Формула 1 моторы устройство

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.

Видео:У кого самый мощный двигатель в Ф-1 в 2022?Скачать

Двигатели Формулы-1 — Formula One engines

С момента своего создания в 1947 году Формула-1 использовала множество правил для двигателей . «Формулы», ограничивающие объем двигателя, регулярно использовались в гонках Гран-при после Первой мировой войны . Формулы двигателей разделены по эпохам.

Видео:СЕКРЕТЫ СОВРЕМЕННОЙ F1! ТЕХНОЛОГИИ ВОЛГИ, 1330+л.с на тонну! Устройство двигателя!Скачать

Операция

Формула-1 в настоящее время использует 1,6-литровый четырехтактный двигатель V6 с турбонаддувом, 90 градусов, с двойным верхним распределительным валом (DOHC), поршневые двигатели . Они были представлены в 2014 году и разрабатывались в течение последних сезонов.

Мощность, которую производит двигатель Формулы-1, создается при работе на очень высокой скорости вращения, до 12 000 оборотов в минуту (об / мин). Это контрастирует с двигателями дорожных автомобилей аналогичного размера, которые обычно работают со скоростью менее 6000 об / мин. Базовая конфигурация безнаддувного двигателя Формулы-1 не претерпела значительных изменений со времен Cosworth DFV 1967 года, и среднее эффективное давление оставалось на уровне около 14 бар MEP. До середины 1980-х годов двигатели Формулы-1 были ограничены до 12 000 об / мин из-за традиционных металлических пружин клапана, используемых для закрытия клапанов. Скорость, необходимая для приведения в действие клапанов двигателя на более высоких оборотах, требовала все более жестких пружин, что увеличивало потери мощности для привода распределительного вала и клапанов до такой степени, что потеря мощности почти компенсировала выигрыш в мощности за счет увеличения оборотов в минуту. Они были заменены на пневматические пружины клапана, представленные Renault в 1986 году, которые по своей природе имеют повышающуюся скорость (прогрессивную скорость), что позволило им иметь чрезвычайно высокую жесткость пружины при больших ходах клапана без значительного увеличения требований к приводной мощности при меньших ходах, тем самым снижая общая потеря мощности. С 1990-х годов все производители двигателей Формулы-1 использовали пневматические клапанные пружины с сжатым воздухом, позволяющие двигателям развивать скорость более 20 000 об / мин.

Видео:Двигатель за 11млн$!!! на чем едет формула 1?Скачать

Короткоходный двигатель

В автомобилях Формулы-1 используются короткоходные двигатели. Для работы на высоких оборотах двигателя ход должен быть относительно коротким, чтобы предотвратить катастрофическое повреждение, обычно из-за шатуна , который испытывает очень большие нагрузки на этих скоростях. Короткоходный двигатель означает, что для достижения рабочего объема 1,6 литра требуется относительно большой диаметр цилиндра . Это приводит к менее эффективному такту сгорания, особенно при более низких оборотах.

В дополнение к использованию пневматических пружин клапана , высокая мощность двигателя Формулы-1 стала возможной благодаря достижениям в области металлургии и дизайна, что позволило более легким поршням и шатунам выдерживать ускорения, необходимые для достижения таких высоких скоростей. Улучшенная конструкция также позволяет более узкие концы шатунов и коренные подшипники. Это обеспечивает более высокие обороты и меньшее тепловыделение, вызывающее повреждение подшипников. Для каждого хода поршень от виртуального упора доходит почти до удвоенной средней скорости (примерно 40 м / с), а затем возвращается к нулю. Это происходит один раз для каждого из четырех тактов цикла: один впуск (вниз), один сжатие (вверх), один мощность (при выключении зажигания), один выпуск (вверх). Максимальное ускорение поршня происходит в верхней мертвой точке и находится в районе 95 000 м / с 2 , что примерно в 10 000 раз больше стандартной силы тяжести (10 000 g ).

Видео:Двигатель формулы 1 мото исполнение!Скачать

История

Двигатели Формулы-1 на протяжении многих лет проходили через множество правил, производителей и конфигураций.

1947–1953 гг.

В эту эпоху использовались довоенные правила для двигателей Voiturette с атмосферными двигателями объемом 4,5 л и наддувом объемом 1,5 л . Индианаполис 500 (который был раунд Чемпионата мира водителей с 1950 годом) использовал довоенные Граны правил, с 4,5 л атмосферного и 3,0 л с наддувом. Диапазон мощности составлял до 425 л.с. (317 кВт), хотя BRM Type 15 1953 года, как сообщается, достиг 600 л.с. (447 кВт) с 1,5-литровым двигателем с наддувом.

В 1952 и 1953 годах чемпионат мира среди пилотов проводился в соответствии с правилами Формулы-2 , но существующие правила Формулы-1 оставались в силе, и в те годы все еще проводились гонки Формулы-1.

