Elixír života vo Formule 1
Bez benzínu a oleja by sa vo Formule 1 neotočilo žiadne koleso. Dostatočný dôvod na to, aby sa stránka F1Total.com pozrela do zákulisia
(Motorsport-Total.com) - Benzín, čo je to vlastne benzín? Je samozrejmé, že milióny ľudí na celom svete jazdia každý deň na čerpaciu stanicu, aby natankovali svoje auto. V časoch mobilného ľudstva, keď takmer každá rodina v priemyselných krajinách vlastní jedno alebo väčšinou dokonca niekoľko automobilov, je tankovanie proces, ktorý sa pre ľudí stal súčasťou každodenného života. Ľudia hovoria o benzíne, až keď cena benzínu opäť prudko stúpne. Benzín nám výrazne uľahčil život a zaslúži si viac pozornosti.
Darca energie: Obsluha čerpacej stanice Toyota sa chystá natankovať Zoom
Benzín sa skladá z uhľovodíkov zmiešaných s rôznymi prísadami. Zdroj energie, ktorý sa stal jedným z najdôležitejších pre ľudstvo, je tekutý, bezfarebný a váži medzi 0,72 a 0,76 kilogramu na liter. Pri spálení jedného kilogramu benzínu sa vo forme tepla uvoľní oxid uhličitý, voda a asi 40 000 kJ energie. Pre porovnanie: Žena s výškou 1,70 metra a normálnou hmotnosťou okolo 63 kilogramov spotrebuje za mierneho stresu množstvo energie 9 300 kJ za deň.
Benzín sa väčšinou vyrába takzvanou frakčnou destiláciou ropy v rafinériách. Ropa sa zahrieva, rôzne zložky ropy sa odparujú pri rôznych teplotách, čím je možné zmiešaný produkt rozdeliť na jednotlivé zložky. Takto sa vyrába ľahký benzín (bod varu 40 - 70 ° C), stredný benzín (motorový benzín, bod varu 90 - 180 ° C) a ťažký benzín (bod varu 150 - 180 ° C).
Benzín dýcha život motorom Formule 1
Vo Formule 1 je benzín nevyhnutný, je to dodávateľ energie, ktorý vdýchne motorom život. Prvotriedna trieda motoršportu existuje od roku 1950. Pred 50 rokmi sa vo Formule 1 stále používali kompresorové motory - pre obrovské tepelné problémy ich nebolo možné prevádzkovať s konvenčným benzínom. Pretože predpisy v tom čase umožňovali výber paliva, odborníci v priemysle minerálnych olejov zmiešali palivo s veľkým percentom alkoholu na chladenie.
Agresívny benzín, ktorý zažíva motory
Do konca roku 1957 bola zmes ponechaná iba chemikom. Napríklad Mercedes použil tento recept: 45% benzén, 25% metylalkohol, 23% letecké palivo, 3% acetón a 2% nitrobenzén. Zvyšné dve percentá zostávajú tajomstvom dodnes. Výbušná zmes reagovala tak agresívne, že zvyšné zásoby museli byť po tréningu a pretekoch vyčerpané. Motor sa potom prepláchol konvenčným palivom. Bez tohto opatrenia by sa cez noc poškodil motor.
Od roku 1958 do konca roku 1960 bol predpísaný letecký benzín so 130 OZ - oktánové číslo OZ je mierou odolnosti benzínu proti nárazu - po tom, čo sponzori minerálnych olejov vyzvali tímy, aby predpísali komerčne dostupný benzín, aby sa zohľadnila ochrana zdravia a tým lepšie vytvoriť dôveryhodnejšie prevody produktov medzi fanúšikmi a Formulou 1.
Turbomotory s výkonom až 1 400 koní
Keď sa vo Formule 1 v roku 1983 objavili turbomotory a v kvalifikácii dosiahli maximálny výkon 1 300 až 1 400 pri maximálnom pretlaku, množstvo paliva, ktoré bolo možné na preteky použiť, bolo obmedzené na 150 litrov, aby sa výkon motora nevymkol spod kontroly. Motory teraz dosiahli počas pretekov okolo 700 koní. Riziko neuspokojenia sa z dôvodu nízkej dodávky paliva iba 150 litrov bolo obrovské.
V roku 1992 vstúpili do platnosti nové predpisy, ktoré ovplyvnili palivo používané v automobiloch Formule 1. Okrem dusíka a kyslíka - obidve v obmedzenom množstve - malo palivo obsahovať iba uhľovodíky. Alkohol, zlúčeniny dusíka a ďalšie aditíva priateľské k PS boli zakázané. Z dôvodu ochrany životného prostredia bol teraz bezolovnatý benzín povinný.
