Zakaj Williams FW15C CVT ni sodeloval v Formuli 1

0
Williams_FW15C_CVT

Williamsov dirkalnik FW15C iz leta 1993 je bil prvi, a hkrati tudi edini dirkalnik Formule 1, ki je namesto običajnega 6-stopenjskega zobniškega menjalnika uporabljal menjalnik CVT. Čeprav je dirkalnik s CVT bil približno sekundo hitrejši od dirkalnika z običajnim menjalnikom, pa le-ta ni nikoli dirkal na dirki za Veliko nagrado.

FW07: Prvi zmagovalni bolid Franka Williamsa

Williams je v takratni prevladi iskal načine, kako povečati svojo prednost pred konkurenco, odgovor pa našel v menjalniku, ki je deloval na enak način kot pri bolidih drugih moštev. Le-ta skrbi za pravo prestavno razmerje med vrtljaji motorja in vrtljaji pogonske gredi. Zaradi omejenega števila prestav prestavno razmerje ni vedno idealno, dirkalnik pa v ovinkih pelje z rahlo prenizkimi ali previsokimi vrtljaji. Idealno bi bilo torej, če bi menjalnik imel večje število prestav, vendar bi to pomenilo večjo težo bolida, med pospeševanjem pa bi dirkač mogel menjati več prestav, kar bi povečalo čas pospeševanja in posledično čas kroga.

Rešitev je bila CVT

Williams je rešitev našel v menjalniku CVT, kratica pa pomeni kontinuirana spremenljiva transmisija. Takšen način menjalnika ima praktično neskončno število prestav, motor pa lahko vedno deluje v idealnem območju vrtljajev. Motor bolida Formule 1 črpa moč iz visokih vrtljajev; v takratnih časih so dosegli okoli 18.000 vrtljajev. Moč motorja z vrtljaji narašča, vendar se ob previsokih vrtljajih ta hitro manjša. Bolid s CVT menjalnikom med pospeševanjem in zaviranjem tako ne spreminja prestav, motor pa deluje s konstantnimi vrtljaji. Dirkalnik posledično v ovinek zapelje bolj gladko, pospeševanje iz ovinka pa je hitrejše od ostalih bolidov.

cvt

Sestava in delovanje CVT

CVT menjalnik ne sestavljajo zobniki, temveč jermenici in klinasti jermen. Jermenica ni podobna običajni, temveč je podobna dvema skupaj obrnjenima stožcema, ki pa za doseganje pravega prestavnega razmerja med seboj spreminjata razdaljo. Spreminjanje razdalje je potekalo s pomočjo  hidravlike, saj je bilo potrebno na kratki razdalji pomika zagotoviti veliko natančnost. Jermen je bil klinaste oblike, sestavljen iz jeklenih ploščic in jeklenih trakov, ki so te ploščice držali skupaj.

Menjalnik je »prestave« spreminjal tako, da je spreminjal razdaljo med stožcema v jermenici s pomočjo hidravlike. Ker je bil tudi jermen klinast, je za tek potreboval potreben prostor. Ker pa sta se stožca približevala, se je potreben prostor vedno bolj oddaljeval od osi, zato je v enem obratu jermenice posledično jermen prepotoval večjo dolžino, druga jermenica pa se je posledično odprla in za obrat druge jermenice je tako bila potrebna manjša dolžina jermena. Ob takšni nastavitvi se je ob enem obratu prve jermenice druga zavrtela večkrat. Druga jermenica je bila na izgled identična, le da ta ni imela nastavljive dolžine med stožcema, temveč se je razdalja avtomatsko prilagajala, glede na to, koliko jermena je bilo na voljo. Za prilagajanje dolžine med stožcema je skrbela vzmet.

cvt delovanje

Visoki vrtljaji, posledično pa visoka temperatura

Ker se je število vrtljajev pogonske gredi lahko izbralo brezstopenjsko, je lahko motor deloval v idealnem območju s konstantnimi vrtljaji. Tako bi motor večino dirke deloval s 18.000 vrtljaji, kar bi predstavljalo večjo porabo goriva in obrabo delov motorja. Težavo je predstavljala tudi vročina, ki je ob tako visokih vrtljajih dalj časa nastajala v večji meri. Rešitev za to je namestitev večjih hladilnikov, kar pa predstavlja večjo težo in predvsem večji vpliv na aerodinamiko bolida.

V primerjavi enakega dirkalnika je bil bolid s CVT za sekundo hitrejši od dirkalnika, ki je imel običajni menjalnik, vendar bi ob pravih dirkah predstavljalo težavo odvajanje temperature, predvsem v vročih krajih.

Zanimivo je bilo tudi pospeševanje dirkalnika, saj ni bilo slišati povečevanja števila vrtljajev in prestav, temveč je motor deloval s 18.000 vrtljaji skozi celotno pospeševanje.

Izbira jermena

CVT v Formuli 1 ni zaživel še zaradi enega bistvenega problema, to pa je bila izbira pravega jermena. Sir Frank Williams ni mogel najti jermena, ki bi lahko prenesel tako visoke vrtljaje in moč motorja, ki je takrat imel okrog 800 konjskih moči. Težava je bila tudi izbira jermena, ki bi lahko zdržal skozi celotno dirko. Omenjeni dirkalnik se zaradi tega ni nikoli udeležil dirke za Veliko nagrado, temveč se je upokojil, še preden je začel dirkati.

cvt jermen

Usodo CVT v Formuli 1 je zapečatila tudi FIA, ki je z namenom preprečevanja dragega razvoja prepovedala uporabo CVT v bolidih Formule 1. Čeprav danes najdemo prenos moči preko CVT v veliko vozilih, kot so skuterji, štirikolesniki in tudi nekateri avtomobili, ta oblika prenosa ni nikoli zaživela v najhitrejšem moto športu.

Williams: Somrak manjšega boga.

guest
0 Komentarji
Inline Feedbacks
Oglejte si vse komentarje