stringtranslate.com

Двигатели Формулы 1

В этой статье дается обзор двигателей Формулы-1 , также называемых силовыми агрегатами Формулы-1 с начала гибридной эры, начавшейся в 2014 году. С момента своего создания в 1947 году Формула-1 использовала различные правила для двигателей . Формулы, ограничивающие мощность двигателя, регулярно использовались в гонках Гран-при с момента окончания Первой мировой войны . Формулы двигателей разделены по эпохам. [1] [2] [3]

Характеристики

В настоящее время в Формуле-1 используются 1,6-литровые четырехтактные турбированные 90-градусные V6 с двойным верхним распредвалом (DOHC) возвратно-поступательного действия . [4] Они были представлены в 2014 году и совершенствовались в течение последующих сезонов. В основном с сезона 2023 года спецификации двигателей Формулы-1, включая программное обеспечение, используемое для их управления, и максимальную цену за двигатель для команд Формулы-1 в размере 15 000 000 евро, были заморожены до конца 2025 года, когда вступит в силу совершенно новая спецификация 2026 года.

Высокие обороты

История двигателей Формулы-1 всегда была поиском большей мощности, и огромная мощность, которую выдает двигатель Формулы-1, была получена за счет работы на очень высокой скорости вращения, достигающей более 20 000 оборотов в минуту (об/мин) в сезонах 2004-2005 годов. Это связано с тем, что двигатель, теоретически, вырабатывает вдвое больше мощности, когда работает вдвое быстрее, если эффективность сгорания (тепловая эффективность) и потери энергии остаются прежними. Высокооборотистые двигатели выигрывали гонки независимо от того, сколько топлива они потребляли и сколько тепла они вырабатывали впустую, пока они вырабатывали больше мощности по сравнению с конкурентами. Однако, с учетом стремительного роста стоимости экзотических материалов и методов производства, позволяющих работать на высокой скорости, а также осознания того, что такие достижения в области технологий, скорее всего, никогда не будут применяться в серийных транспортных средствах (потому что полученный продукт очень неэффективен), в 2007 году было решено ограничить максимальную скорость вращения (об.) до 19 000 об./мин. В 2009 году максимальные обороты были дополнительно ограничены до 18 000 об./мин., а в сезонах 2014–2021 годов — до 15 000 об./мин. [5]

Тем не менее, работа двигателей Формулы-1 на высоких оборотах отличается от работы двигателей дорожных автомобилей аналогичного размера, которые обычно работают на скорости менее 6000 об/мин.

Пружины клапанов

До середины 1980-х годов двигатели Формулы-1 были ограничены примерно 12 000 об/мин из-за традиционных металлических пружин, используемых для закрытия клапанов. Скорость, необходимая для закрытия клапанов на более высоких оборотах, требовала все более жестких пружин, что увеличивало мощность, необходимую для приведения в действие распределительного вала для открытия клапанов, до точки, где потеря почти компенсировала прирост мощности за счет увеличения оборотов. Они были заменены пневматическими пружинами клапанов, представленными Renault в 1986 году, [6] [7] которые по своей сути имеют возрастающую скорость (прогрессивную скорость), что позволяло им иметь чрезвычайно высокую скорость пружины при больших ходах клапана без значительного увеличения требований к мощности привода при меньших ходах, тем самым снижая общую потерю мощности. С 1990-х годов все производители двигателей Формулы-1 использовали пневматические пружины клапанов с сжатым воздухом. [7] [8] [9] [10] [11]

Скорость поршня

Помимо использования пневматических пружин клапанов , высокая выходная мощность двигателя Формулы-1 на оборотах стала возможной благодаря достижениям в металлургии и конструкции, что позволило более легким поршням и шатунам выдерживать ускорения, необходимые для достижения таких высоких скоростей. Улучшенная конструкция также позволяет использовать более узкие концы шатунов и, следовательно, более узкие коренные подшипники. Это позволяет достигать более высоких оборотов с меньшим выделением тепла, повреждающим подшипники. Для каждого такта поршень движется от виртуальной остановки до почти удвоенной средней скорости (приблизительно 40 м/с), а затем обратно к нулю. Это происходит один раз для каждого из четырех тактов в цикле: один впуск (вниз), один сжатие (вверх), один мощность (зажигание вниз), один выпуск (вверх). Максимальное ускорение поршня происходит в верхней мертвой точке (ВМТ) и составляет около 95 000 м/с 2 , что примерно в 9700 раз больше стандартной силы тяжести (9700  G ). [a]

