2007-09-06
Wytrzymałe serce bolidu F1
Silnik w bolidzie Formuły 1 w ogromnym stopniu decyduje o wyniku w trakcie wyścigu Grand Prix. W porównaniu z jednostkami napędowymi stosowanymi w cywilnych auta, motor samochodu F1 sprostać musi wielokrotnie większym, niewyobrażalnym wręcz obciążeniom.R E K L A M A
Od 2006 roku zespoły F1 używają ośmiocylindrowych jednostek o pojemności 2400cm3. Wcześniej od 1996 roku stosowane były silniki V10 o pojemności 3 litrów. Choć większość danych dotyczących osiągów jest tajemnicą zespołów, to jednostki te w ostatnich latach osiągać miały moc ponad 950KM, zbliżając się do magicznej wartości 1000KM. Takie wartości były wcześniej osiągane, gdy w Formule 1 stosowano turbodoładowanie. Ogromna moc pozwalała na osiąganie prędkości maksymalnych rzędu 370km/h na najszybszym w kalendarzu torze Monza i trzeba przyznać, że choć była to wartość imponująca, to również, w przypadku nieszczęśliwego wypadku bardzo niebezpieczna zarówno dla kierowców, jak i zgromadzonych wokół toru kibiców.
Zmiana 3-litrowych V10 podyktowana była przede wszystkim bezpieczeństwem – nowe silniki mają mniejszą moc, dzięki czemu bolidy rozpędzają się do mniejszych prędkości. Kierowcy spędzają teraz jednak więcej czasu jadąc z maksymalnie otwartą przepustnicą, co stawia przed jednostkami jeszcze większe wymagania. By temu sprostać inżynierowie stosowali różne materiały, konstrukcje i systemy, które pozostają najpewniej tylko ich tajemnicą. Obecnie przepisy ograniczają jednak zdecydowanie ich twórczość.
Dotyczy to zarówno stosowanych materiałów, jak i samej budowy jednostek napędowych. Do jej produkcji używa się stali, tytanu oraz przede wszystkim aluminium, na którego korzyść przemawia niewielka waga. To właśnie z aluminium odlany jest blok silnika. Zabronione jest zaś stosowanie wszelkich egzotycznych substancji, które, choć dawałyby lepsze osiągi, mogłyby być również niebezpieczne, tak jak np. trujący beryl – wszystkie stopy materiałów muszą zawierać żelazo.
Pod względem konstrukcyjnym regulamin FIA precyzyjnie narzuca wymiary, według jakich ma być zbudowany silnik, by otrzymać homologację. Minimalna przepisowa waga jednostki napędowej to 95kg. Kąt rozwarcia pomiędzy cylindrami został ustalony na 90 stopni – wcześniej próbowano różnych konfiguracji, od 60 stopni przy silnikach V12, V10 o kącie rozwarcia 72, 90 lub 112 stopni. W przeszłości stosowane były nawet silniki typu boxer, gdzie miara tego kąta wynosiła 180 stopni i była, wbrew pozorom, idealna dla F1. Odległość między cylindrami to 106,5mm. Średnica cylindrów nie może z kolei przekraczać 98mm, co sprawia, że tłoki poruszają się po drodze około 4cm. Osiągają jednak przy tym ogromną prędkość 40m/s, a przeciążenia, jakim są poddawane, sięgają 9000G. Obciążenia w jednostce napędowej F1 są tak olbrzymie, że niektóre z 5000 części, z jakich składa się silnik, muszą poradzić sobie z obciążeniami rzędu 3 ton.
Nie sposób porównać serce bolidu F1 z cywilnymi samochodami. W tym sezonie obroty silnika zostały ograniczone przepisami do 19000obr./min – gdyby nie przepisy, możliwe byłoby jeszcze większe „rozkręcenie” tych silników. Moc szacowana jest na około 720KM, ale dokładne wartości nie są znane. Niski jest zaś moment obrotowy tych jednostek, wynoszący około 300Nm. Ogromne jest zaś zużycie paliwa – bolid F1 zużywa na 100 kilometrów około 75 litrów benzyny. Wymagania codziennego użytkowania samochodu są jednak o wiele mniejsze niż wyśrubowane osiągi rzeczywistości Formuły 1. Zwykłe auto służy nam kilka lat, samochód F1 jedzie zaledwie kilka wyścigów, a sama jednostka napędowa musi wytrzymać tylko –zdaniem niektórych, aż – dwa weekendy Grand Prix. Mimo to pokazuje to, jakim cudem inżynierii jest współczesny silnik bolidu F1.
