Как изменилось гонки на то, как производятся автомобильные двигатели

Уникальные требования автомобильных гонок стимулировали различные разработки в области производства автомобилей. Будь то в Формуле 1, Le Mans или на улице, люди любят машину с большой скоростью и производительностью. Производители, такие как Mercedes-Benz, Porsche и BMW, постоянно стремились оставаться на переднем крае инноваций, внедрив следующую новаторскую автомобильную технологию. Со временем Motorsports заработал репутацию того, что он сыграл важную роль в этом.

Многие функции, обычно встречающиеся в производственных транспортных средствах сегодня, от компонентов безопасности, таких как подушки безопасности до независимых и адаптивных систем подвески, являются благодаря достижениям, которые были рождены или улучшены в гонках. Возможно, компонент, который получает наибольшее внимание, — это двигатель, который за эти годы наблюдал обширную разработку, что приводит к всему, от новых методов доставки топлива до гибридных и электродвигателей.

Эти события не удивительны, учитывая, сколько автоспорта подчеркивает скорость и власть. Совсем недавно, правила выбросов, установленные спортивными регулирующими органами, такими как Fédération Internationale de l’atormobile (FIA), повлияли на подход производителей к производству двигателей в отношении устойчивости. Тем не менее, выбросы далеки от единственного способа, которым гонки изменились, как производятся автомобильные двигатели.

Топливные форсунки существуют с начала 1900 -х годов, но их введение и популярность в Auto Tech появились в 1950 -х годах. До этого традиционные карбюраторы были основной технологией, регулирующей смесь топлива и воздуха в автомобильных двигателях. Гоночные команды и горячие роддеры начали экспериментировать с инъекцией топлива, чтобы решить некоторые проблемы, связанные с карбюрацией.

Проблема с традиционными карбюраторами заключалась в неэффективности и затруднении настраиваемой их для различных условий. Карбюратор смешанный воздух и топливо, но соотношение топлива и воздуха, смешанное для детонации, может быть непоследовательным. Двигатели с плохо откалиброванными карбюраторами могут подчеркнуть, а также производить высокие выбросы. Кроме того, их нужно было часто чистить, и их легко затронули такие факторы, как погода и повышение гоночной трассы. Отношение воздуха к топливу более точное с инъекциями топлива, что приводит к более эффективной производительности.

Mercedes-Benz был одним из первых, кто изучил эту технологию для автомобилей, создав первый производственный автомобиль, оснащенный впрыском топлива, Mercedes-Benz 300SLR. Auto World обратил внимание, когда 300SLR установил рекорд в Милле Милья 1955 года, который оставался непрерывным, когда событие было вышло на пенсию в 1957 году. Chevrolet Corvette последовал примеру, включив инъекцию топлива в свою модель 1957 года.

К концу 1960 -х годов многие другие, такие как BMW и Audi, начали по этому новому маршруту. Инъекция топлива оставалась популярной в гонках, в конечном итоге став основной формой доставки топлива в производственных автомобилях в середине 1980-х годов.

Внедрение турбокомпрессоров чрезвычайно повлияло на разработку автомобильных двигателей. Эта технология была первоначально разработана для самолетов, поездов и судов, и она известна повышением производительности без жертва топливной эффективности. Во время Второй мировой войны самолеты, такие как P-38 Lightning и P-47 Thunderbolt, использовали двигатели с турбонаддувом. Понимая потенциальное применение в гражданском мире, эксперты стремились донести эту технологию в регулярные автомобили, но это было грубое начало.

В 1952 году компания Cummins использовала турбодизельный двигатель для конкуренции в Indy 500. Однако команда Cummins была безуспешной из -за неисправного фильтра, позволяя мусора в турбо. В 1962 году Chevrolet Corvair и Oldsmobile Jetfire стали самыми ранними предприятиями, используя технологию в производственных автомобилях. Тем не менее, прием был не впечатляющим, и они были сняты с рынка.

Двигатели с турбонаддувом вернулись в Indy 500 в 1966 году, но 1970 -е годы увидели, как технология полностью вошла в Motorsport. В 1969 году Porsche представил одну из самых знаковых подъездов в истории гонок, 917/30 Can-Am, для европейского чемпионата по спортивному счеру и серии Le Mans. В 1972 году Porsche разработал 917/10K с Twin Eberspächer Turbos, выиграв шесть из девяти стартов на чемпионате Can-AM в этом году.

Эта эпоха укрепила место турбокомпрессоров в автомобильной промышленности. BMW вернул технологию в производственные автомобили в 1973 году, в то время как двигатели продолжали доминировать в программах Формулы 1 и других гоночных программ. Сегодня надежные двигатели с турбонаддувом — это обычный способ для автострадчиков извлекать большую мощность из двигателей.

Аэродинамика играет заметную роль в скорости автомобиля и стала основной частью дизайна гоночного автомобиля. В то время как обычные производственные автомобили не фокусируются на скорости, как гонщики, сопротивление воздуха также влияет на топливную эффективность и охлаждение двигателя, на него два фактора обращают пристальное внимание. В результате дизайн производственных автомобилей начал включать аэродинамические принципы в свою разработку.

Это инновация очевидна в гонках Формулы 1, от введения крыльев до создания прижимной силы до задних спойлеров, которые противодействуют лифту, наряду с множеством других настроек дизайна, которые оптимизируют прижимную силу при минимизации сопротивления. Он сочетает в себе различные элементы, которые улучшают воздушный поток вокруг автомобиля и улучшают его общую производительность.