Чтобы снизить максимальное ускорение поршня/шатуна, автомобили Формулы-1 используют короткоходные многоцилиндровые двигатели, которые приводят к более низкой средней скорости поршня для заданного рабочего объема. [12] После того, как было показано несколько 16-цилиндровых двигателей, [b] количество цилиндров было ограничено двенадцатью в 1989 году, десятью в 2000 году, восемью в 2006 году и шестью в 2014 году. Эти изменения в правилах сделали более скоростные конструкции более сложными и менее эффективными. Для работы на высоких оборотах двигателя в таких пределах ход должен быть коротким, чтобы предотвратить катастрофический отказ, обычно из- за шатуна , который находится под очень большими напряжениями. Наличие короткого хода означает, что для достижения заданного рабочего объема требуется относительно большой диаметр . Это приводит к менее эффективному сгоранию, в основном из-за того, что фронт пламени должен проходить большое расстояние (для объема) все более тонкой дисковой (больший диаметр с меньшей высотой) -формы камеры сгорания, отклоняющейся далеко от идеальной сферической формы с кончиком свечи зажигания в ее центре. [13] [14]

 Примечания:

  1. ^ 95 000 / 9,807 ( стандартная сила тяжести ) = 9 686 Это означает, что если возвратно-поступательная масса составляет 100 граммов, шатун должен выдерживать 968,6 кг тягового усилия в каждой верхней мертвой точке в конце такта выпуска. Та же сила в конце такта сжатия уравновешивается давлением сгорания, а толкающая (сжатие, в отличие от тягового) сила в нижней мертвой точке меньше из-за вторичного дисбаланса, присущего поршневым двигателям. Текущие двигатели V6 объемом 1,6 л имеют минимальное ограничение веса в 300 граммов на каждый поршень (с поршневым пальцем, фиксаторами пальца и поршневыми кольцами) и каждый шатун (с болтами большой головки и металлическими подшипниками на каждом конце). Хотя ни один 6-цилиндровый двигатель F1, вероятно, никогда не работал на 20 000 об/мин, возвратно-поступательная масса 600 г (грамм) при 9 000 G приведет к силе более 5 тонн, генерируемой 4 000 раз в секунду (20 000 x 2 x 6 / 60 = 4 000. Каждое событие длится около 0,1 миллисекунды или меньше). Эти тянущие и толкающие силы «должны» генерироваться двигателем за счет более низкой полезной мощности. ( WP:CALC )
  2. ^ BRM Type 15 , Coventry Climax FWMW и BRM P75

Эффективность

Из-за более высокой скорости работы и более жестких ограничений на количество цилиндров эффективность атмосферного двигателя Формулы-1 не сильно улучшилась со времен Ford Cosworth DFV 1967 года , а среднее эффективное давление долгое время оставалось на уровне около 14 бар (1,4 МПа). [15]

С сезона 2014 года была введена новая концепция ограничения максимального расхода топлива, которая ограничивает мощность, если потери энергии и соотношение воздух/топливо постоянны. Хотя теперь правила фиксируют показатели диаметра цилиндра и хода поршня, это положение способствовало конкуренции за повышение эффективности силовой установки. Поскольку потери энергии увеличиваются почти экспоненциально с частотой вращения двигателя, ограничение оборотов стало бессмысленным, поэтому оно было снято в 2022 году. В настоящее время двигатели F1 развивают обороты примерно до 13 000 об/мин, в то время как эффективность сгорания возросла примерно до 40 бар BMEP и выше, используя методы обедненной и быстрой горения, обеспечивающие λ<1 (среднее соотношение воздух/топливо намного беднее, чем 14,7:1 по массе ) [14] и очень высокие механические и эффективные степени сжатия. [a]

Кроме того, системы рекуперации энергии из давления выхлопных газов (MGU-Heat) и торможения двигателем (MGU-Kinetic) позволяют дополнительно повысить эффективность. MGU-H [16] [17] представляет собой электродвигатель/генератор на общем валу между выхлопной турбиной и впускным компрессором турбокомпрессора, в то время как MGU-K [18] также представляет собой электродвигатель/генератор, приводимый в действие коленчатым валом с фиксированным передаточным отношением.