Zmiana 3-litrowych V10 podyktowana była przede wszystkim bezpieczeństwem – nowe silniki mają mniejszą moc, dzięki czemu bolidy rozpędzają się do mniejszych prędkości. Kierowcy spędzają teraz jednak więcej czasu jadąc z maksymalnie otwartą przepustnicą, co stawia przed jednostkami jeszcze większe wymagania. By temu sprostać inżynierowie stosowali różne materiały, konstrukcje i systemy, które pozostają najpewniej tylko ich tajemnicą. Obecnie przepisy ograniczają jednak zdecydowanie ich twórczość.
Dotyczy to zarówno stosowanych materiałów, jak i samej budowy jednostek napędowych. Do jej produkcji używa się stali, tytanu oraz przede wszystkim aluminium, na którego korzyść przemawia niewielka waga. To właśnie z aluminium odlany jest blok silnika. Zabronione jest zaś stosowanie wszelkich egzotycznych substancji, które, choć dawałyby lepsze osiągi, mogłyby być również niebezpieczne, tak jak np. trujący beryl – wszystkie stopy materiałów muszą zawierać żelazo.
Pod względem konstrukcyjnym regulamin FIA precyzyjnie narzuca wymiary, według jakich ma być zbudowany silnik, by otrzymać homologację. Minimalna przepisowa waga jednostki napędowej to 95kg. Kąt rozwarcia pomiędzy cylindrami został ustalony na 90 stopni – wcześniej próbowano różnych konfiguracji, od 60 stopni przy silnikach V12, V10 o kącie rozwarcia 72, 90 lub 112 stopni. W przeszłości stosowane były nawet silniki typu boxer, gdzie miara tego kąta wynosiła 180 stopni i była, wbrew pozorom, idealna dla F1. Odległość między cylindrami to 106,5mm. Średnica cylindrów nie może z kolei przekraczać 98mm, co sprawia, że tłoki poruszają się po drodze około 4cm. Osiągają jednak przy tym ogromną prędkość 40m/s, a przeciążenia, jakim są poddawane, sięgają 9000G. Obciążenia w jednostce napędowej F1 są tak olbrzymie, że niektóre z 5000 części, z jakich składa się silnik, muszą poradzić sobie z obciążeniami rzędu 3 ton.
Nie sposób porównać serce bolidu F1 z cywilnymi samochodami. W tym sezonie obroty silnika zostały ograniczone przepisami do 19000obr./min – gdyby nie przepisy, możliwe byłoby jeszcze większe „rozkręcenie” tych silników. Moc szacowana jest na około 720KM, ale dokładne wartości nie są znane. Niski jest zaś moment obrotowy tych jednostek, wynoszący około 300Nm. Ogromne jest zaś zużycie paliwa – bolid F1 zużywa na 100 kilometrów około 75 litrów benzyny. Wymagania codziennego użytkowania samochodu są jednak o wiele mniejsze niż wyśrubowane osiągi rzeczywistości Formuły 1. Zwykłe auto służy nam kilka lat, samochód F1 jedzie zaledwie kilka wyścigów, a sama jednostka napędowa musi wytrzymać tylko –zdaniem niektórych, aż – dwa weekendy Grand Prix. Mimo to pokazuje to, jakim cudem inżynierii jest współczesny silnik bolidu F1.
komentarze
1. walerus
cud - miodzio dla naszych oczu i uszu......;-) ale zwykła bryka musi kilka latek pojeździć....MUSI...;-)
2. barteks3
Wg mnie inżynieowie powinni intensywnie pracować nad zmiejszeniem zużycia paliwa do powiedzmy 30 l/100km. Ochrona środowiska i szacunek dla zasobów natualnych pzede wszystkim :)
3. reikorp
Cuda to by były, jakby im pozwolili robić z silnikami na co mają ochotę.
4. Leeloo
wystarczyłoby podnieść moment obrotowy silnika o ok 20% (ale tylko w BMW :))) wtedy Robert miałby szansę konkurować z F i Mc
5. scorpion
artukuł na plus + :) myślę że silniki V8 są wystarczające jak na F1, liczy sie bezpieczeństwo przede wszystkim :) co do paliwa popieram przedmówców - ochrona środowiska rulez ;)
6. Leeloo
ale widocznie nie jest to takie proste
7. reikorp
Co nie jest proste, zwiększenie momentu, czy ochrona środowiska? Walić ochronę, nie rozumiecie o co w niej chodzi, a strasznie bronicie przyrodę. Żenujące. A momentu obrotowego nie podniosą, bo się to nie opyla. Lepsze osiągi są z małym momentem, a wielką mocą. Oczywiście w wyścigach jeno.
