F1 in sistem za pnevmatsko zapiranje ventilov

0

Za razliko od cestnih avtomobilov uporabljajo sodobni bolidi Formule ena v motorju (mišljeno kot komponenti pogonskega sklopa) pnevmatski sistem zapiranja ventilov.  Sistem in njegova uporaba v Formuli ena ima že dolgo brado (okrog trideset let), a je kljub temu zanimivo pogledati zakaj se ga danes uporablja, kakšne so njegove prednosti in slabosti v primerjavi s klasičnim sistemom z vzmetjo in kakšne so alternative.

Najprej, zakaj v bistvu gre. Vsak bat ima v glavi sesalne in izpušne ventile, ki jih odmična gred preko odmikača (jeklenega dela elipsaste oblike) v pravem trenutku odpre. Izstopajoči del pritisne na vrat ventila, ta se spusti v gorilno komoro in odpre pot v sesalni ali izpušni kanal. Logično je, da se mora vse to zgoditi v času, ko bata ni v bližini, saj se v nasprotnem primeru zadeve ne bi končale prav dobro. Posledično imajo ventili pri enostavnih motorjih vzmet, ki se ob odprtju ventila stisne, v trenutku, ko odmikač več ne pritiska na ventil, pa le tega vrne nazaj v prvotni, zaprti položaj. Težave se pojavijo, ko se število obratov motorja dvigne preko 10.000 v minuti. Več obratov pomeni tudi hitrejše odpiranje in posledično tudi zapiranje ventilov.

Klasični sistem z vzmetjo;           Pnevmatski sistem z dušikom

Klasični sistem z vzmetjo

Čeprav bi lahko po eni strani rekli, da bi zadevo rešili s tršo vzmetjo, imamo po drugi strani nato večji mehanski upor (odmična gred mora pri odpiranju ventila stisniti močnejšo vzmet), posledično je tudi takšna rešitev omejena s številom vrtljajev. Druga možnost je ta, da se skrajša pot odpiranja ventila, kar pa bistveno zmanjša moč motorja, saj ne dosežemo optimalnega časa odpiranja in zapiranja ventila.

Morda bo kdo rekel, kaj pa desmotron, torej mehanizem, ki med sabo povezuje sesalni in izpušni ventil in izrabi silo pri odpiranju enega, za zapiranje drugega (ta sistem, tradicionalno uporabljen pri Ducatiju, je podoben tehnici kjer, ko spustimo en pladenj istočasno dvignemo drugi). Sistem je bistveno boljši od klasičnih vzmeti, se pa tudi tu pojavijo težave, a komaj nad 15.000 obratov v minuti.
Revolucijo so storili pri Renaultu sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja, ko so sredi ere turbo motorjev predstavili sistem, ki je ventile dvigal s pomočjo stisnjenega plina. Predstavljajmo si, da se v prostor, kjer je pri klasičnem sistemu stisnjena vzmet, sedaj vbrizga stisnjen inernti plin shranjen v jeklenki (dušik, logično je, da ni nič v zvezi s kisikom tam, kjer nočemo eksplozije) in dvigne ventil v zgornji položaj. Če je sistem z vzmetjo omejen z uporabo vseh trikov nekje na 12.000/13.000 obratov v minuti, ima pnevmatski sistem praktično neomejeno možnost uporabe (no za enkrat omejeno nekje na 25.000 obratov). Sistem je prišel do izraza v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so se vrtljaji motorjev začeli bliskovito dvigovati nad tisto mejo 13.000 obratov v minuti in je Renaultu prinesel prednost. Preden smo prišli do sedanje omejitve 15.000 pa so motorji dosegali tudi režime okrog 20.000 obratov.
evolucijo so storili pri Renaultu sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja, ko so sredi ere turbo motorjev predstavili sistem, ki je ventile dvigal s pomočjo stisnjenega plina.
Seveda to ni tehnologija, ki bi bila uporabna v vsakdanjih vozilih, sej je sistem pred vsako dirko potrebno napolniti,občasno pa tudi tudi med njo, kar pa se zgodi resnično poredkoma. Po drugi strani pa omogoča zanesljivo doseganje visokega števila obratov brez strahu da bi morali žrtvovati zanesljivost ali učinkovitost izgorevanja.

Simon Jazbec

@simonjazbec

Skrivnosti motorjev Renault s kotom 111 stopinj

Aktivno vzmetenje v Formuli 1

guest
0 Komentarji
Inline Feedbacks
Oglejte si vse komentarje