Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

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. [1] [2]

Формула один
Текущий сезон
Статьи по Теме
Списки
Записи
Организации
  • v
  • т
  • е

Операция [ править ]

Формула-1 в настоящее время использует 1,6-литровый четырехтактный двигатель V6 с турбонаддувом, 90 градусов, с двумя верхними распределительными валами (DOHC), поршневые двигатели . [3] Они были введены в 2014 году и разрабатывались в течение последних сезонов.

Мощность, которую производит двигатель Формулы-1, создается при работе на очень высокой скорости вращения, до 15 000 оборотов в минуту (об / мин). [4] 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. [5]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 [6] [7], которые по своей природе имеют повышающуюся скорость (прогрессивную скорость), что позволило им иметь чрезвычайно высокую жесткость пружины.при больших ходах клапана без значительного увеличения требуемой мощности привода при меньших ходах, что снижает общие потери 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. [7] [8] [9]

Короткоходный двигатель [ править ]

В автомобилях Формулы-1 используются короткоходные двигатели. [10] 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. [ необходима цитата ]

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 в цикле: 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 95000 м / с.2 , примерно в 10 000 раз больше стандартной плотности (10 000  г ).

Этот рядный 8- цилиндровый двигатель с наддувом Alfa Romeo 159 мог производить до 425 л.с. (317 кВт).
1,5-литровый двигатель F1 Ferrari V12 с наддувом

История [ править ]

Двигатели Формулы-1 на протяжении многих лет проходили через множество правил, производителей и конфигураций. [11]

1947–1953 [ править ]

В эту эпоху использовались довоенные правила для двигателей Voiturette с атмосферными двигателями объемом 4,5 л и наддувом объемом 1,5 л . Indianapolis 500 (который был этапом чемпионата мира среди водителей с 1950 года) использовал довоенные правила Гран-при, с 4,5-литровым атмосферным двигателем и 3,0-литровым двигателем 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 водителей 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.

2,5-литровый V8 в Lancia-Ferrari D50 (1955–1956)

1954–1960 [ править ]

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 [ править ]

У Porsche 804 был вентилятор для охлаждения плоского 8-цилиндрового двигателя с воздушным охлаждением

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, через пять лет средняя мощность увеличилась почти на 50%, а время круга было лучше, чем в 1960 году. Старая формула 2,5 л была сохранена для гонок International Formula Racing, но она не достигла большого успеха до появления. в серии 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).

Модель British Racing Motors H16 1968 года выпуска, 64-клапанный двигатель Формулы-1.

1966–1986 [ править ]

Cosworth DFV 3 - литровый V8 Формула Один двигатель
1,5-литровый турбомотор Renault

В 1966 году, когда появились спортивные автомобили, способные обогнать болид Формулы 1 благодаря гораздо более крупным и мощным двигателям, FIA увеличила объем двигателя до 3,0 л атмосферного и 1,5 л сжатого двигателя. Хотя несколько производителей требовали двигателей большего размера, переход не был гладким, и 1966 был переходным годом, когда несколько новичков использовали 2,0-литровые версии двигателей BRM и Coventry-Climax V-8. Появление серийно выпускаемого Cosworth DFV в 1967 году позволило небольшим производителям присоединиться к серии с шасси собственной разработки. Впервые с 1960 года было разрешено использование компрессионных устройств, но только в 1977 году компания действительно имела финансирование и заинтересованность в их создании, когда Renaultдебютировали со своим новым Gordini V-6 Turbo на Гран-при Великобритании в Сильверстоуне в том же году. В 1980 году 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); Этот двигатель имел значительное преимущество в мощности по сравнению с двигателями Ford-Cosworth DFV , Ferrari и Alfa Romeo без наддува. Вслед за этим в 1981 году Ferrari представила свой совершенно новый двигатель с турбонаддувом. После этих разработок владелец Brabham Берни Экклстоун сумел заставить BMW с 1982 года производить для команды рядные четырехцилиндровые двигатели с турбонаддувом. А в 1983 году Alfa Romeo изготовила двигатель V-8 с турбонаддувом, и в том же году и в последующие годы,Honda , Porsche (под маркой TAG ), Ford-Cosworth и другие небольшие компании производили двигатели с турбонаддувом, в основном V-6 с двойным турбонаддувом. Чрезвычайно мощный рядный четырехцилиндровый двигатель BMW M12 / 13 с турбонаддувом , использовавшийся в 1983 году в очень успешном Brabham BT52 , выигравшем чемпионат Нельсона Пике среди водителейв этом году он производил около 1400–1 500 л.с. (1 040–1120 кВт) при давлении наддува более 5 бар в квалификационной комплектации, но был настроен на мощность 850–900 л.с. (630–670 кВт) в гоночной спецификации. К середине 1985 года каждая соревнующаяся команда имела в своей машине двигатель с турбонаддувом. 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 с двигателями BMW Benetton.автомобилей, 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 . [12]

