Deprecated: Function split() is deprecated in /chroot/home/formulao/formula1tech.hu/html/con3.php on line 1004  McLaren: A fékhűtés és a gumik hőmérséklete közötti kapcsolat | Formula1Tech Blog

Online látogatók

Ajánló

Technikai fejlesztések és megoldások: Olasz Nagydíj (2013) (2013.09.07) - A DRS és a szélárnyék-csaták kapcsolata Monzában (2013.09.06) - Gumi- és boxtaktika elemzés: Belga Nagydíj (2013) (2013.08.27) - A McLaren aerodinamikai teszttel készül Monzára (2013.08.27) - Williams Renault FW35: Parabolikus hátsó légterelő szárny (2013.08.26) - Technikai fejlesztések és megoldások: Belga Nagydíj (2013) (2013.08.24) - Ezúttal két DRS szakasz lesz a Belga Nagydíjon (2013.08.20) - Milyen előnyt jelenthet a Lotus E21 nagyobb tengelytávja Spában? (2013.08.19) - A Pirelli ismertette a szingapúri futamig használatos keverékeket (2013.08.18) - A turbós motorok és a gumiabroncsok összhangjának fontossága (2013.08.18) - Új oldalsó gyűrődési zóna lesz a 2014-es autókban (2013.08.11) - Az információtechnológia szerepe és fejlődése a Hungaroringen (2013.08.07) - F1 2014: A technikai szabálymódosítások ismertetése (2013.08.06) - A gumihőmérséklet jelentősége és figyelése a versenypályán (+Videó) (2013.08.04) - A ballaszt szerepe és alkalmazási módjai az F1-ben (2013.08.03) - Újabb érdekes megoldás a hátsó gumik hőmérsékletkontrolljára? (2013.08.02) - Hell Ring: Új versenypálya-komplexumot kaphat Magyarország (+Videó) (2013.08.02) - Az F1-es autó életciklusa a pályán kívül (Videó) (2013.08.01) - Gumi- és boxtaktika elemzés: Monacói Nagydíj (2013) (2013.05.27) - Technikai fejlesztések és megoldások: Monacói Nagydíj (2013) (2013.05.26) - Technikai követelmények: Monacói Nagydíj (2013) (2013.05.25) - A siker kulcsa az F1-ben: Az aerodinamika szerepe 2013-ban (2013.05.22) - Módosított hátsó szárnyat tesztelt a Force India Duxfordban (2013.05.21) - A két leglágyabb keverékkel készül a Pirelli Monacóra (2013.05.21) - Monacóban újra a célegyenesben lesz az előzési zóna (2013.05.21) -

McLaren: A fékhűtés és a gumik hőmérséklete közötti kapcsolat

Add a Startlaphoz
Írta: Papp István | 2012.12.10. PDF Betűméret növelése Betűméret csökkentése Betűméret visszaállítása Megtekintés: 3,326
Módosított hátsó fékhűtés (McLaren, Bahreini Nagydíj, 2012)

A McLaren mérnökei szabályozható hátsó fékhűtést alakítottak ki az MP4-27-es autókon (Fotó: Sutton Images)

Mint ismeretes, a 2011-es szezon a technikai szabályzatban elvégzett módosítások mellett egyéb jelentős változásokat is hozott a Formula-1 számára. Ezek között kiemelt szerepet játszott a korábbi években alkalmazott Bridgestone gumiabroncsok leváltása, miután a japán gyártó helyett a Pirelli biztosítja már a gumikat a száguldó cirkusz számára.

 

Mint az FIA által elvégzett minden egyes szabálymódosítás, úgy a gumibeszállítóval kapcsolatban bekövetkezett változás is extra kihívások elé állították a csapatokat. Mindazonáltal, hogy az olasz cég által gyártott termékek jellemzőit alaposan kiismerhették a csapatok a tavalyi évben, az izgalmasabb futamok megrendezésének reményében a 2012-es idényre a gyártó újabb módosításokat végzett a Pirelli gumiabroncsok specifikációiban. A keverékek összetételét érintő változtatások mellett az egyik legjelentősebb újításként az idei gumiabroncsok azon geometriai kialakítását lehet megemlíteni, amelynek értelmében a kisebb rádiusszal rendelkező peremezés nagyobb futófelületet és egyúttal jobb tapadási jellemzőket volt képes biztosítani.