Вместе с усовершенствованиями этих систем рекуперации энергии двигатели F1 увеличили мощность, используя то же количество топлива в последние годы. Например, двигатель Honda RA621H [19] сезона 2021 года вырабатывал на 100 кВт (130  л. с .) больше максимальной мощности по сравнению с RA615H сезона 2015 года при том же расходе топлива 100 кг/ч. [20]

Благодаря значительно улучшенной эффективности сгорания, механики/программного обеспечения и турбонагнетателя двигатели Формулы-1 генерируют гораздо меньше тепла и шума по сравнению с уровнями 2014 года, [b] а Стефано Доменикали заявил, что регламент 2026 года намеренно введет более громкий звук выхлопа, чтобы порадовать болельщиков. [21]

 Примечания:

  1. ^ Степень сжатия является основным фактором, определяющим эффективность двигателя внутреннего сгорания. Текущее регулирование ограничивает механическую степень сжатия до 18:1, но эффективная степень сжатия после турбонаддува не ограничена. Honda заявила, что соотношение 18:1 было целью, далеко выходящей за рамки воображения в 2014 году, но «теперь начинает ощущаться как реальное ограничение». Настройка длины впускного канала способствует повышению эффективной степени сжатия на серийных автомобилях, но Honda заявляет, что их двигатели F1 используют тот же эффект резонанса вместо этого, чтобы снизить пики давления во впускном коллекторе, оставляя работу по повышению давления турбонагнетателю. Они говорят, что это улучшает антидетонационные свойства, обеспечивая более высокий наддув. [14]
  2. ^ Если турбокомпрессор преобразует 100% энергии выхлопа двигателя в движущую силу, выхлоп из турбокомпрессора будет иметь давление и температуру окружающей среды и будет абсолютно бесшумным. По той же причине, если двигатель преобразует 100% энергии топлива в мощность, он должен работать бесшумно при температуре окружающей среды.

История

Двигатели Формулы-1 за прошедшие годы прошли через множество правил, производителей и конфигураций. [22] Чтобы разобраться в истории, крайне важно понимать разницу между терминами «Гран-при», «Чемпионат мира» и «Формула-1».

Автомобильные гонки в различных формах начались почти сразу после изобретения автомобиля, и многие из первых организованных мероприятий по автомобильным гонкам проводились в Европе до 1900 года. Во Франции и некоторых других странах существовала традиция называть конкретную гонку в мероприятии по названию награды, вручаемой победителю, поскольку традиционные гоночные мероприятия часто имели несколько гонок и классов, например, мужчины, женщины, 100 м, 1500 м, брасс и т. д. В случае автомобильной гонки, состоявшейся в По, Франция , в 1900 году, не было никаких классовых делений, и победителю не было вручено никакого приза. Рене де Книфф управлял Panhard et Revassor (2,1-литровый, 4-цилиндровый двигатель под названием «Phoenix» [23], разработанный совместно с Готлибом Даймлером в Германии, около 20 л. с.), который позже стал комиссаром CSI. В 1901 году мероприятие было названо « Semaine de Pau (Неделя в По)» и проводилось на Circuit du Sud-Ouest, а призами, присуждаемыми победителям, были «Grand Prix de Pau (Главный приз По)» для класса «650 кг или тяжелее», «Grand Prix du Palais d'Hiver (Главный приз Зимнего дворца)» для класса «400 - 650 кг» и «Second Grand Prix du Palais d'Hiver» для класса «менее 400 кг». Это мероприятие знаменательно не только тем, что призы назывались Grand Prix, но и тем, что это было одно из первых автомобильных гоночных мероприятий, включая самый быстрый класс автомобилей, проводившихся на закрытой трассе (гонка 1900 года проходила на открытой дороге).

