — диэлектрической жидкости, предписанной FIA для батареи, — чтобы предотвратить риск поражения электрическим током в случае ее повреждения, в то время как более эффективная вода / гликоль обычно используется для МГУ и СЕ. Таким образом, обе системы охлаждения нуждаются в том, чтобы насосы и радиаторы располагались в моторном отсеке.

При одинаковой базовой архитектуре две гибридные системы работают совершенно по-разному. Сначала возьмем более простой ERS-K. MGU прикреплен к передней части коленчатого вала двигателя, в этом положении блок может как приводить в движение, так и приводиться в движение двигателем. При развертывании энергии электричество от батареи проходит через CE в MGU. Это дает 161 л.с. через трансмиссию, чтобы помочь автомобилю разгоняться.

Уроки этого более мощного приложения были извлечены с 2014 года.На ранних этапах испытаний в течение первого года работы силового агрегата были обнаружены проблемы с поломкой валов и шестерен из-за внезапного сброса крутящего момента от MGU. С тех пор производители нашли более мягкие способы приложения крутящего момента и создали крутящийся вал между MGU и двигателем, чтобы поглотить скачки мощности.

В обратном направлении ERS-K восстанавливает энергию при торможении. Когда водитель тормозит, программное обеспечение ECU переключает MGU в режим генератора, который видит, что MGU вращается трансмиссией, и при этом вырабатывает и отправляет электричество в аккумулятор.Возникающее при этом сопротивление создает «тормоза» трансмиссии до такой степени, что задние тормоза практически не используются на более низких скоростях.

Правила ограничивают возможности ERS-K. В моторном режиме он может выдавать только 161 л.с., в то время как генераторный режим может сэкономить батарее только 2 мДж энергии. Это означает, что двигатель имеет энергию только примерно на 33 секунды разгона на круге. Хотя в аккумуляторе можно сохранить до 4 мДж энергии, можно сэкономить на восстановлении за один круг и использовать его как двойной импульс на одном круге.

Если ERS-K можно понять по более простым режимам двигателя и генератора, то ERS-H намного сложнее. Это еще одна установка MGU и CE, но она подключается как к батарее, так и к MGU-K напрямую. Однако двигатель напрямую подключен к турбонагнетателю, поэтому блок вращается со скоростью до 125 000 об / мин (максимальная частота вращения для турбонагнетателя), что само по себе является огромной инженерной проблемой.

В качестве двигателя MGU может помочь раскрутить турбонагнетатель, но не создавать наддува при открытии дроссельной заслонки, как если бы это был электрический нагнетатель.Вместо этого двигатель может поддерживать высокие обороты турбо при выключенном дросселе, чтобы действовать как система Anti Lag (ALS). Это отнимает энергию у батареи, забирая ее у других потенциальных применений, но, учитывая нехватку доступного топлива, это по-прежнему привлекательно, поскольку обычные стратегии ALS, потребляющие топливо, сжигают топливо в выхлопе, чтобы турбо вращалось.

В режиме генератора ERS-H можно использовать несколькими способами; некоторые простые, другие более сложные, а некоторые, вероятно, все еще секретные.

На типичном турбонагнетателе проблема заключается в том, что турбонагнетатель создает слишком большой наддув, так как давление выхлопных газов слишком быстро вращает турбонагнетатель на полном газе.Это контролируется выпускным клапаном, называемым вестгейтом, который сбрасывает давление выхлопных газов, снижает турбо-скорость и сбрасывает избыточные выхлопные газы в отдельную выхлопную трубу. Эта система работает хорошо, но энергия выхлопных газов тратится впустую, поэтому F1 позволяет MGU действовать в режиме генератора, замедляя турбо, создавая при этом электричество.

В отличие от ERS-K, здесь нет ограничения на количество энергии, которое может быть восстановлено от MGU. Батарея будет иметь емкость 2 мДж как для ERS-K, так и для ERS-H.Таким образом, чем больше они могут ее использовать, тем больше они могут выполнять другие «моторные» задачи с восстановленной энергией. Очевидное применение для этого — удерживать дроссельную заслонку от турбонаддува с турбонаддувом MGU-H. Но правила разрешают питание ERS-K от энергии, полученной от Turbo. Таким образом, чем больше команды могут восстанавливать турбо-энергию, тем больше они могут перенаправить ее на ERS-K и увеличить мощность в 161 л.с.