1954–1960 гг.

Объем двигателя без наддува был уменьшен до 2,5 л, а объем автомобилей с наддувом был ограничен до 750 куб. Ни один конструктор не построил двигатель с наддувом к чемпионату мира. Indianapolis 500 продолжал использовать старые правила довоенных. Диапазон мощности был до 290 л.с. (216 кВт).

1961–1965

Представленная в 1961 году на фоне некоторой критики, новая формула с уменьшенным двигателем объемом 1,5 л взяла под контроль Формулу-1, так же как каждая команда и производитель перешли с передних на среднемоторные автомобили. Хотя изначально они были недостаточно мощными, к 1965 году средняя мощность увеличилась почти на 50%, а время круга было быстрее, чем в 1960 году. Старая формула объемом 2,5 литра была сохранена для международных гонок Формулы, но она не достигла большого успеха до тех пор, пока не появилась модель Серия Tasman Series в Австралии и Новой Зеландии в течение зимнего сезона, в результате чего автомобили объемом 1,5 л стали самыми быстрыми одноместными автомобилями в Европе за это время. Диапазон мощности составлял от 150 л.с. (112 кВт) до 225 л.с. (168 кВт).

Читайте также: Мотор омывателя фар митсубиси грандис

1966–1986

В 1966 году, когда появились спортивные автомобили, способные обогнать автомобили Формулы-1 благодаря гораздо более крупным и мощным двигателям, FIA увеличила объем двигателя до 3,0 л атмосферных и 1,5 л сжатых двигателей. Хотя несколько производителей требовали двигателей большего размера, переход не был гладким, и 1966 год стал переходным годом, когда несколько новичков использовали версии двигателей BRM и Coventry-Climax V8 объемом 2,0 л. Появление серийного производства Cosworth DFV в 1967 году позволило небольшим производителям присоединиться к серии с шасси собственной разработки. Компрессионные устройства были разрешены впервые с 1960 года, но только в 1977 году компания фактически имела финансирование и заинтересованность в их создании, когда Renault представила свой новый двигатель Gordini V6 с турбонаддувом на Гран-при Великобритании того года в Сильверстоуне. Этот двигатель имел значительное преимущество по мощности по сравнению с атмосферными двигателями Cosworth DFV, Ferrari и Alfa Romeo. К началу 1980-х годов Renault доказала, что турбонаддув — это способ оставаться конкурентоспособным в Формуле-1, особенно на высотных трассах, таких как Кьялами в Южной Африке и Интерлагос в Бразилии. Ferrari представила свой абсолютно новый V6 двигатель с турбонаддувом в 1981 году, прежде, чем владелец Brabham Берни Экклстоун удалось убедить BMW изготовить прямо-4 Турбины для своей команды с 1982 года. В 1983 году Alfa Romeo представила турбонаддув V8, а к концу того же года Honda и Porsche представили свои собственные турбины V6 (последняя получила название TAG в знак уважения к компании, предоставившей финансирование). Cosworth и итальянский концерн Motori Moderni также производили турбины V6 в течение 1980-х годов, в то время как Hart Racing Engines производила свои собственные четырехцилиндровые турбины . К середине 1985 года каждый автомобиль Формулы-1 был оснащен двигателем с турбонаддувом. Рядный четырехцилиндровый двигатель BMW с турбонаддувом M12 / 13 производил около 1400–1500 л.с. (1040–1120 кВт) при давлении наддува более 5 бар в квалификационной комплектации, но был настроен на мощность 850–900 л.с. (630–670 кВт) в спецификация расы. Он работает на Brabham BT52 в 1983 году , с помощью которого Нельсон Пике выиграл чемпионат этого года водителей. К 1986 году показатели мощности достигли беспрецедентного уровня: все двигатели достигли более 1000 л.с. (750 кВт) во время квалификации с неограниченным давлением турбонаддува. Это было особенно заметно на двигателях BMW автомобилей Benetton , достигающих 1400 л.с. (1040 кВт) при давлении наддува 5,5 бар во время квалификации. Однако эти двигатели и коробки передач были очень ненадежными из-за огромной мощности двигателя и продержались всего около четырех кругов. В гонке усиление турбонагнетателя было ограничено, чтобы гарантировать надежность двигателя; Но двигатели по-прежнему выдавали 850–1000 л.с. (630–750 кВт) во время гонки. Диапазон мощности с 1966 по 1986 год составлял от 285 л.с. (210 кВт) до 500 л.с. (370 кВт), с турбонаддувом от 500 л.с. (370 кВт) до 900 л.с. (670 кВт) в гоночной конфигурации и в квалификации до 1400 л.с. ( 1040 кВт). Следуя своему опыту в Индианаполисе, в 1971 году Lotus провела несколько неудачных экспериментов с турбиной Pratt & Whitney, установленной на шасси, которое также имело полный привод .

