Различия между дорожной машиной и болидом Гран-При многочисленны. Некоторые
бросаются в глаза, другие спрятаны глубоко внутри, и доступны для обозрения
лишь немногим избранным. Примером последних могут служить пружины
клапанов двигателя.
Максимальная скорость оборотов двигателя Формулы-1 ограничена скоростью, с
которой могут открываться и закрываться клапана. Традиционно клапана
открываются кулачками распределительного вала, а закрываются пружинами.
Из года в год здесь использовались кусочки свернутой проволоки, такие же, как
и кроватные пружины, только меньше и тверже. С помощью такой простой технологии
производители двигателей добивались на 10-ти и 12-тицилиндровых
двигателях до 13000 оборотов в минуту.
Проблема здесь в том, что на таких скоростях инерция клапанов становится
критичной, и если пружина не сможет вовремя вернуть клапан на место, поршень
в своем движении зацепит его с катастрофическими результатами.
Требовался более эффективный способ закрытия клапанов, и в 1986 году Renault,
а позднее Cosworth нашли решение. Вместо проволочной пружины они применили
сжатый воздух. На конце клапана разместили выступ, играющий роль маленького
поршня. Поршень находится в цилиндре, смонтированном на головке цилиндров. В
цилиндре герметично закрыт воздух, и при открытии клапана воздух сжимается.
Когда клапан освобождается, сжатый воздух работает пружиной, и закрывает при
расширении клапан. На практике цилиндр с воздухом при атмосферном давлении не
создает достаточного усилия для закрытия клапана, посему в цилиндрах создается
давление около 100 psi.
Очевидно, полной герметичности добиться не удается, поэтому команды ожидают
некоторую утечку, и на машины устанавливается емкость с азотом под давлением
более 2500 psi. Давление контролируется, и эта емкость соединяется с каждым из
цилиндров пружин, что позволяет поддерживать необходимое давление. Азот
используется из-за своей стабильности, но всё равно при изменении температур
двигателя сильно меняется и давление. Для борьбы с этим у каждого цилиндра
имеется выпускной клапан, призванный сбрасывать лишнее давление. Также он дает
дополнительную возможность сброса масла, которое может скопиться в цилиндрах.
Принцип прост настолько, что удивительно, что никто не использовал его раньше.
Он позволяет использовать более легкую сборку клапана, и не так сильно
изнашивается, как проволочная пружина. Однако сложность в обеспечении
плотной герметизации, которая жизненно важна для эффективности работы пружины.
Утечка должна быть минимальна, поскольку есть риск потерять весь газ из системы,
в результате поршни будут задевать за клапаны и приводить к
эффектным сходам, которые можно наблюдать по телевидению. Конечно же, BMW
столкнулась с подобными проблемами, и на машинах Williams Формулы-1 иногда эти
эмкости заполнялись на пит-стопах.
Прокладки поршней должны также создавать некоторое трение для контроля движений
клапана. Когда клапан открывается, по инерции он стремится продолжать движение,
так что некоторое трение для его замедления приветствуется. Ранее это
достигалось установкой двух пружин, одна внутри другой, трение между которыми и
использовалось. Теперь эту функцию выполняют прокладки поршней, трущиеся о
стенки цилиндров. С новой технологией двигатели Формулы-1 достигают 18000
оборотов в минуту с соответствующим увеличением важнейшей мощности. Для
сравнения, развитие обычных пружин клапанов позволяет двигателям машин серии
ChampCar раскручиваться лишь до 15000 оборотов в минуту. В попытках снизить
затраты, в американской серии запрещены пневматические пружины
клапанов.
При удачном внедрении, преимущества этой технологии существенны, посему
производители двигателей хранят свои секреты. К примеру, в чемпионате
International Touring Car Championship (ITC) фирма Cosworth устанавливала
пневматические пружины клапанов на двигатели, разработанные для Opel. После
свертывания этой серии эти высокотехнологичные двигатели привлекли внимание
участников чемпионата по подъему на гору, которые пожелали оснастить ими свои
Ф1-подобные одноместные машины. В конце концов им было позволено приобрести
образцы двигателя, но высокотехнологичные системы клапанов были демонтированы,
и им пришлось разрабатывать собственную альтернативу.
Джонни Херберт примет участие в гонке в Ле Мане?
Год назад
13.50
Патрик Хэд о приобретении Марка Жене
Коррадо Провера: "Участие в Ф-1 требует слишком больших затрат"
11.30
Дано разрешение на строительство трассы в Москве! Гран-При России может пройти уже в 2003 году!
Arrows будет помогать в строительстве трассы для Гран-При России
11.00
Возможности толстого кошелька Берни
00.00
Эдди Джордан не собирается покупать "Ковентри Сити"
Андре Лоттерер будет участвовать в тестах Jaguar
24 ноября 2000
21.10
Френтцен готовится к работе с новым инженером
Год назад
21.00
Хайес считает Ирвайна одним из лучших
Алези примет участие в итальянском ралли
17.00
Ральф Шумахер: "У лидеров появляются соперники"
Jaguar держит курс
00.40
Два лица Эдди Ирвайна
Ресслер комментирует назаначения в Jaguar
00.00
Jordan на праздновании Deutsche Post
Ирвайн доволен Jaguar