8. Leeloo
chodzi mi o zwiększenie momentu, ja też uważam że walić ochronę środowiska, dla mnie jednym z wiekszych problemów to samoloty np. taki 747 spala 170 litrów paliwa na minutę !!
9. Leeloo
ale czemu mniejszy moment obrotowy silnika jest lepszy? dlatego że wysokie są obroty silnika ??
10. reikorp
Dokładnie:) Moja poprzednia wypowiedź zupełnie pokrzywiona frustracją na ekoludków. Moc jest ściśle powiązana z momentem obrotowym i można zdaje się ją wyliczyć mnożąc moment przez obroty. No i mając taki silnik F1 lepiej jest widać śrubować liczbę obrotów, niż bawić się z samym momentem obrotowym. Ale to tylko z obserwacji, nie wiem tego na pewno:P Może być też tak, że z uwagi na narzucone wymiary silnika nie da się tego momentu poprawić. to się zobaczy, jak odmrożą badania nad silnikami. Jeśli przy tych max. 19 tys. obrotów moc będzie z czasem rosła, to znaczy, że się jednak dało, a tylko nie opylało momentu poprawiać. Ja to tak widzę. A tak w ogóle lepszy jest większy moment od mniejszego:) Tak btw to chyba 300 Nm to trochę zaniżona wartość.
11. reikorp
dobra, to nie jest zaniżona wartość:)
12. reikorp
Swoją drogą chciałbym wykres mocy do obrotów takiego silnika zobaczyć:P Wtedy to bym se pogadał.
13. walerus
relikop - jestem pod wrażeniem.... zgłoszę Twoją kandydaturę do FIA do komisji rozwoju silników F1 począwszy od 2008 roku.......;-)
14. akaszak
Tak w kwestii formalnej - silnik V o kącie rozwarcia 180 i silnik bokser, to NIE JEST to samo.
15. yantar
Leeloo, a co to ma za znaczenie skoro w przeliczeniu 747 spala troche ponad 3l na 100km w przeliczeniu na jednego pasazera (chyba dostatecznie ekonomicnie)? Przy pelnym zaladunku 747-100 pali prawie 19l/km. A poza tym to serwis o F1 ;P.
16. jasio
A wiecie, że przy najwyższych obrotach silnika moment obrotowy jednostki napędowej jest najniższy? To snuje refleksje na ten temat.
17. pakon14
to dobrze że jest taka zasada bo przeciez np . McLaren bu se wszystko dal najlepsze a SłABSZE TEAMY??
18. kszyh21
moment zapewnia elastycznosc, a jak widac na niej im nie zalezy - nadrabiaja biegami.
ps. ale racja, 300 nm to cos ciniutko - moje kombi ma ok 350 z 1,9 l (fakt - diesel)
19. kubex
co do ekologi silnikow to powinni zmniejszyc pojemnosc i dorzucic turbosprezarke spalanie by spadlo...
20. Dudziak
Zgadzam sie z twoją wypowiedzią
21. vincent86
"2007-09-07 11:18:15 akaszak (Host: *.crowley.pl)
Tak w kwestii formalnej - silnik V o kącie rozwarcia 180 i silnik bokser, to NIE JEST to samo." -- a jaka jest różnica??
22. wita00
Boże ludzie nie wypowiadajcie sie już na temat silników bo tego sie czytac nie da, kłamstwa i i insynuacje... oglądajcie Kubicy w telewizji i cieszcie się z jego osiągnięc, zostawcie technikę mechanikom... A wiecie moze ze silniki F1są 2x (!!!) efektywne niż silniki cywilne, to znaczy ze osiągają z jednego litra wachy 2x więcej mocy niż wasze w garażu !! Jakby nasze auta spalały bene tak efektywnie jak te w formule jeden to dziś nikt, niebyło by parii zielonych, a nikt nie znałby słów "ochrona środowiska". Poczytajcie troszke a potem coś piszcie bo innych w bład wprowadzacie.. najlepiej nic nie piszcie jak to nie wasza dziedzina.
23. bonornog
silnik boxer to silnik w którym tłoki pchają z boku do środka a w silniku V tłoki pod pewnym kątem pchaja od góry do środka. to jest podstawowa różnica i myśle że najważniejsza i najbardziej wpływająca na moc i osiągi tego silnika. a i taki silnik pomimo że jest mocniejszy to jest i mniejszy i lżejszy.