1987–1988

После доминирования турбонаддува принудительная индукция была разрешена в течение двух сезонов, прежде чем ее окончательно запретили. Правила FIA ограничивали давление наддува до 4 бар в квалификации 1987 г. для 1,5 л турбонаддува; и позволил более крупную формулу на 3,5 л. В эти сезоны по-прежнему преобладали двигатели с турбонаддувом: Honda RA167E V6 поставляла Нельсона Пике, выигравшего сезон Формулы-1 1987 года на Williams, также выигравшая чемпионат конструкторов, затем TAG -Porsche P01 V6 в McLaren, затем снова Honda с предыдущим RA166E для Lotus, затем Собственный двигатель Ferrari 033D V6.

Остальная часть энергосистемы была оснащена турбодвигателем Ford GBA V6 в Benetton с единственным безнаддувным двигателем, производным от DFV Ford-Cosworth DFZ 3,5 л V8 мощностью 575 л.с. (429 кВт) в Тиррелле , Лола , AGS , март. и Колони . Массивно-мощный рядный четырехцилиндровый BMW M12 / 13, установленный в Brabham BT55, наклонен почти горизонтально и в вертикальном положении под брендом Megatron в Arrows и Ligier , вырабатывая 900 л.с. (670 кВт) при 3,8 бар в гоночной версии в гоночной комплектации, и невероятные 1,400–1,500 л.с. (1 040–1120 кВт) при давлении 5,5 бар в квалификационной спецификации. Zakspeed строил свой собственный рядный четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом, Alfa Romeo должна была установить на Ligiers рядный четырехцилиндровый двигатель, но сделка сорвалась после того, как были проведены первоначальные испытания. Alfa по-прежнему была представлена ​​своим старым 890T V8, используемым Osella , а Minardi оснащалась двигателем Motori Moderni V6.

В 1988 году шесть команд — McLaren, Ferrari, Lotus, Arrows, Osella и Zakspeed — продолжили выпуск двигателей с турбонаддувом, теперь ограниченных до 2,5 бар. Двигатель Honda с турбонаддувом V6, RA168E, который в квалификации выдавал 685 л.с. (511 кВт) при 12300 об / мин, приводил в действие McLaren MP4 / 4, на котором Айртон Сенна и Ален Прост выиграли пятнадцать из шестнадцати гонок между собой. Гран-при Италии выиграл Герхард Бергер на Ferrari F1 / 87 / 88C , оснащенном собственным турбонаддувом V6, 033E, мощностью около 620 л.с. (462 кВт) при 12 000 об / мин в квалификации. Honda Turbo также приводила в действие Lotus 100T , в то время как Arrows продолжил выпуск турбомотора BMW под маркой Megatron, Osella продолжил Alfa Romeo V8 (теперь под маркой Osella), а Zakspeed продолжил свой собственный турбо-привод с прямыми четырьмя двигателями. Все остальные команды использовали безнаддувные двигатели V8 объемом 3,5 л: Benetton использовал Cosworth DFR, который производил 585 л.с. (436 кВт) при 11 000 об / мин; Уильямс, Марч и Лижье использовали Джадд CV, производивший 600 л.с. (447 кВт); а остальная часть сети использовала 575 л.с. (429 кВт) предыдущего года Cosworth DFZ.

1989–1994

Турбокомпрессоры были запрещены в сезоне Формулы-1 1989 года , оставив только безнаддувную формулу объемом 3,5 л. Honda по-прежнему доминировала со своим RA109E 72 ° V10, выдававшим 685 л.с. (511 кВт) при 13 500 об / мин на автомобилях McLaren , что позволило Просту выиграть чемпионат перед своим товарищем по команде Сенной. Позади был Renault RS01 с двигателем Williams с двигателем V10 67 °, выдающим 650 л.с. (485 кВт) при 13 300 об / мин. Ferrari с его 035/5 65 ° V12, развивающим 660 л.с. (492 кВт) при 13000 об / мин. Сзади сеть питалась в основном от Ford Cosworth DFR V8 мощностью 620 л.с. (462 кВт) при 10750 об / мин, за исключением нескольких автомобилей Judd CV V8 в автомобилях Lotus, Brabham и EuroBrun , а также двух чудаков: 620 л.с. (460 кВт) Lamborghini 3512. 80 ° V12, приводящий в движение Lola, и 560 л.с. (420 кВт) Yamaha OX88 75 ° V8 в автомобилях Zakspeed. Ford начал опробовать свой новый дизайн, 75 ° V8 HBA1 с Benetton.