1987–1988 [ править ]

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 3,5 л формулы. 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.

Двигатель V6 Honda RA168E 1988 года с турбонаддувом

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 . [13] Чрезвычайно мощный рядный четырехцилиндровый BMW M12 / 13, установленный в Brabham BT55, наклонен почти горизонтально и в вертикальном положении под брендом Megatron в Arrows и Ligier., производя 900 л.с. (670 кВт) при 3,8 бара в гонке в гоночной комплектации и невероятную 1,400–1500 л.с. (1 040–1120 кВт) при давлении 5,5 бар в квалификационной спецификации. [14] Zakspeed строил свой собственный рядный четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом, Alfa Romeo должна была установить на Ligiers рядный четырехцилиндровый двигатель, но сделка сорвалась после проведения первоначальных испытаний. Alfa по-прежнему была представлена ​​своим старым 890T V8, используемым Osella , а Minardi оснащалась двигателем Motori Moderni V6.

В сезоне Формулы-1 1988 года снова доминировали двигатели с турбонаддувом, ограниченные до 2,5 бар, и Honda с его RA168E с турбонаддувом V6 мощностью 640 л.с. (477 кВт) при 12500 об / мин в квалификации, на этот раз гонщики McLaren Айртон Сенна и Ален Прост выиграли все гран-при. за исключением одного победителя Ferrari с его 033E V6 мощностью около 650 л.с. (485 кВт) при 12800 об / мин в квалификации. Сразу за ним Ford представил свой 3,5-литровый V8 с DFR мощностью 620 л.с. (462 кВт) при 11000 об / мин для Benetton, а 640-сильный (477 кВт) Megatron-BMW M12 / 13 по- прежнему двигал Arrows впереди Lotus-Honda. Джадд представил свой 600-сильный (447 кВт) CV3,5-литровый V8 для March, Williams и Ligier, а также для остальной части сети в основном использовался Ford Cosworth DFZ предыдущего года мощностью 590 л.с. (440 кВт), за исключением Zakspeed с собственным двигателем на 640 л.с. (477 кВт) и 700 л.с. (522 кВт). Alfa-Romeo V8 с турбонаддувом для Оселлы.

1989–1994 [ править ]

Двигатель Renault RS2 V10 1990 года выпуска.

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 Judd CV V8 в Lotus, Brabham и EuroBrun.автомобили и два чудака: Lamborghini 3512 80 ° V12 мощностью 620 л.с. (460 кВт), приводящий в действие 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.

Двигатель W12 3.5 Formula One 1990 года выпуска от автомобиля Life F1

1990 Формулы сезона вновь доминировали Honda в McLarens с 690 л.с. (515 кВт) @ 13500 оборотов в минуту RA100E подачи питания Айртон Сенна и Герхард Бергер впереди 680 л.с. (507 кВт) @ 12750 оборотов Ferrari Tipo 036 от 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 . Исключение составили Lamborghini 3512 в 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. Два новых претендентов были Life , которые построили для себя в F35 W12 с тремя цилиндрами четыре банки @ 60 °, и Subaru дает колоны 1235 плоско-12 от Motori Moderni

Двигатель Honda RA121E V12 1991 года выпуска.

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 с мощностью 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. Позади Тиррелл использовал предыдущую Honda RA109E, Джадд представил свой новый GV, а Dallara оставил предыдущий электромобиль Lotus, Yamaha отдала свой 660 л.с. (492 кВт) OX99.70 ° V12 для Brabham, двигатели Lamborghini использовались 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 ; остальная часть поля была оснащена 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 750–830 л.с. (559–619). кВт; 760–842 л.с.) при 13000–14500 об / мин в конце эпохи безнаддувных двигателей объемом 3,5 л, между 1992 и 1994 гг. Renault выиграла три последних подряд чемпионата мира конструкторов в эпоху формулы 3,5 л вместе с Williams (1992- 1994).