1,5-литровый двигатель V12 с наддувом от Ferrari 125 1950 года
Этот рядный 8- цилиндровый двигатель Alfa Romeo 159 объемом 1,5 л с наддувом, выпущенный в 1951 году, мог развивать мощность до 425 л. с. (317 кВт).

Во время и после Первой мировой войны (1914 - 1918) стало очевидно, что размер двигателей (и наличие наддува), а не размер и вес автомобилей, в первую очередь определяли, насколько быстро они могли ехать. Кроме того, состоятельные люди начали получать больше удовольствия от гонок на меньших и более равноценных автомобилях Voiturette , чем на безлимитных "Voiture" 5-11L (в основном 4-цилиндровых) бегемотах, которые соревновались в самом быстром классе. В 1926 году действующее на тот момент правило Voiturette "до 1500 куб. см, с наддувом" было принято для ранее неограниченного класса Voiture гонок Гран-при во Франции, а класс Voiturette был переопределен как "до 1100 куб. см, без наддува".

Формула-1 родилась как первый международный единый регламент, определяющий класс гоночных автомобилей в 1946 году, вступивший в силу в 1947 году. Он был определен Международной спортивной комиссией (CSI), спортивным отделением Международной автомобильной федерации (FIA), отражая регламент Voiture «до 1500 куб. см с наддувом или 4500 куб. см без наддува». После того, как Формула-1 была более или менее «ратифицирована» или принята другими странами, Формула-2 была определена в 1947 году как «до 500 куб. см с наддувом или 2000 куб. см без наддува». [24]

В отличие от существовавшего ранее чемпионата Европы среди водителей , [примечание 1] гонки Формулы-1 должны были быть соревнованием между странами. Каждая машина или команда представляла страну в этой «международной» гонке, причем машины были окрашены в «национальные цвета», например, красный для Италии, зеленый для Великобритании, серебряный для Германии и синий для Франции. Чемпионат мира среди водителей был определен CSI в 1949 году на 1950 год и далее, чтобы чествовать водителей, а не страны, которые они представляли. [25] Чемпионат мира среди конструкторов начался в 1958 году, [26] созданный частично для разрешения тогдашнего распространенного спора между победителем гонки и его командой о праве собственности на трофей Гран-при. Эти чемпионаты имели долгосрочный эффект преуменьшения представительства страны.

С течением лет Формула-1 добавляла все больше и больше правил, касающихся не только двигателей, но и шасси, шин, топлива, проверок, очков чемпионата, штрафов, мер безопасности, контроля затрат, лицензирования, распределения прибыли, того, как должны регулироваться и проводиться квалификации и гонки и т. д. и т. п. Сегодня обширные правила, касающиеся силовой установки, составляют лишь малую часть того, что определяет Формулу-1, которая регламентирует даже количество дней летних каникул, которые должны соблюдать заводы-изготовители.

1947–1953

В эту эпоху использовались довоенные правила для двигателей Voiturette с 4,5-литровым атмосферным и 1,5-литровым наддувным двигателями. В гонке Indianapolis 500 (которая была этапом чемпионата мира среди водителей с 1950 года) использовались довоенные правила Гран- при с 4,5-литровым атмосферным и 3,0-литровым наддувным двигателями. Диапазон мощности составлял до 425 л. с. (317 кВт), хотя, как сообщается, BRM Type 15 1953 года достигал 600 л. с. (447 кВт) с 1,5-литровым наддувным двигателем.

В 1952 и 1953 годах чемпионат мира среди пилотов проводился по правилам Формулы-2 , однако действующие правила Формулы-1 оставались в силе, и в те годы по-прежнему проводились гонки Формулы-1.