В сезоне Формулы-1 1990 года снова доминировала Honda в McLarens с 690 л.с. (515 кВт) при 13 500 об / мин RA100E, приводившими в действие Айртона Сенны и Герхарда Бергера, опередив 680 л.с. (507 кВт) при 12750 об / мин Ferrari Tipo 036 Алена Проста и Найджела. Мэнселл . Следом за ними лидировали Ford HBA4 для Benetton и Renault RS2 для Williams с 660 л.с. (492 кВт) при 12800 об / мин, оснащенные двигателями Ford DFR и Judd CV. Исключением были Lamborghini 3512 в моделях Lola и Lotus, а также новый Judd EV 76 ° V8 мощностью 640 л.с. (477 кВт) при 12500 об / мин в автомобилях Leyton House и Brabham. Двумя новыми претендентами были Life, которая построила для себя F35 W12 с тремя рядами цилиндров по 60 °, и Subaru, предоставившая Coloni 1235 Flat-12 от Motori Moderni.

Honda по-прежнему лидировала в сезоне Формулы-1 1991 года на McLaren Сенны с 725–760 л.с. (541–567 кВт) при 13 500–14 500 об / мин 60 ° V12 RA121E, опережая Williams с двигателем Renault RS3, развивающий 700 л.с. (520 кВт). @ 12500 об. / Мин. Ferrari отстала со своим Tipo 037, новым 65-градусным двигателем V12, развивающим 710 л.с. (529 кВт) при 13 800 об / мин, также оснащенным Minardi , опережая Ford HBA4 / 5/6 на автомобилях Benetton и Jordan. Позже Тиррелл использовал предыдущую Honda RA109E, Джадд представил свой новый GV, а Dallara оставил предыдущий электромобиль Lotus, Yamaha передала свой 660 л.с. (492 кВт) OX99 70 ° V12 компании Brabham, двигатели Lamborghini использовали Modena и Ligier. Ilmor представил свой LH10, ​​двигатель V10 мощностью 680 л.с. (507 кВт) при 13000 об / мин, который в конечном итоге стал Mercedes с Leyton House, а Porsche поставил небольшой успешный V12 3512 для Footwork Arrows ; остальное поле было оснащено двигателем Ford DFR.

В 1992 году двигатели Renault стали доминирующими, особенно после ухода из спорта Honda в конце 1992 года. Двигатели Renault V10 объемом 3,5 л, которыми оснащена команда Williams F1, вырабатывали мощность 750–820 л.с. (559–611). кВт, 760-831 л.с.) @ 13000 — 14500 оборотов в минуту к концу 3,5 л Безнаддувный эры, между 1992 и 1994 Renault-двигателями автомобилей выиграл чемпионат за последние три последовательных мировых конструкторов на 3,5 л формулы эпохи с Williams (1992–1994).

Peugeot A4 V10 , используемый McLaren Formula One команды в 1994 году, первоначально разработанный 700 л.с. (522 кВт; 710 PS) @ 14250 оборотов в минуту. Позже он был доработан в A6, который производил еще большую мощность, развивая 760 л.с. (567 кВт; 771 л.с.) при 14 500 об / мин.

Форд EC Zetec-R V8 , который работает в чемпионате наград Benetton команды и Михаэля Шумахера в 1994 году, произвел между 730-740 л.с. (544-552 кВт; 740-750 л.с.) @ 14500 оборотов в минуту.

Читайте также: Ямаха лодочные моторы 1997 года

К концу сезона 1994 года Ferrari Tipo 043 V12 выдавал около 850 л.с. (634 кВт) при 15 800 об / мин, что на сегодняшний день является самым мощным безнаддувным двигателем V12, когда-либо использовавшимся в Формуле-1.

1995–2005

В эту эпоху использовалась формула 3,0 л с диапазоном мощности, изменяющимся (в зависимости от настройки двигателя), от 650 л.с. (485 кВт) до 1000 л.с. (746 кВт), в зависимости от числа оборотов в минуту , и от восьми до двенадцати цилиндров. Renault был первым доминирующим поставщиком двигателей с 1995 по 1997 год, выиграв первые три чемпионата мира вместе с Williams и Benetton в то время. Победивший в чемпионате в 1995 году Benetton B195 выдавал мощность от 675 до 750 л.с. (503,3–559,3 кВт), а победивший в чемпионате 1996 года Williams FW18 выдавал 755 л.с. (563,0 кВт), оба от общего двигателя Renault RS9 3,0 л V10 . Победивший в чемпионате 1997 года FW19 выдавал около 760 л.с. (566,7 кВт) при 16000 об / мин от своего 3,0-литрового двигателя V10 Renault RS9B. Большинство автомобилей с 1995 по 2000 год производили постоянную мощность от 700 до 800 л.с. Большинство автомобилей Формулы-1 в течение сезона 1997 года с комфортом выдавали стабильную выходную мощность 740–760 л.с. (551,8–566,7 кВт) при 16 000 об / мин. С 1998 по 2000 год именно благодаря мощи Mercedes Мика Хаккинен выиграл два чемпионата мира. McLaren MP4 / 14 1999 года производил от 785 до 810 л.с. при 17000 об / мин. Ferrari постепенно улучшала свой двигатель. В 1996 году они перешли с традиционного двигателя V12 на более компактный и легкий двигатель V10. Они предпочли надежность мощности, изначально проиграв Mercedes с точки зрения абсолютной мощности. Первый двигатель Ferrari V10, выпущенный в 1996 году, выдавал 715 л.с. (533 кВт) при 15 550 об / мин, по сравнению с их самым мощным двигателем V12 объемом 3,5 л (в 1994 г.), который выдавал более 830 л.с. (619 кВт) при 15 800 об / мин. мощность от их последнего 3,0-литрового V12 (в 1995 году), который производил 700 л.с. (522 кВт) при 17000 об / мин. На Гран-при Японии в 1998 году двигатель Ferrari 047D выдавал более 800 л.с. (600 кВт). С 2000 года им всегда хватало мощности и надежности.