Недостаточно просто рекуперации энергии из турбонагнетателя, когда бы ни потребовался эффект вестгейта.Большинство команд начали 2014 год (и дебют Honda в 2015 году) с турбонаддувом, рассчитанным на обычный режим работы двигателя. Опять же, Mercedes поняла, что здесь есть выгода. Еще в 2014 году Mercedes установил турбокомпрессор размером с обеденную тарелку на передней части двигателя. Увеличенный турбонагнетатель может быть полезен, даже если он не нужен для создаваемого им дополнительного «наддува», но для более мощного турбонаддува потребуется больше времени для открытия «перепускного клапана», чтобы предотвратить чрезмерное ускорение двигателя. Таким образом, MGU можно вращать в течение более длительных периодов времени и эффективно собирать больше энергии; даже если эффект противодавления турбонаддува может препятствовать максимальной мощности, полученная многоразовая энергия может быть использована в другом месте на трассе для сокращения времени прохождения круга.Одна из используемых стратегий заключается в том, что на прямых участках при полной мощности энергия, рекуперированная из турбонагнетателя, направляется непосредственно в MGU-K для дополнительного наддува на 161 л.с.

В 2014 году Ferrari упустила этот трюк. У него даже был перепускной клапан, рассчитанный на больший поток, чтобы уменьшить противодавление, считая, что мощность сгорания более важна, чем рекуперация энергии. Вскоре компания пересмотрела эту стратегию, и в 2015 году стратегия вестгейта и ERS-H была больше похожа на Mercedes. Honda также пропустила стратегию Mercedes и вернулась в Формулу-1 в 2015 году с двигателем, разработанным для очень плотной упаковки.Турбокомпрессор был уменьшен по размеру, чтобы уместиться в V-образной форме двигателя, что затруднило его стратегию ERS-H. Honda, как и большинство производителей, потребовалось время, чтобы довести до совершенства конструкцию MGU-H, высокие обороты и тепловая нагрузка, которым она подвергается, сделали ее одним из самых сложных аспектов ERS для освоения.

Это дошло до того, что на большинстве треков у команд достаточно энергии для использования 161 л.с. почти на всем круге, где она может быть использована, далеко за пределами развертывания 33s ERS-K.

Это развертывание энергии больше не представляет собой простую кнопку на рулевом колесе, которая использовалась в старом KERS (2009-2013 гг.), Вместо этого программное обеспечение команд ECU решает, когда применять усиление ERS.Водитель может переключаться между различными картами, которые передают мощность ERS нажатием педали газа.

Имея регулярную мощность более 1000 л.с., скудный запас топлива и всего три силовых агрегата, рассчитанных на полный сезон из более чем 20 гонок, они действительно являются вершиной технологий. Заглядывая в будущее, F1 приняла стратегическое решение о разделении энергии сгорания на электроэнергию. Маловероятно, что в обозримом будущем производство двигателей внутреннего сгорания станет полностью электрическим, но конец пути для двигателей внутреннего сгорания может быть близок.F1, как и всегда, должна отражать изменяющийся мир, в котором она живет. Эти нынешние силовые агрегаты — шаг на пути в будущее.

Гибридные автомобили: дополнительная литература

Как работает двигатель внутреннего сгорания «Формулы-1»

В 2014 году были представлены гибридные компоненты, что привело к изменению терминологии. Все современные автомобили F1 оснащены не просто «двигателями», а целой системой «силовых агрегатов». Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сердцем этих силовых агрегатов.Это двигатель V6 объемом 1,6 литра.

К этому ДВС добавлен турбонагнетатель. За счет увеличения плотности воздуха, вдыхаемого двигателем, это устройство увеличивает свою мощность. Турбина с приводом от выхлопных газов также помогает генерировать дополнительную мощность за счет остаточного тепла двигателя.

Помимо ДВС и турбокомпрессора, имеется полная система рекуперации энергии (ERS), которая улавливает энергию, производимую автомобилем на трассе, сохраняет ее и затем может повторно использовать для обеспечения большей мощности.Переданная мощность равна 160 лошадиным силам, которые можно использовать до 33 секунд гоночного круга.

Двумя наиболее важными компонентами ERS являются MGU-H и MGU-K. Выхлопные газы используются для питания MGU-H (Motor Generator Unit — Heat). Вместо того, чтобы пропускать тепло через выхлоп, MGU-H использует его и преобразует в электричество. Улавливая выделяющееся тепло, MGU-H вырабатывает электроэнергию и возвращает ее в накопитель энергии по мере увеличения скорости двигателя и турбонаддува.

