ДВИГАТЕЛЬ ФОРМУЛЫ 1

Двигатели болидов Формулы-1 80-х годов прошлого века отличались не только невиданными показателями мощности, но и разнообразием конструкций. В своей статье я решил подробнее рассмотреть пути, которыми достигали поставленных задач мотористы BMW и Honda. Почему именно они? Во-первых,  не смотря на то, что философии этих компаний довольно схожи, построенные ими 1,5-литровые турбо-монстры отличались друг от друга кардинальным образом, а во-вторых, двигатели именно этих двух производителей чаще других называются самыми мощными в истории.

КРАТКИЙ ОБЗОР «ЗОЛОТОЙ ЭРЫ» ФОРМУЛЫ-1

Renault первыми решили пойти по альтернативному пути, выпустив на трассу болид оснащенный 1,5-литровым турбированным двигателем, в то время как все остальные использовали 3-литровые атмосферные моторы, но в итоге так и не завоевали ни одного титула. Первым чемпионом с турбо за спиной стал Нельсон Пике, выступавший за команду Brabham-BMW в 1983 году, а за год до этого Ferrari 126C2 (двигатель Ferrari 021 1.5 V6T) принесла своим создателям Кубок Конструкторов. Статистика говорит, что самыми успешными моторостроителями рассматриваемого периода можно считать Honda и TAG-Porsche, но объективно сравнить достижения разных конструкторов невозможно по той простой причине, что в Формуле-1 помимо двигателя многое зависит от шасси, шин и, само собой, пилотов.

BMW уходит из F1

У Honda больше побед и поулов, но не стоит забывать, что 15 из них были добыты в легендарном 1988 году, в последний год перед запретом «турбо», когда их конкуренты не стали вкладывать средства в двигатели, сосредоточившись на создании «атмосферников» для следующего сезона (в котором мотор Honda все равно оказался лучшим) и чемпионат разыграли между собой гонщики McLaren – Айртон Сенна и Ален Прост, сильнейшая пара пилотов на тот момент (может быть даже в истории). Лучшими по соотношению Гран При/Победы стали V6 Porsche, разработанные немцами на деньги компании TAG, а их отставание по поул-позициям во многом обусловлено отсутствием специальных квалификационных версий двигателей. Кроме того, свои турбированные двигатели строили Alfa Romeo, Ford Cosworth, Hart, Motori Moderni, Zakspeed, но особых успехов они так и не добились.

САМЫЕ УСПЕШНЫЕ ТУРБО-ДВИГАТЕЛИ ФОРМУЛЫ-1 1977-1988 гг.

Honda: 232 ГП*; 40 П; 36 ПП; 35 БК; 2 ЧМ – 87, 88; 3 КК – 86, 87, 88.

TAG-Porsche 135 ГП; 25 П; 7 ПП; 18 БК; 3 ЧМ – 84, 85, 86; 2 КК – 84, 85

Renault 497 ГП; 20 П; 50 ПП; 23 БК

Ferrari 248 ГП; 15 П; 18 ПП; 19 БК; 2 КК – 82, 83

BMW** 334 ГП; 9 П; 15 ПП; 14 БК; 1 ЧМ – 83

* один пилот – один ГП, например, если в ГП приняли участие четыре пилота на машинах с моторами одной марки, то это считается за 4 ГП

** без учета статистики моторов Megatron

Сокращения: ГП – Гран При, П – победы, ПП – поул-позиции, БК – быстрейшие круги в гонках, ЧМ – Чемпионат мира в личном зачете, КК – Кубок конструкторов.

BMWM12/13

После многочисленных побед BMW в кузовных гонках по обе стороны океана и Формуле-2 шеф спортивного отдела мюнхенского концерна Йохен Неерпаш решил, что пора бы покорить и вершину автоспорта. Причем, амбициозный Йохен хотел поставлять моторы команде McLaren уже в 1980-м году, но руководство BMW ответило отказом. Неерпаш решил не только уйти, но и унести все секреты во французскую компанию Talbot. Его приемник, Дитер Штапперт, узнав об этом, все-таки уговорил верхушку BMW не передавать документацию во Францию, а заняться-таки собственной формульной программой. BMW заключило сделку с Brabham.

Работу над мотором возглавил Пауль Роше. За основу был взят серийный блок от 4-цилиндрового мотора M10, который был разработан еще в 1961-м году бароном Алексом фон Фалькенхаузеном, постоянно модернизировался и устанавливался на многие модели марки вплоть до конца 80-х. Этот ход был очень важен с коммерческой точки зрения, рекламная кампания BMW того времени гласила: «Точно такой же, как может купить каждый из вас». Еще в 72-м году был создан мотор M12/7 – спортивная версия M10, с четырьмя клапанами на цилиндр и смазкой с сухим картером. С этим 2-литровым двигателем баварцы вместе с командой March 6 раз выигрывали чемпионат Формулы-2, а в 77-м оснастили его турбонаддувом и установили в BMW 320 Turbo Группы 5, бросив вызов Porsche 935s. Таким образом, у команды Роше была отличная база для вхождения в Формулу-1.