BMW начала поставлять свои двигатели для Williams с 2000 года. Двигатель был очень надежным в первом сезоне, хотя и немного уступал по мощности по сравнению с агрегатами Ferrari и Mercedes. В сезоне 2000 года Williams FW22 с двигателем BMW E41 выдавал около 810 л.с. при 17 500 об / мин. BMW пошла прямо вперед с разработкой двигателя. P81, использовавшийся в сезоне 2001 года, мог развивать 17 810 об / мин. К сожалению, надежность была большой проблемой из-за нескольких взрывов в течение сезона.

BMW P82, двигатель, использовавшийся командой BMW WilliamsF1 в 2002 году, достиг максимальной скорости 19 050 оборотов в минуту на завершающей стадии своего развития. Кроме того, это был первый двигатель 3,0-литрового двигателя V10, преодолевший рубеж 19 000 об / мин во время квалификации Гран-при Италии 2002 года . Двигатель BMW P83, использовавшийся в сезоне 2003 года, развивал впечатляющие 19 200 об / мин и преодолел отметку в 900 л.с. (670 кВт), при мощности около 940 л.с. и весил менее 200 фунтов (91 кг). Honda RA003E V10 также преодолела отметку в 900 л.с. (670 кВт) на Гран-при Канады 2003 года .

В 2005 году двигатель V10 объемом 3,0 л допускал не более 5 клапанов на цилиндр. Кроме того, FIA ввела новые правила, ограничивающие каждую машину одним двигателем на два уик-энда Гран-при, делая упор на повышение надежности. Несмотря на это, выходная мощность продолжала расти. Двигатели Mercedes в этом сезоне имели около 930 л.с. (690 кВт). Двигатели Renault, Ferrari и BMW производили от 900 л.с. (670 кВт) до 950 л.с. (710 кВт) при 19000 об / мин. У Honda было около 965 л.с. (720 кВт). По словам исполнительного вице-президента Toyota Motorsport Йошиаки Киношита, двигатели Toyota имели около 1000 л.с. (750 кВт) . Однако в целях надежности и долговечности этот показатель мощности мог быть отрегулирован примерно до 940 л.с. (700 кВт) для гонок.

2006–2013 гг.

В 2006 году двигатели должны были быть 90 ° V8 максимальной мощностью 2,4 литра с диаметром цилиндра 98 мм (3,9 дюйма), что подразумевает ход поршня 39,8 мм (1,57 дюйма) при максимальном диаметре цилиндра. Двигатели должны иметь два впускных и два выпускных клапана на цилиндр, быть безнаддувными и иметь минимальный вес 95 кг (209 фунтов). Двигатели предыдущего года с ограничителем оборотов были разрешены на 2006 и 2007 годы для команд, которые не смогли приобрести двигатель V8, а Scuderia Toro Rosso использовала Cosworth V10 после того, как Red Bull захватила бывшую команду Minardi , не включив новые двигатели. . В сезоне 2006 года были зафиксированы самые высокие пределы оборотов в истории Формулы-1 — более 20 000 об / мин; до того, как в 2007 году для всех конкурентов был введен обязательный ограничитель оборотов на 19 000 об / мин. Cosworth смог достичь чуть более 20 000 об / мин со своим V8, а Renault — около 20 500 об / мин. Хонда сделала то же самое; правда, только на динамометрическом стенде.