Электрогенератор и двигатель вместе составляют MGU-K (Motor Generator Unit — Kinetic). Он обеспечивает мощность при разгоне при подключении к ДВС. Во время торможения он также генерирует энергию. Обычно тепло, которое выходит из тормозов, улавливается и используется для выработки электроэнергии, которая хранится в накопителе энергии.

Проще говоря, Energy Store (ES) — это аккумулятор автомобиля. Энергия, вырабатываемая ERS, хранится здесь до тех пор, пока она не понадобится для развертывания. За один круг он может накапливать и повторно использовать до 4 мегаджоулей энергии.

Управляющая электроника (CE) объединяет все остальные компоненты ERS. Код гарантирует, что все системы взаимодействуют друг с другом и работают правильно.

Для автомобиля Формулы 1 каждый из этих компонентов имеет решающее значение. Если одна из частей системы рекуперации энергии выйдет из строя, автомобиль сможет двигаться, но это приведет к механическим проблемам, потере скорости и мощности и увеличению расхода топлива. Автомобиль вряд ли завершит гонку, если одна из этих частей выйдет из строя.

Honda F1 — Racecar Engineering

Honda раскрыла подробности своего 2,4-литрового двигателя V8 F1 RA806E группе публикаций, включая Racecar Engineering. На изображении вы видите двигатель V023, который занял 3-е место на Гран-при Великобритании 2008 года. Honda продолжала разрабатывать двигатель в 2009 и 2010 годах

Первый прототип двигателя был запущен в задней части опытного автомобиля в Муджелло в сентябре 2004 года, поэтому команда смогла собрать данные о характеристиках и влиянии повышенной вибрации, вызванной V8 на окружающие системы. Командой проекта по разработке двигателей руководил Кадзуо Сакурахара, который рассказал RE: «Самая тревожная проблема — это уровень вибрации двигателя, с которой команда разработчиков никогда раньше не сталкивалась.’

Проблема вибрации потенциально могла привести к целому ряду проблем, из-за которых группы разработчиков двигателей и шасси были заняты. Разработка RA806E, будущего гоночного двигателя, началась в январе 2005 года, и он впервые был запущен в июле того же года. «Первоначальная концепция двигателя заключалась в создании пакета с значительно улучшенной жесткостью шарниров кузова, который превзойдет V10 по мощности на литр при работе на полных оборотах в гонке открытия сезона. Затем основной задачей этапа разработки было попытаться решить проблемы вибрации, присущие двигателю V8 », — объясняет Сукурахара.Новые правила двигателя ограничат свободу команды Сукурахары в отношении общей архитектуры двигателя, а также материалов, которые они могут использовать. Это должен был быть двигатель V8 объемом не более 2400 куб. См с углом вертикальной оси 90 градусов. Допускаются только два впускных клапана и такое же количество выпускных клапанов. Правила были жесткими и очень строгими, даже расстояние между цилиндрами было зафиксировано на уровне 106,5 мм (+/- 0,2 мм).

Однако действительно сложной частью правил для конструкторов были положения, касающиеся центра тяжести двигателей, как это изложено в статье 5.5: 5.5 Вес и центр тяжести: 5.5.1 Общий вес двигателя должен составлять минимум 95 кг. 5.5.2 Центр тяжести двигателя не может находиться ниже базовой плоскости более чем на 165 мм. 5.5.3 Продольное и поперечное положение центра тяжести двигателя должно находиться в пределах области, которая является геометрическим центром двигателя, +/- 50 мм. Геометрический центр двигателя в поперечном направлении будет считаться лежащим в центре коленчатого вала и в средней точке между центрами передних и задних отверстий большинства цилиндров в продольном направлении.

Эти правила означали, что команде Honda придется очень тщательно проверять материалы, расположение и детали на этапе проектирования. У команды разработчиков двигателей были и другие проблемы, а также уже упомянутые проблемы, связанные с V8, которые необходимо было преодолеть, как объясняет старший технический директор Шухей Накамото: «На ранних этапах разработки нам было трудно эффективно производить крутящий момент. из-за запрета на переменные трубы. Кривая крутящего момента у V8 не плавная, что создает проблемы с точки зрения контроля тяги.Нам потребовалось время, чтобы сгладить кривую ».

