Еликсирът на живота във Формула 1
Без бензин и масло нито едно колело не би се завъртяло във Формула 1. Достатъчна причина F1Total.com да погледне зад кулисите
(Motorsport-Total.com) - Бензин, какво е бензин изобщо? От само себе си се разбира, че милиони хора по света карат всеки ден до бензиностанция, за да зареждат колата си. Във времена на мобилно човечество, когато почти всяко семейство в индустриализираните страни притежава една или най-вече дори няколко коли, зареждането с гориво е процес, който е станал част от ежедневието на хората. Хората говорят за бензин едва когато цената на бензина отново е скочила. Бензинът улесни живота ни много и заслужава повече внимание.
Донор на енергия: Придружител на бензиностанция Toyota се готви да зарежда Zoom
Бензинът се състои от въглеводороди, смесени с различни добавки. Енергийният източник, който се превърна в един от най-важните за човечеството, е течен, безцветен и тежи между 0,72 и 0,76 килограма на литър. Когато се изгори един килограм бензин, въглеродният диоксид, водата и около 40 000 kJ енергия се отделят под формата на топлина. За сравнение: Жена с ръст 1,70 метра и нормално тегло около 63 килограма консумира количество енергия от 9 300 kJ на ден при умерен стрес.
Бензинът се произвежда най-вече от така наречената фракционна дестилация на нефт в рафинериите. Петролът се загрява, различните компоненти на петрола се изпаряват при различни температури, по този начин смесеният продукт може да бъде разделен на отделни компоненти. Ето как се произвеждат лек бензин (точка на кипене 40-70 ° C), среден бензин (моторни бензини, точка на кипене 90-180 ° C) и тежък бензин (точка на кипене 150-180 ° C).
Бензинът вдъхва живот на двигателите от Формула 1
Във Формула 1 бензинът е незаменим, той е доставчикът на енергия, който вдъхва живот на двигателите. Първокласният клас автомобилен спорт съществува от 1950 г. Преди 50 години компресорните двигатели все още се използваха във Формула 1 - поради огромните топлинни проблеми те не можеха да работят с конвенционален бензин. Тъй като по това време наредбите позволяват избора на гориво, специалистите в индустрията на минерални масла смесват огромен процент алкохол в горивото за охлаждане.
Агресивен бензин, който изяжда двигателите
До края на 1957 г. сместа е оставена само на химиците. Например, Mercedes използва следната рецепта: 45% бензен, 25% метилов алкохол, 23% авиационно гориво, 3% ацетон и 2% нитробензол. Останалите два процента остават тайна и до днес. Експлозивната смес реагира толкова агресивно, че останалите запаси трябваше да се източат след тренировка и състезания. След това двигателят беше промит с конвенционално гориво. Без тази предпазна мярка двигателят щеше да бъде повреден за една нощ.
От 1958 г. до края на 1960 г. авиационният бензин с 130 OZ - октановото число OZ е мярка за устойчивост на удар на бензин - е предписан, след като спонсорите на минерално масло призоваха екипите да предписват наличен в търговската мрежа бензин, за да се вземе предвид здравната защита и още по-добре създайте по-надеждни трансфери на продукти между феновете и Формула 1.
Турбо двигатели с мощност до 1400 к.с.
Когато турбомоторите се появиха във Формула 1 през 1983 г. и излязоха с цифри от 1300 до 1400 конски сили при квалификация при максимално налягане на наддаване, количеството гориво, което можеше да се използва за състезание, беше ограничено до 150 литра, за да не позволи на работата на двигателя да излезе извън контрол. Двигателите вече постигнаха около 700 к.с. по време на състезания. Рискът да не свързваме двата края поради ниското количество гориво от само 150 литра беше огромен.
През 1992 г. влязоха в сила нови разпоредби, които засегнаха горивото, използвано във автомобилите от Формула 1. В допълнение към азота и кислорода - и двете в ограничени количества - горивото е имало право да съдържа само въглеводороди. Забранени са алкохол, азотни съединения и други добавки, подходящи за PS. В името на околната среда безоловният бензин вече беше задължителен.