Мотор M12/13 появился 13 октября 1980 года, а в середине июля 1981-го, установленный на Brabham BT50, дебютировал на тренировке Гран При Великобритании.

Примечателен тот факт, что блоки цилиндров в течение 100 тысяч километров проходили обкатку, затем с них удалялось около 5 кг путем срезания ребер жесткости и переформирования некоторых каналов для охлаждающей жидкости. Далее полировались стенки цилиндров, устанавливался стальной кованый коленвал, кованые алюминиевые поршни фирмы Mahle с титановыми шатунами (вес поршня в сборе – 365 г), картер из магниевого сплава. На чугунный блок устанавливалась алюминиевая головка с мотора Ф-2.

Поначалу дела у Brabham-BMW шли не лучшим образом. Полноценный дебют отложили на сезон 1982 года, но на первом этапе, не смотря на 2 и 4 стартовые места, оба гонщика «Брэбэм» гонку не закончили. На несколько следующих Гран При команда вообще отказалась от турбированных агрегатов, доверившись проверенному Cosworth, из-за чего даже произошел скандал, едва не закончившийся разорванным контрактом. Был найден компромисс: несколько этапов Нельсон Пике пилотировал BT50 с мотором BMW, а Рикардо Патрезе BT49D с Cosworth. Но затем Пике выиграл гонку в Канаде и в команде решили сосредоточиться на доводке нового мотора, хотя в оставшихся гонках сезона пилоты Brabham увидели клетчатый флаг всего четыре раза на двоих. Кропотливая работа по доводке мотора, в первую очередь над потоками горючей смеси в камере сгорания, принесла свои плоды.

В следующем году Нельсон Пике выигрывает чемпионат, буквально уведя победу из под носа Алена Проста на Renault в последней гонке сезона. По иронии судьбы Прост сошел из-за отказа турбокомрессора. Отдельно стоит упомянуть, что BMW совместно с Winterschall первыми стали использовать топливо на основе толуэна, наследие «Люфтваффе» времен Второй мировой. Оно давало прирост мощности без ущерба надежности и позволяло вписываться в регламентируемое октановое число.

Отстоять титул не удалось. Brabham BT-53 была быстрейшей машиной чемпионата, Пике ни разу не финишировал ниже 6-го места… если удавалось добраться до финиша. McLaren-TAG-Porsche были куда надежней и чемпионство разыграли между собой Прост и Лауда. 1985-й оказался еще более неудачным – всего одна победа и одно второе место. В 1986 конструктор Brabham Гордон Марри создал революционное сверхнизкое шасси BT-55, под которое разработали специальную версию мотора с углом наклона головки 72° (M12/13/1). Но машина оказалось неудачной, к тому же возникли проблемы с охлаждением. Как следствие, мотор уступал в мощности предыдущей модификации, клиентская версия которой, подготовленная швейцарцем Хайни Мадером, в том сезоне поставлялась командами Benetton и Arrows. Именно гонщик Benetton Герхард Бергер на Гран При Мексики принес M12/13 последнюю победу, а во время Гран При Италии установил рекорд по максимальной скорости – 351 км/ч. К тому времени Штапперта у руля BMW Motorsport заменил Вольфганг-Петер Флор, намеревавшийся создавать шасси самостоятельно. Эта идея оказалась провальной и в совете директоров приняли решение свернуть программу. Партию оставшихся M12/13/1 отдали Brabham, а 38 моторов M12/13 и комплектующие к ним продали компании Megatron, которая оснащала ими болиды Arrows и Ligier до конца 1988 года.

BMWM12/13

Компоновка: рядный, 4-цилиндровый.

Рабочий объем: 1499 см3.

Диаметр цилиндра: 89,2 мм.

Ход поршня: 60 мм.

Число клапанов: 16.

Диаметр впускных клапанов: 35,8 мм.

Диаметр выпускных клапанов: 30,2 мм.

Турбокомпрессор: KKK (Kuhle, KoppundKausch), корпус из углепластика.

Степень сжатия: 6,7 – 7,5 в зависимости от модификации.

Максимальное частота вращения коленвала: 11500 об/мин.

Система питания: впрыск топлива во впускные патрубки Kugelfischer с электронным управлением Bosch, электронный ТНВД Bosch для пуска, механический топливный насос Lucas.

