Силовой агрегат автомобиля: ТрансТехСервис (ТТС): автосалоны в Казани, Ижевске, Чебоксарах и в других городах

СБОРОЧНЫЕ ЕДИНИЦЫ И СИСТЕМЫ СИЛОВОГО АГРЕГАТА

СИЛОВОЙ АГРЕГАТ

Двигатель, сцепление и коробка передач соеди­нены в одном блоке, называемом силовым агрегатом. Общий вид силового агрегата показан на рис. 14.Рис. 14. Габариты силового агрегата

ПОДВЕСКА СИЛОВОГО АГРЕГАТА

Подвеска силового агрегата (см. рис. 15) состоит из двух передних опор, двух задних и одной поддер­живающей опоры. На автомобилях, укомплектован­ных силовыми агрегатами с пятиступенчатой короб­кой передач модели 14, поддерживающей опоры нет.

Передние опоры состоят из круглых амортизато­ров, запрессованных в кронштейны передней опоры, крепящиеся на раме автомобиля и расположенные с обеих сторон двигателя. На автомобилях КАМАЗ-53229 кронштейны передней опоры имеют отличи­тельные особенности в связи с усиленной рамой. Амортизатор представляет собой резиновую подуш­ку с запрессованной распорной втулкой, зафиксиро­ванную в пластинах. Подушка стяжным болтом кре­пится к переднему кронштейну силового агрегата, закрепленному четырьмя шпильками к передней крышке блока цилиндров двигателя. Между подуш­кой и кронштейнами установлены стальные шайбы.

Задние опоры расположены с обеих сторон карте­ра сцепления. Каждая из опор состоит из заднего кронштейна крепления силового агрегата, который фиксируется двумя установочными штифтами и крепится четырьмя шпильками к картеру сцепле­ния; башмака, соединяющегося с кронштейном стяжным болтом; кронштейна задней опоры, который охватывает башмак и приклепывается к лонжерону рамы; крышки, крепящейся четырьмя болтами к кронштейну задней опоры. Между башмаком, крыш­кой и кронштейном задней опоры расположена резиновая подушка, выполняющая функцию гаси­теля колебаний. Башмак из алюминиевого сплава предохранен от смятия запрессованной в него сталь­ной втулкой. Между крышкой и кронштейном зад­ней опоры установлены регулировочные прокладки. Опора поддерживающая имеет амортизатор с ма­лой жесткостью и служит для гашения колебаний, возникающих при движении по плохим дорогам. В спокойном состоянии она не нагружена. Поддержи­вающая опора состоит из кронштейна 3, который четырьмя болтами крепится к картеру коробки пере­дач. Полку кронштейна охватывает резиновая пря­моугольная подушка 5 с обоймой 4, соединенная двумя болтами с поперечной балкой 7.

Техническое обслуживание

При сервисе 2:

— затяните болты и гайки крепления передних и задних опор двигателя;

— затяните болты крепления кронштейна поддер­живающей опоры к десятиступенчатой коробке передач (резьба М12), гайки крепления поддержива­ющей опоры к балке и балки к раме (резьба М14).

При сервисе С проверьте состояние резиновой подушки и регулировку положения поддерживаю­щей опоры силового агрегата. Разгрузку резинового амортизатора при регулировании осуществляйте удалением регулировочных шайб между балкой поддерживающей опоры и ее кронштейнами.

Ремонт

Для снятия силового агрегата с автомобиля:

— отсоедените выводы «+» и «-» аккумуляторной батареии

— поднимите переднюю облицовочную панель кабины

— снимите буфер

— наклоните кабину но 60

— отсоедените выводы проводов и штекер от генератора

— отсоедените выводы проводов и штекеры: датчиков температуры воды (2 шт. ), датчиков давления масла (2 шт.), датчиков сигнала заднего хода, спидометра, факельных свечей (2 шт.), клапана ЭФУ

— снемите воздухопровод, соединяющий влаго-маслооделитель с компрессором

— выверните болты крепления крыльчатки вентилятора, снимите ее и оставте в нише кожуха вентилятора, прислонив к радиатору

— ослабте хомуты крепления верхнего рукова радиатора на водяной коробке двигателя и отсоедените рукав

— ослабте хомут крепления шланга, соединяющего верхний бачок радиатора с трубкой к расширительному бачку и отсоедените шланг

— отверните болты крепления подводящего патрубка к водяному насосу и отсоедените патрубок

— отсоедените воздушный фильтр

— отсоедените питающий и дренажные топливопроводы в соединении шлангами

— отсоедените толкатель привода управления подачей топлива и снимите пружину

— отсоедените и снимите трубки подводящие, подводящие воздух к редукционному клапану и к ПГУ привода сцепления

— вывесите автомобиль на пдъемнике длы выполнения операций снизу

— слейте охлождающую жидкость из системы охлаждения

— слейте масло из картера двигателя

-слейте масло из картеа КПП

— отсоедените левый и правый приемные патрубки от турбокомпрессора, для чего отверните гайки крепления фланцев приемных патрубков к турбокомпрессору

— отсоедените от стартера вывод «-«, провод и вывод «+» от тягового реле

— отсоедените прижымы масляного радиатора гидроуселителя рулевого управления

— отсоедените трубку отопителя кабины от радиатора и двигателя, отверните кронштейн и снимите трубопровод