2,5-литровый двигатель V8 в Lancia-Ferrari D50 (1955–1956)

1954–1960

Объем двигателя без наддува был уменьшен до 2,5 л, а автомобили с наддувом были ограничены 750 куб. см. Ни один конструктор не построил двигатель с наддувом для чемпионата мира. В гонке Indianapolis 500 продолжали использовать старые довоенные правила. Диапазон мощности составлял до 290 л. с. (216 кВт).

1961–1965

Porsche 804 имел вентилятор для охлаждения 8-цилиндрового оппозитного двигателя с воздушным охлаждением.

Представленная в 1961 году на фоне некоторой критики, новая формула с уменьшенным двигателем 1,5 л захватила контроль над Формулой-1, как раз тогда, когда каждая команда и производитель перешли с автомобилей с передним расположением двигателя на среднемоторные. Хотя изначально они были недостаточно мощными, к 1965 году средняя мощность увеличилась почти на 50%, а время круга было быстрее, чем в 1960 году. Старая формула 2,5 л была сохранена для гонок International Formula, но она не достигла большого успеха до введения серии Tasman в Австралии и Новой Зеландии в зимний сезон, оставив автомобили 1,5 л самыми быстрыми одноместными автомобилями в Европе в то время. Диапазон мощности составлял от 150 л. с. (112 кВт) до 225 л. с. (168 кВт).

Двигатель Формулы-1 British Racing Motors H16 1968 года , 64-клапанный

1966–1986

Двигатель Cosworth DFV V8 объемом 3 литра для Формулы-1
Двигатель Renault 1,5 литра с турбонаддувом

В 1966 году, когда спортивные автомобили могли обогнать болиды Формулы-1 благодаря гораздо более крупным и мощным двигателям, FIA увеличила рабочий объем двигателя до 3,0 л атмосферных и 1,5 л сжатых двигателей. [27] Хотя несколько производителей стремились к более крупным двигателям, переход не был гладким, и 1966 год стал переходным годом, когда несколько участников использовали 2,0-литровые версии двигателей BRM и Coventry-Climax V8. Появление стандартного Cosworth DFV в 1967 году позволило небольшим производителям присоединиться к серии с шасси, разработанным собственными силами. Компрессионные устройства были разрешены впервые с 1960 года, но только в 1977 году у компании действительно появились финансы и интерес к их созданию, когда Renault дебютировала со своим новым турбированным двигателем Gordini V6 на Гран-при Великобритании того года в Сильверстоуне. Этот двигатель имел значительное преимущество в мощности по сравнению с атмосферными двигателями Cosworth DFV, Ferrari и Alfa Romeo.

К началу 1980-х годов Renault доказала, что турбонаддув — это способ оставаться конкурентоспособной в Формуле-1, особенно на таких высокогорных трассах, как Кьялами в Южной Африке и Интерлагос в Бразилии. Ferrari представила свой совершенно новый двигатель V6 с турбонаддувом в 1981 году, прежде чем владелец Brabham Берни Экклстоун сумел убедить BMW производить рядные 4-цилиндровые турбодвигатели для своей команды с 1982 года. В 1983 году Alfa Romeo представила V8 турбо, а к концу того же года Honda и Porsche представили свои собственные V6 турбо (последний получил обозначение TAG в знак уважения к компании, предоставившей финансирование). Cosworth и итальянский концерн Motori Moderni также производили V6 турбо в 1980-х годах, в то время как Hart Racing Engines производила свой собственный рядный 4-цилиндровый турбо.

К середине 1985 года все автомобили Формулы-1 работали с турбированным двигателем. В 1986 году показатели мощности достигли беспрецедентных высот, и все двигатели достигли более 1000 л. с. (750 кВт) во время квалификации с неограниченным давлением турбонаддува. Это было особенно заметно на BMW straight-4 turbo, M12/13 , который выдавал около 1400–1500 л. с. (1040–1120 кВт) при давлении наддува 5,5 бар в квалификационной комплектации, но был настроен на выдачу 850–900 л. с. (630–670 кВт) в гоночной спецификации. Однако эти двигатели и коробки передач были очень ненадежными из-за огромной мощности двигателя и могли проехать всего около четырех кругов. Для гонки наддув турбонагнетателя был ограничен, чтобы обеспечить надежность двигателя; Однако двигатели по-прежнему развивали мощность 850–1000 л.с. (630–750 кВт) во время гонки.