Разработка двигателей продолжилась в 2006 году, когда были проведены испытания на треке, а затем и в самом гоночном сезоне, поскольку Сакурахара расширяется: «В начале сезона мы сосредоточились на надежности, используя немного пониженные обороты, не жертвуя слишком большой мощностью. Другие команды, похоже, усиленно повышали предел оборотов, чтобы определить нагрузку на двигатель на ранней стадии каждой гонки. Двигатель был способен на мгновение работать со скоростью 20 000 об / мин, но постоянно работать на этой скорости на протяжении долгой гонки казалось невозможным.’

Продолжая объяснять одну из причин, по которой Honda V8 не набирала обороты, как некоторые другие двигатели, такие как Cosworth V8, Сакурахара продолжает: «Дело в том, что у нас относительно небольшой диаметр цилиндра и длинный ход поршня, но мы Думаю, мы производили примерно такое же количество лошадиных сил ». Несмотря на это, первые гонки не были хорошими для команды двигателей Honda, и это было подчеркнуто« моментом форсажа », который пережил Дженсон Баттон на последнем повороте Гранд Австралии. Prix. И другие подобные проблемы преследовали команду некоторое время спустя.

«Мы столкнулись с семью отказами двигателя в течение 18 уик-эндов Гран-при, все из которых были связаны с взаимным движением. Многие из них были вызваны неравномерным качеством деталей, подверженных вибрации в области коленчатого вала. С V10 это никогда не было проблемой. В результате нам пришлось улучшить процесс контроля качества », — объясняет Накамото. «Большой ход увеличивает скорость поршня, что затрудняет достижение долговечности. С этим могут быть связаны и наши проблемы с надежностью в начале сезона.«Даже победа в Венгрии была омрачена проблемой двигателя, как признает Сакухара:« Победа в Венгрии была для нас странной, так как в день квалификации у нас случился отказ двигателя, который изначально был загадкой, поскольку отказавшая часть так и не сделала этого ». до. Но причиной оказалась более высокая, чем обычно, температура масла на предыдущей гонке в Германии. Это заставило нас исследовать взаимосвязь между более высокими температурами масла и более высокими оборотами двигателя ».

Текущая разработка была остановлена ​​в конце сезона из-за замораживания технологии двигателей, которое продлится как минимум в течение следующих двух лет.Но до этого RA809E получил ряд обновлений, включая новую систему впуска и новый инжектор в начале года, в то время как в середине сезона команда разработчиков двигателей нашла способ изменить структуру двигателя. пневматические клапаны и уменьшают трение.

Ближе к концу сезона двигатель получил новую топливную систему, была изменена конструкция инжектора, а последним обновлением перед омологацией двигателя стала новая головка блока цилиндров. Помимо увеличения пиковой мощности, новая головка улучшила крутящий момент на низких и средних частотах.Надежность была улучшена и во второй половине сезона, и команде удалось увеличить предел оборотов и заставить двигатель надежно работать при более высокой температуре масла / воды, что, в свою очередь, означало, что команда разработчиков внесла свою лепту в работу. повысить общую аэродинамическую эффективность автомобиля, позволяя использовать радиаторы меньшего размера.

Honda продолжала выступать в Формуле-1 с RA806E, используемым ее рабочей командой, до начала 2009 года, когда она внезапно покинула Формулу-1, команда превратилась в Brawn GP и выиграла чемпионат мира 2009 года с мощью Mercedes.RA806E также устанавливался на шасси клиентов Super Aguri в период с 2006 по 2008 год. Honda собирается вернуться в Формулу-1 в 2015 году в качестве поставщика двигателей.

2008 Технические характеристики
Объем: 2395,5 куб. См
Диаметр цилиндра: 97 мм
Ход поршня: 40,52 мм
Степень сжатия: 13,0
Вес: 95 кг (нормативы)
Максимальная мощность: 747 л.с.
Макс.об / мин: 19000 об / мин (регулирование)
Ресурс двигателя: 1350 км

Honda вернется в Формулу-1 в 2015 году с совершенно новым двигателем V6 в кузове автомобилей команды McLaren.Двигатель будет производиться в Японии и запускаться на новом заводе

Невероятная эволюция двигателей Формулы-1 | Трек Evolution

Добро пожаловать в новую серию Track Evolution, в которой мы демонстрируем невероятные инновации F1 на протяжении многих лет. Показывает, как развивались инженерия, автомобили и трассы Формулы-1.