Зажигание: электронное бесконтактное Bosch.

Система смазки: с сухим картером, масло CastrolV-353.

Охладитель наддувочного воздуха: Behr.

Масса двигателя с теплообменником: 165 кг.

HONDA-RA16X

Не смотря на то, что Honda уже добивалась определенных успехов в Формуле-1 60-х годов, их в то время в первую очередь ассоциировали с мотоциклами. Возвращаясь в автоспорт, японцы решили начать с Формулы-2, где в 70-х лучшими были моторы BMW, а уже потом перейти на следующую ступень. После того, как в 1981 году Джефф Лиз на болиде Ralt-Honda стал  Чемпионом Европы в Ф-2, конструкторский штаб под руководством Китамото приступил к разработке двигателя с турбонаддувом для «Королевы автоспорта».

За основу был взят проверенный V-образный 6-цилиндровый силовой агрегат RA-263 Формулы-2. Угол развала в 80° достался мотору в наследство от 4-тактного мотоциклетного CX500. Интересно, что такой же угол выбрали только инженеры Porsche при проектировке своего TTE PO1, но в их случае он диктовался компоновочными требованиями конструкторов шасси McLaren. Блок цилиндров отливался из чугуна, а головки – из алюминиевого сплава, широкое применение получил магний (картер и крышка головки цилиндров). Александр Мельник в статье «Завистливые боги» говорит, что поршни противоположных цилиндров находились на одной шейке коленчатого вала, а вспышки в цилиндрах, находящихся под одной головкой, происходили одновременно. Последняя техническая особенность показалась мне очень интересной, но, увы, в других источниках мне не удалось найти какого-либо подтверждения этой информации, впрочем, как и опровержения. Ведь для такой схемы требовалась уникальная конструкция коленвала, который в V6 и без того было проблемно уравновесить. Рискну предположить, что одновременные вспышки в трех цилиндрах лучше раскручивали турбину, создавая более высокое давление во впускном коллекторе. В любом случае, известно, что двигатель «Хонды» порождал сильные вибрации, что требовало определенной сноровки в управлении. Например, Айртон Сенна, впервые опробовав японский мотор на тестах, вернулся в боксы после одного круга, считая, что тот неисправен.

В Honda свели к минимуму закупку комплектующих у сторонних фирм, в отличие от своих европейских конкурентов, вовсю сотрудничавших с Mahle, Götze, Bosch, Kugelfischer, Lucas, Magnetti Marnelli и другими именитыми фирмами. Японцы самостоятельно выпускали детали цилиндропоршневой группы, системы зажигания и впрыска топлива. Разработку турбокомпрессора патриотично доверили японской фирме IHI, в то время как остальные использовали изделия KKK и Garrett.

Первой ласточкой в 1983 году стал двигатель RA163-E, дебютировавший на болиде не хватавшей звезд с неба команды Spirit. Японцы выбрали довольно экстремальное отношение между диаметром цилиндра и ходом поршня – 90 x 39 мм (для сравнения: V6 Porsche – 82 x 47,3; V6 Ferrari – 81 x 48,4). В августе технический директор Honda Нобухико Кавамото заключил двухлетний контракт с командой Williams. В конце сезона на Гран При Южной Африки, в первой же гонке альянса Williams-Honda, чемпион ’82 Кеке Росберг финишировал пятым. Двигатель уступал конкурентам в мощности, надежности и экономичности, к тому же шасси FW09, применявшееся в 1984 году не обладало достаточной жесткостью. Тем не менее, Росберг победил на Гран При США ’84 (двигатель RA164E).

Новая версия мотора RA165E, появившаяся на трассах в середине 1985-го, имела уменьшенный до 82 мм диаметр и увеличенный до 47,2 мм ход поршня. Это позволило решить многие проблемы, поршень стал меньше греться, а эффективность сгорания топлива повысилась. Технический директор «Уильямс» Патрик Хэд решил проблемы с жесткостью, ведь монокок FW10 был полностью сделан из углеволокна (до этого широко применялся алюминий). К концу года мотор стал грозным оружием – Найджел Мэнселл и Кеке Росберг доминировали в последних гонках сезона. Многие считали его самым мощным в Формуле-1. Тем не менее, в инженерном штабе Honda и не думали расслабляться, тем более следующий год готовил новый вызов – объем топливных баков ограничивался 195 литрами.