Диапазон мощности с 1966 по 1986 год составлял от 285 л. с. (210 кВт) до 500 л. с. (370 кВт), турбокомпрессоры от 500 л. с. (370 кВт) до 900 л. с. (670 кВт) в гоночной комплектации, а в квалификации до 1400 л. с. (1040 кВт). После своего опыта в Индианаполисе, в 1971 году Lotus провела несколько неудачных экспериментов с турбиной Pratt & Whitney, установленной на шасси, которое также имело полный привод . [28]

1987–1988

После доминирования турбонаддува, принудительная индукция была разрешена в течение двух сезонов до ее окончательного запрета. Правила FIA ограничили давление наддува до 4 бар в квалификации в 1987 году для 1,5-литрового турбонаддува; и разрешили более крупную формулу 3,5 л. Размеры топливных баков были дополнительно уменьшены до 150 литров для автомобилей с турбонаддувом, чтобы ограничить количество наддува, используемого в гонке. В эти сезоны по-прежнему доминировали двигатели с турбонаддувом, Honda RA167E V6, снабжавший Нельсона Пике победой в сезоне Формулы-1 1987 года на Williams , а также выигравший чемпионат конструкторов, за которым последовал TAG -Porsche P01 V6 в McLaren, затем снова Honda с предыдущим RA166E для Lotus , а затем собственный 033D V6 от Ferrari .

Двигатель Honda RA168E V6 с турбонаддувом 1988 года выпуска.

Остальная часть сетки была оснащена двигателем Ford GBA V6 turbo в Benetton , с единственным атмосферным двигателем, Ford-Cosworth DFZ 3.5 L V8, производным от DFV, выдающим 575 л. с. (429 кВт) в Tyrrell , Lola , AGS , March и Coloni . [29] Чрезвычайно мощный рядный четырехцилиндровый двигатель BMW M12 /13, установленный в Brabham BT55, наклоненный почти горизонтально, и в вертикальном положении под брендом Megatron в Arrows и Ligier , выдающий 900 л. с. (670 кВт) при 3,8 бар в гоночной комплектации и невероятные 1400–1500 л. с. (1040–1120 кВт) при 5,5 бар наддува в квалификационной спецификации. [30] Zakspeed строила свой собственный турбо рядный четырехцилиндровый двигатель, Alfa Romeo должна была оснащать Ligiers рядным четырехцилиндровым двигателем, но сделка сорвалась после проведения первоначальных испытаний. Alfa все еще была представлена ​​своим старым 890T V8, используемым Osella , а Minardi была оснащена Motori Moderni V6.

В 1988 году шесть команд — McLaren, Ferrari, Lotus, Arrows, Osella и Zakspeed — продолжили использовать двигатели с турбонаддувом, теперь ограниченные 2,5 бар. V6 турбо от Honda, RA168E, который выдавал 685 л. с. (511 кВт) при 12 300 об/мин в квалификации, [31] приводил в действие McLaren MP4/4, с которым Айртон Сенна и Ален Прост выиграли пятнадцать из шестнадцати гонок между ними. Гран-при Италии выиграл Герхард Бергер на Ferrari F1/87/88C , оснащенной собственным V6 турбо от команды, 033E, с мощностью около 720 л. с. (537 кВт) при 12 000 об/мин в квалификации и 620 л. с. (462 кВт) при 12 000 об/мин в гонках. [32] Honda turbo также приводил в действие Lotus 100T , в то время как Arrows продолжали использовать BMW turbo с шильдиком Megatron, Osella продолжали использовать Alfa Romeo V8 (теперь под шильдиком Osella), а Zakspeed продолжали использовать свой собственный рядный 4-цилиндровый турбодвигатель. Все остальные команды использовали атмосферные двигатели V8 объемом 3,5 л: Benetton использовали Cosworth DFR, который выдавал 585 л. с. (436 кВт) при 11 000 об./мин; [33] Williams, March и Ligier использовали Judd CV, выдающий 600 л. с. (447 кВт); [34] а остальная часть сетки использовала Cosworth DFZ предыдущего года мощностью 575 л. с. (429 кВт).

