Содержание
Схема мотора старого истребителя покоряет «Ф-1»: «Мерседес» нашел ее случайно и перенес в гонки с помощью отдела грузовиков — Ностальгия и модерн — Блоги
С нее начался лучший гоночный двигатель современности.
«Мерседес» практически приватизировал «Формулу-1» с 2014-го: с переходом на гибридные турбомоторы V6 личные титулы и Кубки конструкторов доставались исключительно немецкому производителю. Преимущество перед конкурентами оказалось катастрофически велико: не помогали даже экстренные правки регламента вроде расширения доступных составов шин (для повышения вариативности стратегий), перестройки машины с прицелом под максимальную прижимную силу (для снижения важности пиковой мощности), упрощения антикрыльев (ради предоставления шансов на обгоны), запрете особых сверхагрессивных «квалификационных режимов» и гидравлической подвески, меняющей просвет. Что бы ни придумывали «Ред Булл», «Феррари» или Международная автомобильная федерация – «Мерседес» все равно остается в топе.
Как же им удалось построить настолько шикарную силовую установку? Прежде всего, конечно, благодаря раннему старту: работа над цилиндрами для нового мотора началась еще в 2010-м (хоть тогда инженеры и ждали атмосферного V4). Остальные подключились в 2012-м после финализации регламента (летом 2011-го) – хоть ребята из Бриксуорта и промахнулись мимо точной конфигурации правил, но к тому моменту у них уже был одноцилиндровый прототип. Также к тому моменту уже существовал рекуператор кинетической энергии, заряжающий аккумуляторы от замедления колес на торможении – раньше он назывался KERS (теперь MGU-K). Оставалось только «раздуть» двигатель внутреннего сгорания до шести цилиндров, навертеть на него турбину и добавить MGU-H – рекуператор тепловой энергии, вырабатывавший электричество из выхлопных газов.
Оставалась только одна проблема – моторное подразделение «Мерседеса» никогда раньше не занималось разработкой турбированных силовых установок. Опыт и знания просто отсутствовали – опереться было не на что, и спецы из Бриксуорта обращались за советами везде, где только можно.
В процессе инженеры и обнаружили интересную идею для турбины, выстроили вокруг нее мотор – и встряхнули «Формулу-1».
«Мне нравится одна история о «Мерседесе»: в 2012-м и 2013-м они исследовали регламент и прикидывали варианты облика мотора и турбины, – рассказал технический эксперт чемпионата Сэм Коллинс в одном из выпусков Teck Talk на F1TV. – И помните: до того момента инженеры отдела двигателей команды никогда не производили гоночных турбированных силовых установок. И они обратились за советом к подразделению грузовиков «Даймлера» – чтобы узнать, как же проектируются реально большие турбо.
И есть один слух, про который в «Мерседесе» то говорят как о чистой правде, то как об обычной байке. Инженеры отправились в университет Крэнфилда (единственный в Британии с собственным аэропортом и самолетами для аэрокосмической программы – Sports.ru). Там есть старая взлетная полоса, а на ней – огромный-огромный мотор «Роллс-Ройс» Pegasus, его раньше использовали для боевых самолетов.
И увидели на нем схему с разделением турбо и нагнетателя!
Дальше, когда в процессе исследования литературы по авиационным моторам за чаем, кто-то решил – «да это хорошая идея!» Потому они и называют теперь иногда эту деталь «Турбиной Пегаса».
Теперь схему с разделением турбины уже переняли в «Хонде», планируют скопировать в «Рено» и рассматривают в «Феррари». А отличия между нынешними моторами «Ф-1» вместе с преимуществом «Турбины Пегаса» разобрал Крэйг Скарборо.
«В современном моторе для «Ф-1» – достаточно ограничений: регламентом предписаны 1,6 литра, угол наклона цилиндров в 90 градусов, даже точки крепления к шасси – они одинаковы для всех производителей. Турбина обязана находится на центральной линии – много вещей, которые нельзя менять. Потому когда дело доходит до компоновки, все решают умные детали расположения гибридных элементов, программирование и так далее.