„Ekologické“ palivo vo Formule 1
Len o rok neskôr boli schválené paragrafy o benzíne, podľa ktorých palivo muselo vyhovovať všetkým predpisom EÚ o bezpečnosti a ochrane zdravia. Funkcionári konečne vydláždili cestu pre „benzín“ v pretekoch Veľkej ceny. Zatiaľ čo spoločnosti zaoberajúce sa minerálnymi olejmi ešte začiatkom 90. rokov experimentovali s viac ako 300 zmesami za sezónu, v súčasnosti sú obmedzené na niekoľko zmesí.
Závodný benzín - zodpovedný za určité zvýšenie výkonu v súvislosti s požadovaným nastavením motora - sa nelíši z hľadiska chemických zložiek, ale iba svojím zložením. Od roku 1995 musí byť zloženie použitého paliva totožné so vzorkou (chemický odtlačok prsta), ktorá bola predtým uložená na schválenie FIA.
Použitý benzín vo veľkej miere zodpovedá obvyklému benzínu pre super benzínové pumpy, musí byť bezolovnatý a obsahuje iba niekoľko prísad zvyšujúcich výkon. Spotreba je výrobcom dobre stráženým tajomstvom, v priemere je to 70 litrov na 100 kilometrov, v extrémnych prípadoch však môže auto formuly 1 zhltnúť viac ako jeden liter na kilometer.
V mobilnom laboratóriu, ktoré sa prepravuje od závodu k závodu na nákladnom vozidle, môžu komisári FIA skontrolovať, či tímy jazdia na legálne palivo. Teoreticky by motory mohli so špeciálnym palivom spôsobiť výrazné výkonové explózie, ktoré je potrebné vylúčiť. Z tohto dôvodu sa vzorky odoberajú v nepravidelných intervaloch a pomocou plynovej chromatografie a hmotnostnej spektrometrie sa kontroluje koncentrácia síry, benzénu a iných látok.
200 000 litrov benzínu ročne - a tím
Vo Formule 1 má každý tím partnera, ktorý sa stará o jeho vybavenie benzínom a olejom. Vo Ferrari je to Shell, ktorý vo Formule 1 pôsobí od roku 1950, musel pre ropnú krízu v roku 1973 odstúpiť a do Ferrari sa vrátil v roku 1996. Odvtedy spoločnosť so žltou slávkou každý rok dodala červeným 200 000 litrov benzínu a 26 ton oleja.
Benzín ako elixír života - olej ako elixír prežitia
Okrem benzínu hrá dôležitú úlohu aj ropa. Má výhradne syntetický charakter a je špeciálne optimalizovaný pre požiadavky motorov Formule 1. Dnešný olej je takmer rovnako tekutý ako voda. Hlavná úloha oleja: minimalizovať trenie a tým znižovať tvorbu tepla a opotrebovanie komponentov v motore a prevodovke.
To, aké dôležité sú palivá a mazivá pre tím majstrovstiev sveta, ukazuje úsilie, ktoré pre tím partner minerálnych olejov vyvíja. Napríklad na každom preteku je testovacie vozidlo, kde môžu dvaja zamestnanci skontrolovať olej a benzín pomocou najmodernejších systémov. Keď Michael Schumacher a Rubens Barrichello zaparkujú svoje autá, práca pre týchto dvoch mužov sa skutočne začína. Benzín a olej je možné analyzovať v priebehu niekoľkých minút a výsledky analýz v traťovom laboratóriu sa prenášajú inžinierom Ferrari.
„Krvné testy“ vo Formule 1
„Som v kontakte s mechanikmi Ferrari, aby som v kritických okamihoch počas závodného víkendu odobral rôzne vzorky oleja,“ hovorí zamestnanec spoločnosti Shell Tobias Tasche. „Tieto sú potom preskúmané pomocou nášho najmodernejšieho analytického zariadenia pomocou pokrokovej röntgenovej technológie na detekciu kovových zvyškov v oleji. To nám umožňuje určiť dĺžku života komponentov, aby sa zabránilo poruchám v dôsledku opotrebenia.“
"Funguje to ako krvný test, pretože vzorky, ktoré odoberáme z automobilov, nám dávajú dobrý údaj o tom, ako veľmi je motor alebo prevodovka poškodená opotrebovaním. Na akékoľvek problémy sme vopred upozornení. Výsledky Potom o tom diskutujem s inžiniermi Ferrari, ktorí potom rozhodnú, či je potrebné niečo vymeniť alebo nie. ““ Aby bolo zaistené hladké fungovanie technológie, sú cez závodný víkend odoberané a analyzované vzorky oleja asi 36-krát. "Ferrari môžeme po zahriatí povedať, či si myslíme, že motor je pripravený na použitie, alebo by mal byť vymenený. Naše stroje dokážu zistiť jeden gram znečistenia v tóne oleja."
