Na naši spletni strani Avtomanija.com uporabljamo piškotke, s katerimi izboljšujemo vašo uporabniško izkušnjo in vam zagotavljamo ustrezne vsebine in oglaševanje. Z nadaljno uporabo naše spletne strani se s tem strinjate.

Nadaljuj...
Tehnika   |   Vpihovanje izpušnih plinov v difuzor
Newey je le obudil staro iznajdbo
Adrian Newey očitno rad izboljšuje stare izume, ki pa tekmece vedno znova ujamejo nepripravljene.
Peter Žmak
16. oktober 2010 | 18:02:29

Moštvo Red Bull Racing je gledalce in konkurenco letos presenetilo z izjemno hitrim dirkalnikom. Vse od začetka sezone se vsi sprašujemo, od kje dirkalniku, ki ga je zrisal Adrian Newey, takšna prednost pred konkurenco. Medtem ko smo v zadnjem času priča obtoževanjem glede upogibljivih krilc, pa se je prah okrog nespornega, a vseeno pametnega, vpihovanja izpušnih plinov v difuzor že nekoliko poleglo.

Pri takšnem sistemu gre le za to, da so izpušne odprtine postavljene vzporedno z dnom dirkalnika. Pline iz motorja odvajajo čez in skozi difuzor, s čimer pospešujejo tok zraka v njem in posledično poskrbijo za več podtlaka. To je hitra in jedrnata razlaga delovanja tega sistema, a pojdimo od začetka.

Difuzor je pravzaprav preprosta naprava. Gre za utor, kanal, ali tunel če želite, v sicer ravnem dnu dirkalnika, kjer med vožnjo po stezi nastaja območje nizkega tlaka zraka - podtlak. Podtlak, oziroma negativni vzgon, vleče dirkalnik k tlom, zato lahko dirkalniki skozi zavoje vozijo z neprimerno višjo hitrostjo, kot bi bilo to mogoče brez njih.

Krovna organizacija FIA je potencial tega področja pogosto omejevala s tem, da je določala dolžino, globino in položaj difuzorja glede na zadnjo os dirkalnika. Tok zraka skozi difuzor je pomemben za nastanek podtlaka, nivo le tega pa je mogoče nadzorovati z velikostjo samega difuzorja, kar omejujejo pravila, pa tudi z velikostjo izstopne odprtine, kjer moštva ubirajo različne pristope. Na zračni tok skozi difuzor vplivajo tudi prednja, ter stranska krilca, a tudi tu pravila postavljajo številne omejitve.

Potem pa je tu še tok zraka preko difuzorja. To področje je bilo deležno največjega razvoja v zadnjih letih. S tem ko se difuzor konča z zavihkom, lahko moštva izkoristijo tudi zračni tok preko difuzorja. Ta pri teku čez zavihek pravzaprav vleče zrak izpod difuzorja. Stranice na sodobnih dirkalnikih so postale vitkejše in izrezane ravno zato, da je vrh difuzorja bolj izpostavljen zunanjemu toku zraka. Več zraka ko potuje preko difuzorja, močneje zavihek vleče zrak iz notranjosti difuzorja, ki potem proizvaja več podtlaka. To dejansko učinkuje tako, kot če bi bila izstopna odprtina večja, zato nekatere ekipe pri svojih dizajnih lahko uporabljajo manjše izstopne odprtine (McLaren in Renault).

Če pa dirkalnik potrebuje širše stranice, kot je to primer pri letošnjih dirkalnikih z velikimi rezervoarji za gorivo, je tok zraka nad difuzorjem omejen. A k sreči na zadku dirkalnika obstaja še en vir močnega zračnega toka - izpušna cev.

Izpušne pline lahko pravzaprav speljemo čez difuzor ali pa skozenj. Izraba izpušnih plinov za te namene pa nikakor ni nekaj novega, saj je takšno rešitev uporabljal Renault pred 27 leti, ko so se namesto prepovedanih "ground effect" tunelov, ki so tekli po vsej dolžini dna dirkalnika, prvič pojavili difuzorji. Renault je izpušne cevi s turbopolnilnika razdelil na tri dele in jih speljal na začetek difuzorja. Takšnemu dizajnu so kmalu sledile vse ekipe in nadaljnjih 20 let eksperimentirale z različnimi izpušnimi izstopnimi odprtinami zontraj difuzorja.

Ko se je v formuli ena končalo obdobje turbopolnilnikov, tok zraka iz izpušnih cevi ni več bil konstanten in takšne rešitve so postale manj učinkovite. Difuzor je počasi postal naprava, ki je proizvajala največ podtlaka na dirkalniku, a je nivo le tega pri takšnih rešitvah postal odvisen od tega, ali je dirkač pritiskal na plin. Pri polnem plinu je difuzor proizvajal ogromno podtlaka, a ko je dirkač spustil stopalko za plin, je bilo podtlaka malo. Moštva so poskušala kompenzirati s premikanjem izstopnih odprtin izpušnih cevi - ponavadi bolj proti vrhu difuzorja. Kmalu pa takšnega dizajna ni bilo več moč zaslediti, saj so moštva izpušne pline raje speljala preko izstopnih odprtin difuzorja. To je postala ustaljena praksa, vse do leta 1998, ko je Ferrari uvedel kraje, "periskopske" izpušne cevi, zaradi katerih so bili motorji močnejši.