Я упрощенно нарисовал все моторы. Вот это – «Рено». Турбонагнетатель – позади (обведен красным кругом).
MGU-H в середине (желтый круг), MGU-K – справа (бордовый круг).
Вполне стандартная конструкция, и единственная особенность – входной отсек (синий круг). Отсюда воздух забирается, следует в интеркулер для охлаждения, а потом смешивается с топливом и поступает в цилиндры.
А еще у «Рено» – один из самых низкооборотистых моторов (примерно на 100 об/мин меньше, чем у остальных), и мы до сих пор не знаем, почему.
Теперь к «Феррари» – у нее тоже турбина позади, но ее питают по-другому, потому у Скудерии иногда и возникают неполадки с мощностью. Итальянцы используют водяное охлаждение со сложной системой воздуховодов.
Взглянем на «Хонду»: базовая схема архитектуры практически такая же, но турбина смонтирована спереди мотора. Но ее все равно по-прежнему питают отработанные газы – и она соединена с MGU-H и выхлопной системой длинным валом, расположенным в середине V-развала.
Именно это и представил «Мерседес» в 2014-м – их главная моторная инновация в «Ф-1», которую я раньше не видел в других гоночных видах и даже на дорожных машинах.
Главный плюс такой системы – упрощение вопросов компоновки. «Феррари», например, нужно «тащить» воздух через весь мотор к турбине, а затем обратно – в интеркулер, а это больше трубок. А здесь воздух через большие заборники по бокам машины сразу поступает в турбину, а потом вверх, в интеркулер. Получается более изящная и эффективная компоновка. Вот почему «Хонда» сразу на нее перескочила, и появились слухи о попытках остальных тоже перестроить моторы для 2022-го.
А вот и «Мерседес».
Их мотористы увеличили объем камеры для интеркулера – и потому теперь на корпусе появились «вздутия», как и у «Астон Мартин».
«Мерседес» полгода гоняет в «Ф-1» со странными буграми на корпусе. Это последствия новации мотора: они повышают мощность
И теперь «Альпин» тоже следует пути разделения турбины – новую версию мотора для 2022-го спалили на видео первого визита Фернандо Алонсо на базу в Вири.
«Да, мы изучаем этот вопрос», – подтвердил в интервью главный моторист «Рено» Реми Таффен.
Причем изначально грандиозное обновление мотора планировали на 2021-й, но пандемия все поломала – в итоге «Альпин» радикально пересмотрела планы и сократила затраты на нынешний сезон (поначалу даже пользовалась прошлогодними шасси).
«Феррари» же при разработке нового «супер-быстрого» мотора (это не шутка) сконцентрировалась прежде всего на компактности, апгрейде камеры сгорания и очень короткой фазой зажигания – но также Скудерия рассматривает и разделение турбины. Но пока полной определенности насчет трансфера технологии нет: итальянское подразделение Motorsport уверяет, будто все решено и копирование схемы «Мерседеса» уже в процессе, а The Race (запущен бывшей редакцией Autosport) инсайдит об отказе от новации. Возможно, итальянцы просто не хотят выдавать истинных планов – хотя общий поток слухов из паддока уже подтверждает: технология немецкой команды превращается в стандарт.
Но на пути «Мерседеса» к подготовке финальной гоночной версии мотора встретились и трудности – видимо, как раз от нехватки опыта.
К примеру, о легендарном качестве не было и речи – судя по рассказу бывшего главного моториста немецкой команды Энди Коуэлла, в Бриксоурте перед дебютом турбодвигателя готовились к полному провалу.
«Был момент, когда мы думали: «О, боже!». Серьезный момент – и сейчас я еще выражаюсь культурно – перед Гран-при Великобритании в 2013-м. Мы использовали систему проверок для контроля качества. И каждый раз проверка проваливалась.