24. bonornog
a przepisy f1 jasno mówią ze względów bespieczeństwa kierowców i kibiców że muszą być silniki V które są cięższe i słbsze i niemoże byc inaczej. jak jakiś team ma lżejszy bolid to zostaje zdyskwalfikowany z wyścigu. mysle że to jest jasne.gdyby nie te przepisy to byłaby większa różnica w osiągach poszczególnych teamów, a te słabsze np toyota i honda niemiały by szansy bytu. i tak niejest równo bo lepsze teamy maja lepsze bolidy aerodynamicznie.:)
25. bonornog
oczywiście boxer jest mniejszy mocniejszy i lżejszy. gdyby były dozwolone boxery to myśle że byśmy widzieli w F1 także PORSHE niewątpliwego mistrza w silnikach typu boxer.jeśli takiego cayenna potrafi ten ślilnik tak szybko rozpędzić bodajze w 5,5sek do 100Km/h to strach pomysleć co by było w F1.a przecież Cayenne to uterenowiony suv.
26. bonornog
dobra mogę pisać i pisac o tym ale zakończe na tym momencie.:)
27. Jacu
Jezu BONORNOG!!! Co za bzdury!!! Prosze cie nie pisz niczego na temat techniki ani zadnej dziedziny na temat ktorej nie masz zielonego pojecia bo tylko mlodszym ludziom na forum wode z mozgu robisz!!! Silniki typu Boxer sa swietnie wywazone poniewaz kazda para cylindrow jest niejako swoim symetrycznym odbiciem. Niestety wymusza to koniecznosc osadzania stop korbowodow na odnielnych wykorbieniach przesunietych oczywiscie tez o 180 st wzgledem siebie ( w klasycznym ukladzie V stopy korbowodow przecileglych czylindrow spoczywaja na tych samych wykorbieniach!!!). Powoduje to koniecznosc budowania bardziej skompikowanego- a przez to ciezszego!!- walu korbowego (nie lzejszego jak sugerujesz). Co do sil wystepujacych w ukladzie korbowym i zekomej wiekszej mocy boxera to popukaj sie w glowe!!!! - najpierw sprawdz skad sie bieze moment obrotowy i jakie sily w mechanzmie korbowym sa odpowiedzialene za nie, a wtedy dowiesz sie ze wplyw na to maja glownie "wymiary glowne silnika" (skokowosc), moment wystapienia zaplonu i odpowiednie ustawienie czasow rozrzadu a nie same polozenie cilindrow czy konfiguracja!!!!!. Ponadto boxer jest plaski i niski ale niestety bardzo szeroki - znacznie bardziej niz Vka. dzisiaj nikt takiej konfiguracji nie stosuje w f1 (pomijajac przepisy) poniewaz bylby problem z zabudowa ukladu chodzenia i zawieszeniem - chociaz dawaly bardzo kozystny niski srodek ciezkosci !. Silniki typu boxer zreszta byly dawniej uzywane i nie zawsze byly najlepsze!! Teraz wymuszajac konfiguracje V90st w f1 chodzilo raczej o unifikacje i zmniejszenie kosztow. Pozwala to na walke konstruktorow przy bardzo zblizownych zalozeniach - przez co skupiaja sie wszyscy bardziej na systemach zasilania , zmienjeszniu oporow wewnetrzych itd niz na samych experymentach z konfiguracjami silnika (jak przed paru laty np Renault V112st). Pozwala to na zwiekszanie wydajnosci samych jednostej - i tak jak napisal WITA00 silniki F1 maja znacznie wieksza sprawnosc ogolna. Niestety w klasycznym silniku sie takiej poki co nie da osiagnac poniewaz kluczowa sprawa jest trwalosc, przez co wszystkie elementy wspolpracujace w silniku musza miec wieksza powierzchnie wspopracujaca (chodzi o naciski jednostkowe) oraz ogolnie wieksze gabaryty ( inne materialy i wspolczynniki bezpieczenstwa).itd etc..bla bal balaaaaa Pozdrawiam :)
28. bajetek
bonornog- w cayenne niema boxera tylko V ! nie wypowiadai sie jak sie nieznasz!
Pozdrawiam
29. bajetek
a poesze pisze sie przez CH a nie samo
h
Skomentuj artykuł
Jeśli nie masz jeszcze konta, dołącz do społeczności Formula 1 - Dziel Pasję!
Zarejestruj się już teraz