Вход

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

0 продукта | 0 лв.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

auto motor und sport Bulgaria logo

Магически огньове: История на компресорните технологии VII

31.01.2017 15:07

Какви са свръхспособностите на турбодвигателите във Формула 1 през осемдесетте години

В началото на осемдесетте години мощностите на двигателите на болидите във Формула 1 започват да достигат колосални стойности, а конструкторите осъзнават, че турбокомпресрът може да им осигури феноменални динамични показатели – стига да бъдат решени термодинамичните проблеми и да се гарантира техническата им надеждност.

Въпреки сравнително скромния работен обем от 1,5 литра, мощността на турбоболидите бързо достига 1200 к. с. и продължава да ескалира. Тези стойности звучат впечатляващо, но всъщност не са новост в сферата на моторните спортове. Фред Агабасиан и неговият турбокомресорен болид печелят пол-позишън на Индианополис 500 трийсет години по-рано (през 1952 г.), но за съжаление са принудени да напуснат състезанието поради нелепа техническа повреда след като водят в продължение на 100 мили – късове от гумата се врязват в турбокомпресора и го разрушават.

Следва кратка пауза, но потенциалът на турбокомпресорните машини вече не е тайна за никого. В крайна сметка те се завръщат в Индианополис през 1966 година в лицето на модифицирани версии на култовите четирицилиндрови мотори на Offenhauser, а през 1973 година прекрачват границата от 1000 к. с. Не бива да се забравя обаче, че двигателите на отвъдокеанските болиди имат работен обем от 2,65 литра и работят с метанол – фактори, които им осигуряват огромно предимство както по отношение на термодинамичното натоварване, така и по отношение на изискванията към надеждността на агрегатите.

За разлика от тях, малолитражните агрегати във Формула 1, при които размера на двигателя е съизмерим с този на турбокомпресора, се държат опърничаво и изискват използването на свърхскъпи материали и технологии. Разходите в този спорт започват да нарастват главоломно, поощрявани от щедрите финансови отчисления от рекламните, маркетингови, спортни и технологични бюджети на конкуриращите се компании, а Формула 1 бързо се превръща в мултимилионен бизнес. С увеличаване на мощността обаче нарастват не само разходите, но и скоростта на движение, с което безопасността се срива главоломно и FIA започва да търси начини за обуздаването на надпреварата. Окончателното решение за връщане към атмосферните машини идва след няколко опита за ограничаване на мощността чрез поставяне на лимит на количеството заредено гориво и рестрикции над максималната степен на налягането на турбокомпресорите, вследствие на което Формула 1 преживява извънредно интересен от техническа гледна точка период на съревнование между двигатели с принудително и атмосферно пълнене.

Синтетични горива и колосални мощности

През 1981 година битката между атмосферните и турбодвигателите все още е неравна, а значително по-хармоничното разгръщане на мощността на атмосферните мотори е верен помощник на последните в трасетата с повече завои.

Атмосферният двигател Ford Cosworth DFV с мощност от 530 к. с. печели осем състезания, а Renault и Ferrari с техните турбодвигатели от по 550 к. с. финишират първи в съответно три и две състезания. Оттук-насетне обаче събитията започват да се развиват много бързо... През същата 1981 година тогавашния шеф на Brabham Бърни Екълстън закупува правата за двигателя на BMW. Въпреки че агрегатът разполага с едва четири цилиндъра и мнозина специалисти му предричат неуспех, на практика той се оказва истински технологичен шедьовър. Благодарение на огромния компресор ККК, свръхустойчивите бутала и мотовилки, цялостния електронен контрол на впръскването на гориво, налягането на турбокомпресора и запалването, както и на синтетичното гориво (създадено специално за него от германската нефтена компания Wintershall), моторът M12 използващ блок от сериен и изминал много километри мотор успява да постигне колосална мощност и да стане предпоставка за шампионската титла на Нелсон Пикет и неговия Brabham-BMW през 1983 година. С течение на времето двигателите с турбокомпресори във Формула 1 еволюират и стават все по-надеждни, а предимствата им пред атмосферните – все по-очевидни. Новата концепция най-после е на път да направи своя пробив. Renault и Ferrari печелят все повече победи и въпреки честите и неминуеми проблеми с охлаждането на двигателите, повече от ясно е, че ерата на атмосферните двигатели си отива. Мощността на трилитровите машини остава на ниво 490-530 к. с., докато тези на Ferrari и Renault достигат 560 к. с...

И това не е всичко, защото потенциалът на турбомашините още не се е разгърнал в пълнота, а инженерите все още търсят средства за справяне с термодинамичните проблеми. Във Ferrari например експериментират със система за впръскване на вода, която намалява температурата на целия цикъл и снижава натоварването на турбините, които си остават най-уязвимото звено в състезателните машини. За съжаление тя е изоставена защото на практика по това време е невъзможно постиганвето на  правилната пропорция от вода и гориво при различни обороти и натоварвания.