„Екологично“ гориво във Формула 1
Само една година по-късно бяха приети бензинови параграфи, според които горивото трябваше да отговаря на всички разпоредби на ЕС за безопасност и здраве. С това служителите най-накрая бяха проправили пътя за "бензин" в състезанията от Гран При. Докато компаниите за минерални масла все още експериментираха с над 300 смеси на сезон в началото на 90-те години, днес те са ограничени до няколко смеси.
Състезателният бензин - отговорен за известно увеличение на производителността във връзка с необходимата настройка на двигателя - не се различава по отношение на химичните компоненти, а само по техния състав. От 1995 г. съставът на използваното гориво трябва да бъде идентичен с проба (химически пръстов отпечатък), която преди това е била депозирана във FIA за одобрение.
Използваният бензин до голяма степен съответства на обичайното гориво за супер бензиностанция, трябва да бъде безоловен и има само няколко добавки за повишаване на производителността. Разходът е добре пазена тайна на производителя, средно той е 70 литра на 100 километра, но в екстремни случаи автомобил от Формула 1 може да погълне повече от един литър на километър.
В мобилна лаборатория, която се пренася от състезание на състезание с камион, комисарите на FIA могат да проверят дали екипите използват законно гориво. Теоретично двигателите биха могли да създадат значителни експлозии при работа със специално гориво, което трябва да се изключи. Поради тази причина пробите се вземат на неравномерни интервали и се проверяват за концентрацията на сяра, бензен и други вещества с помощта на газова хроматография и масспектрометрия.
200 000 литра бензин годишно - и екип
Във Формула 1 всеки отбор има партньор, който се грижи за екипирането на отбора с бензин и масло. Във Ferrari това е Shell, който е активен във Формула 1 от 1950 г., трябваше да се оттегли през 1973 г. поради петролната криза и да се върне във Ferrari през 1996 г. Оттогава компанията с жълтата мида доставя на червените 200 000 литра бензин и 26 тона масло всяка година.
Бензинът като еликсир на живота - петролът като еликсир на оцеляването
Освен бензин, важна роля играе и петролът. Той е изключително от синтетичен характер и е специално оптимизиран за изискванията на двигателите от Формула 1. Днешното масло е почти толкова течно, колкото и водата. Основната задача на маслото: да минимизира триенето и по този начин да намали генерирането на топлина и износване на компонентите в двигателя и трансмисията.
Колко важни са горивата и смазочните материали за отбора на световното първенство, показват усилията, които партньорът с минерални масла полага за отбора. Камион е на място при всяко състезание и всяко изпитване, при което двама служители могат да проверяват маслото и бензина с най-модерните системи. Когато Михаел Шумахер и Рубенс Барикело паркират колите си, работата за двамата мъже наистина започва. Бензинът и маслото могат да бъдат анализирани в рамките на няколко минути, а резултатите от анализа в пистовата лаборатория се предават на инженерите на Ferrari.
"Кръвни тестове" във Формула 1
„В контакт съм с механиците на Ferrari, за да взема различни проби от маслото в критични моменти по време на състезателен уикенд“, каза служителят на Shell Тобиас Таше. "Те след това се изследват с нашето съвременно оборудване за анализ, като се използва усъвършенствана рентгенова технология за откриване на метални остатъци в маслото. Това ни позволява да определим продължителността на живота на компонентите, за да избегнем повреди поради износване."
"Работи като кръвен тест, тъй като пробите, които вземаме от автомобилите, ни дават добра индикация за това колко силно двигателят или скоростната кутия са повредени от износване. Ние сме предупредени предварително за всякакви проблеми. Резултатите След това го обсъждам с инженерите на Ferrari, които след това решават дали нещо трябва да бъде заменено или не. " За да се гарантира, че технологията работи безпроблемно, пробите от маслото се вземат и анализират около 36 пъти през състезателни почивни дни. "Можем да кажем на Ferrari след загрявката дали смятаме, че двигателят е готов за употреба или трябва да бъде заменен. Нашите машини могат да открият един грам замърсяване в тон масло."