„Nečistoty“ v oleji
Rýchle auto, ktoré zastaví v polovici pretekov, je bezcenné, rovnako ako auto, ktoré prechádza cieľom, ale nie je dostatočne rýchle. A tak všetci členovia tímu Formule 1 pracujú na maximum. Ak inžinieri nájdu v oleji príliš veľa kovových zvyškov, môžu napríklad predpokladať, že prevodovka nevydrží dlho a pre istotu ju pred pretekmi vymeniť. V roku 1999, po zahriatí, bolo v motorovom oleji automobilu Eddieho Irvina objavené veľa kovových zvyškov. Vymenil sa motor a Ír víťazstvom získal pre Ferrari titul konštruktéra.
Keď olej skúmajú technici, je to skutočne porovnateľné s krvným testom u lekára. Vyšetrenia sú také presné, že Taschen dokáže zistiť, z ktorého automobilu olej pochádza: „Niektorí vodiči prichádzajú do zákruty, prudko brzdia a pomaly a progresívne podraďujú. Ostatní prichádzajú do zákruty a radia neskoro a neskoro prevodovka sa viac opotrebováva. Po pretekoch môžete prevodovku priradiť jednotlivému vodičovi. “
Strach z nelegálneho paliva
Technici majú úplne iné úlohy. Pomáhajú tímu nájsť správnu stratégiu zastavenia v boxoch a pomocou testovacích prístrojov sa zisťuje, či benzín spĺňa prísne predpisy týchto predpisov. Aj tie najmenšie množstvá benzínu, ktoré je potrebné napríklad doplniť na mriežke, sa kvôli bezpečnosti analyzujú znova. Rýchlo sa stalo, že tím jazdí na nedovolené palivo. Motory, palivové čerpadlá a nádrže môžu byť kontaminované palivom, ktoré bolo vyskúšané na účely testovania, ale zatiaľ nebolo schválené FIA.
V stredu pred pretekmi prichádzajú benzínoví inžinieri so svojím nákladným autom na závodnú dráhu a odoberajú prvé vzorky z benzínových a naftových bubnov, ktoré sú tiež skontrolované na poškodenie pri preprave. Vodič benzínového nákladného vozidla najazdil v jednej sezóne 72 000 kilometrov na cestu tam a späť medzi závodnými miestami a centrálou vo Veľkej Británii. Asi 40 špecialistov tam pracuje pre účasť vo Formule 1.
Benzín ako produkt špičkovej technológie
Vývoj benzínu prebieha na vysoko profesionálnej úrovni, na ktorú bežný fanúšik formuly 1 určite nemyslí. Vďaka dnešnej počítačovej technológii môžu inžinieri benzíny skutočne zmiešať a tiež nechať spáliť bez toho, aby museli benzín skutočne vyrábať. Technologický partner Ferrari prispôsobil svoju technológiu tak, aby sa virtuálny benzín dal testovať dokonca aj vo virtuálnom motore. Shell vyskúša neexistujúci benzín v neexistujúcom motore. Testy završuje týždenná videokonferencia s Ferrari. Vďaka tomu je možné vylepšiť benzín za kratší čas a súčasne ušetriť peniaze.
Spoločnosť Shell má jedinečný „optický motor“ na výrobu nového benzínu. Tento motor umožňuje inžinierom sledovať procesy vo vnútri, aby mohli lepšie posúdiť účinnosť a spôsob spaľovania benzínu v spaľovacej komore. Takýto sklenený experimentálny motor stojí okolo 20 000 dolárov. Ďalej sa používa injekčná skúšobná stolica, v ktorej je možné simulovať vstrekovanie benzínu do motora a zvyšovať účinnosť benzínu.
Schumi môže jazdiť aj s normálnym palivom
Ako reklamný ťah testoval Michael Schumacher v minulom roku svoje Ferrari s normálnym palivom plus z čerpacej stanice a bol len o pár desatín sekundy pomalší ako s pretekárskym palivom. V zásade sú prísady v závodnom palive rovnaké ako v palive na čerpacej stanici, čo by tento test mal dokázať. Napriek tomu je benzín špeciálne prispôsobený motoru. Palivo pre benzínové pumpy musí pracovať s mnohými rôznymi motormi, ale závodné palivo musí fungovať iba s jedným - a vy sa snažíte z tohto paliva vyťažiť maximum. Keď výrobca motora optimalizuje svoj motor, dodávateľ benzínu optimalizuje aj palivo.