— отсоедените маслопроводы низкого и высокого давления ГУРа

— отсоедените трубопровод пневмоцелиндра вспомогательной тормозной системы

— отсоедените гидропривод ПГУ сцепления

— снимите ПГУ сцепления

— отсоедените передний конец карданного вала промежуточного моста от КПП

— выверните болты крепления кронштейна поддерживающей опоры к КПП

— опустите автомобиль с подъемника

— выверните болты крепления передней опоры двигателя

— отверните самоконтрящиеся гайки М20 болтов крепления задних опор двигателя и выньте болты

— зацепите захваты подъемно-транспортного преспособления за два рыма двигателя и задний рым-болт КПП, снимите силовой агрегат и установите его на подставку

ДЛЯ УСТАНОВКИ СИЛОВОГО АГРЕГАТА НА АВТОМОБИЛЬ:

-при помощиподъемно-транспортного преспособления снимите силовой агрегат с подставки и установите его на автомобиль

— совместите отверстия задних опор двигателя с отверстиями кронштейнов задних опор, вставте болты М20 и закрепите опоры

— вверните болты М12 в отверстия передних опор двигателя и затяните их

— установите крыльчатку вентилятора и закрепите ее четырьмя болтами

— подсоедените трубку, соединяющую расширительный бачок с радиатором

— подсоедините верхний патрубок радиатора к двигателю шлангом

— подсоедините шланг обогрева кабины к двигателю

— подсоедините верхний рукав радиатора к водяной коробке, затяните хомут крепления рукава

— соедините шланг трубки расширительного бачка с патрубком на верхнем бачке радиатора, затяните хомут

— подсоедините подводящий патрубок к водяному насосу, закрепив его двумя болтами

— подсоедините толкатель управления подачей топлива

— подсоедините маслопровод высокого и низкого давления к ГУРу. Долейте масло до уровня

— подсоедините питающий и дренажный топливопроводы в соединении шлангами

— установите воздухопровод, соединяющий компрессор влагомаслоотделителем

— подсоедините воздухопровод пневмоцелиндра вспомогательной тормозной системы

— установите воздухопроводы, подводящие воздух к редукционному клапану и к сцеплению

— установите воздушный фильтр

— подсоедените выводы проводов и штекеры: датчиков температуры воды (2 шт.), датчиков давления масла (2 шт.), датчиков сигнала заднего хода, спидометра, факельных свечей (2 шт.), клапана ЭФУ

— поднимите автомобиль с помощью подъемника

— установите маслопровод, соединяющий масляный радиатор с картером двигателя

— залейте масло в картер двигателя

— залейте охлаждающую жидкость в систему охлаждения

— прокачайте топливную систему ручным подкачивающим насосом

— опустите кабину, предварительно вставте палец в ограничитель наклона кабины и зашплинтуйте замки

— поставте буфер

— опустите переднюю облицовачную панель

— поставте и закрепите прижимы крепления масляного радиатора ГУРа

— подсоедените к стартеру вывод «-«, провод и вывод «+» к тяговому реле

— подсоедините гидропровод к ПГУ сцепления

-вверните болты крепления кронштейна поддерживающей опоры к КПП

— подсоедените левый и правый приемные патрубки от турбокомпрессора, для чего вверните гайки крепления фланцев приемных патрубков к турбокомпрессору

— подсоедените передний конец карданного вала промежуточного моста от КПП

— опустите автомобиль с подъемника

— прокачайте сцепление и долейте жидкость до уровня

— подсоедините выводы аккумуляторных батарей

— пустите двигатель, проверьте его работу и отсутствие подтекания жидкости и масла

Рис. 16. Продольный разрез двигателя КамАЗ-740.10: 1 — генератор; 2 — насос топливный низкого давления; 3 — насос топливоподкачивающий ручной; 4 — насос топливный высокого давления; 5 — муфта автоматическая опережения впрыскивания топлива; 6-полумуфта ведущая привода топливного насоса высокого давления; 7-патрубок соединительный впускных воздухопроводов; 8 — фильтр тонкой очистки топлива; 9 — вал кулачковый; 10 -маховик; 11 — картер маховика; 12-пробка сливная; 13-картер двигателя; 14-вал коленчатый; 15 — насос масляный; 16 — валик привода ведущей части гидромуфты; 17 — шкив привода генератора; 18-крыльчатка вентилятора

Рис. 17. Поперечный разрез двигателя КамАЗ-740.10: 1 — фильтр полнопоточный очистки масла; 2 — горловина маслозаливная; 3 -указатель уровня масла; 4 — фильтр центробежный масляный; 5 -коробка термостатов; 6 — рым-болт передний; 7 — компрессор; 8 -насос гидроусилителя рулевого управления; 9 — рым-болт задний; 10 — труба водяная левая; 11 — свеча факельная; 12- воздухопровод впускной левый; 13 — форсунка; 14 — скоба крепления форсунки; 15 — патрубок выпускного коллектора; 16 — коллектор выпускной

Рис. 18. Двигатель КамАЗ-7403.10 с турбонаддувом: 1 — коллектор выпуск­ной; 2 — стартер; 3 — крышка головки цилиндра; 4 — картер масляный; 5 -кронштейн рычага переключения пе­редач; 6 — насос водяной; 7 — крыльчат­ка вентилятора; 5 — ремни привода; 9 -фильтр центробежный масляный; 10 -генератор; 11, 25 — кронштейны; 12-рычаг переключения передач; 13 -патрубок объединительный; 14 — крыш­ка регулятора топливного насоса высо­кого давления; 15, 22 — свечи факель­ные; 16 — клапан электромагнитный; 17, 23 — коллекторы впускные; 18 -фильтр тонкой очистки топлива; 19 -компрессор; 20, 26 — турбокомпрессоры; 21 — бачок насоса гидроусилителя руле­вого управления; 24 — патрубок

ДВИГАТЕЛЬ

На автомобили КАМАЗ устанавливаются двигате­ли моделей КАМАЗ-740.10; КАМАЗ-7403.10 или КАМАЗ-740.11-240.