У нас перед глазами стояли восемь болидов в Мельбурне, ожидающие силовые установки, и мы пытались понять, сколько моторов нужно взять с собой, чтобы не опозориться. А потом осознали, что производство необходимо начать уже через два месяца. Проверка качества была мучительной – мы просто думали: «Дерьмо собачье». Словно оказались в лодке без весла. Мотор держался в тестовой ячейке лишь час – а потом его приходилось полностью перестраивать!
Это высасывало все соки из нашего инженерного штаба. Все пытались разобраться, но никто не хотел использовать эту версию в гонках и в производстве: мы просили собрать не 10, а 20 экземпляров, потому что первые моторы взорвались.
На первом гоночном двигателе вылетела передача и разлетелась на множество частей после 50 километров, вынеся весь привод.
Двигатель внутреннего сгорания был большой неизвестной, передача умирала слишком рано, MGU-K ломался, MGU-H ломался, с турбонаддувом и контрольной электроникой возникали проблемы, ERS модифицировали… Фактически каждая система не была протестирована в желаемой степени.
Перед Мельбурном мы думали: не можем за ночь совершить волшебство – придется просто ставить следующий мотор. Дойдем ли мы до позорной точки, когда нам нечего будет ставить, потому что все взорвалось?»
История создания лучших моторов нынешней «Ф-1»: «Мерседес» сперва ошибся с числом цилиндров и не успевал собрать партию в срок
Но, как выяснилось, дела у соперников обстояли еще хуже – немецкий мотор хотя бы оказался мощным: сходу выиграл у конкурентов от 30 до 50 л.с. Более того, его обогнала лишь «Феррари» в 2018-м и 2019-м – и то исключительно из-за решений с сомнительной легальностью (после ФИА закрыла лазейку и обрекла итальянцев на очищение серединой пелотона в 2020-м).
По правилам же «Мерседес» догнали только теперь – мотор «Хонды» с начала 2021-го по замерам GPS выдает примерно такую же пиковую мощность (небольшие различия проявляются от трека к треку в зависимости от износа используемых деталей и агрессивности настроек). И как раз японская компания первой адаптировала новацию немцев – вряд ли потому их прогресс можно считать простым совпадением.
Но «Мерседес» воцарился в «Ф-1» не только благодаря одной лишь «Турбине Пегаса» – по признанию главного конструктора команды Джона Оуэна, моторное подразделение просто лучше всех отстроило процессы тестов, разработок и экспериментов с деталями.
«По сути, у нас было три двигателя, – вспомнил Оуэн, – Первый, думаю, весил 250 килограммов и был практически неубиваемым. С его помощью предполагалось следить за развитием по мощности.
Потом мы сделали второй – очень хрупкий, который потребовался для изучения надежности – на нем почти не велись исследования по повышению мощности. Третий мотор был чем-то средним – для гонок.
Снимаю шляпу перед Бриксоуртом за очень умную стратегию. Просто отличный подход. Мы слышали, другие команды пытались одновременно заниматься и мощностью, и надежностью, а в итоге потеряли много времени из-за поломок и невозможности развить мотор. Очень хорошая идея – вот почему мы оказались хороши».
«Мерседес» искал у Ферстаппена слишком прокачанный мотор – теперь «Хонда» призналась. Обхитрила правила, но Макс все равно медленнее на прямых
«Ф-1» готовит новые моторы: ради «Порше» и «Ауди» уберет главную фишку современных двигателей и радикально снизит стоимость
Фото: formula1.com/en; globallookpress.com/Hoch Zwei/ZUMAPRESS.com, Wang Lili/Xinhua, HOCH ZWEI via www.imago-images.d/www.imago-images.de; REUTERS/Mike Blake
Схема простейших устройств управляемых светом (двигатель, реле)
Портал QRZ.RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений.
Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям.
Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Спасибо.