Мы собираемся познакомить вас с двигателями каждого десятилетия F1, а также выбрать ключевые инновации, которые привели нас к сегодняшнему дню, когда у F1 одни из самых эффективных двигателей на планете.

Итак, как двигатели F1 изменились с годами? Какой из них был самым сильным? И какие прорывы были сделаны в сегодняшних двигателях?

1950-е годы

В автомобилях F1 1950-х годов использовались всевозможные двигатели, от рядных четырехцилиндровых двигателей, изготовленных по индивидуальному заказу, до довоенных восьмицилиндровых двигателей. Единственными правилами были ограничения на рабочий объем двигателя: 4,5 л, если он был без наддува, и 1,5 л, если вы установили нагнетатель.

Они производили около 425 лошадиных сил, то есть 94 лошадиных силы на литр.О, и следите за этим числом на протяжении всего видео.

В 1954 году были ужесточены ограничения и разрешены только атмосферные двигатели объемом 2,5 литра, что снизило мощность до 290 лошадиных сил. Тем не менее, команды проявили изобретательность в компоновке двигателей, сохранив сравнительно высокую эффективность.

Это были одни из лучших лет для разнообразия в Формуле 1: если вы посмотрите сквозь сетку, там были рядные 4 и 8, V12 и 16 и даже огромный V-образный твин!

Однако все они были невероятно тяжелыми, а это означало, что автомобили вырабатывали огромную недостаточную поворачиваемость, что заставляло водителей нейтрализовать это, в основном дрейфуя на поворотах.

Это было также десятилетие, когда F1 впервые использовала двигатели средней установки с Cooper T43. Это позволило избавиться от значительной недостаточной поворачиваемости, создаваемой передними двигателями, поскольку они поместили центр тяжести дальше в автомобиле, что, естественно, привело к большему балансу избыточной поворачиваемости.

1960-е годы

Переходя к 60-м годам, когда FIA беспокоилась о скорости машин, когда они проезжали более 180 миль на галлон на прямых, и не забывайте об отсутствии защиты от столкновений в то время.

FIA ввела ограничение в 1,5-литровые двигатели, которые первоначально выдавали только 150 лошадиных сил, но за пару лет эта цифра быстро увеличилась до 250 лошадиных сил.

Они были невероятно маломощными, а это означало, что дорожные автомобили и автомобили GT того времени были намного быстрее, чем F1.

Однако время круга было фактически меньше из-за ограничений двигателя, поскольку это заставило команды сосредоточиться на подвеске и аэродинамических факторах.

В основном использовались двигатели V8, но команды начали экспериментировать с более широкими углами Vee, чтобы разместить двигатель ниже в автомобиле, улучшая управляемость.

Это была также эпоха, когда Формула 1 начала использовать двигатели в качестве «напряженных элементов», по сути делая двигатель частью шасси, а не привинчивая двигатель к шасси. Ferrari были первыми, кто сделал это после вдохновения Lancia.

В 66 году FIA вернула немного мощности автомобилям, стремясь снова стать самыми быстрыми гоночными автомобилями. Они увеличили объем двигателя до 3 литров NA или 1,5 литра в сжатом состоянии.

Команды в основном использовали двигатели V8 средней установки, которые производили около 500 лошадиных сил.Однако некоторые команды экспериментировали с большими inline 4s и даже с h26.

Ага, h26 — наверное, самый безумный двигатель в истории Формулы 1.

BRM пришла в голову идея скрепить вместе два двигателя V8 из прошлого сезона.

Было разумно взять два очень хороших 1,5-литровых двигателя и сделать 3-литровый h26. Тем не менее, он был признан очень амбициозным, но в конечном итоге неисправным двигателем.

Он потреблял больше топлива, требовал намного больше масла и был настолько сложным и ненадежным, что вызвал 27 отказов в 40 гонках, в которых он принимал участие.

1970-е годы

В 70-х годах они нашли лучший способ создать низкий плоский двигатель. Они начали играть с идеей 180º V12. По сути, это Flat 12. Это позволило им установить двигатель низко, перенести центр тяжести вниз и очистить поток воздуха к заднему крылу.

По мере того, как аэродинамика становилась все большей и большей частью спорта, мощность двигателя становилась все более серьезной проблемой, поскольку автомобили начали производить все больше и больше сопротивления.

Правила оставались довольно неизменными в течение 70-х годов.С 3-х литровым NA и 1,5-литровыми турбодвигателями допускается. И большинство команд добились большего успеха с двигателями без наддува.