К концу сезона 1994 года Ferrari 043 выдавал более 820 л.с. (611 кВт) при 15 800 об / мин, что на сегодняшний день является самым мощным безнаддувным двигателем V12, когда-либо использовавшимся в Формуле-1. [15]

1995–2005 [ править ]

Этот 3,0-литровый двигатель V12 F1 от Ferrari (1995 г.) выдавал 700 л.с. (522 кВт) при 17000 об / мин.
Двигатель Ferrari модели 054 V10 2004 года выпуска Ferrari F2004

В эту эпоху использовалась формула 3,0 л с диапазоном мощности от 650 л.с. (485 кВт) до 965 л.с. (720 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. В 1995 году выигравший чемпионат 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 . [16] Победивший в чемпионате 1997 года FW19 выдавал около 760 л.с. (566,7 кВт) при 16 000 об / мин.Renault RS9B 3,0 л V10. Большинство автомобилей 1995–2000 годов имели постоянную мощность от 700 до 800 л.с. Большинство автомобилей Формулы-1 в сезоне 1997 года обеспечили стабильную выходную мощность 740–760 л.с. (551,8–566,7 кВт) при 16 000 об / мин. [17] С 1998 по 2000 год именно сила Mercedes позволила Мика Хаккинену выиграть два чемпионата мира. McLaren MP4 / 14 1999 года производил 785-810 л.с. при 17000 об / мин. Ferrari постепенно улучшала свой двигатель. В 1996 году они отказались от традиционного двигателя V12.к меньшему и более легкому двигателю 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 820 л.с. (611 кВт) при 15 800 об / мин. 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. В первом сезоне двигатель был очень надежным, хотя и немного уступал по мощности по сравнению с агрегатами Ferrari и Mercedes. BMW E41 Приведено Williams FW22 произведено около 810 л.с. @ 17500 оборотов в минуту, в течение сезона 2000 года. [18] BMW решительно пошла вперед с разработкой двигателей. P81 , используемый в течение сезона 2001 года, был в состоянии поразить 17,810 оборотов в минуту. 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 эпохи 3,0-литрового двигателя V10, преодолевший рубеж 19 000 об / мин во время квалификации Гран-при Италии 2002 года . [19] 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). [20] Honda RA003E V10 также преодолела отметку в 900 л.с. (670 кВт) на Гран-при Канады 2003 года . [21]

В 2005 году двигатель V10 объемом 3,0 л допускал не более 5 клапанов на цилиндр. [22] Кроме того, FIA ввела новые правила, ограничивающие каждый автомобиль 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, Toyota, 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). [23] [24]

2006–2013 [ править ]

В 2006 году двигатели должны были быть 90 ° V8 с максимальной мощностью 2,4 литра с диаметром цилиндра 98 мм (3,9 дюйма) максимум, 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). В прошлом году двигатели с ограничителем оборотов были разрешены в 2006 и 2007 годах 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. . [25]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 любого вещества, 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 ,кобальт или титан . Эти ограничения были введены для снижения затрат на разработку двигателей. [26]

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 в 740 л.с. (552 кВт) при 18 000 об / мин [27], но реальные цифры, конечно, получить трудно. Большинство автомобилей этого периода (2006-2008 гг.) Выдавали обычную выходную мощность примерно 730-785 л.с. при 19 000 об / мин (более 20 000 об / мин в сезоне 2006 г. ). [28]

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,использование этой способности путем внесения изменений в конструкцию, которые не только повышают надежность, но и увеличивают выходную мощность двигателя в качестве побочного эффекта. Поскольку двигатель Mercedes оказался самым мощным, FIA разрешила перенастройку двигателей, чтобы позволить другим производителям соответствовать мощности.[29]

В 2009 году Honda покинула Формулу 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. [30]

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. [31]

2014–2021 [ править ]

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 . [32] 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.

