HTML

Friss topikok

Autós képek

A kipufogóval hajtott diffúzor működése


2010.07.29. 09:49

 

Ugye mindenki tisztában van vele, hogy idén gyakorlatilag csak Red Bull autók indultak a Forma 1-ben az első helyről ?!

Egy kivétel van, amikor Lewis Hamilton úgy tudott az élre kerülni, hogy autójából az időmérő kör után ki is fogyott az üzemanyag. Megemlíthem még a Német Nagydíjat, ahol épp hogy megcsípte Sebatian Vettel az első helyet Fernando Alonso kocsija előtt. Ez a pont pedig az idei évben egy fordulópontot jelent az erőviszonyok felállásában. A Scuderia Ferrari mérnökeinek sikerült mindent lemásolniuk, ami a versenytársaik autójában jobb volt addig, mint az övéké. A McLarentől ellesték az F-csatorna titkát, a Red Bull autóiról pedig sikerrel lemásolták a kipufogóval hajtott diffúzort.

A tavalyi év újonca, a meglepetés csapat a Brawn GP lett, ami fennállásának egyetlen évében, rögtön világbajnok tudott lenni! Még az egyéni világbajnoki címet is sikerült megszerezniük (Jensen Button), egyetlen fontos technikai újítással, a dupla diffúzorral! Az egész ott kezdődött, hogy nem volt egyértelmű a szabályozás, a Brawn mérnökei a kiskapukat kihasználva két fedelesre tervezték azt az eszközt, ami lényegében pont fordítva működnek, mint a szárnyak, a felső légterelők. A leszorító erő mértéke nagyon fontos, a lassú kanyarok annál gyorsabban vehetők be, minél jobban betapad az autó. Eznnek az erőnek a mértékét igyekszik a Nemzetközi Autosport Szövetség minden évben mérsékelni, hogy lassítsa az autók köridejét, hogy ezzel biztosítsa a versenyeken a pilóták biztonságát. Az okos mérnökök pedig mindig azon vannak, hogy a szigorítások ellenére még nagyobb erőket sikerüljön az autó irányítójának szolgálatába állítani. 2011-től tilos használni bármiféle diffúzort, az idei év azonban még mindig róluk szól!

De vajon miért működik ennyire jól az új diffúzor? Ehhez előbb lássuk, hogyan működik egy hagyományos diffúzor:

A csökkenő nyomás (vákuum-effektus) hatására az autó hátuljánál leszorító erő képződik

 

 Az autó alatt áramló levegő átmérője tölcsérszerűen kitágul a diffúzorhoz érve. Ettől csökken a nyomása, aminek hatására az autó hátuljánál leszorító erő képződik. Tökéletsen működik a rendszer, amikor az autó nagy sebességgel halad.

A hagyományos diffúzor hatékonysága azonban csökken, amint az autó lelassul. Pont akkor lesz kevesebb leszorító erő, amikor többre lenne szükség, a kanyarokban! Ezt a csökkent hatásfokot igyekszik mérsékelni a kipufogóval hajtott diffúzor, amit a Red Bull év eleje óta használ. A téli tesztekre visszaemlékezve, eszünkbe juthat, hogy a  RB mérnökök álca kipufogó matricákat ragasztottak az autóik borítására -mintha továbbra is periszkóp-kipufogókat használnának-, mindezt tették azért, nehogy másnak is eszébe jusson a szezon kezdet előtt alkalmazni az ötletüket. De mi is a lényege, hogyan működik a rendszer?

A csökkent leszorítóerőt javítja a kiáramló kipufogó gáz

 

A kisebb sebesség miatt csökken az autó alatt áramló levegő sebessébe, ezáltal csökken a tölcsérszerű kitáguláskor a nyomáskülönbség is /a./, ergo kevesebb lesz a leszorító erő. Azért vezetik a kipufogó gázt a diffúzorra, hogy a motorból kiáramló kipufogógáz, ami gyorsabb az autó sebességénél, örvényt keltsen a diffúzor felett, ezzel segítse az autó alatt lassabban áramló gáz nagyobb kitágulsását /b./, következményeképp a csökkenő leszorító erő egyensúlyban tartását /a+b/.

(Meg kell hogy jegyezzem, több helyen az a magyarázat látott napvilágot, hogy a kipufogó fújja a gázt a diffúzorra, és az maga szorítja le az autó hátulját. Nos, ez  így önmagában nem igaz, van ilyen hatása is, de a lényeg az áramlások irányításában van, mint ahogy ezt már kifejtettem.)