До тех пор, пока Renault не выпустила 1,5-литровый V6 в своем RS01 в ​​1977 году и положила начало невероятной турбо-эре Формулы 1. Первоначально он производил 500 лошадиных сил, но вскоре увеличился до 700. [466HP / L]

У него также был впрыск воды, так как невероятный нагрев мог вызвать перегрев в двигателе, что могло привести к преждевременному воспламенению топлива и взрыву двигателя, что было довольно регулярным явлением.

В течение следующих нескольких лет практически вся команда приняла аналогичную конструкцию, а некоторые даже начали использовать толуол в качестве топлива для автомобилей. Это экзотическое топливо в сочетании с почти 5,5 бар наддува означало, что автомобили могли развивать мощность до 1400 лошадиных сил примерно за 5 кругов, прежде чем взорваться.

Таким образом, команды увеличивают ускорение перед квалификацией и просто заменяют двигатель перед гонкой. Это действительно означало, что им пришлось выключить двигатели, чтобы продержаться полную гонку, поэтому они выдавали около 800 л.с. в гоночной комплектации.

Эта мощность в сочетании с системами Ground Effect взлетела до невероятной скорости, что сделало спорт намного более опасным. Они также были заведомо трудны в управлении, так как турбонагнетатель обеспечивал всю мощность в одном куске.

1990-е годы

F1 стал без турбонаддува в 1989 году, когда они представили 3,5-литровый безнаддувный двигатель. Это сильно разделило поле, поскольку командам пришлось строить совершенно новые двигатели, чтобы соответствовать правилам.

Все они следовали V-образному формату, но не пришли к единому мнению о правильном количестве цилиндров.Honda была лучшей из всех, производя около 675 лошадиных сил от двигателя V10.

Вы заметите, что это была первая эпоха, в которой мощность в лошадиных силах на литр была ниже, чем в предыдущую — однако турбины были запрещены, экзотические виды топлива были запрещены, и были более жесткие правила в отношении количества двигателей, разрешенных в выходные дни.

Однако турбо-эра преподала командам несколько ценных уроков. Они разрабатывали компоненты двигателя, в которых использовались экзотические материалы, такие как титан и бериллий.

Они были необходимы для безумных сил, создаваемых турбодвигателями, однако теперь их можно было использовать для уменьшения веса и увеличения числа оборотов.

Чтобы получить больше мощности от двигателя без наддува, обычно требуется очень высокая частота вращения. Хонда могла развивать 14 000 об / мин из-за управления пневматическим клапаном.

Подумайте только, поскольку двигатель работает быстрее, клапаны также должны двигаться быстрее. Время также становится труднее контролировать с помощью традиционного распределительного вала. Поэтому Honda использовала воздух высокого давления для более точного перемещения клапанов, и эта система используется до сих пор.

К концу 90-х двигатели увеличили мощность примерно до 800 лошадиных сил и вернулись к той же мощности, что и автомобили с турбонаддувом.

2000-е

В 2000-е годы правила широко использовались для контроля скорости. С 1995 года они использовали 3-литровые безнаддувные двигатели, а также запретили экзотические сплавы, которые широко использовались в 90-х годах.

V10 был той формацией, на которую все приземлились, он имел такую ​​же мощность, как V12, но надежность и меньший расход топлива, чем у V8.Они производили около 900 лошадиных сил, что составляет 300 лошадиных сил на литр.

У них также была дополнительная сложность, заключающаяся в том, что сначала нужно было продержаться в течение всего гоночного уик-энда, затем двух и до шести гонок.

В 2009 году был представлен KERS. Система рекуперации кинетической энергии, она может регенерировать энергию от задних тормозов и развивать до 80 лошадиных сил в течение примерно 6 секунд на круг. Тем не менее, это привело к снижению веса, поэтому команды довольно медленно внедряли эту систему.

Однако на самом деле это был тест 2014 года.

2010-е годы

Это, по сути, правила, которые у нас есть сегодня, 1,6-литровые двигатели V6 с одним турбонагнетателем.

Это пришло из того времени, когда производители автомобилей производили все более и более экономичные двигатели для своих дорожных автомобилей, но все еще разрабатывали массивные двигатели V8 для своих команд Формулы-1. Поэтому FIA обратила внимание команды на гибридные технологии в надежде, что они попадут в дорожные автомобили будущего.