Особенности конструкции, технического обслу­живания и ремонта двигателей КАМАЗ-740.10 и КАМАЗ-7403.10 изложены в настоящем руководстве.

Особенности конструкции, технического обслу­живания и ремонта двигателей КАМАЗ-740. 11-240 изложены в руководстве по эксплуатации 740.11-3902006РЭ.

Двигатели КАМАЗ-740.10 и КАМАЗ-7403.10 име­ют следующие конструктивные особенности:

— поршни, отлитые из высококремнистого алю­миниевого сплава, с чугунной упрочняющей встав­кой под верхнее компрессионное кольцо и колло­идно-графитным приработочным покрытием юбки;

— гильзы цилиндров, объемно закаленные и об­работанные плосковершинным хонингованием;

— поршневые кольца с хромовым и молибде­новым покрытием боковых поверхностей;

— трехслойные тонкостенные сталебронзовые
вкладыши коренных и шатунных подшипников; —
закрытую систему охлаждения, заполняемую низко-
замерзающей охлаждающей жидкостью, с автомати­
ческим регулированием температурного режима,
гидромуфтой привода вентилятора и термостатами;

— высокоэффективную фильтрацию масла, топ­лива и воздуха бумажными фильтрующими эле­ментами;

— электрофакельное устройство подогрева воз­духа, обеспечивающее надежный пуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха до минус 25 °С.

БЛОК ЦИЛИНДРОВ И ПРИВОД АГРЕГАТОВ

Блок цилиндров отлит из легированного серого чугуна заодно с верхней частью картера. Картерная часть блока связана с крышками коренных опор поперечными болтами-стяжками, что придает проч­ность конструкции. Для увеличения продольной же­сткости наружные стенки блока выполнены криволи­нейными. Бобышки болтов крепления головок ци­линдров представляют собой приливы на поперечных стенках, образующих водяную рубашку блока.

Левый ряд цилиндров смещен относительно право­го вперед на 29,5 мм, что вызвано установкой на одной кривошипной шейке коленчатого вала двух шатунов.

Спереди к блоку крепится крышка, закрывающая гидромуфту привода вентилятора, сзади — картер махо­вика, который служит крышкой механизма привода агрегатов, расположенного на заднем торце блока.

Гильзы цилиндров «мокрого» типа легкосъемные, изготовлены из специального чугуна, объемно зака­лены для повышения износостойкости.

Зеркало гильзы обработано плосковершинным хонингованием для получения сетки впадин и пло­щадок под углом к оси гильзы. Такая обработка способствует удержанию масла во впадинах и луч­шей прирабатываемости гильзы.

В соединении гильза — блок цилиндров водяная полость уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения. В верхней части установлено кольцо под бурт в проточку гильзы, в нижней части два кольца установлены в расточки блока.

Привод агрегатов (рис. 22) шестереночный с пря­мозубыми шестернями, газораспределительный ме­ханизм приводится в действие от ведущей шестерни 24, установленной с натягом на хвостовике коленча­того вала, через блок промежуточных шестерен 2 и 21. Блок промежуточных шестерен вращается на сдвоенном коническом роликоподшипнике 19. Шестерня распределительного вала 13 установлена на хвостовик вала с натягом. При сборке надо следить, чтобы метки на торце шестерен, находя­щихся в зацеплении, были совмещены.

Привод топливного насоса высокого давления осу­ществляется от шестерни 12, находящейся в зацеплении с шестерней распределительного вала. Вращение к топливному насосу высокого давления передается че­рез ведущую и ведомую полумуфты с упругими плас­тинами, которые компенсируют несоосность.

С шестерней 12 привода топливного насоса на­ходятся в зацеплении шестерня привода компрессора и шестерня привода насоса гидроусилителя руля.

Моменты затяжки болтов 18 крепления оси про­межуточных шестерен 49,1…60,8 Н.м (5…6,2 кгс.м), болта 1 крепления роликоподшипника 88,3… 98,1 Н.м (9…10 кгс.м).

Окружной зазор в шестернях привода агрегатов — 0,1…0,3 мм.