 

A lágyabb összetétellel rendelkező gumiktól több előzést, és ebből adódóan látványosabb futamokat remélt a gyártó, amely a szezon futamait követően úgy tűnik, beváltotta az előzetes reményeket. A sárga színkóddal rendelkező lágy, és a piros színjelöléssel ellátott szuperlágy gumik alacsonyabb hőmérsékleti tartományra lettek kifejlesztve, amelynek hatására rövidebb idő alatt képesek elérni az optimális tapadáshoz elengedhetetlen 85…100°C-os üzemi hőmérsékletet. Éppen ezért a Pirelli szuperlágy keveréke annak karakterisztikájából adódóan megfelelő nagyságú vonóerőt és egyúttal a jó kanyarsebességhez szükséges tapadást is képes volt biztosítani.

 

A 2012-es évre gyártott kemény, közepesen kemény és a lágy gumiabroncsok összetételében elvégzett módosításoknak köszönhetően az 1.5 másodperces körönkénti különbség nagyjából 0.8 másodperces differenciára csökkent. Fontos megemlíteni továbbá, hogy az idei szezonra készített szuperlágy gumik összetétele viszont a 2011-es évben használt specifikációhoz képest nem változtak.

 

Módosított hátsó fékhűtés (McLaren, Bahreini Nagydíj, 2012)

A hagyományos- (bal oldali kép) és az állítható hűtőnyílással (ezüstszínű állítólap; jobb oldali kép) ellátott fékdob (Fotó: Sutton Images)

Arról azonban nem szabad megfeledkezni, hogy a gumiabroncsok termikus eróziója pozitív visszacsatolásként értelmezendő, hiszen annak ismeretében kell a csapatoknak és a pilótáknak reagálni a versenyautó beállításait, és nem utolsó sorban annak használatát illetően. Amikor a gumi túlmelegszik és elkezd veszíteni tapadásából, megnő a súrlódásból adódó igénybevétel nagysága is. Abban az esetben pedig, ha a gumiabroncs terhelés alatti alakváltozásából adódó nyíró alakváltozás hatására bekövetkező hőmérsékletemelkedés és a súrlódás hatására kialakuló hőmérsékletemelkedés közötti egyensúly az első javára billen, a több ízben megcsúszó versenyautó még jobban felmelegíti a gumiabroncs futófelületét, amely tovább fokozza annak termikus erózióját.

 

A Pirelli 2012-es gumiabroncsainak működésével kapcsolatban további részletek az Elmélet és valóság: Hogyan működnek a Pirelli 2012-es gumijai? című bejegyzésben találhatóak.

 

Abban az esetben tehát, ha a hátsó Pirelli gumiabroncsok termikus eróziója túllép egy bizonyos küszöbértéket, vagyis a gumi hőmérséklete az optimális tapadáshoz szükséges hőmérsékleti tartományon kívülre kerül, akkor annak túlmelegedéséről, vagy éppen lehűléséről beszélhetünk. Miután a 2012-es évre az FIA betiltotta a tavalyi szezonban előszeretettel alkalmazott kipufogóval fújt diffúzorokat, a versenyautó hátsó szekciójára ható aerodinamikai leszorító erő mennyisége drasztikusan lecsökkent. Természetesen ennek is hatása volt az előzőekben ismertetett jelenség kialakulásában.

 

A mezőny tagjai közül a McLaren alakulat egy igen érdekes technikai megoldást dolgozott ki az MP4-27-es konstrukció hátsó gumiabroncsait érintő hőmérsékletszabályozással kapcsolatban, amelynek a működése szorosan összefügg a fékrendszer hűtésének metodikájával.

 

A Formula-1-es versenyautókban használt féktárcsa hőmérséklete eléri, sőt meg is haladhatja az 1.000°C-os hőmérsékletet. A 305mm-es belső átmérővel rendelkező fékdob és a 278mm átmérőben elkészített, szénszálas anyagok felhasználásával összeállított féktárcsa között igencsak kis méretbeli különbség van, és mindössze csak ennyi hely biztosított ahhoz, hogy a fékrendszerben kialakuló magas hőmérsékletű levegő távozzon a magnéziumötvözetből készített kerékabroncson keresztül. Mindazonáltal, hogy az elmúlt években a fékrendszerben kialakuló meleg levegő minél hatékonyabb elvezetése volt a legfontosabb feladat, a McLaren alakulat mindezt egy trükkös technikai megoldással a hátsó gumiabroncs hőmérsékleti kontrolljára igyekezett hasznosítani.