"Мръсотия" в маслото
Бърза кола, която спира по средата на състезанието, не струва нищо, както и кола, която пресича финалната линия, но не е достатъчно бърза. И така всички, участващи в отбор от Формула 1, работят до краен предел. Ако инженерите открият твърде много метални отломки в маслото, тогава те могат да предвидят например, че скоростната кутия няма да може да се задържи много по-дълго и за да бъде на сигурно място, да я смени преди състезанието. През 1999 г., след загрявката, в моторното масло на колата на Еди Ървайн бяха открити много метални отломки. Двигателят беше сменен и ирландецът осигури на Ферари конструкторската титла с победата си.
Когато маслото се изследва от техниците, то всъщност е сравнимо с кръвен тест при лекаря. Разследванията са толкова прецизни, че Taschen може да каже от коя кола идва маслото: "Някои шофьори влизат в завой, спират силно и превключват леко и прогресивно надолу. Други влизат в завоя и превключват трудно и късно скоростната кутия се износва повече. Можете да присвоите скоростната кутия на отделния пилот след състезанието. "
Страх от незаконно гориво
Техниците имат съвсем различни задачи. Те помагат на екипа да намери правилната стратегия за пит стоп и тестовите инструменти се използват, за да се провери дали бензинът отговаря на строгите разпоредби на регламентите. Дори и най-малките количества бензин, които трябва да се напълнят например в мрежата, се анализират отново, за да бъдат сигурни. Бързо се случи екип да кара с незаконно гориво. Двигателите, горивните помпи и резервоарите могат да бъдат замърсени с гориво, което е изпробвано с цел тестване, но все още не е одобрено от FIA.
В сряда преди състезание бензиновите инженери идват на пистата със своя камион и вземат първите проби от бензиновите и маслените барабани, които също се изследват за транспортни повреди. Шофьорът на бензиновия камион изминава 72 000 километра за един сезон, за да пътува напред-назад между състезателните места и централата във Великобритания. Около 40 специалисти работят там за участие във Формула 1.
Бензинът като високотехнологичен продукт
Разработката на бензин се извършва на високо професионално ниво, за което нормалният фен на Формула 1 със сигурност не се сеща. Благодарение на днешната компютърна технология инженерите могат на практика да смесват бензин и да го изгарят, без всъщност да се налага да произвеждат бензин. Технологичният партньор Ferrari е адаптирал технологията си, така че виртуалният бензин може дори да бъде тестван във виртуалния двигател. Shell изпробва несъществуващ бензин в несъществуващ двигател. Седмичната видеоконференция с Ferrari завършва тестовете. В резултат на това бензинът може да се подобри за по-кратко време и в същото време да се спестят пари.
Shell разполага с уникален "оптичен двигател" за създаване на нов бензин. Този двигател позволява на инженерите да наблюдават процесите вътре, за да оценят по-добре ефективността и начина, по който бензинът гори в горивната камера. Такъв стъклен експериментален мотор струва около 20 000 долара. Освен това се използва стенд за изпитване на инжектиране, в който може да се симулира впръскването на бензин в двигателя и да се подобри ефективността на бензин.
Шуми може да кара и с нормално гориво
Като рекламен трик, Михаел Шумахер тества Ferrari миналата година с нормално гориво Super Plus от бензиностанцията и беше само с няколко десети от секундата по-бавен от състезателното гориво. По принцип съставките в състезателното гориво са същите като в горивото на бензиностанцията, което този тест трябва да докаже. Въпреки това бензинът е специално съобразен с двигателя. Горивото на бензиностанцията трябва да работи с много различни двигатели, но състезателното гориво трябва да работи само с един - и вие се опитвате да извлечете максимума от това гориво. Когато производителят на двигателя оптимизира своя двигател, доставчикът на бензин също оптимизира горивото.