1989–1994

Двигатель Renault RS2 V10 1990 года выпуска.

Турбокомпрессоры были запрещены в сезоне Формулы-1 1989 года , оставив только атмосферную формулу 3,5 л. Honda по-прежнему доминировала со своим RA109E 72° V10, выдающим 685 л. с. (511 кВт) при 13 500 об/мин на автомобилях McLaren , что позволило Просту выиграть чемпионат перед своим товарищем по команде Сенной. Позади были Williams с двигателем Renault RS1, 67° V10, выдающим 650 л. с. (485 кВт) при 12 500 об/мин, и Ferrari с его 035/5 65° V12, выдающим 660 л. с. (492 кВт) при 13 000 об/мин. За ними следовали в основном Ford Cosworth DFR V8 мощностью 620 л. с. (462 кВт) при 10 750 об/мин, за исключением нескольких Judd CV V8 в автомобилях Lotus, Brabham и EuroBrun , а также двух необычных: 620-сильный (460 кВт) Lamborghini 3512 80° V12, приводящий в движение Lola, и 560-сильный (420 кВт) Yamaha OX88 75° V8 в автомобилях Zakspeed. Ford начал испытывать свою новую конструкцию, 75° V8 HBA1, с Benetton.

Двигатель Формулы-1 W12 3.5 1990 года от автомобиля Life F1

В сезоне Формулы-1 1990 года снова доминировала Honda на McLaren с 690 л. с. (515 кВт) при 13 500 об/мин RA100E, приводившим в движение Айртона Сенну и Герхарда Бергера, опередившего 680 л. с. (507 кВт) при 12 750 об/мин Ferrari Tipo 036 Алена Проста и Найджела Мэнселла . За ними лидировали Ford HBA4 для Benetton и Renault RS2 для Williams с 660 л. с. (492 кВт) при 12 800 об/мин, оснащенные двигателями Ford DFR и Judd CV. Исключением были Lamborghini 3512 на Lola и Lotus, а также новый Judd EV 76° V8, выдающий 640 л. с. (477 кВт) при 12 500 об/мин на автомобилях Leyton House и Brabham. Двумя новыми претендентами стали Life , построившая для себя двигатель F35 W12 с тремя рядами четырех цилиндров под углом 60°, и Subaru, предоставившая Coloni двигатель 1235 с оппозитными 12-цилиндровыми двигателями от Motori Moderni.

Двигатель Honda RA121E V12 1991 года выпуска.

Honda по-прежнему лидировала в сезоне Формулы-1 1991 года на McLaren Сенны с 725–780 л. с. (541–582 кВт) при 13 500–14 500 об/мин 60° V12 RA121E, немного опережая Williams с двигателем Renault RS3, выдававший 700–750 л. с. (520–560 кВт) при 12 500–13 000 об/мин. Ferrari отставала со своим Tipo 037, новым 65° V12, выдающим 710 л. с. (529 кВт) при 13 800 об/мин, также приводящим в движение Minardi , немного опережая Ford HBA4/5/6 на автомобилях Benetton и Jordan. Позади Tyrrell использовал предыдущую Honda RA109E, Judd представил свой новый GV, а Dallara оставила предыдущий EV Lotus, Yamaha передала свой 660-сильный (492 кВт) OX99 70° V12 Brabham, двигатели Lamborghini использовались Modena и Ligier. Ilmor представил свой LH10, ​​680-сильный (507 кВт) V10 при 13 000 об/мин, который в конечном итоге стал Mercedes с Leyton House, а Porsche предоставила немного успешный 3512 V12 Footwork Arrows ; остальная часть поля была оснащена двигателями Ford DFR. [35]