Рис. 22. Шестерня привода генератора: 1 — болт М12×1,25х90 крепления роликового подшипника; 2, 21 — шестерни промежуточные; 3-болт; 4 — шайба пружинная; 5-манжета; 6-корпус заднего подшипника; 7-прокладка; 8 — сухарь; 9 — вал шестерни привода топливного насоса высокого давления; 10, 20 — шпонки; 11, 15 — подшипники шариковые; 12 — шестерня привода топливного насоса высокого давления; 13-вал распределительный в сборе с шестерней; 14 -шайба упорная; 16 — ось ведущей шестерни; 17 — шайба; 18 — болт М10×1,25×25; 19 — подшипник роликовый конический двухрядный; 22 — кольцо упорное; 23 — кольцо стопорное; 24 — шестерня ведущая коленчатого вала

Рис. 23. Коленчатый вал в сборе: 1 — вал коленчатый; 2 -маслоотражатель; 3 — шестерня ведущая; 4 — противовес задний; 5 — заглушка шатунной шейки; 6 — шестерня привода масляного насоса; 7 — противовес передний

Рис. 24. Маховик: 1 — венец зубчатый; 2 — фиксатор маховика; 3 — маховик; 4, 8 — втулки установочные; 5-сухарь отжимного рычага сцепления; 6-болт крепления маховика; 7- кольцо опорное, пружинное; 9 — манжета ведущего вала коробки передач

КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Коленчатый вал (рис. 23) стальной, изготовлен горячей штамповкой, упрочен азотированном или закалкой токами высокой частоты шатунных и ко­ренных шеек.

Коленчатый вал имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки. В шатунных шейках вала выполнены внутренние полости, закрытые заглуш­ками 5, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке. Полости шатунных шеек сообщаются наклонными отверстиями с попереч­ными каналами в коренных шейках.

На носке и хвостовике коленчатого вала установ­лены шестерня 6 привода масляного насоса и веду­щая шестерня 3 в сборе с маслоотражателем 2. Выносные противовесы 4 и 7 съемные, закреплены на валу прессовой посадкой.

Осевые перемещения коленчатого вала ограни­чены четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в проточках задней коренной опоры так, чтобы сторона с канавками прилегала к упорным торцам вала, а ус входил в паз на крышке заднего коренного подшипника.

Хвостовик коленчатого вала уплотнен резиновым самоподжимным сальником, установленным в кар­тере маховика.

Маховик (рис. 24) из серого специального чугуна, закреплен болтами на заднем торце коленчатого вала и зафиксирован двумя штифтами и установочной втулкой 8. Зубчатый венец 1 посажен на маховик по горячепрессовой посадке и служит для пуска двига­теля стартером. Число зубьев венца маховика 113.

На наружной поверхности маховика имеется паз под фиксатор 2 маховика, который используется при регулировании двигателя.

Двигатель автомобиля: назначение и виды силовых агрегатов современных транспортных средств — Autodromo

Двигатель, пожалуй, можно назвать самой важной частью автомобиля. Ведь без двигателя автомобиль не сдвинется с места, но и без колес тоже далеко не уедешь, поэтому не будем делить автомобильные системы по важности, а просто попробуем узнать чуточку больше, об автомобильном двигателе.

Двигатель – это силовая установка, источник энергии автомобиля. Он используется для того чтобы машина могла выполнять свою основную функцию – перевозку грузов и пассажиров, но кроме этого, энергия, вырабатываемая двигателем, используется для обеспечения функционирования всех вспомогательных систем, например для работы кондиционера.

Впрочем, все вспомогательные системы, как правило, работают от электричества, вырабатываемого генератором или забираемой от аккумуляторов. А вот генератор как раз приводится в действие с помощью двигателя, передавая ему механическую энергию вращения вала.

Для обеспечения движения автомобиля так же используется механическая энергия вала двигателя, которая передается от двигателя на колеса через трансмиссию.

То есть, по сути, двигатель нужен для того, чтобы преобразовать какой-либо вид энергии в механическую энергию вращения вала, которая через систему механических связей передается на колеса, заставляя автомобиль двигаться.

Содержание

Двигатель внутреннего сгорания

Когда мы говорим о двигателе автомобиля, то чаще всего представляем себе двигатель внутреннего сгорания, в качестве топлива для которого используется бензин, дизельное топливо, газ, а в последнее время пробуют и водород.

В двигателе внутреннего сгорания, как несложно догадаться, происходит преобразование энергии, выделяемой при сгорании легковоспламеняющихся веществ в механическую энергию. Конструкции двигателей внутреннего сгорания могут отличаться, бывают поршневые двигатели, роторные и газотурбинные.

Но принцип их работы остается неизменным. Энергия, выделяемая при сгорании топлива, в конечном итоге преобразуется в механическую энергию вращения вала двигателя и через систему механических связей передается на колеса, заставляя их вращаться.

Основной недостаток двигателей внутреннего сгорания их неэкологичность. При сжигании топлива выделяется много вредных веществ. Исключение в этом составляет водород, продуктом горения которого является обыкновенная вода, но проблема с его использованием на сегодняшний день заключается в дороговизне, хотя вероятно, что в будущем это будет основной вид топлива.

Но двигатели внутреннего сгорания – не единственные автомобильные двигатели.

Электро-двигатель

Существуют машины, которые используют в качестве исходной энергии – электричество. Наиболее популярный и близкий к автомобилю вид транспорта, работающий на электричестве – это всем известный троллейбус.

Но полноценным автомобилем его не назовешь, поскольку двигаться троллейбус может только лишь вдоль натянутых проводов, от которых он запитывается электричеством.

Но вы наверняка слышали о машинах, которые называются электромобилями. Электромобили – это автомобили, в которых в качестве силового агрегата используется электродвигатель.

Электродвигатель, как вы понимаете, работает от электрической энергии, которую он получает, как правило, от аккумуляторных батарей.

Электромобили, по сравнению с автомобилями, использующими двигатели внутреннего сгорания, имеют массу преимуществ.