В начале 1986-го был готов RA166E-F, отличавшийся от предшественника новым блоком управления двигателя, позволявшим управлять режимами его работы по ходу гонки прямо из кокпита. Огромную работу над модернизацией компрессоров проделали специалисты IHI. Предположительно, именно тогда они внедрили сопловые аппараты изменяемой геометрии. Мэнселл и пришедший в команду Пике получили в свое распоряжение лучшие болиды того сезона Williams FW11, сразу ставшие ориентиром для соперников. Кубок конструкторов был завоеван с огромным преимуществом, но Чемпионство в личном зачете было упущено по ряду спортивных причин и проблем личностного характера – победа досталась Алену Просту на McLaren-TAG-Porsche. В 87-м Williams-Honda своего уже не упустили – 9 выигранных гонок и 12 поул-позиций в 16 Гран При (еще две победы и один поул японцам принес Айртон Сенна на Lotus-Honda). Интересно, что первый чемпионат мира для «Хонды» завоевал тот же человек, что и для BMW – Нельсон Пике (не смотря на то, что одержал в два раза меньше побед, чем напарник). Но продолжать сотрудничество с «Уильямс» в Honda не захотели, заключив контракт с McLaren и продолжив поставлять двигатели Lotus.

Японцы не переставали вкладывать огромные средства в формульную программу. Например, в 87-м они подготовили несколько разных версий мотора, учитывающие особенности конкретных трасс, а для сезона 88-го проделали огромную работу над созданием RA168-E, последнего мотора с наддувом до возвращения турбо в 2014-м, подогнав конструкцию под ограничение давления наддува в 2,5 бара, параллельно работая над созданием нового V10 для сезона ’89. Плодами этой работы стали 15 побед и 15 поулов McLaren-Honda из 16 возможных в легендарном 1988-м.

Honda RA166E-F (RA167E-G, RA168E)

Компоновка: V-образный, 6-цилиндровый, угол развала 80°.

Рабочий объем: 1494 см3.

Диаметр цилиндра: 79 мм.

Ход поршня: 50,84 мм.

Число клапанов: 24.

Турбокомпрессор: 2 турбокомпрессора IHI с керамическими крыльчатками и изменяемой геометрией соплового аппарата.

Степень сжатия: 7,4 (RA167EG – 8,2; RA168E – 9,4).

Максимальное частота вращения коленвала: 12000 об/мин (RA167EG – 13000; RA168E – 13500).

Система питания: программируемая электронная HondaKikakiPGMFI, форсунки с изменяемым диаметром сопла.

Зажигание: бесконтактное HondaPGMIG (CDI).

Система смазки: с сухим картером.

Масса двигателя: 146 кг (для RA168E).

МОЩНОСТЬ

Итак, кто же все-таки добился максимальных значений мощности?

Этот вопрос довольно давно волнует не только любителей автоспорта. Дело в том, что в 80-х конструкторы предпочитали не распространять лишней информации, а в наше время, вспоминая былые достижения, могут немного и приукрасить. Кроме того, стоит понимать, что максимальной мощности моторы достигали в пятницу и субботу, в квалификационных заездах, когда ресурс мотора ограничивался одним быстрым кругом, а гонки выигрываются в воскресенье, когда надо преодолеть более 300 км. Поэтому конструкторы уделяли больше внимания именно мощности двигателя в гонке, яркий тому пример – McLaren-TAG-Porsche. К тому же, этой мощностью было совсем непросто распорядиться. Единственное, что не вызывает сомнений, пиком турбо-мощи стал 1986 год, так как в 1987-м давление наддувочного воздуха уже лимитировалось 4 барами, а системы охлаждения интеркулеров форсунками, распыляющими воду, были запрещены.

Часто можно наткнуться на информацию, что максимальная мощность мотора Формулы-1 была зафиксирована в итальянской Монце во время Гран При Италии ’86, когда Герхард Бергер за рулем Benetton-BMW установил рекорд максимальной скорости – 351,2 км/ч (к слову, у его напарника Тео Фаби было всего на 0,3 км/ч меньше). Но этот показатель относителен, так как он вполне мог быть продиктован аэродинамическими настройками, т.е. меньшим сопротивлением потоку воздуха. Некоторые источники утверждают, что максимальная мощность BMW M12/13 с давлением наддува 5,5 бар составляла 1360 л.с., но никаких документальных подтверждений этих показателей нет (или кто-то до сих пор не хочет делиться точными данными). Так же есть информация, что самым мощным в те годы являлись квалификационные моторы Honda RA166E-F, развивавшие около 1300 л.с. при давлении наддува 5,7 бар. Что же касается двигателей в гоночной конфигурации, то цифры скромнее – около 900 л.с. у обоих моторов, но «Хонда», скорее всего, была мощнее на низких оборотах, что давало преимущество на разгоне.

Как бы этого не хотелось, но однозначно сказать, кто же является рекордсменом, BMW или Honda, нельзя. Одно сказать можно точно, обе компании, в числе прочих приверженцев турбо 80-х, дали огромный опыт всему автомобилестроению. Ведь сейчас турбокомпрессорные моторы вытесняет атмосферные столь же стремительно, как их гоночные предки сделали это более 30 лет назад.