 

   A rendszer igazából nem is működhetne rendesen, ha végig gondoljuk, hogy a kanyarokban a pilóták elvesznek a gázból, amitől esik a motor fordulatszám, kevesebb lesz az elvégzett munkaütem egységnyi idő alatt, ettől pedig kevesebb kipufogógáz áramlik a kipufogókból az autó hátulja felé!

Hasonló problémával szembesültek régebben a WRC pilóták is, a fékezési szakaszon esett a fordulatszám, de ami sokkal lényegeseb  volt számukra,a turbónyomás is vele. Ott az ALS (Anti Lag System) bevezetésével küszöbölték ki a problémát, a kipufogó rendszerbe berobbanó gázok a kiáramlásukkal felgyorgyorsulva  jobban megforgatták a turbó lapátjait, fenn tartva a szükséges nyomást, ami a kigyorsításoknál rednkívül sokat jelentett. De most kanyarodjunk vissza a Forma 1-hez! Mindjárt az is kiderül, hogy a kettőnek mi köze egymáshoz.

A kipufogóval meghajtott diffúzor zseniális, de nem új keletű! Aki eddig azt hitte, hogy Adrian Newey hatalmasat alkotott, az téved! A turbó motoros korszakban a  Renault már használta, méghozzá 1983-ban! Akkor is olyan nagy sikere volt, hogy azt a konstrukciót is hamarosan minden csapat lemásolta. Egészen addig használták őket különböző formában, ameddig a turbós korszak letűnte után a Ferrari be nem mutatta 1998-ban a legendás periszkóp-kipufogót. Amit attól kezdve ugyancsak mindenki másolni kezdett. A McLaren még egy ideig maradi módon, tengely alatt elvezetve szerelte autóit, de a  többiekhez képest későn, 2002-ben ők is végleg búcsút mondtak a régi technikának, hogy az idei évig kitartsanak a periszkópos elrendezés mellett. Akkor is maga a motorszálíltó Mercedes ragaszkodott hozzá, hogy tegyék felülre a kipufogóik kivezetését, mert a McLaren főmérnök hallani sem akart erről, szentül meg volt győződve róla, hogy a kipufogóval hajtott diffúzor mindennél hatásosabb. A McLaren akkori főmérnöke az az Adrian Newey volt, aki ma az RB6-os Red Bull autót tervezte, s amelyen visszatérhetett kedvenc megoldásához!

 

   Ma nincsenek turbómotorok a Forma 1-ben. Vannak viszont egységes motorvezérlő elektronikák  (ECU), amit a Microsoft és a McLaren leányvállalatai szállítanak a csapatoknak. Mint minden modern motorvezérlő, ez is a szenzorotól kapott jelekkel operál, azok értékei alapján határozza meg az égés milyenségét.  Ha pedig a szenzorokra hagyatkozik, a programba viszont nem lehet beavatkozni, kézzel fekvőnek tűnik, hogy a jeladók értékeit kell meghamisítani! Így sikerült elérni, hogy a fékezési szakaszoknál nagyobb utógyujtással működjenek a motorok, hogy a kipufogórleömlő részébe begyulladva gyorsan áramljanak ki a kipufogó végein, segítve a fent leírt módon a tapadást.

 

    A működés során a nyitva hagyott kipufogószelepek rendkívűl nagy hőterhelést kapnak, amitől túlhevülhetnek. Ezért a rendszert nem lehet folyamatosan használni, mert a motor károsodásához vezetne azáltal, hogy egyszerűen elégnének a szelepek. Ezért csak egy kapcsoló aktiválása után, egy-egy körre az időmérőn használják. Ez magyarázza azt is, hogy miért lehetséges az, hogy a Red Bull autói az utolsó körökben hogyan találják meg azt a fél másodpercet, amire már Fernando Alonso is utalt a Német Nagydíj időmérőjét követően. Amikor a leggyorsabb kört kell megfutni, akkor arra az egy körre működtetik a rendszert.

 

    Ahogy kezdtem az elején, a Ferrari sikerrel másolta le a Red Bull rendszerét. Ennek legékesebb bizonyítéka a legutóbbi időmérő, ahol a két Ferrari annyira közel került az osztrák csapat autóihoz, hogy a spanyol versenyző csupán két ezred másodperccel csúszott le a Pole pozícióról. A versenyt pedig kettős győzelemmel fejezték be, tetemes előnnyel.

 

 


Szólj hozzá!

Címkék: forma 1 erő forma1 kipufogó leszorító diffúzor aranylaci gázversenyautó

A bejegyzés trackback címe:

http://automeo.blog.hu/api/trackback/id/tr262184205

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Nincsenek hozzászólások.