Они экологичны, практически бесшумны (что не всегда плюс), быстро набирают скорость, им не нужна коробка скоростей можно даже обойтись без трансмиссии, если поставить двигатели на каждое из колес. То есть такие автомобили могли бы быть намного дешевле, чем автомобили с ДВС, если бы стали массовыми.

Но есть два существенных момента, которые очень сильно ограничивают применение электродвигателей на современных автомобилях. До сих пор не придумали аккумуляторов, которые бы могли запасти в себе достаточное количество электрической энергии.

То есть запас хода электромобиля сегодня ограничен несколькими десятками километров. Если не включать фары, магнитолу, кондиционер, то можно и до сотни километров проехать, но все равно это очень мало. Примерно в 5-6 раз меньше, чем на одной заправке бензином. Впрочем, над этим разработчики постоянно работают и возможно, что когда вы читаете эти строки, уже существует электромобиль с запасом хода более 500 км.

Но даже малый запас хода был бы не так страшен, если бы не время, требуемое на перезарядку аккумуляторов. Если заправка бензином, дизтопливом или газом занимает 5-10 минут, то аккумуляторы придется заряжать часов 12, а то и сутки.

Поэтому, пока электромобили могут использоваться лишь для непродолжительных поездок по городу, после чего всю ночь на зарядке.

Гибридные силовые агрегаты

Но преимущество электродвигателей над ДВС настолько велико, что желание их использовать хотя бы частично привело к появлению гибридных силовых установок, которые сегодня достаточно активно используются на автомобилях.

Гибридные силовые установки – это объединенные на одном автомобиле двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель (как правило, их 4, по одному на каждое колесо). Такие автомобили называют гибридными.

Существуют три схемы гибридных установок.

В первой энергия ДВС используется исключительно для выработки электрической энергии при помощи генератора. А уже от генератора энергия передается на зарядку аккумуляторов и на электродвигатели, обеспечивающие вращение колес.

Но более популярна другая схема. Во второй схеме привод на колеса осуществляется как от ДВС, так и от электродвигателей. ДВС и электродвигатели могут использоваться как самостоятельно, так и вместе.

Третий вариант – это сочетание первого и второго.

Вот такие они двигатели автомобиля, разнообразные и неоднозначные. Более подробно свойства, принцип работы, детали мы разберем в будущих публикациях.

Руководство для инсайдеров: правила двигателей F1

Формула 1 находится на переднем крае технологий двигателей, а ее новейшая силовая установка является одной из самых сложных в спорте.

На самом деле, нынешние двигатели настолько сложны, что им нужно пройти предварительную процедуру с участием ноутбуков, удаленных операций и группы умных инженеров, прежде чем их можно будет запустить в жизнь.

---

Победа в Формуле-1 зависит от тщательно продуманного плана. То же самое относится и к покеру. Посмотрите, к чему может привести ваш план игры. Нажмите здесь, чтобы начать план игры.

18+, только для новых игроков из Великобритании, депозит не менее 10 фунтов стерлингов, полные условия подачи заявок, begambleaware. org, играйте ответственно

---

Что находится в силовом агрегате F1?

Во-первых, современный двигатель F1 больше не называется так, он называется «силовой агрегат» — и это потому, что это гибрид. Он состоит из бензинового двигателя внутреннего сгорания и электродвигателей, приводимых в действие системой рекуперации энергии. (ЕРС).

Когда они были представлены в 2014 году, их критиковали за низкий уровень шума по сравнению с популярными монстрами V8 и V10 прошлого, но это одни из самых мощных и эффективных силовых агрегатов в истории Гран-при.

Макс Ферстаппен, Red Bull Racing RB16, Валттери Боттас, Mercedes F1 W11, Льюис Хэмилтон, Mercedes F1 W11, Ландо Норрис, McLaren MCL35, Алекс Албон, Red Bull Racing RB16 и остальные участники поля на старте

Фото: Стивен Ти / Motorsport Images

Сколько лошадиных сил развивает силовой агрегат F1?

Суммарная выходная мощность комбинированных бензиновых и электрических элементов составляет около 1000 л.

с., что значительно выше, чем у обычного дорожного автомобиля. Бензиновый двигатель работает со скоростью 15 000 об/мин — опять же, значительно больше, чем у дорожного автомобиля.

Все это означает, что болид Формулы-1 может разогнаться до 0–60 миль в час примерно за 2,6 секунды и развить максимальную скорость около 230 миль в час, в зависимости от силы сопротивления. Когда компания BAR (которая через Honda и Brawn GP в итоге стала Mercedes) избавилась от своего автомобиля, насколько это было возможно, на соляных равнинах Бонневилля в 2006 году он разогнался до 246,9 миль в час.

Какой тип бензинового двигателя используется в силовой установке?

Двигатель — четырехтактный 1,6-литровый V6 с турбонаддувом. Он разработан в соответствии со строгим набором размеров и ограничений по материалам, с цилиндрами, расположенными в 90-градусная V-образная конфигурация и два впускных и выпускных клапана на цилиндр.

Турбокомпрессор работает за счет использования компрессора для наддува двигателя. Он приводится в движение потоком воздуха из выхлопной системы автомобиля через турбину, которая подключена к выпускной системе.

Для тех, кто разбирается в двигателях, степень сжатия для каждого цилиндра должна быть не выше 18, давление топлива в форсунках не более 500 бар и массовый расход топлива не более 100 кг/ч, с нормированием на меньших оборотах.