Vzorec úspechu pre dobrý benzín je v zásade veľmi jednoduchý, ale implementácia je všetko, len nie ľahká. Benzín by mal dať motoru čo najväčší výkon, spotreba by mala byť čo najmenšia, aby sa udržala nízka hmotnosť automobilu a aby ste pri tankovaní v boxoch mali čo najkratšie prestoje, ak je palivo 12 litrov za sekundu. tečie nádrž automobilov. A nakoniec, samotný benzín by mal byť čo najľahší.
Úspora paliva je problémom aj vo Formule 1
„Aby bolo auto čo najrýchlejšie, musíte udržiavať čo najmenšiu nádrž vozidla,“ vysvetľuje Ross Brawn, technický riaditeľ tímu Ferrari. "V pretekoch typu„ one-stop “, kde je nádrž plná, to môže byť obmedzujúci faktor, preto potrebujeme benzín s najvyššou možnou objemovou účinnosťou. Máme palivo, ktoré nám umožňuje pridať jednu alebo dve ďalšie Jazdiť kolá, čo bolo často rozhodujúce. ““
Dobre namazané je polovica úspechu
Požiadavky na olej použitý v prevodovke a motore sú ešte pôsobivejšie. Olej slúži ako mazivo a má zabrániť treniu v motore a odvádzať vznikajúce teplo. Bez oleja by motor behom niekoľkých sekúnd zomrel na teplo. Rýchlo si o seba oba dlane potrite a všimnete si, ako sa vaše ruky zahrievajú. Teraz si dajte na dlaň trochu oleja na varenie, všimnete si, že sa vaša ruka pri rýchlom trení takmer neohreje, pretože sa znížil koeficient trenia.
Olej v motore zaisťuje, že sú dnes možné otáčky až 19 000 otáčok za minútu. 19 000 otáčok za minútu znamená 9 500 zapálení na valec za minútu. To je 158 zapaľovaní na valec za sekundu alebo jedno zapaľovanie každých šesť tisícin sekundy. Zmes prúdi do valca, je stlačená piestom, zapaľovaná zapaľovacou sviečkou, čelo plameňa prechádza celou spaľovacou komorou, spaľovací plyn sa rozširuje, generuje výstupný výkon motora cez piest a odvádza sa cez výfukové potrubie - k tomu všetkému 158 Časy za sekundu v každom z 10 valcov. Nepredstaviteľná hodnota. Pre porovnanie: sériový motor dosahuje asi tretinu tejto rýchlosti. Túto požiadavku musí spĺňať aj benzín.
„Problém s inžiniermi je, že motorové oddelenie by chcelo olej, ktorý čo najviac chladí motor, zatiaľ čo aerodynamici chcú menšie chladiče, a preto chcú čo najchladnejší olej, aby mali okolo bočného priestoru viac miesta auta, “povedal Taschen. „Ide teda o to, aby sme spoločne našli dobrý kompromis, a sme v tom dobrí!“
Nie príliš tučné a ani príliš tenké
Ani v prevodovke nič nefunguje bez oleja, ak v pretekoch dôjde k viac ako 1 000 zmenám. Rovnako ako v motore, aj tu platí: čím je olej silnejší, tým lepšie dokáže znížiť teplotu. „Čím je olej silnejší, tým lepšie chránime motor a prevodovku,“ vysvetľuje Taschen. "S hustým olejom by sme mohli výrazne predĺžiť životnosť prevodovky a motora. Hustší olej tiež lepšie odvádza teplo preč ako tenký olej."
"Problém však je, že čím je olej silnejší, tým pomalšie sa môže motor točiť, čo by ho síce spoľahlivejšie, ale aj slabšie urobilo. Vďaka tenšiemu oleju sa motor otáča rýchlejšie a vy máte viac sily, ale potom ste späť Tenší olej znamená aj horšiu tepelnú vodivosť, preto by sme potrebovali viac oleja na výrobu rovnakej tepelnej vodivosti, čo by zase zvýšilo hmotnosť automobilu, čo je tiež negatívne. Závisí to teda od správneho kompromisu. “
Rôzny olej pre rôzne trasy
V závislosti na trase sa dokonca používajú rôzne oleje, ako vysvetľuje Tobias Tasche: „Úzke trate ako Monako a Hungaroring vyžadujú od motora veľa, pretože často veľmi akcelerujú a preraďujú. Keď jeden automobil nasleduje niekoľko zákrut tesne za sebou, teploty v motore stúpajú dramaticky, pretože na chladič prúdi menej vzduchu. Na rýchlejších trasách motory pracujú dlhšie maximálnou rýchlosťou. Napríklad tu je dôležité, aby bol benzín efektívny, inak pri tankovaní stratíte čas v boxoch. “