Предварительное охлаждение воздуха перед его поступлением в цилиндры, впрыск любых веществ, кроме воздуха и топлива, в цилиндры, впускные и выпускные системы с изменяемой геометрией , а также регулируемые фазы газораспределения были запрещены. Каждый цилиндр мог иметь только одну топливную форсунку и одну свечу искрового зажигания . Отдельные пусковые устройства использовались для запуска двигателей в шахтах и ​​на сетке. Картер и блок цилиндров должны были быть из литых или деформируемых алюминиевых сплавов. Коленчатый вал и распределительные валы должны были быть из сплава железа , поршни — из алюминиевого сплава, а клапаны — из сплавов на основе железа , никеля , кобальта или титана . Эти ограничения были введены для снижения затрат на разработку двигателей.

Уменьшение мощности было разработано таким образом, чтобы снизить мощность трехлитровых двигателей примерно на 20%, чтобы снизить увеличивающуюся скорость автомобилей Формулы-1. Несмотря на это, во многих случаях характеристики автомобиля улучшились. В 2006 году Toyota F1 объявила о мощности своего нового двигателя RVX-06 примерно 740 л.с. (552 кВт) при 18 000 об / мин, но реальные цифры, конечно, получить трудно. Большинство автомобилей этого периода (2006-2008 гг.) Выдавали обычную выходную мощность примерно от 730 до 785 л.с. при 19 000 об / мин (более 20 000 об / мин в сезоне 2006 г. ).

Спецификация двигателя была заморожена в 2007 году, чтобы снизить затраты на разработку. Двигатели, которые использовались в Гран-при Японии 2006 года, использовались в сезонах 2007 и 2008 годов, и их скорость была ограничена 19 000 об / мин. В 2009 году ограничение было снижено до 18 000 об / мин, и каждому водителю разрешалось использовать максимум 8 двигателей в течение сезона. Любой гонщик, которому нужен дополнительный двигатель, получает 10 мест на стартовой решетке в первой гонке, в которой используется двигатель. Это увеличивает важность надежности, хотя эффект заметен только к концу сезона. Некоторые конструктивные изменения, направленные на повышение надежности двигателя, могут быть внесены с разрешения FIA. Это привело к тому, что некоторые производители двигателей, особенно Ferrari и Mercedes, использовали эту способность, внося изменения в конструкцию, которые не только повышают надежность, но и в качестве побочного эффекта увеличивают выходную мощность двигателя. Поскольку двигатель Mercedes оказался самым мощным, FIA разрешила перенастройку двигателей, чтобы позволить другим производителям соответствовать мощности.

2009 год ознаменовался уходом Honda из Формулы-1. Команду приобрел Росс Браун , создав Brawn GP и BGP 001 . Из-за отсутствия двигателя Honda Brawn GP переоборудовали двигатель Mercedes на шасси BGP 001. Команда с новым брендом выиграла чемпионат конструкторов и чемпионат пилотов у более известных и хорошо зарекомендовавших себя соперников Ferrari, McLaren-Mercedes и Renault.

Cosworth , отсутствовавший с сезона 2006 года , вернулся в 2010 году. Новые команды Lotus Racing , HRT и Virgin Racing , наряду с уже существующей Williams , использовали этот двигатель. В этом сезоне также отказались от двигателей BMW и Toyota , поскольку автомобильные компании вышли из Формулы-1 из-за рецессии.

В 2009 году строителям было разрешено использовать системы рекуперации кинетической энергии (KERS), также называемые рекуперативными тормозами . Энергия может храниться в виде механической энергии (как в маховике) или в виде электрической энергии (как в батарее или суперконденсаторе) с максимальной мощностью 81 л.с. (60 кВт; 82 л.с.). В какой-то момент сезона им пользовались четыре команды: Ferrari, Renault, BMW и McLaren.

Хотя KERS по-прежнему был разрешен в Формуле-1 в сезоне 2010 года, все команды согласились не использовать его. KERS вернулся в сезон 2011 года, когда только три команды решили не использовать его. В сезоне 2012 года без KERS выступали только Marussia и HRT, а в 2013 году все команды в сетке имели KERS. С 2010 по 2013 год автомобили имеют обычную мощность 700–800 л.с., в среднем около 750 л.с. при 18 000 об / мин.

2014–2021 гг.

FIA объявила о замене двигателей V8 объемом 2,4 литра на двигатели V6 объемом 1,6 литра в сезоне 2014 года . Новые правила разрешают использование систем рекуперации кинетической и тепловой энергии . Принудительная индукция теперь разрешена, и вместо ограничения уровня наддува вводится ограничение расхода топлива на уровне 100 кг бензина в час максимум. Они звучали совсем иначе из-за нижнего предела оборотов (15 000 об / мин) и турбокомпрессора. Хотя нагнетатели разрешены, все конструкторы решили использовать турбонаддув.

