فرمول یک ایران – در پست گذشته به طور خلاصه به موتورهای هیبرید فرمول یک و نحوه ساخته شدن آن ها اشاره کردیم. در این پست و پست های بعدی قصد داریم اجزای مختلف این موتورهای پیچیده را شرح دهیم.

موتور (Engine):

ماشین های فرمول یک در حال حاضر مجهز به موتور 1.6 لیتری توربوشارژ هستند. فراری، مرسدس، و رنو و از سال 2015 هوندا موتورهای تمام تیم های حاضر در مسابقات را تامین میکنند.

موتورهای جدید شش سیلندر و به صورت V شکل طراحی شده اند که از این آرایش در خودروهای کوچک تر شهری نیز استفاده میشود. این موتور ها دارای توان خروجی 600 اسب بخار می باشند که در عمل زیاد به نظر نمیرسد و فقط 150 اسب بخار از یک ماشین رالی بیشتر است اما این موتورها فوق العاده بهینه تر و کوچک تر و سبک تر هستند.

ممکن است این سوال به وجود آید که آیا سازندگانی مانند فراری، هوندا، و مرسدس که ماشین های معمولی حتی با توان بیش از این تولید کرده اند نمی توانند موتوری قوی تر طراحی کنند؟

برخلاف باور عمومی طراحی موتور ساده ترین بخش کار نیست، زیرا ساختار موتورهای جدید بسیار متفاوت تر از V8 های سابق است. به دلیل وجود یک توربوشارژر قوی فشار در داخل محفظه احتراق بسیار بالا خواهد بود (تقریباً 2 برابر V8 ها). میل لنگ و پیستون ها تحت فشار فوق العاده قرار دارند و فشار داخل محفظه احتراق به 200 بار خواهد رسید، یا به عبارتی نزدیک به 200 برابر فشار محیط. این فشار که توسط توربوشارژر تولید میشود ممکن است باعث بوجود آمدن پدیده Knocking (در پست های آینده در مورد این پدیده توضیح خواهیم داد) در محفظه احتراق گردد که پیش بینی و کنترل کردن آن بسیار سخت است. اگر این پدیده مخرب پیش آید موتور سریعا نابود خواهد شد.

این چیزی بود که اکثر مهندسین برای سال 2014 پیش بینی میکردند.

محفظه احتراق

محفظه احتراق

 

تزریق سوخت (Fuel Injection):

تمام موتورها باید از سیستم تزریق مستقیم سوخت (Direct Injection) بهره ببرند تا سوخت به صورت مستقیم به محفظه احتراق تزریق گردد نه به واسطه پورت ورودی بالادست سوپاپ. مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر تشکیل میگردد و به همین دلیل دقت بسیار بالایی در اندازه گیری و تزریق سوخت از سوزن انژکتور به سیلندر نیاز است.

این تکنولوژی یکی از زیرسیستم های کلیدی جهت بهره وری بالا و مصرف سوخت پایین در موتورهای هیبرید می باشد.

تزریق مستقیم

توربوشارژر(Turbo Charger):

توربوشارژر از انرژی گازهای خروجی از اگزوز استفاده کرده و چگالی هوای ورودی به موتور را بیشتر کرده و در نتیجه باعث توان خروجی بیشتر موتور میشود. شبیه به ماشین های جاده ای توربوشارژر باعث میشود توان خروجی موتور از حد واقعی خودش بیشتر باشد. در موتور فرمول یک انرژی گازهای خروجی اگزوز توسط یک توربین به یک شفت مکانیکی انتقال میابد و سپس این نیروی مکانیکی گرفته شده از توربین باعث راه انداختن کمپرسور و همچنین موتور الکتریکی MGU-H میشود.

یک توربوشارژر در سریعترین حالت خود 100000 دور در دقیقه معادل 1500 دور در ثانیه میچرخد، بنا بر این حرارت و فشار تولید شده توسط آن فوق العاده زیاد خواهد بود. برای بالا نگه داشتن سرعت چرخش توربو مقداری از انرژی بازیابی شده از اگزوز به موتور MGU-H انتقال یافته و تبدیل به نیروی الکتریکی شده و ذخیره می ماند تا بعداً از آن ستفاده شده و از کند شدن توربو در حالت ترمزگیری جلوگیری شود.

 

توربوشارژر

 

از آنجایی که سرعت توربو بسته به سرعت خودرو متغیر خواهد بود ممکن است تاخیری در عملکرد توربو و در نتیجه پاسخگویی گشتاور ماشین بوجود آید که به آن توربو لگ (Turbo Lag) می گویند، مانند زمانی که راننده پس از یک ترمزگیری طولانی پای خود را مجدد روی گاز می فشارد، در این حالت توربین باید در واکنش بسیار سریعی از خود نشان داده و خود را با سرعت موتور هماهنگ کند که در این بین تاخیری بوجود خواهد آمد. در موتورهای جدید هدف، رساندن این تاخیر به نزدیک صفر می باشد تا پاسخگویی گشتاور ماشین برابر با ماشین های V8 گذشته باشد.

 

در پست های بعدی به توضیح اجزای بیشتر از موتور جدید فرمول یک از جمله دو موتور الکتریکی MGU-H و MGU-K خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.

 

قسمت سوم


۴ دیدگاه

قابل توجه تمام کاربران سایت فرمول یک ایران : از این پس جهت برخورد با کاربران متخلف جرایمی در نظر گرفته شده است که لازم است کاربران در هنگام ارسال دیدگاه خود نهایت دقت را فرمایند ، در بیان دیدگاه ها از توهین به دیگران و رانندگان و ... خودداری کنید ، در صورت مشاهده بدون در نظر گرفتن هر ملاکی IP فرد متخلف مسدود خواهد شد و دیگر نمیتواند وارد سایت شود .
  1. جواد
    0
    0

    بسیار عالی و مفهومی و ساده بود.امیدوارم این بخش از این بیشتر پیشرفت کنه و با نمایش عکسهای بیشتر موجب فهم دقیقتر مطلب بشه.جواد از لاهیجان

    پاسخ دادن
  2. مهرداد
    0
    0

    بسیار عالی
    واسه من که رشتم مکانیکه خوندن همچین مطالبی خیلی جذابه فقط عکس و فیلم هم اگر ممکنه بزارین
    و سعی کنید بعد از موتور به دیگر بخش ها هم بپردازین مثل سیستم تعلیق سیستم انتقال قدرت سیستم های الکترونیکی خودرو فرمول یک فرمان ماشین که خودش دنیای از تنظیمات رو داره آیرودینامیک خودرو
    باسپاس

    پاسخ دادن
    • علی کلانتری
      0
      0

      ممنون دوست عزیز. حتما در آینده مباحث بیشتری رو پوشش میدیم.

      پاسخ دادن

Leave a Reply

Your email address will not be published.