Как добавить наш сайт в исключения AdBlock
QRZ.RU > Каталог схем и документации > Схемы наших читателей > Конструкции для начинающих > Схема простейших устройств управляемых светом (двигатель, реле)
class=»small»>
Система телеуправления моделей с помощью светового луча наиболее простая, так как в качестве передатчика здесь можно использовать обычный карманный фонарик. Не так уж и сложен приемник такой модели. Такая телеаппаратура может быть установлена в различные электрофицированные игрушки, например, машинки с электродвигателем, питающимся от батарейки.
Рассмотрим вначале схему управления миниатюрного электрического моторчика с помощью транзистора. Простая схема такого управления представлена на рис. 22.1. При вращении оси переменного резистора Rl происходит изменение усиления транзистора, а отсюда и изменяется скорость вращения двигателя.
Управление с помощью транзистора достаточно удобно и к тому же позволяет удлинить соединяющие провода между резистором и остальной частью схемы. Можно весь механизм, приводящий в движение игрушку, поместить внутри ее, а в руках держать переменный резистор, соединенный с ней длинными проводами. Хотя такая схема управления часто применяется на практике, более эффективным и современным является использование беспроводного управления.
Рис. 22.1. Принципиальная электрическая схема управления электродвигателем
Рис. 22.2. Принципиальная схема устройства управления электродвигателя лучом света
На рис. 22.2 приведена принципиальная схема беспроводного устройства, управляемого лучом света. С правой стороны от пунктирной линии находится обычная цепь моторчика с транзистором, а слева цепь с фотодиодом, которая заменила в предыдущей схеме управления переменный резистор R1. Если теперь осветить фотодиод лучом фонарика, то произойдет уменьшение его сопротивления.
Это приведет к изменению сопротивления транзисторной цепи и вызовет быстрое вращение двигателя. Если теперь выключить свет, то двигатель остановится. Телеметрическое устройство собирается на небольшой монтажной планке, которая помещается внутри модели. Наверху модели, в удобном месте с точки зрения освещенности, крепится фотодиод. Модель с такой системой управления работает от луча света, направленного с расстояния до 1,3 м.
Автомат выключения уличного освещения
На таком же принципе можно построить и автомат включения уличного освещения в деревне цли загородном домике (рис. 22.3). Его датчиком служит фоторезистор типа ФС-К1, который, как и в схеме рис. 22.2, включен в цепь базы транзистора VT1. Темновое сопротивление фоторезистора составляет около 500…800 кОм, а коллекторный ток транзистора VT2 не превышает 3…4 мА, что недостаточно для срабатывания реле К1.
Рис. 22.3. Принципиальная схема устройства выключения уличного освещения
В это время контакты реле замкнуты и лампочка уличного освещения горит.
С наступлением рассвета сопротивление фоторезистора постепенно уменьшается до 70…100 кОм, а ток в цепи базы транзистора VT1 увеличивается. Это приводит к повышению тока коллектора транзистора VT2 и срабатыванию реле К1, которое размыкает контакты К1.1 и лампа гаснет. Питание устройства построено по бестрансформаторной схеме с использованием гасящего конденсатора С2. В автомате использовано реле К1 типа РЭС-22 (паспорт РФ4.500.131). Конденсатор С2 типа МБГО на напряжение 600 В. Автомат смонтирован в корпусе из пластмассы размером 120x90x30 мм и настройки практически не требует. Для увеличения задержки времени выключения лампы следует уменьшить питающее напряжение до-15…16 В. Для этого вместо указанных на схеме типов стабилитронов, следует использовать один стабилитрон Д813 или два типа КС 175 (или ранних выпусков Д808).
Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.
Схемы подключения двигателя
Маркировка и соединения проводов электродвигателя
Чтобы узнать о конкретных соединениях двигателей Leeson, перейдите на их веб-сайт и введите номер каталога Leeson в поле «Обзор», вы найдете данные о соединении, размеры, данные с паспортной таблички и т.