 

Módosított hátsó fékhűtés (McLaren, Spanyol Nagydíj, 2012)

A fékhűtés állításának módja a McLaren Mercedes MP4-27-es versenyautók esetében (Fotó: Sutton Images)

A wokingiak az új módszerrel elérték azt, hogy a fékrendszernél keletkezett magas hőmérsékletű levegő mennyiségét szabályozni tudták a kerék, illetve a gumiabroncs irányába. A pályák karakterisztikájához és az adott versenyhelyszínre jellemző klimatikus viszonyokhoz igazodva a csapatok folyamatosan módosítják a fékrendszerek hűtésére kialakított légbeömlők kialakítását, de a Formula-1 szabályrendszere miatt egy adott nagydíjhétvégén az időmérőt követően erre már nincs lehetőség. Ez pedig azt jelenti, ha a futamra a megváltozott körülmények miatt más kivitelű légbeömlőre lenne szükség, vagy a verseny során a csapat a telemetriai adatok alapján azt látja, hogy a hátsó fékrendszer hőmérsékletén állítani kellene, alapesetben ebbe a folyamatba semmi módon nem képesek beavatkozni.

 

Az előző probléma megoldása érdekében a McLaren alakulat mérnökei a fékdob külső, szénszálas kompozit anyagból készített palástján olyan hűtőnyílást alakítottak ki, amelynek szabad keresztmetszetét egy állítható lamella segítségével változtatni tudják. A parc fermé szabály tökéletes betartása mellett az erre a feladatra felkészített szerelő a kerékcsere ideje alatt, vagy akár a rajtot megelőző pillanatokban a rajtrácson várakozó versenyautón egy egyszerű kéziszerszámmal, egy csavarhúzó segítségével képes pillanatok alatt elvégezni a szükséges beállításokat.

 

Az új megoldás adaptálásához a McLaren szakemberei megváltoztatták a hátsó fékhűtés korábbi megoldását is. Hagyományos értelemben a kerék belső felületén lévő légbeömlőn keresztül beáramló levegő a féktárcsához és a fékbetétekhez jut, majd a féktárcsa sugárirányú furatain, valamint a fékelemeken keresztül áthaladó levegő a kör keresztmetszetű fékdobon és a kerékabroncson át áramlik ki a kerék mellé. Ezzel szemben viszont a McLaren esetében a féktárcsa furatain áthaladó meleg levegő nem az előzőleg említett módon távozik a versenyautó fékrendszeréből, hanem a féktárcsa furataival szemben, a fékdob palástján kialakított nyíláson keresztül. Ennek eredményeképpen a hűtőlevegő először beáramlik a fékdob és a kerékabroncs közé, majd azt követően lép ki a kerékabroncson kialakított nyílásokon keresztül a kerék mellé.

 

Az új módszer megfelelő működéséhez a fékdobon belül lezárták a levegő számára korábban kialakított hűtőjáratot, és a kerékagyon a küllőzött terület, valamint az abroncs pereme között sugárirányban létrehozott 29db nyíláson keresztül képes kijutni a levegő, amely azt megelőzően a fékdob és a kerékabroncs között haladt végig, befolyásolva ezzel a kerék, illetve a gumiabroncs hőmérsékletének mértékét.

 

Alapesetben a csapatok meglehetősen egyszerű módon befolyásolják a fékrendszerbe beáramoltatott levegő mennyiségét. Ehhez egyrészt az adott igényeknek megfelelő méretű légbeömlő nyílásokat applikálnak az autókra, míg ezen eszközök finomhangolásaképpen egyszerű ragasztószalaggal lezárják a légbeömlő keresztmetszetének bizonyos részét.

A McLaren mérnökei ezzel szemben a megszokottnál kissé nagyobb méretű légbeömlőket alkalmaztak az MP4-27-es konstrukció hátsó kerekei esetében, amely a fékdob palástján kialakított hűtőnyílásokkal és egy menetes szárral működtetett, állítható lappal kiegészített mechanizmust is tartalmazott. Mindamellett, hogy a megnövelt méretű légbeömlő aerodinamikai szempontból nem túl előnyös, mégis sokkal kifizetődőbb volt annak alkalmazása. A nagyobb méret miatt megnő ugyan a légbeömlő közegellenállása, viszont a fékfűtés rendszerében kialakított mechanizmus által képviselt hőmérsékletkontrol sokkal precízebben alkalmazható a kisebb működési tartománynak köszönhetően.