Формулата за успех на добър бензин по принцип е много проста, но изпълнението е всичко друго, но не и лесно. Бензинът трябва да дава на двигателя възможно най-много конски сили, консумацията трябва да се поддържа възможно най-ниска, за да може теглото на колата да се поддържа ниско и да имате възможно най-краткия престой при зареждане в ямите, ако горивото е на 12 литра в секунда резервоарът на колите тече. И накрая, самият бензин трябва да бъде възможно най-лек.
Спестяването на гориво също е проблем във Формула 1
„За да направите автомобил възможно най-бърз, трябва да поддържате резервоара на автомобила възможно най-малък“, обяснява Рос Браун, технически директор на екипа на Ferrari. "В състезания на едно гише, където резервоарът е пълен, това може да бъде ограничаващ фактор, така че се нуждаем от бензин с възможно най-висок обемен коефициент. Разполагаме с гориво, което ни позволява да добавим още един или два Да караш обиколки, което често е било решаващо. "
Добре смазан е половината от успеха
Изискванията към маслото, което се използва в скоростната кутия и двигателя, са още по-впечатляващи. Маслото служи като смазка и е предназначено да предотврати триенето в двигателя и да разсее генерираната топлина. Без масло двигателят ще умре от топлина за секунди. Разтрийте бързо двете си длани една към друга и ще забележите колко топло стават ръцете ви. Сега капнете малко олио за готвене на дланта на ръката си, ще забележите, че ръката ви едва се затопля, когато я разтривате бързо, защото коефициентът на триене е намален.
Маслото в двигателя гарантира, че днес са възможни скорости до 19 000 оборота в минута. 19 000 оборота в минута означават 9500 запалвания на цилиндър в минута. Това е 158 запалвания на цилиндър или едно запалване на всеки шест хилядни от секундата. Сместа се влива в цилиндъра, компресира се от буталото, запалва се от запалителната свещ, фронта на пламъка преминава през цялата горивна камера, горивният газ се разширява, генерира мощността, издавана от двигателя през буталото и се изхвърля през изпускателните канали - всичко това се случва 158 Пъти в секунда във всеки от 10-те цилиндъра. Невъобразима стойност. За сравнение: сериен двигател достига около една трета от тази скорост. Бензинът също трябва да отговаря на това изискване.
„Проблемът с инженерите е, че двигателният отдел би искал масло, което охлажда двигателя възможно най-много, докато аеродинамиците искат по-малки радиатори и следователно искат възможно най-готиното масло, така че да имат повече пространство около страната на колата ", каза Ташен. „Значи става въпрос за намиране на добър компромис заедно и ние сме добри в това!“
Не е много дебел и не е твърде тънък
Дори в трансмисията нищо не работи без масло, ако има повече от 1000 смени в състезанието. Както при двигателя, тук важи и следното: колкото по-дебело е маслото, толкова по-добре може да намали топлината. "Колкото по-дебело е маслото, толкова по-добре можем да защитим двигателя и трансмисията", обяснява Ташен. "С дебело масло бихме могли значително да увеличим продължителността на живота на скоростната кутия и мотора. По-плътното масло също транспортира топлината по-добре от тънкото масло."
"Проблемът обаче е, че колкото по-дебело е маслото, толкова по-бавно двигателят може да се върти, което би го направило по-надежден, но и по-слаб. По-тънкото масло кара двигателя да се върти по-бързо и имате повече мощност, но след това отново сте при него По-тънкото масло също означава по-лоша топлопроводимост, така че ще ни трябва повече масло, за да произведем същата топлопроводимост и това от своя страна би увеличило теглото на автомобила, което също е отрицателно. Така че зависи от правилния компромис. "
Различно масло за различни маршрути
В зависимост от маршрута дори се използват различни масла, както обяснява Тобиас Ташен: „Тесните курсове като Монако и Хунгароринг изискват много от двигателя, тъй като той често се ускорява и превключва много. Когато една кола следва друга отблизо около няколко завоя, температурите в двигателя се покачват драстично, защото по-малко въздух тече върху радиатора. При по-бързи маршрути двигателите работят с максимална скорост за по-дълги периоди. Тук например е важно бензинът да е ефективен, в противен случай ще загубите време в ямите при зареждане с гориво. "