С этим вдохновением от гоночных автомобилей производители обнаружили, что эти изменения дизайна позволяют улучшить поток воздуха для теплообменников и радиаторов. Это приводит к лучшему управлению теплом для двигателя и оптимизированной производительности транспортного средства в целом. Кроме того, размещение автомобильных компонентов, таких как радиатор и двигатель, также было идентифицировано как ключевой аспект аэродинамики. Например, макет среднего двигателя, впервые и популяризированный в гоночных автомобилях, с двигателями, расположенными прямо за водителем, имеет более сбалансированное распределение веса, что приводит к лучшей производительности.

Производители направляются к более эффективным и экологически чистым трансмиссии, что включает в себя уход от двигателей внутреннего сгорания. Один из самых ранних этапов в этом направлении был известен как кинетическая система восстановления энергии (KERS). Система превращает кинетическую энергию в электрическую энергию, тем самым обеспечивая дополнительную энергию и сохранение энергии, которая в противном случае была бы потеряна. Хотя эта технология не питает двигатель, это инновация, которая повлияла на разработку гибридных и EV -двигателей.

В 2009 году Формула 1 впервые позволила использовать кинетические системы восстановления энергии, что соответствовало усилиям по устойчивости. Этот шаг был признан инструментальным в развитии современных двигателей. Конкурирующие команды могли выбирать между механическими и гибридными системами, а Mercedes-Benz был первым, кто прыгнул на новую волну с McLaren Mercedes. Автомобиль пошел вперед, чтобы выиграть Гран -при Венгр 2009 года.

В ближайшие пару лет Керс увидел быстрое развитие. С 2007 по 2012 год тепловая эффективность Mercedes KERS выросла с 39% до 80%, снижая вес на 168 фунтов. В эту эпоху Toto Wolff, возглавляющий Mercedes-Benz Motorsport, описал Формулу 1 как «вершину автомобильных инноваций».

Достижения и понимание от KERS в конечном итоге привели к полным охватам гибридных технологий в автомобильных двигателях. Сегодня многие дорожные транспортные средства обещают отличный электрический ассортимент на батарею благодаря гибридным поездам, и компании даже пообещали полностью перейти на электричество. Популярность этого подхода является благодаря миру гонок и автоспорта.

Гибридные двигатели стали полной силой в 2014 году, когда FIA сделала гибридные трансмиссии требованием конкурировать в Формуле 1. Это регулирование было введено в действие главным образом для повышения устойчивости и эффективности для соответствия правилам выбросов. Тем не менее, это также значительно повышало производительность и скорость.

До этого некоторые гибридные автомобили, такие как Honda Insight и Toyota Prius, уже были на рынке. Тем не менее, эта эпоха значительно повысила популярность гибридных силовых агрегатов. Интересно, что это не было полностью принято фанатами гонок. Были жалобы на то, что двигатели были слишком тихими и ослабили драматическую привлекательность спорта. Теперь, в формуле E, полностью электрические двигатели становятся все более популярными.

Высокорежирующие двигатели-это двигатели, которые могут достигать высоких революций в минуту. Многие автомобильные энтузиасты любят слуховой опыт, связанный с этими трансмиссиями, но помимо этого, они также обеспечивают отличную производительность. С высоким оборотом двигателей обладают большей мощностью и работают более эффективно, чем низкоотдавляющие двигатели, поэтому у них так много привлекательности в автоспортах, таких как Формула 1.

Различные инженерные и проектные аспекты позволяют гоночным автомобилям повысить высокую эффективность, включая эффективность сжигания, соотношение складывания и удара и скорость поршня. Вот почему многие автомобили Формулы 1, как правило, объединяют эти функции — они обеспечивают превосходную точность, мгновенную доставку энергии и могут достичь агрессивного переключения.

Однако самые высокие двигатели довольно дороги в разработке и обслуживании, поэтому они в основном показаны в производительности. Они также имеют тенденцию создавать больше крутящего момента в силовой полосе, что делает их непригодными для некоторых типов транспортных средств, в том числе те, которые перемещают тяжелые нагрузки или венчурную бездорожье. Тем не менее, эта технология значительно повлияла на производственные автомобили, такие как Porsche 918 Spyder, Lexus LFA и многие другие.

При превышении скорости на трассах легкий автомобиль выгодно. Вот почему производители гоночных автомобилей постоянно изучали способы включения эффективных легких материалов в строительство этих транспортных средств. Одним из наиболее распространенных методов экономии веса является использование углеродного волокна для построения тела автомобиля, что делает его легче и тем самым усиливает ускорение.

Другим материалом, который приобрел популярность, является алюминий, который используется для построения компонентов двигателя. Алюминий не является новым в автомобильном мире, поскольку гоночные автомобили включили его даже с ранних периодов спорта. Привлечение этого металла исходит от его гибкости и впечатляющего соотношения прочности к весу, что повышает гибкость транспортного средства, сохраняя структурную целостность при минимизации массы. В 1962 году Микки Томпсон сделал рекордное время на гонке в Индианаполисе 500, управляемой автомобилем, оснащенным алюминиевым двигателем. Сегодня это самый распространенный нерухозный металл, используемый в гоночных автомобилях, и стал очень популярным в производственных автомобилях.

Магний — еще один металл, который стал популярным в гоночных автомобилях из -за его легкого веса и долговечности. Это реже, чем алюминий, но имеет разнообразные приложения и преимущества по сравнению с традиционными компонентами. Он стал востребованным материалом в гоночных автомобилях и в настоящее время находится в обычных производственных моделях.