Читайте также: Мотор 110 кубов орион

Новая формула позволяет использовать двигатели с турбонаддувом , которые последний раз появлялись в 1988 году . Их эффективность улучшена за счет турбо-компаундирования за счет рекуперации энергии из выхлопных газов. Первоначальное предложение четырехцилиндровых двигателей с турбонаддувом не приветствовалось гоночными командами, в частности Ferrari. Адриан Ньюи заявил во время Гран-при Европы 2011 года, что переход на двигатель V6 позволяет командам использовать двигатель в качестве напряженного элемента , тогда как для рядного 4-го двигателя потребовалась бы пространственная рама. Был достигнут компромисс, разрешив вместо этого использовать двигатели с принудительным впуском V6. Двигатели редко превышают 12 000 об / мин во время квалификации и гонки из-за новых ограничений расхода топлива.

Системы рекуперации энергии, такие как KERS, имели прирост 160 л.с. (120 кВт) и 2 мегаджоуля за круг. КЭРС был переименован в Мотор-генераторный агрегат-кинетический ( МГУ-К ). Также были разрешены системы рекуперации тепловой энергии под названием Motor Generator Unit – Heat ( MGU-H ).

Сезон 2015 года стал улучшением по сравнению с 2014 годом, увеличив мощность большинства двигателей примерно на 30–50 л.с. (20–40 кВт), из которых самый мощный двигатель Mercedes — 870 л.с. (649 кВт). В 2019 году заявленная мощность двигателя Renault в квалификационных гонках составила 1000 л.с.

Из предыдущих производителей только Mercedes, Ferrari и Renault производили двигатели по новой формуле в 2014 году, тогда как Cosworth прекратил поставки двигателей. Honda вернулась в 2015 году со своим собственным двигателем, в то время как McLaren использовала мощность Honda, заменив мощность Mercedes в 2014 году. В 2019 году Red Bull перешла с двигателя Renault на двигатель Honda. Honda поставляет как Red Bull, так и AlphaTauri. В конце 2021 года Honda должна выйти из числа поставщиков силовых агрегатов , а Red Bull возьмет на себя проект и будет производить двигатель на собственном предприятии.

2022 год и далее

В 2017 году FIA начала переговоры с существующими конструкторами и потенциальными новыми производителями по следующему поколению двигателей с предполагаемой датой ввода в эксплуатацию в 2021 году, но отложенной до 2022 года . Первоначальное предложение было разработано, чтобы упростить конструкцию двигателей, сократить расходы, продвигать новые модели и устранить критику в адрес двигателей поколения 2014 года. Он призвал сохранить 1,6-литровую конфигурацию V6, но отказался от сложной системы Motor Generator Unit – Heat ( MGU-H ). Генератор двигателя Блок-Kinetic ( МГУ-K ) будет более мощным, с большим акцентом на развертывании водителя и более гибкого внедрения для обеспечения тактического использования. Предложение также призывало к введению стандартизированных компонентов и конструктивных параметров, чтобы компоненты, производимые всеми производителями, были совместимы друг с другом в системе, получившей название «включай и работай». Было также внесено еще одно предложение о разрешении полноприводных автомобилей с приводом передней оси от блока MGU-K — в отличие от традиционного карданного вала — который функционировал независимо от MGU-K, обеспечивающего мощность на заднюю ось, отражая система, разработанная Porsche для гоночного автомобиля 919 Hybrid .

Развитие спецификации двигателя

Текущие технические характеристики двигателя

Сжигание, строительство, эксплуатация, мощность, топливо и смазка

• Производители : Mercedes , Renault , Ferrari и Honda.
• Тип : гибридный с промежуточным охлаждением
• Такт двигателя сгорания : четырехтактный поршневой цикл Отто
• Конфигурация : одинарный гибридный двигатель V6 стурбонаддувом
• Угол V : угол цилиндра 90 °
• Объем : 1,6 л (98 куб. Дюймов )
• Диаметр цилиндра : Максимум 80 мм (3.15 в )
• Ход : 53 мм (2.09 в )
• Клапанный : DOHC , 24 клапана (четыре клапана на цилиндр)
• Топливо : неэтилированный бензин с октановым числом 98–102 + биотопливо 5,75%.
• Подача топлива : бензин с прямым впрыском
• Давление впрыска топлива : 500 бар (7252 фунт / кв. Дюйм ; 493 атм ; 375031 торр ; 50000 кПа ; 14765 дюймов ртутного столба )
• Расход ограничителя массового расхода топлива : 100 кг / ч (220 фунтов / ч) (-40%)
• Диапазонрасходатоплива : 6 миль на галлон_{— США} (39,20 л / 100 км )
• Аспирация : с одинарным турбонаддувом
• Выходная мощность : 875–1000 + 160 л.с. (652–746 + 119 кВт ) при 10 500 об / мин.
• Крутящий момент : прибл. 600-680 Нм (443-502 lb⋅ft )
• Смазка : Сухой картер
• Максимальные обороты : 15000 об / мин
• Управление двигателем : McLaren TAG-320 (2014-2018), позже TAG-320B (2019-настоящее время)
• Максимум. скорость : 370 км / ч (230 миль / ч ) (Монца, Баку и Мексика); 340 км / ч (211 миль / ч ) нормальные гусеницы
• Охлаждение : один механический водяной насос, питающий систему охлаждения с одной передней стороны
• Зажигание : индуктивное с высокой энергией
• Запрещенные материалы для двигателей : сплавы на основе магния, композиты с металлической матрицей (MMC), интерметаллические материалы, сплавы, содержащие более 5% по весу платины, рутения, иридия или рения, сплавы на основе меди, содержащие более 2,75% бериллия, любые другие сплавы. класс, содержащий более 0,25% бериллия, сплавы и керамика на основе вольфрама, а также композиты с керамической матрицей
• Общий вес : 145 кг (320 фунтов ), включая коллекторы, муфту, блок управления двигателем, блок зажигания или фильтры

