Ежедневная доза Формулы 1
Вконтакте
Telegram

Кислотные реки

Насколько важна гидравлика в современном болиде Формулы 1

Опубликовано 11 декабря 2019

Перед Гран-при Абу-Даби представитель FIA сообщил, что Ferrari имеет преимущество над соперниками, в том числе за счет настроек гидравлической системы. К слову, очень часто во время Гран-при можно услышать об утечке в гидравлической системе. Попытаемся просто рассказать об этой малодоступной взгляду обывателя системе.

Об этой системе практически не вспоминают, пока на болиде Ф1 не происходит утечка какой-то жидкости. Но гидравлика контролирует многие процессы. Самый памятный момент в завершившемся сезоне – проблемы с гидравликой на болиде Льюиса Хэмилтона. Британец рисковал пропустить гонку, которую он в итоге выиграл. Но тогда, воскресным утром, механики Mercedes сняли с машины двигатель и днище, чтобы с согласия FIA полностью заменить гидравлику.

Вместе с тем гидравлику предпочитают пневматике, поскольку такая система очень мощная при компактности и легкости приводов. Как же работает эта система?

Крохотные сервоклапаны преобразуют сигнал от блока электроники и влияют на давление жидкости. Жидкость двигает цилиндры, расположенные практически в каждом узле болида, — будь то система DRS, тормоза или трансмиссия. Сигнал силой тока всего в 10 миллиампер позволяет двигать жидкость с мощностью 2,8 киловатта гидравлической силы.

Гидравлика активирует систему DRS – дополнительное крыло атаки заднего антикрыла поднимается с помощью механизма, который толкает гидравлический привод. С помощью золотникового клапана гидравлика усиливает рулевое управление болидом. Гидравлическая система также активизирует дроссель, сцепление, дифференциал, помогает переключать передачи (в том числе заднюю), тормозить и влияет на другие механизмы.

Чтобы все это представить, вспомните кровеносную систему человека из школьного учебника. Сердце – это гидравлический насос в гидравлической системе болида Формулы 1. Сосуды – патрубки, которые расположены везде в упомянутых механизмах, где расположены цилиндры приводов.

Получав сигнал от блока электроники, в цилиндре под давлением жидкости начинает двигаться поршень, приводя в движение соответствующие механизмы. Прокачивает жидкость насос, установленный вместе с водяным и масляным насосами справа от блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

При этом в любой точке системы поддерживается одинаковое давление, независимо от частоты вращения двигателя. Для этого гидравлический насос оснащен специальной системой, которая компенсирует избыточное давление на высоких оборотах мотора и понижает давление на малых. Система оснащена специальным гидравлическим аккумулятором – резервуаром, заполненным жидкостью 100–200 миллиметров и газом (обычно азотом) под давлением 3–5 атмосфер.

Итак, вся система – это титановые или гибкие патрубки, которые соединяют насос с цилиндрами приводов механизмов. Гидравлическая жидкость окрашивается в кислотный розовый или красный цвет, чтобы в случае утечки можно было обнаружить место утечки.

Во время Гран-при Сингапура 2018 года на машине Себастьяна Феттеля на пит-лейн обнаружили утечку в гидравлике, которая появилась на месте проведения пит-стопа.
Во время Гран-при Сингапура 2018 года на машине Себастьяна Феттеля на пит-лейн обнаружили утечку в гидравлике, которая появилась на месте проведения пит-стопа.

Жидкость представляет собой минерализованное масло, смешанное с присадками, которые ускоряют передвижение жидкости от насоса к цилиндрам, обеспечивая мгновенную реакцию механизмов во время движения болида. При этом жидкость также смазывает детали насоса и цилиндры приводов.

Замкнутый объем системы равен 800 миллилитрам. Таким же количеством жидкости система и наполнена, чтобы избежать появления в ней воздуха. Когда в системе происходит утечка или необходимо провести техническое обслуживание, механики сливают жидкость с помощью дренажного насоса, очищают ее и после устранения неисправности или обслуживания системы закачивают обратно.

Дренажный насос
Дренажный насос

Во избежание постоянной замены жидкости и для упрощения технического обслуживания систему делят клапанами на отсеки – распределительные блоки, которые отвечают за работу определенных механизмов. Например, распределительный блок трансмиссии оснащен впускными и выпускными отверстиями и аккумуляторами высокого давления. Каждый блок, во избежание попадания в него посторонних материалов, герметичен и не открывается в боксах во время этапа, а просто заменяется. Эти блоки также позволяют не сливать жидкость полностью в случае замены двигателя или коробки передач.

Кроме центрального и блочных гидравлических аккумуляторов, на болиде Ф1 установлен еще один аккумулятор. Он активируется, когда машина остановилась на трассе, а маршалам необходимо ее эвакуировать. Вместо того, чтобы пытаться установить нейтральную передачу, маршалы просто нажимают большую кнопку возле кокпита, которая обозначена буквой N. Кнопка открывает небольшой бак, который содержит дополнительную жидкость под давлением, и за счет дополнительного аккумулятора эта жидкость отключает сцепление, даже если гидравлический насос перестал работать.

Кнопка N
Кнопка N

Кроме загрязнения, очень важно, чтобы жидкость не перегревалась из-за давления, создаваемого насосом на небольшой объем жидкости, из-за движения по патрубкам, через клапаны и в цилиндрах, а также из-за нагревания двигателя и коробки передач. Во избежание перегрева и для поддержания рабочей температуры в 120–150 градусов в системе предусмотрен небольшой радиатор, расположенный в воздухозаборнике двигателя.

Сервоклапаны
Сервоклапаны

Чтобы поршни в цилиндрах начали двигаться, блок электроники подает сигнал на миниатюрные так называемые сервоклапаны. Они преобразовывают электронный сигнал и создают соответствующее давление. Давление усиливается, когда необходимо переместить поршень цилиндра определенного механизма. Такой клапан весит всего 90 грамм и преобразовывает электронный сигнал в усиление или ослабление гидравлического давления всего за несколько миллисекунд. Когда поступает сигнал от блока электроники, соленоид открывает или закрывает клапан, что и определяет уровень давления.

Сервоклапаны
Сервоклапаны

Эти сервоклапаны поставляются одним производителем – американской компанией Moog, которая работает на авиастроителей. Гидронасосы работают от силовой установки машины. Их поставляет компания Parker.

Многие неполадки часто списывают на гидравлику. Вместе с тем высокое давление в системе и требования долговечности ко многим деталям системы, установленные регламентом, подразумевают высокую надежность гидравлической системы болида. Она достаточно прочная и легкая, что позволяет качать жидкость на протяжении всего Гран-при. А вот как эту систему настраивают? Для нас это пока загадка.

Источник

Лучшее