Дмитрий Ярцев

2016

При написании статьи использованы следующие источники:

«Формула-1. Гонки и гоночные автомобили». А. Атоян, издательство «Илби», 1995.

«Переступить через собственную тень». А. Мельник, журнал «Формула», №3 ‘2000.

«Завистливые боги». А. Мельник, журнал «Формула», №1 ‘2001.

«В ожидании третьего пришествия». А. Мельник, журнал «Формула», №1 ‘1999.

«Выводим дюжину «эмок» BMW на юбилейный круг по Нордшляйфе». М. Петровский, интернет-портал «Драйв», 2012.

«Honda Formula One Turbo Charged V-6 1.5L Engine», Society Of Automotive Engineers, Inc., International Congress And Expositions, Detroit, Michigan, 1989.

Материалы следующих интернет-ресурсов:

Все детали призов, сроков и правил конкурса на kolesa.ru

Сделайте репост этой статьи!
Помогите автору выйграть один из денежных призов зрительских симпатий.

Двигатели Ф1 нового поколения


Когда в 1966 году рабочий объем двигателей для автомобилей формулы 1 возрос до трех литров, сразу стало ясно, что первые роли теперь будут играть многоцилиндровые моторы, поскольку с увеличением количества цилиндров улучшается возможность форсировки. Так это и произошло — появилось множество 12-цилиндровых и даже 16-цилиндровые конструкции.

Однако теория не всегда совпадает с практикой. Не прошло и десяти лет, как 8-цилиндровый V-образный двигатель, разработанный фирмой «Косворт», опроверг все теоретические выкладки и положил своих 12-цилиндровых соперников на лопатки. За 17 сезонов он выиграл 155 Больших призов.

В 1989 году в Ф1 вступили в силу новые правила, запретившие турбонаддув и одновременно позволившие увеличить рабочий объем до 3500 см3.

BMW не собирается возвращаться в Формулу 1

Вновь все заговорили о переходе на 12-цилиндровые двигатели. В «пополневшем» на пол-литра моторе их недостатки — солидный вес, большая длина и повышенный аппетит — должны были стать менее заметны на фоне возросшей мощности. И все же у «восьмерок» оставалось еще одно немаловажное преимущество — лучшая характеристика крутящего момента на средних оборотах, что дает автомобилям с такими двигателями определенное преимущество на трассах, где много поворотов.


Но если 12 — много, а 8 — мало, пусть будет 10! Так решили специалисты фирм «Хонда» и «Рено». К сезону 1989 года они подготовили 10-цилиндровые V-образные моторы, которые должны были совместить в себе преимущества 8- и 12-цилиндровых двигателей, избавившись по возможности от их недостатков. О том, насколько успешно удалось решить эту задачу, наглядно говорит турнирная таблица — за два сезона на «мак-ларенах» и «вильям-сах», снабженных такими двигателями, удалось одержать 20 побед. А «феррари», оснащенные 12-цилинд-ровыми моторами, выиграли девять и «Бенеттон» с 8-ци-линдровым двигателем «Косворт» — три этапа чемпионата мира. Поначалу инженеры «Хонды» рассматривали свою «десятку» как промежуточный вариант перед созданием 12-цилиндрового мотора, но агрегат оказался настолько удачным, что планировавшаяся в середине этого сезона замена не состоялась. Между тем новый 12-цилиндровый красавец мотор был продемонстрирован еще в прошлогоднем Токийском автосалоне и вызвал всеобщее восхищение.

Марка и тип двигателя Количество цилиндров/ угол развала (в град.) Зажигание и впрыск Мощность,л.с. / число об/мин Диаметр цилиндра/ ход поршня, мм Степень сжатия Количество распредвалов/ клапанов на цилиндр Масса, кг
"Косворт-ДФР" 8/90 "Лукас-Цитек" или "Вебер-Марелли" 590-610/11500 90/68,8 12,0:1 4/4 155
"Феррари-3500" 12/65 "Вебер-Марелли" 650-675/12500 84/52,6 11,5:1 4/5
"Форл-75-Дег" 8/75 "Форг" 650/11600 96/60,4 12,0:1 4/4
”Хонда-РА-109Е" 10/72 "Хонда” 660—680/12800 92/52,5 4/4 150
"Джадд-ЕВ-8" 8/76 "Марелли-Цитек" 610/11500 95/61,7 12,0:1 4/4
"Ламборгини-3512” 12/80 "Бош" 610—630/12800 88/47,9 11,0:1 4/4 160
”Лайф-Ф35" 12/60 "Вебер-Марелли" 600—620/12500 13,0:1 6/4 140
"Неотех-В12-70" 12/70 "Бош" 640/12400 84/52,5 11,8:1 4/4 137
"Рено-РС2" 10/67 "Вебер-Марелли” 660—680/12800 90/54,9 4/4 139
"Субару-Мотори-Модерни-1235" 12/180 "Вебер-Марелли" 600—620/13000 84/52,5 11,5:1 4/5 159
"Ямаха-ОИкс88" 8/75 "Ямаха" ("Бош") 580—600/11000 4/5
"Джадд-СВ-8" 8/90 "Лукас-Цитек" 610/11200