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. [33] Первоначальное предложение по четырехцилиндровым двигателям 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 , в то время как для рядного 4-го двигателя потребуется пространственная рама. Был достигнут компромисс, разрешив вместо этого использовать двигатели с принудительным впуском V6. [33]Двигатели редко превышают 12 000 об / мин во время квалификации и гонки из-за новых ограничений расхода топлива. [34]

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, добавив примерно 30–50 л.с. (20–40 кВт) большинству двигателей, 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. [35]

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. Honda должна выйти из числа поставщиков силовых агрегатов в конце 2021 года .

2022 год и далее [ править ]

В 2017 году FIA начала переговоры с существующими конструкторами и потенциальными новыми производителями по двигателям следующего поколения с предполагаемой датой ввода в эксплуатацию в 2021 году, но отложенной до 2022 года . Первоначальное предложение было разработано для упрощения конструкции двигателей, сокращения затрат, продвижения новых моделей и устранения критики 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 ). [36] двигатель Генератор блок-Кинетический ( МГУ-К) будет более мощным, с большим упором на развертывание драйверов и более гибкое введение для 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». [36] Еще одно предложение разрешить полноприводные автомобили было также сделано с передней осью, приводимой в движение блоком MGU-K - в отличие от традиционного карданного вала - который функционировал независимо от MGU-K, обеспечивающего мощность на заднюю ось. , копируя систему, разработанную Porsche для спортивного автомобиля 919 Hybrid . [37] [38]

Развитие спецификации двигателя [ править ]

ГодыРабочий
принцип [примечание 1]		Максимальное смещениеRevolution
предел		КонфигурацияТопливо
Естественно
безнаддувных		Принудительная
индукция		АлкогольБензин
2014–2021 [примечание 2]4-тактный поршень1,6 л [примечание 3] [39] [40]15000 об / мин90 ° V6 + MGU5,75% [примечание 4]Высокооктановый неэтилированный [41]
2009–2013 [примечание 5]2,4 лЗапрещенный18000 об / мин90 ° V8 + KERS
2008 г.19000 об / мин90 ° V8
2007 г.Запрещенный
2006 [примечание 6] [42]Неограниченный
2000–20053,0 лV10
1995–1999До 12
цилиндров
1992–19943,5 л
1989–1991Неограниченный
1988 г.1,5 л, 2,5 барНеограниченный
1987 г.1,5 л, 4 бара
1986 г.Запрещенный1,5 л
1981–19853,0 л
1966–1980Неопределенные
1963–19651,5 л
(1,3 л мин.)		ЗапрещенныйНасос [43]
1961–1962Неограниченный
1958–1960 гг.2,5 л0,75 л
1954–1957Неограниченный
1947–1953 [примечание 7]4,5 л1,5 л

Примечание:

  1. ^ 2-х тактные, газотурбинные, роторные и др.
  2. ^ MGU (Motor Generator Unit) - разрешены системы рекуперации кинетической (тормозной) и MGU-тепловой (выхлопной) энергии.
  3. ^ Безнаддувные двигатели не запрещены, но не использовались ни одной командой. Давление наддува не ограничено, но расход топлива (который не регулировался до 2013 года) ограничен 100 кг в час (примерно соответствует 3,5 бар при максимальных оборотах в минуту). [ необходима цитата ]
  4. ^ 5,75% спирта биологического происхождения требуется в перекачиваемой нефти.
  5. ^ Разрешена система рекуперации кинетической (тормозной) энергии (KERS).
  6. ↑ На 2006 и 2007 годы FIA оставила за собой право давать специальные разрешения командам, не имеющим доступа к двигателям новой спецификации, использовать двигатели спецификации 2005 года с ограничителем числа оборотов. Это разрешение было предоставлено Scuderia Toro Rosso в 2006 году.
  7. ^ В 1952 и 1953 годах гонки чемпионатов мира проводились по правилам Формулы-2 (0,75 л с компрессором, 2 л без), но правила Формулы-1 остались неизменными.