Массовый расход топлива имеет ключевое значение, потому что он в основном означает, что количество бензина, поступающего в двигатель, ограничено, что ограничивает обороты и мощность, которые могут быть произведены, и побуждает команды проектировать более эффективные двигатели.

F1 Знак топлива

Фото: Эндрю Хоун / Motorsport Images

Какое топливо требуется?

В автомобилях используется топливо, состоящее из соединений, обычно встречающихся в коммерческом топливе, без специальных химических соединений, повышающих мощность. В настоящее время как минимум 10 процентов топлива должно состоять из передового устойчивого этанола.

Сообщается, что автомобили расходуют около 135 литров топлива во время гонки, что, как говорят, на треть меньше, чем у более прожорливых старых двигателей V8.

Что делает система рекуперации энергии (ERS)?

ERS восстанавливает энергию выхлопных газов и тормозов и преобразует ее в электричество либо для непосредственного питания электродвигателей, либо для хранения в аккумуляторе для последующего использования в качестве дополнительного усилителя мощности.

MGU-K (Motor Generator Unit — Kinetic) представляет собой электродвигатель, соединенный с коленчатым валом двигателя. В рекуперативном режиме он работает как генератор, замедляя автомобиль за счет «торможения двигателем» (сокращая использование обычных тормозов) и вырабатывая электричество для зарядки аккумулятора. В режиме привода он становится мотором, использующим электричество для привода колес для дополнительного ускорения.

Системе разрешено генерировать только определенное количество энергии за круг — около 33 секунд максимального увеличения мощности — но она может хранить вдвое больше, поэтому команда может действовать стратегически и экономить и использовать энергию в разное время.

MGU-H (Motor Generator Unit — Heat) более сложен и используется в сочетании с турбонаддувом, который сам работает за счет использования выхлопных газов для вращения турбины, которая создает давление в двигателе.

В качестве генератора MGU-H обеспечивает сопротивление, которое замедляет вращение турбонагнетателя, что помогает предотвратить создание слишком большого наддува при высокой мощности, и превращает эту энергию в электричество, хранящееся в аккумуляторе.

В качестве двигателя он используется для поддержания вращения турбонаддува, когда водитель не нажимает на педаль газа, уменьшая турбозадержку и выравнивая подачу мощности. Это более эффективно, чем альтернативы, работающие на топливе.

Важно отметить, что электроэнергия, вырабатываемая MGU-H, может использоваться для непосредственного питания MGU-K, таким образом, это может добавить к максимальному 33-секундному пределу, который может быть использован из накопленной энергии на каждом круге. Это означает, что чем больше электроэнергии команды могут вырабатывать с помощью MGU-H, тем дольше они могут использовать свой форсаж.

Вся система, включая различные части и вспомогательные устройства, должна весить не более 150 кг, при этом часть для хранения должна составлять от 20 до 25 кг.

МГУ-Х

Фото: Magneti Marelli

Какую мощность генерируют электродвигатели?

Максимальная мощность, которую может производить MGU-K, составляет 120 кВт, что соответствует примерно 160 л.с. Однако, чтобы предотвратить суперстарт с электроприводом, его использование ограничено в начале гонки до тех пор, пока автомобиль не разгонится до 100 км/ч.

МГУ-К должен весить не менее 7 кг и развивать скорость вращения до 50 000 об/мин с максимальным крутящим моментом 200 Нм. MGU-H может быть на 3 кг легче и может вращаться до огромных 125 000 об/мин.

Как эта сила используется?

Сила в руках водителя и бортового компьютера. Команды разрабатывают карты двигателей, настроенные для подачи электроэнергии различными способами, и гонщикам просто нужно выбирать между ними, а все остальное делает машина.

Опасен ли электродвигатель?

ERS — это очень высоковольтный комплект. Он работает до 1000 В, поэтому может привести к очень опасному поражению электрическим током.

Для снижения риска кабели высокого напряжения окрашены в оранжевый цвет и имеют отключение напряжения при отключении. Корпус главного накопителя энергии, МГУ-Н и МГУ-К, а также все распределительные коробки высокого напряжения маркированы знаками опасности.

Система ERS может быть отключена несколькими различными способами, и для индикации ее рабочего состояния и состояния изоляции она оснащена индикаторами состояния в верхней части воздушной камеры, которые светятся зеленым, когда безопасно, и красным, когда нет.

В 2019 году, после схода с Гран-при Бахрейна, Даниэлю Риккардо сказали «выпрыгнуть из машины», не касаясь ее, после того как загорелся красный свет, и его команда Renault объявила ее «электрически небезопасной». К счастью, это случается не часто.

Как они заводят машины?

Команде необходимо прикрепить внешнее пусковое устройство к машине, чтобы запустить бензиновый двигатель в гараже, на пит-лейн и на стартовой решетке. Двигатели оснащены системами защиты от опрокидывания, предотвращающими остановку двигателя при потере управления водителем.

Механики Haas F1 на сетке

Фото: Энди Хоун / Motorsport Images

Сколько силовых установок может использовать команда за сезон?

Несколько лет назад не было никаких ограничений на использование двигателей, и команды тратили миллионы на производство специальных двигателей с «квалификационными характеристиками», которые были настроены на максимум, но могли проехать всего несколько кругов, прежде чем разогнаться до полной готовности.