Таким образом, 12-цилиндровые двигатели пока не продемонстрировали своего решающего преимущества. Но число их сторонников не уменьшается. Инженеры «Феррари» делают все возможное, чтобы достать ушедшую вперед «Хонду». О серьезности их намерений говорит тот факт, что в нынешнем сезоне «Феррари», управляемый Аленом Простом, реально претендует на чемпионскую корону. И все же трудно сказать, чему в большей степени итальянская команда обязана своими последними успехами — достоинствам нового двигателя с пятью клапанами на цилиндр, шасси, сконструированному Барнардом и Николзом, или мастерству Проста.

12-цилиндровые двигатели — это многолетняя традиция «Феррари». Когда-то подавляющее большинство машин этой марки были снабжены такими моторами. Неудивительно поэтому, что бывшие сотрудники «старого хозяина», даже уйдя из команды в другие фирмы, остаются верны ее традициям. Мауро Форьери, много лет проработавший у Энцо Феррари, создал для итальянского завода «Ламборгини», решившего заняться формулой 1, 12-цилиндровый двигатель к началу прошлого сезона, но, похоже, только к середине нынешнего года мотор стал избавляться от детских болезней, и команды «Лотос» и «Лола», оснащенные им, начали заметно прибавлять.


Еще один двигатель «итальянской школы» — «Субару». Эта японская фирма имеет небольшой опыт производства многоцилиндровых моторов. Поэтому конструирование агрегата было поручено итальянскому заводу «Мотори Модерни». Главный конструктор итальянцев — Карло Читти тоже работал в свое время у «Феррари». Так родился 12-ци-линдровый горизонтально-оппозитный двигатель для формулы 1. Подобная конструкция снижает центр тяжести автомобиля, повышая таким образом его устойчивость. Однако этот мотор не оправдал возлагавшихся на него надежд, и команда «Колони», взявшая его на вооружение, после полутора безуспешных сезонов перешла на более надежный «Косворт».

Самым необычным из моторов Ф1 нового поколения стал двигатель итальянского конструктора Рокки, подготовленный для новой команды «Лайф». Его 12 цилиндров расположены в три ряда в форме буквы «дубльве». Такую конструкцию, заимствованную у авиационных моторов, имел весьма успешный в 20-е годы «Нэпир», устанавливавшийся на рекордные автомобили. Но, в отличие от своего старшего собрата, «Лайф-Рокки» не снискал никаких лавров — опытный итальянец Бруно Джакомелли пока не может даже пройти предквалификацию и принять участие в официальных тренировках.


Самыми распространенными в Ф1 остаются пока 8-цилиндровые конструкции. Во многом это объясняется тем, что «Косворт-ДФР» — единственный мотор, предлагаемый для свободной продажи всем желающим. Так что команды, не обладающие финансовыми возможностями для разработки собственного двигателя, могут рассчитывать только на него. «Косворт» используют восемь команд. Он исключительно надежен, что позволило гонщикам «Тиррела», «Минарди» и «Даллары» на некоторых трассах оказывать достойное сопротивление лидерам. Однако резервы двигателя уже полностью исчерпаны, и это заставило инженеров «Форда» и «Косворта» взяться за разработку нового мотора. Он несет обозначение «Форд-75-Дег» и пока устанавливается только на автомобили команды «Бенеттон». Этот двигатель один из самых передовых по конструкции. В нем очень широко используются алюминиевые и магниевые сплавы, титан, стеклопластик, армированный углеволокном. Электронная система управления мотора также одна из самых современных и эффективных.


Еще одна «восьмерка» разработана английским специалистом Джоном Джаддом на базе двигателя «Хонда», использовавшегося в формуле 3000. На этом моторе остановились команды «Брэбхэм» и «ЕвроБрун», а его усовершенствованный вариант с уменьшенным углом развала цилиндров и увеличенной мощностью взяла на вооружение «Марч».

В прошлом сезоне еще одна японская фирма попыталась войти в формулу 1. Двигатель «Ямаха» с пятью клапанами на цилиндр вызвал большой интерес, однако результаты разочаровали. Сезон для команды «Цакспид», вооруженной этим мотором, кончился полным фиаско, и ей пришлось покинуть трассы Больших призов.