Sistem vpihovanja na McLarnovem Mp4-15
Sistem vpihovanja izpušnih plinov v difuzor na MP4-15


Temu dizajnu so sledile skoraj vse ekipe, razen nekaterih (McLaren in Minardi), ki so želele obdržati učinek vpihovanja. A kmalu so tudi te morale ugoditi proizvajalcem motorjev, ki so zahtevali precej krajše izpušne cevi, kakršne je uporabljal Ferrari. Prav Adrian Newey pa je bil zadnji, ki je pri svojem dizajnu še uporabil sistem vpihovanja izpušnih plinov. Pri McLarnovem dirkalniku za sezono 2001 je izpušne cevi speljal skozi sredino difuzorja, a že pred prihodnjo sezono je moral ugoditi Ilmorju, ki je za McLaren predeloval Mercedesove motorje.

Newey je kasneje pojasnil, da je do takšnih sprememb prišlo zgolj zaradi zahtev proizvajalca motorjev. Cenjeni konstruktor pa se je k svojemu priljubljenemu dizajnu, od katerega se je poslovil težkega srca, vrnil že v sezoni 2003, ko je načrtoval slovito osemnajstico (MP4-18). Tokrat je izpušne cevi speljal v stranska kanala difuzorja, ki sta se nato združila v en sam, večji kanal na zadku dirkalnika. Toda vroče izpušne cevi, ki so bile speljane mimo povsem novega menjalnika z dvojno sklopko v karbonskim ohišju, so povzročale številne težave, ki so skupaj z ostalimi tehničnimi problemi poskrbele, da MP4-18 nikdar ni stal na štartu dirke. Tisto leto so pri McLarnu uporabili predelan dirkalnik lanske sezone - MP4-17D, na katerem je dizajn izpušnih cevi sledil takratnim trendom peroskopskih izpuhov.

Difuzor McLaren MP4-18

Skica: Difuzor McLarna MP4-18

Letos pa se je Newey, zaradi drugačnega dizajna zadka dirkalnika, končno lahko znova vrnil h konceptu, ki je očitno vreden svojega denarja. Dirkalnik RB6 se je na prvih testiranjih pojavil z lanskim izpušnim sistemom, šele na zadnjem pa so preizkusili sistem z vpihovanjem izpušnih plinov. RB6 ima tik za izpušnima cevema v dnu dirkalnika zarezi, ki del izpušnih plinov vodita skozi zgornje nadstropje difuzorja, ki tako tečejo preko spodnjega in tako povečajo učinkovitost. Ti sistemi bodo v nekoliko spremenjeni obliki najbrž ostali prisotni tudi v prihodnjem letu, ko bodo dvonadstropni difuzorji prepovedani - pravzaprav bodo prepovedane kakršne koli odprtine v difuzorjih, zaradi česar ne bo mogoče uporabljati dvonadstropnih dizajnov, hkrati pa tudi ne sistema, ki bi izpušne pline odvajal skozi difuzor.

RB6 - sistem vpihovanja izpušnih plinov v difuzor



Da bi obšla prej omenjeno pomanjkljivost (nekonstanten tok izpušnih plinov) pa so morala moštva, ki takšne sisteme uporabljajo, izdelati poseben program delovanja motorjev.

4-taktni motorji z notranjim izgorevanjem, kakršne uporablja formula ena, imajo pri normalnem deovanju štiri delovne take: 1. sesanje (odprt je sesalni ventil - v zgorevalno komoro priteče zmes goriva in zraka), 2. kompresija (oba ventila sta zaprta - bat potuje navzgor in stiska zmes), 3. delovni takt (vžigalna svečka zaneti stisnjeno zmes v zgorevalni komori in povzroči eksplozijo, ki potisne bat, ta pa preko pogonskega sklopa požene kolesa), 4. izpuh (odpre se izpušni ventil, bat potuje navzgor in iz komore iztiska izpušne pline). Toda ko je v uporabi omenjeni program, nadzorna enota poskrbi, da v motor še vedno priteka mešanica zraka in goriva, čeprav je dirkač popustil stopalko za plin, vendar pri tem preskoči 2. takt (kompresijo) in takoj odpre izpušni ventil, skozi katerega bat iztiska še nezgoreno mešanico. Preden bat doseže svojo zgornjo lego, vžigalna svečka vžge zmes, pri čemer je izpušni ventil še odprt. Zgorevanje tako večinoma poteka izven zgorevalne komore, zato večina moči eksplozije steče skozi izpušno cev in difuzor, pri tem pa ne opravi potiska na bat motorja, kot je to primer pri normalnem delovanju. Takšno delovanje motorja poskrbi za konstanten tok plinov skozi difuzor in je sila primerno za kvalifikacije. Za dirke, kjer dolivanja goriva ni, pa niti ne toliko, saj motor tudi pri nizkih vrtljajih porablja veliko goriva.

Za dodajanje komentarjev morate biti prijavljeni.

O Avtomaniji

Kontakt z nami

Podportali

© Copyright 1999-2019 Avtomanija