Текущие технические характеристики двигателя [ править ]

Сжигание, конструкция, эксплуатация, мощность, топливо и смазка [ править ]

  • Производители : Mercedes , Renault , Ferrari и Honda.
  • Тип : гибридный с промежуточным охлаждением
  • Такт двигателя сгорания : четырехтактный поршневой цикл Отто
  • Конфигурация : одинарный гибридный двигатель V6 с турбонаддувом
  • 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 рт. Ст. )
  • Расход ограничителя массового расхода топлива : 100  кг / ч (220  фунтов / ч) (-40%)
  • Диапазон расхода топлива : 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. 600–650  Нм (443–479  ft⋅lb )
  • Смазка : Сухой картер
  • Максимальные обороты : 15000 об / мин
  • Управление двигателем : McLaren TAG-320
  • 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
  • Вес : 145  кг (320  фунтов ) в целом, включая коллекторы, сцепление, ЭБУ, блок зажигания или фильтры
Принудительная индукция и передача по нажатию [ править ]
  • 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 обычно обычно 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 [ править ]
  • MGU-K RPM : макс. 50 000 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)

Записи [ править ]

Цифры верны по состоянию на Гран-при Абу-Даби 2020 года.

Жирным шрифтом выделены производители двигателей, которые участвовали в Формуле-1 в сезоне 2020 года.

Гран-при чемпионата мира выиграл производитель двигателей [ править ]

КлассифицироватьДвигательПобедПервая победаПоследняя победа
1Феррари2391951 Гран-при ВеликобританииГран-при Сингапура 2019
2Мерседес **2011954 Гран-при ФранцииГран-при Бахрейна 2020
3Форд *1761967 Гран-при Голландии2003 Гран-при Бразилии
4Renault168Гран-при Франции 1979 года2014 Гран-при Бельгии
5Хонда78Гран-при Мексики 1965 годаГран-при Абу-Даби 2020
6Ковентри кульминация401958 Гран-при АргентиныГран-при Германии 1965 года
7ТЕГ ***251984 Гран-при Бразилии1987 Гран-при Португалии
8BMW201982 Гран-при КанадыГран-при Канады 2008
9BRM181959 Гран-при Нидерландов1972 Гран-при Монако
10Альфа-Ромео121950 Гран-при Великобритании1978 Гран-при Италии
11Offenhauser111950 Индианаполис 500 ****1960 Индианаполис 500
Maserati1953 Гран-при Италии1967 Гран-при Южной Африки
13Vanwall91957 Гран-при Великобритании1958 Гран-при Марокко
TAG Heuer *****Гран-при Испании 2016Гран-при Мексики 2018
15Repco8Гран-при Франции 1966 года1967 Гран-при Канады
16Mugen-Honda41996 Гран-при Монако1999 Гран-при Италии
17Матра31977 Гран-при Швеции1981 Гран-при Канады
18Порше1Гран-при Франции 1962 года
Уэслейк1967 Гран-при Бельгии
BWT Mercedes ******Гран-при Сахир 2020

^ * ПостроенCosworth

^ ** ПостроенIlmor впериод с 1997 по 2005 год.

^ *** ПостроенPorsche

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

^ ***** ПостроенRenault

^ ****** ПостроенMercedes

Наибольшее количество побед в сезоне [ править ]

По номеру [ править ]

КлассифицироватьПроизводительВремя годаСкачкиПобедПроцентДвигатель (и)Команда-победитель
1Мерседес2016 г.21 год1990,5%PU106C ГибридМерседес
2Renault1995 г.171694,1%RS7Бенеттон , Уильямс
Мерседес2014 г.1984,2%PU106A ГибридМерседес
2015 г.1984,2%PU106B ГибридМерседес
5Форд19731515100%DFVЛотус , Тиррелл , Макларен
Хонда1988 г.1693,8%RA168EМакларен
Феррари2002 г.1788,2%Типо 050 , Типо 051Феррари
2004 г.1883,3%Типо 053Феррари
Мерседес2019 г.21 год71,4%M10 EQ Power +Мерседес
10Renault2013191473,7%RS27-2013Лотус , Red Bull

По проценту [ править ]

КлассифицироватьПроизводительВремя годаСкачкиПобедПроцентДвигатель (и)Команда-победитель
1Форд1969 г.1111100%DFVМатра , Брэбэм , Лотус , Макларен
19731515DFVЛотус , Тиррелл , Макларен
3Renault1995 г.171694,1%RS7Бенеттон , Уильямс
4Хонда1988 г.161593,8%RA168EМакларен
5Форд1968 г.121191,7%DFVЛотус , Макларен , Матра
6Мерседес2016 г.21 год1990,5%PU106C ГибридМерседес
7Феррари2002 г.171588,2%Типо 050 , Типо 051Феррари
8Феррари *1952 г.8787,5%Типо 500 , Типо 375Феррари
9Альфа Ромео **19507685,7%Типо 158 , Типо 159Альфа-Ромео
10Мерседес2014 г.191684,2%PU106A ГибридМерседес
2015 г.1916PU106B ГибридМерседес