 

Hűtőnyílásokkal ellátott kerékabroncs (McLaren, 2012)

Az MP4-27-es konstrukció kerékabroncsainak peremén 29db hűtőnyílást alakítottak ki (Fotó: Sutton Images)

A rendszer használata rendkívül egyszerű módszeren alapul. Amikor a boxban a monitorok előtt ülő mérnökök a versenyautótól érkező telemetriai adatok, vagy adott esetben a pilóta visszajelzései alapján úgy látják, hogy a fék, illetve a hátsó gumiabroncsok hőmérséklete nem megfelelő, a boxkiállás alkalmával az a szerelő, aki a kerekek cseréje alatt adott esetben kitisztítja a hűtőpanelek légbeömlő nyílásait, egy csavarhúzó segítségével nyit, vagy éppen zár az előzőekben említett, a fékdobon kialakított lapka pozícióján. Ehhez az autó oldaldobozának felső felületén kialakított szabályzót tudja a szerelő egy csavarhúzóval állítani, amely egy bowdennel van összekötve a fékdob hűtőnyílásának keresztmetszetét szabályzó lapkát mozgató menetes csavarral.

 

A teljes légbeömlő elem cseréje esetén jelentős mértékben megváltozik a fékhűtés hatékonysága, míg a McLaren által alkalmazott megoldással egy viszonylag nagyobb méretű légbeömlő mellett is viszonylag szűk határértékek között szabályozhatóvá válik a fékdobon belül kialakuló hőmérséklet nagysága. A lapka nyitásával a fékelemektől nagyobb mennyiségű meleg levegő képes kiáramolni, elősegítve ezzel a fékek hűtését, míg a lapka zárásával az optimális fékhatáshoz szükséges hőmérsékleti értékre történő felmelegítés folyamatát lehet felgyorsítani. Ezen folyamat pedig befolyásolja a hátsó gumiabroncs hőmérsékletét is.

 

A hátsó gumiabroncsok igénybevételének mértéke és a KERS használata szintén befolyásolja a hátsó fékelemek hőmérsékletét. A fékrendszerben kialakuló termikus viszonyokat azonban fel lehet használni a gumiabroncsok hőmérsékletének szabályozására is, amelyre a McLaren a szóban forgó megoldást dolgozta ki. A fékdobon lévő szabályozható nyílásoknak köszönhetően jóval nagyobb felületen lehet a fékrendszerben keletkező hőt továbbítani a kerékabroncs irányába, mint a hagyományos szerkezeti kialakításokkal. A kerékabroncs hőmérsékletének növelése pedig további előnyökkel járhat olyan esetekben, amikor a pilóta a versenyautó hátsó traktusának megfelelő tapadásáért melegebb abroncsokat szeretne. De természetesen fordított helyzetben is előnyös ez a megoldás: amikor viszont túlzott módon megnő a hátsó gumiabroncsok felületi hőmérséklete, a termikus erózió csökkentése, és a gumik túlzott mértékű kopásának, illetve elhasználódásának megóvása érdekében a fékdobon lévő hűtőnyílás méretének csökkentésével vagy elzárásával hőt lehet elvonni a kerékagytól és ezzel együtt a gumiabroncstól is.

 

Miután a McLaren alakulat által kidolgozott műszaki megoldás sikeresnek bizonyult, az MP4-27-es hátsó gumiabroncsait követően az első kerekeknél is kialakították a boxutcában állítható fékhűtést.

 

A Pirelli által a 2012-es szezonra készített gumiabroncsokkal kapcsolatos egyik alapvető probléma az volt, hogy a pilóták legtöbbször nehezen voltak képesek a tapadáshoz szükséges hőmérsékleten tartani azokat. Ennek hátterében az a rendkívül szűk működési tartomány állt, amelynek alsó határértéke alatt már nem volt elegendő a mechanikai tapadás, míg a felső határérték túllépése esetén a gumiabroncsok termikus terhelése következtében gyorsabb kopás és elhasználódás volt tapasztalható.

 

Módosított első fékhűtés (McLaren, Angol Nagydíj, 2012)

A vízszintes ezüstszínű alkatrész végzi a fékdobon kialakított hűtőnyílást elzárni képes állítólap mozgatását az első fékrendszer esetében (Fotó: Sutton Images)

A fenti probléma mielőbbi kiküszöbölése érdekében a wokingi csapat az Angol Nagydíjon pályára vitte az MP4-27-es konstrukció módosított első fékhűtését is, amely az előzőekben ismertetett hátsó fékrendszerhez hasonlóan szintén tartalmazta a fékdobon kialakított állítható hűtőnyílást.