Теперь для снижения затрат количество силовых агрегатов, разрешенных в сезон, ограничено, при этом каждому водителю разрешено не более…

• — три двигателя
• — три турбокомпрессора
• — три МГУ-Н
• — три МГУ-К
• — два накопителя энергии
• — две управляющие электроники
• — восемь комплектов выхлопных систем двигателя

Команды могут выходить за пределы отведенного им количества, но каждый раз, когда они это делают, им будут начисляться штрафы за положение на стартовой решетке, поэтому теперь силовые установки стали более надежными, чем в прошлом.

Как FIA проверяет законность силовых агрегатов?

Чтобы свести к минимуму вероятность мошенничества, электрические датчики постоянного тока от поставщиков, назначенных FIA, прикреплены к различным частям ERS, а на MGU-K установлен датчик крутящего момента.

Все автомобили оснащены одним и тем же топливным насосом высокого давления, изготовленным одним поставщиком, назначенным Всемирным советом по автоспорту FIA, а в топливном баке установлены два расходомера топлива для контроля расхода.

Для контроля работы бензинового двигателя выходной вал мощности и каждый карданный вал оснащены сертифицированной системой измерения крутящего момента, а на топливных форсунках установлены датчики давления и температуры.

Деталь двигателя Ferrari SF1000

Фото: Марк Саттон / Motorsport Images

Какое будущее?

Нынешние автомобили не будут служить вечно, потому что F1 уже строит планы на следующее поколение.

В настоящее время эти проекты «замораживаются» — это означает, что командам больше не разрешено их разрабатывать. Это позволит высвободить время и бюджет для разработки нового, более подходящего для отрасли гибридного двигателя, который будет представлен в 2025 году9.0003

Новые правила будут сосредоточены на высоком уровне экологической устойчивости, с планами использовать полностью экологически чистые виды топлива и значительно упростить конструкцию для снижения затрат.

Каковы текущие правила для силовых агрегатов Формулы-1? : PlanetF1

Гибридные силовые агрегаты F1 — это самые технологически совершенные двигатели в мире, которые могут похвастаться поразительным уровнем эффективности и выходной мощности.

Текущие правила двигателей Формулы 1 требуют, чтобы каждая команда была оснащена четырехтактным 1,6-литровым двигателем V6, который включает в себя турбокомпрессор и гибридное электрическое вспомогательное оборудование, а максимально допустимая скорость составляет 15 000 оборотов в минуту.

Технические характеристики этих двигателей строго регламентированы в соответствии с действующим Техническим регламентом.

Нынешняя формула двигателя была введена в сезоне 2014 года, и с тех пор темпы прогресса свидетельствуют о том, что производители достигли невероятной эффективности и выдающейся мощности.

Текущие правила останутся в силе, по крайней мере, до сезона 2025 года, и в настоящее время ведутся переговоры, чтобы принять решение о правилах следующего поколения, которые должны быть развернуты в 2026 году.

Кто производит современные двигатели F1?

В настоящее время существует четыре производителя омологированных силовых агрегатов для использования в Формуле-1.

• Mercedes: Эти двигатели базируются в Бриксворте и производятся компанией Mercedes High-Performance Powertrains. Эти двигатели используются заводской командой Mercedes и командами клиентов McLaren, Williams. и Астон Мартин.
• Ferrari: производится на базе Ferrari в Маранелло, заводская команда — лишь одна из трех команд, использующих эти двигатели. К ним присоединяются клиенты Alfa Romeo и Haas.
• Honda: несмотря на то, что двигатели японского производителя официально исключены из Формулы-1 в качестве заводских усилий, они по-прежнему производятся на своей базе в Сакуре и отправляются в Red Bull и AlphaTauri для использования в сезоне 2022 года. Новый отдел двигателей Red Bull под торговой маркой Red Bull Powertrains в конечном итоге возьмет на себя производство собственных двигателей.
• Renault: Текущий силовой агрегат Renault, базирующийся в Вири-Шатийон, используется только на заводе Alpine (принадлежащем Groupe Renault).

Насколько мощными будут двигатели F1 2022 года?

Двигатели F1 2022 года производят более 1000 л.с., при этом все производители достигают аналогичных показателей. Точные цифры производители не предлагают, а это означает, что расчет самых мощных зависит от обоснованных догадок, а не от каких-либо измеримых общедоступных показателей.

Несмотря на такую ​​невероятную мощность, силовые агрегаты расходуют всего около 130 литров топлива на 300-километровую дистанцию ​​Гран-при.

Выходная мощность означает, что автомобили F1 разгоняются с 0 до 100 километров в час примерно за 2,6 секунды и достигают скорости около 380 км/ч в конфигурациях с самой низкой прижимной силой, которые команды будут использовать в течение сезона — максимальная скорость может быть намного выше. если прижимная сила еще больше уменьшится, хотя это было бы опасно для использования за пределами очень конкретных обстоятельств.

Невероятные гибридные двигатели «Формулы-1»

После того, как в конце сезона 2013 года отказались от старых безнаддувных двигателей V8, эра гибридов привела к совершенно новому подходу к двигателям автомобилей «Формулы-1».

Больше не просто «ДВС» (двигатель внутреннего сгорания), «силовые агрегаты» F1 состоят из различных компонентов, в основе которых лежит ДВС.