Междувременно конкуренцията на този фронт продължава да се множи и изостря, а присъствието на имена като BMW и Porsche е признак, че нещата тепърва ще добият екстремен характер. През 1983 година Alfa Romeo създават 1,5-литров мотор с осем (!) цилиндъра, който обаче се оказва неособено надежден и доста лаком. McLaren се сдобиват с шестцилиндров агрегат на Porsche, а в турбонадпреварата успешно се включват и Honda, за които употребата на принудително пълнене никога не е била съществена част от фирмената философия.

Залезът на първата турбо ера

В този момент се намесва FIA – първоначално регламентът предписва намаляване на количеството гориво, с което (еднократно) могат да заредят автомобилите на 250 литра, а след това, в течение на годините, поетапно на 220, 195  и 150 литра. Икономията на гориво започва да се превръща в първостепенна цел, но за да не пострада мощността, биват форсирани разработките в насока на по-добро качество на горивния процес - оптимизиране на конструкцията на компресорите, системите за впръскване на гориво и свързаните с тях периферни устройства. В борбата се намесват и нефтените компании, които  създават специални, изключително скъпи смеси с висока детонационна устойчивост. Прилагат се всякакви хитрини – някои отбори използват специални хладилници за охлаждане на горивото преди старта, възползвайки се от разрешената от регламента възможност за повишаване на неговата плътност, а оттам и до увеличаване на количеството заредено гориво.

Този способ звучи малко екзотично, но е доста ефикасен – един градус по-ниска температура означава един процент увеличаване на плътността, което при използваните температури в диапазона от -30 до -50 градуса се равнява на няколко скъпоценни литра повече в резервоара на старта.
През 1983 година турбоавтомобилите вече достигат мощност между 700 и 800 к.с., а атмосферните се задоволяват с 200-300 к. с. по-малко. Ескалацията естествено не спира и през следващата година, когато тренировъчната версия на двигателя на BMW (при която няма ограничение за разхода, а свърхмеките гуми издържат една или две обиколки) достига 1400 к. с. при налягане на турбокомпресора от 4,5 Бара. Това означава почти 1000 к. с./л литрова мощност – фантастична и непостижима за какъвто и да било атмосферен агрегат стойност. Процесът на преминаване от атмосферни към турбомашини се оказва необратим и завършва през 1985 година. През същата година атмосферните двигатели са забранени и от регламента, но цените на болидите продължават да растат...

Махалото се обръща и все по-силно започват да се чуват гласовете, призоваващи за завръщане към атмосферното пълнене. FIA се вслушва и отново разрешава употребата им, отпускайки им работен обем до 3,5 литра при едновременно ограничаване на налягането в турбомоторите до 2,5 Бара. Турбокомпресорът изпада в немилост, а гилотината пада върху главата му през 1988 година, когато употребата му във Фромула 1 е окончателно забранена. Кратката епопея на турбомоторите в „летящия цирк” завършва с минорен край, но спечелената известност катализира нарастването на популярността им в серийното автомобилостроене...

Десетилетие и половина след неуспешния си дебют в областта на турботехнологгиите, General Motors отново се завръщат на сцената – този път с марката Buick. През 1978 година на пазара се появява оборудваният с турбокомпресор модел Regal.

Разработките на Saab също не се ограничават само с първите опити и модела 99 Turbo. През осемдесетте години шведските инженери се превръщат във фанатични последователи на турборелигията и съсредоточават усилията си в усъвършенстване и снижаване на себестойността на системите за принудително пълнене. Упоритостта дава своите плодове - не след дълго доказалата качествата си в рали-автомобилите на Saab 16-клапанова глава е внедрена в серийния четирицилиндров двигател, а разработената от шведите система за контрол на процесите в двигателя APC (Automatic Performance Control) е истинска малка революция в двигателостроенето.

През осемдесетте и деветдесетте години турбомоторите навлизат широко в гамата на GM, Ford, Chrysler, Mitsubishi, Nissan,Toyota, Volvo, Renault, Peugeot и дори Bentley, а в началото на 90-те бележат своя апогей с появата на прочути бензинови модели с турбокомпресор и двойно предаване като Alfa Romeo 155 Q4, Peugeot 405 Т16, Lancia Delta Integrale, Mitsubishi Lancer Evolution, Toyota Celica 4WD и Subaru Impreza. По същото време ренесанс в модели като Mercedes SLK 230 Kompressor, VW Golf G60 и Polo G40, както и някои представители на американското автомобилостроене прави механичният компресор. Този период обаче няма нищо общо с философията на даунсайзинга – обикновено това са най-мощните варианти на обикновено двулитровите бензинови мотори предназначени за спортните версии на моделите. Обикновено те се предлагат заедно с V6 атмосферни мотори с подобна мощност…

(следва)
Текст: Георги Колев

Коментари
comments powered by Disqus