Принудительная индукция и двухпозиционный

• Поставщики турбокомпрессоров : Garrett Motion ( Ferrari ), IHI Corporation ( Honda ), Mercedes AMG HPP ( собственный Mercedes ) и Pankl Turbosystems GmbH ( Renault ).
• Вес турбокомпрессора : 8 кг (18 фунтов ) в зависимости от используемого корпуса турбины
• Ограничение оборотов турбокомпрессора : 125000 об / мин
• Нагнетание давления : одноступенчатый компрессор и выхлопная турбина, общий вал
• Давление уровня турбонаддува : не ограничено, но в основном типично от 4,0 до 5,0 бар (от 58,02 до 72,52 фунтов на кв. Дюйм ; от 3,95 до 4,93 атм ; от 3000,25 до 3750,31 торр ; от 400,00 до 500,00 кПа ; от 118,12 до 147,65 дюймов ртутного столба ) абсолютное
• Wastegate : максимум два, с электронным или пневматическим управлением

Системы ERS

• MGU-K RPM : макс. 50000 об / мин
• Мощность МГУ-К : Макс.120 кВт
• Энергия, рекуперированная MGU-K : не более 2 МДж / круг
• Энергия, выделяемая MGU-K : не более 4 МДж / круг.
• MGU-H RPM :> 100000 об / мин
• Энергия, извлекаемая MGU-H : Неограниченная (> 2 МДж / круг)

Видео:КАК УСТРОЕНА ФОРМУЛА 1? ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ДЛЯ НОВИЧКОВСкачать

Записи

Жирным шрифтом выделены производители двигателей, которые участвуют в Формуле-1 в сезоне 2021 года.

Гран-при чемпионата мира выиграл производитель двигателей

^ * ПостроенIlmorмежду 1997 и 2005 годами.

^ **** Indianapolis 500был частью чемпионата мираВодителей с 1950 по 1960.

Наибольшее количество побед за сезон

По номеру

По проценту

* Только Альберто Аскари участвовал в гонках Indianapolis 500 1952 года на Ferrari.
** Alfa Romeo не участвовала в гонках Indianapolis 500 1950 года .

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  Механика © 2023
  Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/formula-1-motory-ustroystvo

  📹 Видео

  Как завести болид Формулы 1? И почему на это нужно несколько часов?Скачать

  

  ПОЧЕМУ БОЛИД F1 стоит 1,5 миллиарда? ЦЕНА ДЕТАЛЕЙ БОЛИДА ФОРМУЛЫ 1!Скачать

  

  СЕКРЕТЫ СОВРЕМЕННОГО F1: Устройство КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ, Свечей зажигания, ГИДРАВЛИКИ, Топлива!Скачать

  

  Формула 1 изнутри. Моторы BMW в Формуле 1Скачать

  

  Машины Формулы 1Скачать

  

  Сделал "обзор" на новый болид F1 Mercedes!?!Скачать

  

  Техническое Устройство авто F1 /Малоизвестные фактыСкачать

  

  КАК УСТРОЕН РУЛЬ ФОРМУЛЫ 1Скачать

  

  Болиды Формулы 1: Характеристики, Разгон, Скорость, Цены, ИсторияСкачать

  

  ЧТО БУДЕТ, ЕСЛИ ПОСТАВИТЬ МОТОР ФОРМУЛЫ-1 В СЕРИЙНЫЙ АВТОМОБИЛЬ?!Скачать

  

  ПОЧЕМУ поршень двигателя ФОРМУЛА 1 стоит 70 000 $ ?Скачать

  

  ТЕХНОЛОГИИ ТАНКА В F1 2022 - КАК УСТРОЕНА ПОДВЕСКА? 6 амортизаторов и гидравлический дифференциалСкачать

  

  ПРОБЛЕМА МОТОРОВ В ФОРМУЛЕ-1Скачать

  

  Болид “Формулы-1“ как это работает(как это сделано)Скачать