• Двигатель внутреннего сгорания (ДВС): Под ДВС понимается 1,6-литровый двигатель V6, который сам по себе развивает около 700 лошадиных сил.
• Турбокомпрессор (TC): Турбокомпрессор крепится к ДВС и может похвастаться той же технологией, что и любой дорожный автомобиль с турбонаддувом. Турбина увеличивает плотность воздуха, всасываемого двигателями, что увеличивает выходную мощность. Турбина приводится в действие турбиной от выхлопных газов, создавая большую мощность за счет тепловой энергии двигателя.

Эти механические части эффективно поддерживаются системой рекуперации энергии (ERS), которая образует гибридную часть силового агрегата.

ERS использует энергию, вырабатываемую автомобилем во время движения по трассе, сохраняет эту энергию, а затем может повторно использовать эту энергию как часть мощности силового агрегата. Только на ERS приходится около 160 л.с., и ее можно использовать в течение 33 секунд круга.

Основными компонентами сбора энергии на ERS являются MGU-H и MGU-K, при этом захваченная энергия отправляется на хранение в хранилище энергии.

• Магазин энергии (ES): С точки зрения непрофессионала, это аккумулятор автомобиля, хотя и немного более сложный, чем тот, который вы найдете в дорожном автомобиле. Любая энергия, вырабатываемая ERS, отправляется в эту батарею для хранения до тех пор, пока она не понадобится для повторного использования. Батареи могут хранить до 4 мегаджоулей энергии за круг, причем это количество также разрешено для перераспределения во время круга.
• MGU-H (Тепломотор-генератор): Приводится в действие выхлопными газами. Благодаря энергии в виде тепла, рассеиваемой через выхлопную систему, MGU-H захватывает эту энергию, чтобы превратить ее в электроэнергию. По мере того, как обороты двигателя и турбонаддува увеличиваются по мере того, как водитель ускоряется, MGU-H улавливает энергию и отправляет использованную электроэнергию в ES.
• MGU-K (Motor Generator Unit-Kinetic): это электрический генератор и двигатель, подключенный к ДВС. Улавливая энергию при торможении, включая тепло от тормозов, эта энергия перераспределяется в виде мощности при ускорении.
• Управляющая электроника (CE): этот компонент является управляющим «компьютером» ERS, обеспечивающим правильное взаимодействие всех систем друг с другом для взаимодействия с механическими компонентами силового агрегата.

Каждый из этих компонентов имеет решающее значение для полной производительности автомобиля. Отказ в системе ERS не обязательно означает, что автомобиль больше не может двигаться, но результирующая потеря мощности может вызвать каскадные проблемы с автомобилем, замедление времени прохождения круга, увеличение расхода топлива и, во всех смыслах и целях, означает, что автомобиль, скорее всего, выйдет из строя. быть на пенсии.

Тем не менее, известным примером того, как гонщик преодолевал проблемы с ERS, была печально известная победа Даниэля Риккардо в Монако в 2018 году, когда, несмотря на неудачный MGU-K, он смог помассировать свой согбенный Red Bull домой впереди.

F1 имеет строгие правила использования компонентов силовой установки

Производители F1 не могут просто добавлять новые компоненты в свои автомобили по своему усмотрению, при этом ожидается, что каждая деталь прослужит определенное время.

Вот надбавки за компоненты на 2022 год.

• ДВС: Каждому водителю разрешается использовать три двигателя внутреннего сгорания.
• TC: Каждому водителю разрешено три турбонагнетателя.
• ES: Каждому водителю разрешено два Хранилища Энергии.
• MGU-H: Каждому водителю разрешается использовать три мотор-генератора-тепло.
• МГУ-К: Каждому водителю разрешено три мотор-генератора-Кинетик.
• CE: Каждому водителю разрешено иметь два управляющих электронных устройства.

Если гонщик сменит команду в середине сезона, он унаследует данные об использовании силового агрегата автомобиля, в который садится. Так, например, если Льюис Хэмилтон и Чарльз Леклерк поменяются местами в любой момент, Гамильтон переключится на цифры Леклерка, а Леклерк переключится на цифры Гамильтона.

Если в какой-либо момент сезона появится новый водитель, он унаследует компоненты силового агрегата автомобиля, в который садится. Например, если Оскар Пиастри в какой-то момент заберется в McLaren Даниэля Риккардо, он будет зависеть от показателей использования Риккардо.

Эти компоненты силовой установки могут заменяться и заменяться столько раз, сколько требуется команде, чтобы их машина работала, но введение новых компонентов, не входящих в допуск, приводит к штрафу сетки.

При первом использовании нового компонента, не входящего в допуск, этот водитель получит 10-местный штраф на стартовой решетке. Однако за каждое последующее введение одного и того же компонента они будут получать только пятизначный штраф в сетке.

Команда не может накапливать детали, вводя несколько одинаковых компонентов в течение одного уик-энда Гран-при, и при этом отбывать только один штраф. Чтобы закрыть эту потенциальную лазейку, если команда представит, например, три сверхнормативных MGU-K за один уик-энд, только последний введенный будет разрешен для использования без штрафных санкций на будущих Гран-при.

Объяснение заморозки двигателей F1 на 2022 год

Правила для двигателей были изменены на 2022 год, чтобы обеспечить внедрение более устойчивого топлива E10, которое состоит из 10% экологически чистого этанола наряду с 90% ископаемого топлива.

Однако ключевым изменением 2022 года является введение «зависания двигателя». Производители должны были представить окончательный проект своих силовых установок к началу этого сезона, при этом дальнейшая доработка, связанная с характеристиками, не разрешалась.