Главной особенностью современных двигателей формулы 1 стало то, что все они — не просто моторы 70—80-х годов с увеличенным рабочим объемом, а новое явление в гоночной технике. Острейшая конкурентная борьба конструкторов привела к тому, что теперь эти моторы стали основой машин нового поколения. Применение новейшей электроники позволило ощутимо снизить расход топлива и повысить надежность. Повсеместно используются впрыск топлива с электронным управлением и бесконтактное зажигание. Чтобы улучшить наполнение цилиндров, внедряются пятиклапанные головки. Наибольшее распространение получил механизм газораспределения с двумя распределительными валами на каждый ряд цилиндров, приводящимися в движение шестернями. Только в двух моторах — и, кстати, самых неудачных — «Субару» и «Ямаха» — использовался зубчатый ремень. Уменьшить аэродинамическое сопротивление автомобиля помогают нетрадиционные углы развала цилиндров — это делает двигатель уже, компактнее, снижая лобовое сопротивление машины.

Теперь уже никто не сомневается, что в 1991 году будет преодолен заветный рубеж в 200 л.

с. на литр рабочего объема безнаддувного двигателя (границу в 100 л. с. на литр первым преодолел «Мазерати-А6ГЦМ» в 1953 году). Сегодня моторы формулы 1 представляют собой как бы демонстрационный стенд достижений мирового двигателестроения. Неудивительно поэтому, что все больше автомобильных фирм проявляют к ним живейший интерес. С будущего года на гоночных трассах должен появиться «Эрроуз» с 12-цилиндровым двигателем «Порше». О планах проектирования моторов Ф 1 заявили «Пежо», «Мерседес-Бенц», «Ниссан», «Тойота», БМВ. Конкуренция в ближайшие годы должна обостриться, и это значит, что гонки Ф1 станут еще более напряженными и захватывающими. А выиграет от этого, быть может, обычный автомобилист, в машине которого будет стоять более надежный, мощный, легкий, экономичный мотор — отголосок двигателей Ф1 нового поколения.

Комментарии к этой статье

Двигатель формулы 1

Как устроены моторы Формулы-1

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).

Предыдущие моторы в Формуле-1 (V8 2.4) развивали приблизительно 760 л.с. (точные числа, понятно, не разглашаются). Новые будут выдавать порядка 600 л.с., утверждает компания Renault, и ещё 160 «лошадок» с копейками будет добавлять на разгонах система ERS. Суммарная отдача установки окажется сопоставима с прошлогодней, а то и выше. На снимке — наддувные V-образные «шестёрки» Renault 1980 и 2014 года.

Руководство «БМВ» исключает возможности возвращения в Формулу-1

Рабочий объём почти одинаков (34 года назад он составлял 1,5 литра), но насколько различны размеры.

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.

У Мерседеса мотор PU106A Hybrid по общему виду похож на «собратьев». Характерная черта — единственный турбокомпрессор, расположенный позади блока цилиндров. Эта компоновка продиктована правилами: если раньше на болиде были разрешены два выхлопных патрубка, то теперь только один, причём так, чтобы поток газов не создавал аэродинамического эффекта.

С той же целью запрещено располагать какие-то дополнительные элементы кузова за выхлопом, чтобы они не направляли поток газов.

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 этой презентации силовая установка Ferrari 059/3 предстаёт только в виде анимации, но можно убедиться, что она в общих чертах повторяет агрегаты Мерседеса и Рено. В том числе и в части двойной рекуперации. Инженеры Ferrari тут выступают вместе со специалистами Shell. Они не раз повторяют: новые двигатели не только должны приблизиться к гражданским по аппетиту, но и по надёжности, и по долговечности. Хоть на шаг. Ведь по новому регламенту одному гонщику за сезон будет разрешено использовать лишь пять моторов вместо восьми ранее.

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.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Двигатель ВАЗ объемом 1.8 литра

Впервые ВАЗ запускает в серию 1.8 — литровый двигатель, впервые внедряет изменяемые фазы газораспределения и впервые применяет селективную сборку на конвейере. Двигатель объемом 1,8 л (122 л.с.) внешне не сильно отличается от нынешних вазовских шестнадцатиклапанников. Но это новый мотор, причем собс…

Двигатель Шевроле Нивы

Двигатель у Нива Шевроле сегодня один, это доработанный ВАЗовский агрегат ЕВРО 5 рабочим объемом 1,7 литра и мощность 80 лошадиных сил. С 2006 по 2008 год можно было купить Chevrolet NIVA с более мощным мотором от Опель, но сегодня производитель снял этот вариант с производства.Двигатель Нивы Шевр…