 

A McLaren első kerekeiben alkalmazott megoldás működési módja némiképp eltér a hátsó fékrendszerben alkalmazott műszaki megoldástól, viszont a használatából eredő hatások teljes egészében megegyeztek vele. Az első fékrendszer esetében beépített, a fékdob palástján kialakított hűtőnyílás keresztmetszetét zárni, illetve nyitni képes lap mozgatása hidraulikus úton történt. Abban az esetben, ha a szerelőnek a boxkiállás során állítania kellett az első fékrendszer hőmérsékletét szabályzó mechanizmuson, akkor az üzemanyagtartály töltőnyílásához közel, az oldaldoboz felső részén lévő, erre a célra kialakított ponton tudta azt megtenni. Hasonlóképpen, mint az a hátsó fékrendszerhez hőmérsékletét szabályzó szerkezet állításához kialakított szerelőnyílás esetében.

 

A hidraulikus úton működtetett mechanizmus előnye, hogy a hátsó keréknél lévő rendszerrel ellentétben nem kellett semmiféle bowdent végigvezetni a pilótafülke mögül egészen az első kerekekig. A McLaren mérnökei feltételezhetően erre a célra egy különálló hidraulikus kört alakítottak ki, és nem a fékrendszernél alkalmazott hidraulikai rendszert, vagy a versenyautóban lévő nagynyomású elektrohidraulikus kört vették ehhez igénybe.

 

A McLaren fékrendszerrel kapcsolatban elvégzett fejlesztésének köszönhetően nemcsak a fékek optimális hőmérsékletének biztosítása, hanem ezzel egyidejűleg a versenyeken az autó jobb egyensúlyi állapotához elengedhetetlen, a gumiabroncsokkal kapcsolatos hőmérsékletszabályzás tekintetében is előrelépést volt képes elérni.

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (2 votes cast)
VN:F [1.9.22_1171]
Rating: +2 (from 2 votes)
McLaren: A fékhűtés és a gumik hőmérséklete közötti kapcsolat, 5.0 out of 5 based on 2 ratings


Címkék: , , , ,


Ajánld a cikket ismerőseid számára:

Megosztás:
  • email
  • Facebook
  • Twitter
  • Tumblr
  • del.icio.us
  • LinkedIn
  • Posterous
  • Google Buzz
  • Google Bookmarks
  • Identi.ca
  • FriendFeed
  • Propeller
  • RSS

Hozzászólások (0)

Szólj hozzá...

* A mezők kitöltése kötelező!

*

Top
Dear F1 Fan,

You can translate the blog content to the next languages.

If you can't find your language below, please send me an e-mail to the istvan.papp[at]formula1tech.hu ([at]=@). Thank you for your cooperation.

Have a good reading!

Bye,
István Papp

Translator


Kedves Látogató!

Iratkozz fel a Formula1Tech Blog blogértesítő szolgáltatására, és minden egyes új bejegyzést meg fogsz kapni az e-mail postafiókodba.

Ehhez nem kell mást tenned, csak kattints az alábbi nyomógombra, és töltsd ki a kezdő oldal alján található regisztrációs lapot.

Köszönettel,
Papp István

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Dear Visitor,

Please subscribe to the Formula1Tech Blog newsletter, and you will get every new post delivered to your Inbox.

Just click to the button below and fill the registration form at the bottom of the home page.

Thank you,
István Papp

Ajnlom figyelmedbe a korbbi bejegyzseket:
Coanda-kipufogók (2012)
A Coanda-kipufogók térhódítása 2012-ben

A Formula-1 eseményeire felügyelő, és mindezek mellett annak sport- és technikai szabályrendszerének alakításában jelentős szerepet játszó Nemzetközi Automobil Szövetség évről-évre...

FIA motorhome (Angol Nagydíj, 2009.06.18)
Technikai szabályváltozások 2013/2014

Az idei Formula-1-es világbajnoki szezon utolsó futamát követően, december 5-én a Nemzetközi Automobil Szövetség isztambuli ülésén véglegesítette a száguldó cirkusz...

Cosworth motor (Marussia F1 Team, Ausztrál Nagydíj, 2012)
A Marussia KERS-sel áll majd rajthoz 2013-ban

A Formula-1 kis csapata, a Marussia F1 Team a jelenlegi információk szerint jól halad a 2013-as szezonra szánt versenyautójuk tervezésével...

Close