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

Большинство последовательных побед [ править ]

КлассифицироватьПроизводительПобедСезоны)СкачкиДвигатель (и)Команда-победитель
1Форд221972 , 1973 , 19741972 австрийский Гран  - 1974 южноафриканский ГранDFVЛотус , Тиррелл , Макларен , Брэбэм
2Форд201968 , 1969 , 19701968 Гран - при Великобритании  - 1970 Гран - при МонакоDFVЛотус , Матра , Макларен , Брэбэм , Марш
3Renault161995 , 19961995 Гран - при Франции  - 1996 Сан - Марино Гран - приRS7 , RS8Бенеттон , Уильямс
4Хонда111988 г.1988 Гран - при Бразилии  - 1988 Гран - при БельгииRA168EМакларен
5Феррари102002 г.2002 Гран-при Канады  - 2002 Гран-при ЯпонииТипо 051Феррари
Мерседес2015 , 20162015 Гран - при Японии  - 2016 Гран - при РоссииPU106B Гибрид , PU106C ГибридМерседес
2016 г.2016 Гран - при Монако  - 2016 Гран - при СингапураPU106C ГибридМерседес
2018 , 20192018 Гран - при Бразилии  - 2019 Гран При ФранцииM09 EQ Power + , M10 EQ Power +Мерседес
9Форд91980 , 19811980 Голландский Гран  - 1981 Гран - при БельгииDFVБрэбэм , Уильямс
Renault20132013 Гран - при Бельгии  - 2013 Гран - при БразилииRS27-2013красный Бык