Двигатель ВАЗ 341 дизель

Среди моделей отечественного автопрома не было массового выпуска дизельных двигателей. Все же некоторые транспортное средства оснащ…

Двигaтeль Гaз 66

Bы cмoтpeли pyccкyю вepcию Top Gear, гдe ГAЗ 66 иcпытывaли нa пpoчнocть? Ha нeгo cбpocили «Oкy», в caлoнe вce paзбили гиpeй, a пoтoм пoдoжгли. A пocлe eгo eщe и yтoпили. И знaeтe чтo? Двигaтeль ГAЗ 66 пocлe этoгo зaвeлcя. Haвepнoe, пoэтoмy eгo cpeдняя цeнa нa pынкe cocтaвляeт в cpeднeм 130 тыcяч pyб…

Установка вентилятора от газели на ЗМЗ 514

Статья хоть и про ЗМЗ 514, но она актуальна и для ЗМЗ 409. Вискомуфта вконец разболталась, люфт просто ужасный и когда глушишь двигатель ужасный дребезжащий звук от вентилятора. Новый стоил дорого, точно не помню в районе 2000 руб. Решил выкинуть этот бесполезный деваис и поставить вентилятор без не…

Двигатель формулы 1

Как устроены моторы Формулы-1

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).

Предыдущие моторы в Формуле-1 (V8 2.4) развивали приблизительно 760 л.с. (точные числа, понятно, не разглашаются). Новые будут выдавать порядка 600 л.с., утверждает компания Renault, и ещё 160 «лошадок» с копейками будет добавлять на разгонах система ERS. Суммарная отдача установки окажется сопоставима с прошлогодней, а то и выше. На снимке — наддувные V-образные «шестёрки» Renault 1980 и 2014 года. Рабочий объём почти одинаков (34 года назад он составлял 1,5 литра), но насколько различны размеры.

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.

BMW (БМВ) команда Формулы 1

Так что теперь инженерам команд будет весьма непросто настраивать системы рекуперации на гонку и выбирать стратегию в данной части.

У Мерседеса мотор PU106A Hybrid по общему виду похож на «собратьев». Характерная черта — единственный турбокомпрессор, расположенный позади блока цилиндров. Эта компоновка продиктована правилами: если раньше на болиде были разрешены два выхлопных патрубка, то теперь только один, причём так, чтобы поток газов не создавал аэродинамического эффекта. С той же целью запрещено располагать какие-то дополнительные элементы кузова за выхлопом, чтобы они не направляли поток газов.

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 этой презентации силовая установка Ferrari 059/3 предстаёт только в виде анимации, но можно убедиться, что она в общих чертах повторяет агрегаты Мерседеса и Рено. В том числе и в части двойной рекуперации. Инженеры Ferrari тут выступают вместе со специалистами Shell. Они не раз повторяют: новые двигатели не только должны приблизиться к гражданским по аппетиту, но и по надёжности, и по долговечности. Хоть на шаг. Ведь по новому регламенту одному гонщику за сезон будет разрешено использовать лишь пять моторов вместо восьми ранее.

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.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Двигатель ЗМЗ 402

Двигатели ЗМЗ-402 устанавливают на автомобили «Волга», «УАЗ», «Газель». Двигатели неплохо зарекомендовали себя во время эксплуатации. Непр…

Модификаций двигателя ВАЗ 2110

8 клапанный инжекторный двигатель ВАЗ 2110 пришел на смену карбюраторному, который изначально устанавливали на первые ВАЗ — 2110. При этом сначала появился инжекторный 8-клапанный двигатель рабочим объемом 1.5 литра, но за тем рабочий объем двигателя увеличили до 1.6 литра….

Тюнинг УАЗ 31514 своими руками (фото)

Одной из самых тюнингуемых внедорожников в России, наверно, является УАЗик. И я этому ничуть не удивляюсь (отсутствие дорог ёпт…). Я сам люблю и уважаю УАЗ, и надеюсь когда нибудь у меня тоже будет свои, который я тюнингону по страшному и воплощу все свои фантазии. Вот пример воплощенной детской м…

Самая необычная техника в мире.

Эти машины выглядят настолько невероятно, что, кажется, будто они были выдуманы писателями-фантастами, или построены как макеты для съёмок в голливудских блокбастерах. Но нет, это реальная, действующая техника, которая поражает воображение….

Электромобиль своими руками.

Сегодня электротранспорт подается маркетологами, как носитель самых прогрессивных технологий в автомобилестроении. И многие уверены, что электромобиль может быть либо дорогим, как Nissan Leaf или Mitsubishi i-MiEV, либо очень дорогим – как Tesla. Однако члены дружного сообщества элект…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *