История электромобиля

Появившиеся более 100 лет назад электромобили сегодня набирают популярность по многим из тех же причин, по которым они были популярны в начале.

Будь то гибрид, подключаемый гибрид или полностью электрический, спрос на автомобили с электроприводом будет продолжать расти, поскольку цены падают, а потребители ищут способы сэкономить деньги на заправке. Согласно отчету Navigant Research, к 2020 году во всем мире продажи электромобилей составляют более 3% продаж новых автомобилей и могут вырасти почти до 7%, или 6,6 млн в год.

В связи с растущим интересом к электромобилям мы смотрим, где эта технология была и куда она движется. Отправляйтесь вместе с нами в прошлое, исследуя историю электромобилей.

Формула-1: что изменилось с 1950 года?

Многое изменилось с тех пор, как в 1950 году в Сильверстоуне в Великобритании был проведен первый Гран-при чемпионата мира Формулы-1. Сегодня Формула-1, несомненно, является самым технологически продвинутым автоспортом в мире.

С 1950 года идет своего рода гонка вооружений, но не между гонщиками на трассе, а между инженерами, проектирующими автомобили F1, и техниками, которые их строят. Ниже приведены лишь некоторые технологические разработки, произошедшие в Формуле-1 с 1950 года:

1952 — жесткие шлемы для водителей стали обязательными
1955 — двигатели перенесены за водителя
1961 — представлен первый полноприводный автомобиль
1962 — первый полный монокок средство передвижения; монокок — это французский термин, означающий «единая оболочка», и он означает структурную обшивку, в которой шасси составляет единое целое с кузовом, а нагрузки воспринимаются внешней обшивкой автомобиля, похожей на яичную скорлупу.
1963 — обязательны огнезащитные комбинезоны
1968 — полнолицевые шлемы стали обязательными, также были введены интегрированные аэродинамические крылья и отдельные крылья с аэродинамическими профилями.
1971 — слики используются впервые; Эти шины, также известные как «гоночные слики», имеют гладкий протектор.
1972 — ремни безопасности впервые стали обязательными
1977 — первый автомобиль с турбонаддувом и первый автомобиль с эффектом экрана; турбокомпрессор — это устройство принудительной индукции с приводом от турбины, которое увеличивает выходную мощность двигателя внутреннего сгорания за счет нагнетания дополнительного сжатого воздуха в камеру сгорания, эффект земли относится к увеличению прижимной силы.
1981 — первое монококовое шасси из композитного углеродного волокна
1989 — внедрение полуавтоматической коробки передач
1990 — введение контроля тяги
1992 — введена активная подвеска
1993 — введение антиблокировочной системы торможения
1997 — введение второй педали тормоза для конкретного колеса
2003 — внедрение устройства поддержки головы и шеи (HANS)
2009 — введена система рекуперации кинетической энергии (KERS), а также двойной диффузор
2010 — F-образный воздуховод, введен выдувной диффузор
2011 — введена система снижения лобового сопротивления (DRS)
2012 — введен инновационный выхлоп Coanda, а также продувка передних осей
2014 — внедрение турбогибридных двигателей
2018 — введена система защиты кабины Halo
2020 — введение двухосного рулевого управления (DAS)

с 2011 по 2021 год

Только за последнее десятилетие в автомобилях Формулы-1 произошли огромные изменения. В 2011 году автомобили F1 имели длину 189 дюймов (4800 мм), а сегодня их длина составляет более 197 дюймов (5000 мм). Машины также стали шире. Сегодняшняя ширина составляет 79 дюймов (2000 мм) по сравнению с шириной 71 дюйм (1800 мм) в 2011 году.

Клэй Регаццони за рулем Ferrari на Гран-при Германии 1976 года. Источник: Лотар Спурзем/Викисклад.

Автомобили Формулы-1 2021 года тяжелее, чем их аналоги 2011 года, отчасти из-за веса гибридных силовых установок (HPU).В 2011 году автомобили F1 весили минимум 1411 фунтов (640 кг), в 2020 году они весили 1645 фунтов (746 кг), а в 2021 году минимальный вес был увеличен до 1658 фунтов (752 кг) и до запланированных 1741 фунтов (790 кг). кг) в 2022 году (все веса включают водителя, но не топливо). В период с 2020 по 2021 год минимальный вес силового агрегата вырос с 320 фунтов (145 кг) до 331 фунта (150 кг). Это условие веса было попыткой уравнять правила игры, потому что более хорошо финансируемые команды имели доступ к дорогим материалам для снижения веса.

В 2014 году были представлены 1,6-литровые турбогибридные двигатели V6, заменившие 2,4-литровые V8 предыдущего десятилетия, V10 до 2006 года и V12 до этого. Минимальный нормативный вес двигателей V6 составляет 320 фунтов (145 кг), и они работают с поразительной скоростью 15 000 оборотов в минуту (об/мин).

В двигателях V6 используется сложная гибридная система, состоящая из накопителя энергии (ES), управляющей электроники (CE) и двух источников дополнительной мощности: кинетического мотор-генератора (MGU-K) и теплового мотор-генератора (MGU-K). ЧАС). MGU-K вырабатывает энергию за счет энергии торможения, а MGU-H вырабатывает энергию за счет выхлопных газов двигателя.

Еще одно изменение с 2011 года — это количество двигателей, доступных для гоночных команд. Еще в 2011 году у каждой машины было восемь двигателей, доступных для использования в 19 сезонных гонках. Сегодня команды ограничены тремя двигателями внутреннего сгорания, турбокомпрессорами и блоками MGU-H, а также двумя блоками MGU-K, ES и CE.

Что касается скорости, то в 2020 году Льюис Хэмилтон из команды Mercedes Petronas установил рекорд самого быстрого круга в Монце, месте проведения Гран-при Италии, со средней скоростью 164,267 миль в час (264,362 км/ч).

Усовершенствованная гибридная система Формулы-1 появится на вашем следующем автомобиле

Это может выглядеть как обычный Volvo S60, но это далеко не так.Внутри этого красивого, но безобидного шведского кузова находится та же технология, которая помогла сделать автомобили Формулы-1 такими быстрыми в последние несколько лет — гибридная система рекуперации кинетической энергии. Это хорошая новость, если вам нравится эффективность и скорость.

Red Bull, возможно, изобрел новую секретную гибридную технологию

На Гран-при Сингапура два уик-энда назад пилот Red Bull Себастьян Феттель выиграл с разницей…

Помимо гоночных автомобилей, в последние годы системы рекуперации энергии стали широко применяться в гиперкарах высокого класса, таких как McLaren P1, Porsche 918 Spyder и LaFerrari, но пока что они еще не применялись в обычных автомобилях, которые используются большинством современных автомобилей. мы можем себе позволить.

Volvo работает над тем, чтобы изменить это. Недавно они объявили, что проводят в Великобритании реальные испытания гибридной технологии на основе маховика, которая обеспечивает прирост мощности на 80 лошадиных сил по сравнению со стандартным автомобилем и увеличивает экономию топлива на 25 процентов.

Уход за кожей специально для ВАС
Совместно с дерматологами и химиками-косметиками в поисках легальных активных ингредиентов Geologie расскажет об уходе за кожей и подберет для вас рутину, соответствующую вашим потребностям и стилю жизни.

Если вы не знакомы с механическим KERS, то по сути он работает следующим образом: кинетическая энергия, обычно теряемая при торможении, вместо этого направляется на маховик, хранится там, а затем передается обратно на колеса, когда требуется дополнительный прирост скорости. Эта система используется в Формуле-1 с 2009 года, а также применяется в других гоночных сериях, таких как «24 часа Ле-Мана». (Сегодня автомобили F1 используют переработанную версию, называемую системой рекуперации энергии.)

Прототип S60, который тестируют инженерная компания Flybrid Automotive, Volvo и шведское правительство, работает примерно так же. Передние колеса автомобиля приводятся в движение стандартной рядной пятеркой с турбонаддувом мощностью 254 л.с., а KERS устанавливается на задние колеса.

При торможении кинетическая энергия передается от колес к KERS и используется для вращения 13-фунтового маховика из углеродного волокна со скоростью до 60 000 об/мин.Эта энергия может быть сохранена или использована немедленно; двигатель внутреннего сгорания выключается во время торможения, в течение которого энергия маховика используется для приведения автомобиля в движение или для увеличения мощности после повторного запуска двигателя.

Как он едет? Спросить Высшая передача . Прототип протестировали и обнаружили, что он заметно быстрее вашего садового варианта T5 Volvo S60:

Это превращает его в очень непохожий на Volvo Volvo. Нажмите кнопку KERS, и он набирает скорость с помощью удара головой, как хот-хэтч эпохи турбо, который получил некоторый импульс. Когда мы опробовали его на очень влажном Сильверстоуне, задние шины слегка корчились и царапались, прежде чем обе оси вступили в сплоченный толчок, после чего он рванул вперед с мощным порывом крутящего момента, который, как нам говорят, длится до десяти часов. секунд (мы были на трассе бэби-Стоу, поэтому не могли позволить ей идти своим чередом). Менее эмпирически, с включенным KERS наше время разгона до 60 миль в час сократилось с 7,68 секунды до 6,07 секунды.

И вся эта тяга исходит от маленькой коробки передач и сцеплений, которая весит 60 кг, практически не требует обслуживания и прослужит ровно столько, сколько, по словам компании, является реальным сроком службы автомобиля. Аккумуляторы в нынешнем бензиново-электрическом гибриде Volvo весят 300 кг, и их придется заменить примерно через десять лет.

Они сообщают, что Flybrid говорит, что они могут иметь готовую производственную версию своей системы к 2017 году, и новая платформа Volvo будет построена для ее размещения, если к тому времени она будет готова к работе в прайм-тайм. Jaguar, Lotus и другие компании работают над аналогичными системами.

Вывод из всего этого? KERS и подобные системы не будут использоваться только для автомобилей F1 и гиперкаров стоимостью 1,5 миллиона долларов в течение очень долгого времени. Как и все великие технологии, они скоро появятся в автомобилях, на которых мы ездим, и, учитывая улучшения в мощности и экономии топлива, которые они обеспечат, этого стоит ожидать с нетерпением.

Секретный гибрид Honda F1

Первой командой Формулы-1, разработавшей гибридный автомобиль, была McLaren, которая в 1998 году разработала секретный KERS.Технология была быстро запрещена, и только в 2009 году ей разрешили вернуться. История показывает, что повторное внедрение гибридных систем не имело большого успеха, большинство команд изо всех сил пытались заставить технологию работать должным образом, и лишь несколько команд действительно участвовали в гонках с ней.

Однако одной командой, которая сделала бы это, если бы они когда-либо построили свою машину 2009 года, была Honda. Мертворожденный RA109 с самого начала проектировался для оснащения инновационной аккумуляторно-электрической гибридной системой. Эта система была впервые использована при тестировании на прямой в апреле 2008 года, а в мае того же года в Сильверстоуне Honda стала первой командой F1, которая испытала гибридную систему на полной трассе после McLaren десятью годами ранее.

Правила 2009 г. предусматривали, что привод KERS должен быть ограничен задними колесами, мощность не должна превышать 60 кВт, а количество энергии, используемой за круг, не должно превышать 400 кДж. Honda проводила исследования и разработки в этой области с лета 2007 года и разработала высокоскоростной двигатель с высокой выходной мощностью с прямым масляным охлаждением, блок управления мощностью с водяным охлаждением (PCU), который интегрировал блок инвертора привода двигателя и регулятор напряжения. система, а также литий-ионный аккумулятор с высокой плотностью мощности, все они основаны на том, что они достаточно малы и легки для Формулы-1.

Поскольку общая производительность системы была предусмотрена правилами, при разработке Honda основное внимание уделялось тому, чтобы оборудование было как можно меньше и легче. Всерьез разработка началась летом 2007 года, и всего за девять месяцев были проведены дорожные испытания с использованием прототипа автомобиля RA1082 (автомобиль, созданный для проверки работоспособности системы). Затем эта технология использовалась в RA1089 (гоночный прототип), а затем ее планировалось установить в RA109K (гоночный автомобиль) в 2009 году. Ванна RA109K действительно была построена и прошла краш-тесты с системой, по крайней мере, частично установленной.

Honda RA109K проходит краш-тесты в Крэнфилде, считается, что это шасси не участвовало в Brawn GP.

Установка целей
Хонда поставила перед системой определенные цели: вес должен быть не более 30 кг (т. е. не более 60 % веса балласта автомобиля 2006 года выпуска), ее можно использовать не менее 5 секунд непрерывно на мощность 60 кВт (т. е. мощность и вспомогательное время, позволяющие транспортному средству обогнать других).

При установлении целей по производительности, весу, центру тяжести и тому подобному для различных функциональных компонентов эти параметры были исследованы инженерами Honda с разных сторон, включая стратегию гонки и использование моделирования динамики автомобиля, но некоторые важные вопросы, связанные с концепцией, были решены. встречались при проведении этих исследований.

Один из них заключался в том, должна ли гоночная стратегия делать упор на обгон или время круга. «Мы сравнили одиночный ассист, который использует все 400 кДж одновременно, или мультиассист, который разделяет максимальные 400 кДж, чтобы использовать их в нескольких случаях; Моделирование показало, что по сравнению с одиночной поддержкой система с несколькими передачами, которая регулирует бюджет энергии на каждом повороте, может сократить время прохождения круга примерно на 0,1 секунды», — говорится во внутренних документах Honda.

Honda обнаружила, что многофункциональная система позволяет хранить меньший объем энергии, поэтому рассматривалась возможность установки суперконденсатора с низкой энергоемкостью, но с большой удельной мощностью. Это окажет меньшее влияние на шасси. «Нельзя выиграть гонку, если не опередишь другие машины. Например, если помощь начинается на скорости 180 км/ч, когда сцепление с шиной превышает крутящий момент (т. кДж), скорость автомобиля может быть на 15 км/ч выше, чем без помощи, что в пересчете на расстояние составляет 20 метров». Документы Honda продолжаются.«Даже если предположить, что было невозможно использовать помощь в течение 6,666 секунды из-за схемы трассы или по другим причинам, это будет увеличение расстояния на 5 м (длина одной машины) за 2,78 секунды и на 10 м (длина двух машин) за 4,22 секунды. секунд над другим автомобилем, что позволяет совершать обгоны, поэтому одиночная помощь в этом случае более эффективна с точки зрения гоночной стратегии».

Однако до сих пор не было четкого соглашения о том, как использовать KERS в реальных гонках, но после нескольких обсуждений между инженерами Honda R&D и инженерами команды Honda Racing F1 Team в конечном итоге было принято решение об акцентировании внимания на обгонах.

Часть 1: Введение
Часть 2: Honda RA1082: разработка гибридной системы для болида Формулы-1.
Часть 3: Honda RA1089: Доработка гибридной системы
Часть 4: Honda RA109K: окончательная проверка системы
Часть 5: Последствия: что случилось с KERS от Honda?

ЧАСТЬ 2: HONDA RA1082 – РАЗРАБОТКА ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА АВТОМОБИЛЕ F1

Формула 1

Автомобили F1, как и их собратья IndyCar, известны как автомобили с открытыми колесами из-за отсутствия кузова, закрывающего их колеса. У них одно сиденье прямо перед двигателем и нет крыши. Как и в случае с любой другой формой гонок, автомобили F1 являются продуктом свода правил своего вида спорта, и после нескольких лет застоя свод правил F1 2014 года выглядит совсем иначе. Следовательно, автомобили тоже — по крайней мере, под кожей. В целом, F1 (и автомобильные компании, которые производят для нее двигатели) стараются быть более актуальными для дорожных автомобилей в эпоху, когда расточительное использование углеводородов уходит в прошлое.

Каждый автомобиль сделан из углеродного волокна и весит всего 1523 фунта, включая водителя. Передние и задние крылья создают большое аэродинамическое сцепление или прижимную силу, тем сильнее толкая автомобиль на трассу, чем быстрее он движется.Размер и форма этих крыльев — результат постоянной борьбы между организаторами спорта (которые хотят снизить скорость машин) и командами, некоторые из которых нанимают огромные группы специалистов по аэродинамике, которые тратят бессчетное количество часов на совершенствование своих конструкций. Эти команды используют вычислительную гидродинамику и модели аэродинамической трубы, чтобы увеличить прижимную силу и уменьшить сопротивление (чтобы восстановить потерянную скорость). Каждая из 11 команд должна спроектировать и построить свой собственный автомобиль с нуля, но разные команды могут использовать одни и те же двигатели (в настоящее время только Ferrari, Mercedes-Benz и Renault производят двигатели F1). Наконец, некоторые компоненты являются общими для каждой команды, например, шины Pirelli и общий блок управления двигателем. Этот последний аспект не позволяет командам использовать вспомогательные средства для водителя, такие как контроль тяги, но у автомобилей действительно есть чрезвычайно умные задние дифференциалы, которые можно настраивать от поворота к повороту с помощью программных карт.

Ушли в прошлое 2,4-литровые безнаддувные двигатели V8 с частотой вращения 18 000 об/мин, которые мы привыкли слышать с 2006 года. На их место пришли 1,6-литровые V6 с турбонаддувом, скорость которых ограничена «всего лишь» 15 000 об/мин, хотя ни один из них даже не приближается к этому. Красная линия. Это благодаря правилам расхода топлива, которые ограничивают не только количество топлива, разрешенное для каждого автомобиля в гонке (100 кг, F1 измеряет топливо по весу), но и скорость, с которой они могут его потреблять (100 кг/ч). Расход топлива измеряется ультразвуковым датчиком, который отправляет данные обратно командам, а также официальным лицам гонки, и автомобили, нарушающие ограничение в 100 кг/ч, наказываются суровыми штрафами.

В результате двигатели F1 2014 года развивают примерно 600 л.с. — примерно на 150 л.с. меньше, чем в прошлом году. Чтобы компенсировать эту потерю мощности, им разрешено использовать более мощные гибридные системы, чем раньше. Да, верно: автомобили F1 — гибриды. Так было с 2009 года. До сих пор эта гибридная мощность означала увеличение на 80 л.с. благодаря системе возврата кинетической энергии, или KERS.Как следует из названия, KERS восстанавливает кинетическую энергию — в данном случае до 0,4 МДж на каждом круге от задних колес во время торможения — и сохраняет ее в виде электроэнергии в литий-полимерных батареях. Водители могут обратить этот процесс вспять и отправить накопленную энергию обратно на задние колеса на срок до 6,7 секунд на каждом круге нажатием кнопки на своем (чрезвычайно сложном) рулевом колесе.

Почему машины Ф1 в 2022 году станут самыми тяжелыми в эпоху гибридов

Модернизированные автомобили Формулы-1 2022 года продолжают тенденцию создания более тяжелых автомобилей в серии.

Формула-1 вступает в новую эру автомобилей в 2022 году, и эти автомобили будут самыми тяжелыми из тех, что мы видели, по крайней мере, в эпоху гибридов.
Минимальный вес автомобилей в 2022 году установлен на уровне 1752 фунтов (795 кг), что более чем на 440 фунтов (200 кг) больше, чем в 2008 году.
Руководители «Формулы-1» понимают, что более тяжелые машины — это проблема, но на самом деле снижение веса — далеко не простая задача.

Еще в 2008 году, когда Льюис Хэмилтон завоевал первый из своих семи титулов чемпиона мира, автомобили Формулы-1 имели минимальный вес 1311 фунтов (595 кг).

На 2022 год минимальный вес установлен на уровне 1752 фунтов (795 кг), что более чем на 440 фунтов (200 кг) больше, чем в 2008 году, и даже значительно выше минимального веса 2021 года в 1657 фунтов (752 кг). Он продолжает тенденцию 2010-х годов, когда автомобили Формулы-1 становились громоздче, тяжелее и ленивее, но при этом по-прежнему устанавливали новые рекорды.

Вес 1752 фунта (795 кг), из которых 176 фунтов (80 кг) приходится на сиденье с водителем, не включает 242 фунта (110 кг) топлива, необходимого для гоночной дистанции, а это означает, что автомобили Формулы-1 будут колоссальные 1995 фунтов (905 кг) на старте Гран-при. Во времена дозаправки во время гонок, которая была запрещена в 2009 году, автомобили обычно весили около 1443 фунтов (650 кг) при выключенном свете.

Почему увеличение?

Одно значительное увеличение произошло на заре гибридной эры в спорте в 2014 году из-за дополнительного веса сложных 1,6-литровых турбогибридных силовых агрегатов V6 по сравнению с их 2,4-литровыми предшественниками V8. В 2011 году уже произошло увеличение до 1411 фунтов (640 кг), когда система рекуперации кинетической энергии (KERS) получила широкое распространение.

Частичный пересмотр был произведен в 2015 году, в результате чего минимальный предел был повышен до 1543 фунтов (700 кг), а в 2020 году были добавлены еще 2,2 фунта (1 кг), чтобы облегчить использование второго расходомера топлива, чтобы помочь FIA измерять расход топлива. Это произошло из-за так и не доказанных подозрений, что стандартный расходомер топлива использовался для повышения производительности.

В рамках технического регламента энергоблок должен иметь массу не менее 330 фунтов (150 кг), при этом МГУ-К должен весить не менее 15,4 фунтов (7 кг), МГУ-Н не менее 8,8 фунтов. (4 кг), а в магазине энергии не менее 44 фунтов (20 кг). Существуют также минимальные веса, относящиеся к коленчатому валу в сборе, шатунам и поршням. Решение иметь минимальный вес определенных компонентов было продиктовано желанием гарантировать, что производители не вступят в войну расходов, если вознаграждение за производительность будет минимальным.

В первые годы гибридной эры некоторые команды изо всех сил пытались установить минимальный предел веса. Более высокие и тяжелые водители оказались в невыгодном положении. Пилот Формулы-1 Адриан Сутил даже пробовал голодать в течение двух дней перед гонкой в качестве эксперимента в 2014 году. Эта ситуация была смягчена в 2019 году, когда был установлен минимальный вес сиденья 176 фунтов (80 кг); фактически любой водитель (плюс оборудование и сиденье) весом менее 176 фунтов будет иметь добавленный балласт в области кабины, чтобы уравнять поле. Это способствовало увеличению общего веса в этом сезоне на 15,4 фунта (7 кг).

Увеличение размера шин Формулы 1 также является фактором.Переход на более широкие шины в 2017 году привел к увеличению веса, а это изменение совпало с пересмотром правил аэродинамики, в результате чего автомобили Формулы-1 стали шире и агрессивнее, а значит, и тяжелее. В 2022 году Формула-1 переходит с 13-дюймовых на 18-дюймовые шины, которые также имеют колесные колпаки, а обновленный продукт тяжелее на 5,5 фунтов (2,5 кг) для каждой передней шины и на 6,6 фунта (3 кг) для каждой из передних шин. задние, в результате чего общий прирост составил чуть более 24 фунтов (11 кг).

Безопасность также связана с усилением. Отдел безопасности FIA постоянно исследует и изучает методы защиты водителей от травм. Это означает, что с годами шасси стали прочнее, чтобы выдерживать более жесткие требования.

Большинство этих элементов безопасности скрыты или недооценены, но принципиально очевидным изменением стало введение в 2018 году гало-защиты головы HALO. Оно должно выдерживать усилие 125 кН (килоньютон) (что эквивалентно примерно 12 тоннам) в течение пяти секунд без ущерба для его целостности. Это привело к увеличению веса пакета примерно на 13,2 фунта (6 кг), в то время как шасси также пришлось адаптировать для размещения дополнительной конструкции над кабиной.

Минимальный вес автомобиля F1 в эпоху гибридов (с 2014 г. по настоящее время)

Руководители «Формулы-1» понимают, что более тяжелые машины — это проблема, но на самом деле снижение веса — далеко не простая задача. Серии и команды решают эту проблему для следующей крупной эволюции автомобилей F1 в 2022 году.

«Некоторые из основных целей: можем ли мы снизить вес?» сказал спортивный директор Ф1 Росс Браун во время круглого стола для СМИ в ноябре прошлого года. «Это сложно с гибридным автомобилем и инициативами в области безопасности, которые у нас есть в наши дни. Можно нам машину полегче? Безусловно. Можно нам машину поменьше? Мы верим, что можем. Есть реальный шанс, что с развитием 26-го года у нас будет более компактный автомобиль».

Но, по крайней мере, в 2022 году Формула-1 будет соревноваться с самыми тяжелыми машинами за всю историю.

Насколько велик топливный бак автомобиля F1?

Топливный бак автомобиля F1 составляет около 30 галлонов, и он может вместить до 110 кг топлива для гонки. Топливный бак болида F1 менялся по размеру много раз за эти годы, наиболее значительно в 2010 году, когда дозаправка была запрещена, и снова в 2014 году, когда была введена гибридная система.

Нет больше заправки

Автомобили F1 не заправляются, потому что правила запрещают командам заправлять свои машины во время гонки.. Заправка была запрещена в Формуле-1 в 2010 году, поэтому команды должны заправлять свои машины достаточным количеством топлива, чтобы выдержать полную 190-мильную гонку, оставляя при этом не менее 1 литра для пробного тестирования после гонки.

С дозаправка во время гонок запрещена после сезона 2009 года командам Формулы-1 пришлось усовершенствовать свои двигатели, чтобы они стали намного лучше. экономичный. Они больше не могут сжигать столько топлива, сколько им хочется, чтобы двигаться быстрее.

Оно стало вызов как для инженеров, так и для водителей чтобы довести свои машины от начала гонки до конца, не исчерпав топлива. Все должно быть тщательно рассчитано, и производительность двигателя должна контролироваться должным образом, чтобы оставаться достаточно быстрым, чтобы оставаться конкурентоспособным.

Как далеко может проехать машина F1 на полном баке?

Автомобиль F1 может проехать около 190 миль (305 км) на полном баке топлива на гоночных скоростях. Это продолжительность обычной гонки F1, и хотя команды могут не заправлять бак полностью, чтобы сэкономить вес, поскольку машина F1 имеет небольшой пробег на таких высоких скоростях, они не могли бы проехать намного дальше, не двигаясь медленнее.

Минимальная дистанция гонки Формулы 1 составляет 305 километров или 190 миль (без учета самой короткой гонки в Монако). Это может показаться не так уж и далеко для автомобиля, однако имейте в виду, что эти автомобили ездят на пределе, который потребляет топливо гораздо быстрее. Они также разработаны специально для того, чтобы пройти именно это расстояние и не намного дальше.

Автомобили Формулы-1 созданы с учетом минимума того, что от них требуется. Вот почему они несут 110 кг в лучшем случае они берут на себя еще меньше за квалификационные круги, чтобы машина была как можно легче. Например, установка топливного бака большего размера для вашего автомобиля будет сделай свою машину медленнее. Он стал бы тяжелее, и не нужно было бы заливать в машину дополнительное топливо, которое замедляло бы ее.

Различные режимы двигателя

Вместо этого команды Формулы-1 используют очень умные системы на своих машинах. режимы двигателя можно управлять как из кабины автомобиля, так и с борта пит-уолла. Если в автомобиле заканчивается топливо, двигатель можно выключить, чтобы он потреблял меньше топлива, но не работал на таком высоком уровне.

Автомобиль Формулы-1 очень редко не завершает гонку из-за того, что закончилось топливо. Все просчитано идеально. Обычно команды начинают с 2 дополнительных круга топлива на борту. Это делается для того, чтобы учесть возможную ситуацию с машиной безопасности или дополнительный формационный круг.

Это также позволяет им запускать двигатель на более высокий уровень производительности позже в гонке, если им нужно догнать впереди идущую машину, чтобы обогнать. Эта система режимов работы двигателя уже давно используется в дорожных автомобилях и стала чрезвычайно распространенной в современных автомобилях.

Как F1 может еще больше продвинуть «самый эффективный двигатель в мире»

Сезон Ф1 2021 года

[raceweekendpromotion]Формула-1 наконец-то трубит о невероятной эффективности своих гибридных силовых агрегатов V6. Но с новыми правилами для силовых агрегатов на 2026 год, сможет ли он добиться еще большей производительности на каплю бензина?

Учитывая гораздо меньший минимальный вес болида Ф1 в 2009 году — 640 кг по сравнению с 752 кг сегодня и 792 кг в следующем году — команды разделились во мнениях относительно того, стоит ли устанавливать KERS на свои машины. Среди тех, кто этого не сделал, были будущие чемпионы Brawn и ближайшие соперники Red Bull, хотя их поставщики двигателей — Mercedes и Renault соответственно — производили оборудование для других команд.

В то время мощность электродвигателя была ограничена максимальной мощностью 60 кВт (80,4 лошадиных силы) в любой момент времени и всего 400 кДж за круг — десятая часть киловатт-часа. В спортивных правилах 2009 года указано, что любая энергия, «которая может быть восстановлена со скоростью более 2 кВт, не должна превышать 20 кДж», что является действительно крошечным количеством для торможения F1.

Цифры были настолько низкими, что дополнительный вес гибридных xsystems делался непривлекательным. Некоторые даже предположили, что это было преднамеренно, потому что в то время F1 считала себя более привязанной к сырой мощности двигателя и отвергала более экологичные идеи.

Чуть более десяти лет спустя каждый производитель автомобилей изо всех сил пытается электрифицировать свои модели. Автомобили с чистым двигателем внутреннего сгорания не только перестают развиваться, но и все больше стран отказываются от продажи таких автомобилей с 2030-х годов.

Гамильтон дал гибридной силе свою первую победу в Формуле-1 в 2009 году. Нынешняя гибридная система Формулы-1 была предметом множества споров с момента ее появления в 2014 году, начиная от эстетики — неизбежно, что гибридные системы звучат иначе, чем одна только мощность сгорания — до опасений. о стоимости и сложности. Враждебность спорта к системам, даже когда они были представлены, исходила прямо сверху: генеральный директор Берни Экклстоун сказал, что ненавидит гибриды и не представил бы их, если бы было другое приемлемое решение.

Долгое время к гибридам относились как к чему-то навязанному F1. Это было удивительно для того, на что производители тратили так много денег на разработку и какие команды должны были выделять так много ресурсов для понимания и управления.

Это изменилось с тех пор, как Liberty Media приобрела F1 четыре года назад. Теперь, когда серия пытается согласовать новые правила для силовых агрегатов на 2026 год и тем самым привлекает потенциального нового поставщика в лице Volkswagen Group, наконец настала очередь отпраздновать системы, которые приводят в действие нынешние автомобили.Нельзя не задаться вопросом, была бы Honda более открыта для того, чтобы остаться в спорте, если бы собственный маркетинг F1 поддержал идею экологических технологий, которую она должна была донести до правления, чтобы оправдать финансирование своей программы.

Выбор формулировки — «самый эффективный двигатель в мире» — вызовет споры. Никакой двигатель, предназначенный для движения по трассе со скоростью 300 км/ч на шасси, не будет на самом деле более эффективным по сравнению, например, со статическими генераторами.

Эра гибридных турбодвигателей V6 началась в 2014 году. Но с корпоративной точки зрения стремление F1 начать описывать и продвигать силовые агрегаты, а не обращаться с ними как с грязным секретом, является довольно важным. Ведь они на самом деле довольно чистые.

Цифра, которую F1 опубликовала для общей эффективности текущих силовых агрегатов, составляет 52%, что является ошеломляющей цифрой по сравнению со средними бензиновыми двигателями, имеющими тепловой КПД около 20%. Это включает в себя гибридную систему восстановления и является огромным увеличением по сравнению с 29% в конце эры V8. Для сравнения, дорожный гибрид Toyota Prius имеет КПД 40%, что само по себе является огромным числом для серийного автомобиля, но значительно меньше, чем на полпути к тому, какая энергия содержится в сожженном топливе и какая энергия вырабатывается двигателем.

Отметка 50% долгое время была белым китом эффективности сгорания, и F1 вправе гордиться тем, что ее технология превосходит это. Тем не менее, правила также ограничивают восстановление и фактически ограничивают MGU-K коленной чашечкой, а это означает, что еще предстоит добиться больших успехов, которые можно было бы особенно проверить в высокопроизводительных условиях на гоночной трассе способами, которые трудно смоделировать в другом месте.

Прямо сейчас МГУ-К может рекуперировать всего два мегаджоуля энергии за круг, что составляет немногим более половины киловатт-часа. В целом, с восстановленной энергией MGU-H водители могут использовать 4 МДж энергии от батареи за один круг, что составляет 1,1 кВтч.

Система дополнительно ограничена тем, что может восстанавливать или поставлять только 120 кВт за раз.Это значительно ниже, чем у более дорогих аккумуляторных электромобилей. Mercedes EQS восстанавливает мощность до 295 кВт при торможении, что, как можно предположить, происходит значительно реже и менее интенсивно, чем у автомобиля F1.

Новая графика будет продвигать гибридные силовые установки Формулы-1 в эти выходные. Электродвигатели обладают гораздо большей эффективностью. Силовые агрегаты Формулы E работают настолько близко к 100% эффективности, что прирост граничит с физически невозможным. С более высокими ограничениями на регенерацию (до 250 кВт и с неограниченной рекуперацией энергии) FE регенерирует больше при торможении, чем F1, в течение гораздо более короткого круга, о чем ни одна серия, похоже, не хочет упоминать, возможно, из вежливости к правилам F1. закрытые системы.

Почти во всех старших категориях автоспорта представлены гибридные элементы. Но с учетом того, что категория Hypercar чемпионата мира по гонкам на выносливость (которая заменила новаторский гибридный класс LMP1) ограничена по мощности, а LMDh использует специальные гибридные элементы, F1 является единственной серией, которая позволяет полностью развивать гибрид, несмотря на заморозку в следующем году.

Возможность довести гибридные системы до действительно экстраординарного уровня эффективности, безусловно, есть в правилах 2026 года. Ожидается, что MGU-H отойдет на второй план, но снятие тренировочных поводьев с MGU-K дает колоссальный шанс продвинуть каждый элемент системы восстановления, от управления батареями и улучшения материалов до расширения верхних пределов того, что можно сделать. с рекуперативным торможением, что автомобильный сектор все еще исследует на цыпочках.

Глава FIA: гонки F1 на электромобилях просто невозможны

Тео Леггетт
Бизнес-корреспондент, BBC News

8 декабря 2021 г.

Источник изображения, Getty Images

Автомобильная промышленность, возможно, становится экологичной и движется к полностью электрическому будущему, но этого нельзя сказать об автогонках Формулы-1 — по крайней мере, не в течение десятилетий.

Об этом заявил уходящий в отставку президент Международной автомобильной федерации (FIA). «Это просто невозможно», — объясняет Жан Тодт, качая головой и криво улыбаясь.

«В Формуле-1 гоночная дистанция составляет около 200 миль (305 км). Без подзарядки, с учетом характеристик автомобилей, электричество не позволит этого», — говорит он.

«Может быть, через 20, 30 лет, я не знаю. Но в данный момент это было бы просто невозможно».

75-летний француз — ключевая фигура в мировом автоспорте. Когда-то он был штурманом (или штурманом) в ралли, а позже руководил командой Ferrari Formula One, с которой Михаэль Шумахер выиграл пять из семи своих чемпионатов мира.

После того, как он руководил самой Ferrari, в 2009 году он был избран президентом FIA. С тех пор г-н Тодт остается на этом посту, но в конце этого месяца уйдет в отставку.

FIA наблюдает за сериями автогонок или соревнованиями по всему миру. Но он также активно участвует в продвижении безопасности дорожного движения и устойчивого развития.

Для г-на Тодта автоспорт играет четкую роль лаборатории технологий, которые в конечном итоге могут принести пользу всем участникам дорожного движения.

Он указывает на Формулу E, чемпионат по гонкам на электромобилях, первоначально задуманный на ужине в Париже 10 лет назад, на котором он присутствовал вместе с испанским бизнесменом Алехандро Агагом и комиссаром ЕС Антонио Таяни. Идея была набросана на одной из салфеток ресторана.

Этот чемпионат сейчас готовится к своему восьмому сезону. Были и неудачи – не в последнюю очередь недавний уход команд из Audi и BMW, а Mercedes планирует уйти в конце следующего сезона.

Но, по словам г-на Тодта, его роль в совершенствовании технологий электромобилей не следует недооценивать.

«Восемь лет назад, чтобы участвовать в 45-минутной гонке, гонщикам приходилось менять машины на полпути из-за ограничений по дальности пробега. Теперь мы можем проехать ту же дистанцию гонки только с одной машиной.

«Весь этот опыт, все эти исследования приносят пользу участникам дорожного движения.Вот почему теперь вы слышите об электромобилях с запасом хода 400–500 километров (250–310 миль), чего не было 10 лет назад», — говорит он. «Время зарядки также значительно сократилось».

Но автоспорт — это не просто полигон для исследований новых технологий. Это также зрелищный вид спорта с многомиллиардным бюджетом, особенно в случае с Формулой-1, и им не всегда удобно вместе.

Семь лет назад FIA заказала новые двигатели для Формулы-1.

Гибридные агрегаты с турбонаддувом должны были быть гораздо более эффективными, чем их предшественники: им давали всего 100 кг топлива на всю гонку против 150 кг в предыдущем сезоне. Гибридные системы восстанавливали энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую, для питания автомобилей.

На первый взгляд, новый рецепт был триумфом устойчивого развития. Но новые двигатели были намного, намного тише своих предшественников, и многие поклонники были ошеломлены. Они возмущались потерей звука и ярости, которые были частью гонок Гран-при на протяжении поколений.

С электрификацией тенденция отказа от внутреннего шума, вероятно, только ускорится. Но г-н Тодт не видит в этом проблемы.

«Фанатики были недовольны, потому что сказали: «Мы не слышим шума», — объясняет он. «Но мы больше этого не слышим. К этому можно привыкнуть».

«Существует большой интерес к Формуле Е — там, где нет шума (совсем). Поэтому я думаю, что очень важно учить болельщиков, учить болельщиков тому, почему мы меняем правила».

Но F1 сталкивается с другими экзистенциальными вопросами. Как объясняет г-н Тодт, с его мощными автомобилями и длинными гонками он не может стать полностью электрическим, как Формула Е.

Тем не менее, поскольку все больше и больше потребителей начинают использовать автомобили с батарейным питанием каждый день, я спрашиваю его, как это будет оставаться актуальным? «С очень развитой гибридизацией и топливом с нулевым уровнем выбросов», — говорит он.

«Формула-1 не будет производить загрязнения — CO2. Это то, чего нам нужно добиться».

Однако устойчивость — не единственная цель.FIA настаивает на том, что она также стремится к большему разнообразию и включению в автоспорт. Тем не менее, есть много барьеров для входа — прошло 29 лет с тех пор, как женщина-гонщик в последний раз пыталась пройти квалификацию для участия в гонках F1.

При Жане Тодте был достигнут некоторый прогресс. Комиссия «Женщины в автоспорте» была создана в 2010 году под руководством бывшего гонщика Мишель Мутон. Его роль заключалась в том, чтобы побудить больше женщин участвовать в автогонках и помочь хорошим водителям продвинуться дальше.

W Series, чисто женский чемпионат с участием автомобилей Формулы 3, проводится с 2019 года. Его цель — продвигать женские таланты. Во время его запуска высказывались критические замечания о том, что это шаг назад, потому что женщины-гонщики все еще подвергались сегрегации.

Но перспектива участия женщины-гонщика в чемпионате мира Формулы-1 все еще кажется далекой.

«Гендерное равенство и разнообразие необходимы», — настаивает г-н Тодт. «Мы обращались к этому в FIA.

«Первый шаг, который абсолютно важен, — сказать, что мы хотим, чтобы в автоспорте было больше женщин, — сделан.

«Теперь нам нужно определенное количество времени, прежде чем мы получим результаты».

Другим, тем не менее, теперь придется продвигать эту повестку дня, поскольку сам мистер Тодт готовится отправиться в закат автогонок.

голоса

Рейтинг статьи

Статья в тему: Электрический внедорожник Hyundai IONIQ 5 2022 года — лучший семейный электромобиль