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Правила двигателя F1 меняются с годами» . www.formula1-dictionary.net . Дата обращения 10 ноября 2020 .
  2. ^ "Двигатель Формулы 1" . www.formula1-dictionary.net . Дата обращения 10 ноября 2020 .
  3. ↑ Fédération Internationale de l'Automobile (23 января 2014 г.). «ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА FORMULA ONE 2014» (PDF) . Проверено 27 февраля 2014 года .
  4. ↑ Двигатель / коробка. Архивировано 22 февраля 2014 г. наофициальном веб-сайте Формулы-1 на сайте Wayback Machine Understanding the Sport.
  5. ^ F1 Мощность двигателя Секреты , Ян Бамси, июнь 2000 RACER журнал
  6. ^ Скарборо, Крейг. «Техническая проблема: инновации Renault в Формуле-1» (PDF) . Атлас F1 . ScarbsF1.com. Архивировано 24 августа 2009 года (PDF) . Проверено 4 июня 2012 года .
  7. ^ a b Taulbut, Дерек. «Примечание 89 - Фон TurboCharging» (PDF) . Гран-при по разработке двигателей 1906 - 2000 гг . Grandprixengines.co.uk. Архивировано 4 июня 2012 года (PDF) . Проверено 4 июня 2012 года .
  8. ^ https://www.youtube.com/watch?v=_HwHgEWnpfs
  9. ^ https://www.youtube.com/watch?v=BPdm51QwZEw
  10. ^ "Почему большие дизельные двигатели и двигатели гоночных автомобилей имеют такие разные значения мощности в лошадиных силах?" . HowStuffWorks . Проверено 2 апреля 2014 года .
  11. ^ Лео Breevoort; Дэн Моакс; Маттис Диепрам (22 февраля 2007 г.). «Обозначения и комплектации двигателей Гран-при чемпионата мира» . 6-я передача.
  12. ^ «Как работает двигатель внутреннего сгорания Формулы-1» . f1chronicle.com . 26 августа 2019 . Проверено 21 сентября 2020 года .
  13. ^ «СТАТИСТИКА F1 • Двигатели» . Статистика F1.
  14. ^ Реми Гумберт. "Двигатель BMW Turbo F1" . Gurneyflap.
  15. ^ «Гений по имени Тодт» . Atlasf1.autosport.com . Проверено 13 февраля 2011 года .
  16. ^ https://www.statsf1.com/en/moteur-renault.aspx
  17. ^ «McLaren Racing - Наследие - MP4-12» . www.mclaren.com . Проверено 19 ноября 2020 .
  18. ^ "Уильямс FW22" . www.f1technical.net . Проверено 19 ноября 2020 .
  19. ^ "Williams F1 - Двигатель BMW P84 / 85" . F1network.net . Проверено 13 февраля 2011 года .
  20. ↑ Рой Макнил, Copyright BMW World 1999–2005 (22 сентября 2003 г.). «Мир BMW - картина недели» . Usautoparts.net.
  21. ^ https://www.roadandtrack.com/motorsports/a26106/bmw-engines-in-the-v10-era/#:~:text=During%20that%20first%20year%20of,and%20weighing%20only%20258 % 20 фунтов .
  22. ^ Технический регламент Формулы-1 2005 г. Архивировано 21 июня 2006 г. на Wayback Machine . FIA
  23. ^ "Honda R&D Технический обзор F1 Special (деятельность третьей эры)" . Веб-сайт Honda R&D Research Paper . Проверено 10 ноября 2020 .
  24. ^ http://www.formula1-dictionary.net/engine_cosworth_story.html
  25. ^ Генри, Алан (редактор) (2006). АВТОКУРС 2006–2007 гг . Crash Media Group. С. 82–83. ISBN 1-905334-15-X.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  26. ^ Технический регламент Формулы- 1 2006 г. Архивировано 1 сентября 2006 г. в Wayback Machine , глава пятая, 15 декабря 2005 г.
  27. ^ F1 технический, Toyota TF106 Specification , 14 января 2006 г.
  28. ^ «Текущий рейтинг двигателя ??? - Архив комментариев по гонкам» . Форумы по автоспорту . Проверено 19 ноября 2020 .
  29. ^ "Новости F1: FIA соглашается на повторное выравнивание двигателя" . Autosport.com . Публикации Хеймаркет . 22 сентября 2009 . Проверено 22 сентября 2009 года .
  30. ^ "Достаточно ли двигателей в Формуле 1 в 2010?" . Grandprix.com . Внутри F1 . Проверено 2 июня 2011 года .
  31. ^ https://www.racecar-engineering.com/articles/f1/f1-2013-the-last-of-the-v8s/
  32. ^ "Регламенты силовых агрегатов чемпионата мира Формулы-1 FIA" . FIA . 29 июня 2011 г.
  33. ^ a b Аллен, Джеймс (20 апреля 2011 г.). "F1 ставят на электричку только на пит-лейн?" . JamesallenonF1.com . Проверено 2 июня 2011 года .
  34. ^ «Команды держат обороты ниже 12000 об / мин» . Проверено 11 октября 2014 года .
  35. ^ https://www.auto-motor-und-sport.de/formel-1/motorleistung-f1-2019-renault-1000-ps/
  36. ^ a b «Формула 1 представляет планы двигателей на 2021 год» . speedcafe.com . 1 ноября 2017 . Проверено 8 сентября 2020 .
  37. ^ «F1 2021: 4WD Liberty, Porsche & Spec PU» . thejudge13.com . 8 мая 2018 . Проверено 8 сентября 2020 .
  38. ↑ Благородный, Джонатан (26 октября 2017 г.). «Анализ: почему 4WD стоит на повестке дня Формулы 1» . motorsport.com . Проверено 8 сентября 2020 .
  39. ^ "Как работает удивительный новый гибридный двигатель с турбонаддувом Формулы-1" . 22 января 2014 . Проверено 9 августа 2014 .
  40. ↑ Fédération Internationale de l'Automobile (23 января 2014 г.). «ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА FORMULA ONE 2014» (PDF) . Статья 5.1 на п.21 . Проверено 12 августа 2014 .
  41. ^ «Топливо» . формула1 . Чемпионат мира Формулы-1. Архивировано из оригинального 10 апреля 2017 года . Проверено 10 апреля 2017 года .
  42. ^ "Технический регламент Формулы-1 2006" . Дата обращения 10 ноября 2020 .
  43. ^ «Правила и статистика F1 1960–1969» . 1 января 2009 . Проверено 9 августа 2014 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Двигатели Формулы-1 Подробная статья, посвященная фактам, эволюции и техническим характеристикам двигателей Формулы-1 2009 года.
  • Двигатели Racecar Engineering F1