В 1992 году двигатели Renault стали доминировать, особенно после ухода из спорта Honda в конце 1992 года. 3,5-литровые двигатели Renault V10, используемые в команде Williams F1, выдавали мощность в диапазоне 750–820 л. с. (559–611 кВт; 760–831 л. с.) при 13 000–14 300 об./мин к концу эры 3,5-литровых атмосферных двигателей, между 1992 и 1994 годами. Автомобили с двигателями Renault выиграли последние три подряд чемпионата мира среди конструкторов эры 3,5-литровой формулы с Williams (1992–1994). [36]

Peugeot A4 V10 , использовавшийся командой McLaren Formula One в 1994 году, изначально развивал 700 л. с. (522 кВт; 710 л. с .) при 14 250 об./мин. Позднее он был доработан до A6, который выдавал еще больше мощности, развивая 760 л. с. (567 кВт; 771 л. с.) при 14 500 об./мин.

Двигатель EC Zetec-R V8 , который устанавливался на победившую в чемпионате команду Benetton и Михаэля Шумахера в 1994 году, развивал мощность 730–750 л. с. (544–559 кВт; 740–760 л. с.) при 14 500 об/мин. [37]

Двигатель Ferrari Tipo 043 3.5 V12 1994 года ; самый мощный 3,5-литровый двигатель в истории Формулы-1

К концу сезона 1994 года двигатель Ferrari Tipo 043 V12 выдавал около 850 л. с. (634 кВт) [38] при 15 800 об/мин, что на сегодняшний день является самым мощным атмосферным двигателем V12, когда-либо использовавшимся в Формуле-1. Это был также самый мощный двигатель эпохи регулирования двигателей объемом 3,5 литра, до сокращения объема двигателя до 3 литров в 1995 году. [39]

1995–2005

Ferrari Tipo 044/1 3,0-литровый двигатель V12 F1 (1995 г.)
Двигатель Ferrari 053 V10 2004 года выпуска автомобиля Ferrari F2004

В эту эпоху использовалась формула 3,0 л, при этом диапазон мощности варьировался (в зависимости от настройки двигателя) от 600 л. с. (447 кВт) до 1000 л. с. (746 кВт), от 13 000 об./мин до 20 000 об./мин и от восьми до двенадцати цилиндров. Несмотря на то, что рабочий объем двигателя был уменьшен с 3,5 л, показатели мощности и обороты все равно смогли вырасти. Renault был первоначальным доминирующим поставщиком двигателей с 1995 по 1997 год, выиграв первые три чемпионата мира с Williams и Benetton в эту эпоху. Победитель чемпионата Benetton B195 1995 года выдавал мощность 675 л. с. (503,3 кВт) при 15 200 об./мин, а победитель чемпионата Williams FW18 1996 года выдавал 700 л. с. (522,0 кВт) при 16 000 об./мин; оба от общего двигателя Renault RS9 3.0 L V10 . [40] [41] Победитель чемпионата 1997 года FW19 выдавал от 730 до 760 л. с. (544,4–566,7 кВт) при 16 000 об/мин от своего Renault RS9B 3.0 L V10. Последний двигатель Ferrari V12, Tipo 044/1 , использовался в 1995 году . Конструкция двигателя во многом была обусловлена ​​серьезными изменениями в правилах, введенными FIA после ужасных событий годом ранее: двигатель V12 был уменьшен с 3,5 до 3,0 литров. 3,0-литровый двигатель выдавал около 700 л. с. (522 кВт) при 17 000 об/мин в гоночной комплектации; но, как сообщается, был способен выдавать до 760 л. с. (567 кВт) в своем наивысшем состоянии настройки для квалификационного режима. [42] В период с 1995 по 2000 год автомобили, использующие эту формулу двигателя объемом 3,0 л, установленную FIA , выдавали постоянный диапазон мощности (в зависимости от типа двигателя и настройки), варьирующийся от 600 л. с. до 815 л. с. Большинство автомобилей Формулы-1 в сезоне 1997 года комфортно выдавали постоянную выходную мощность в диапазоне 665–760 л. с. (495,9–566,7 кВт), в зависимости от того, использовалась ли конфигурация двигателя V8 или V10 . [43] С 1998 по 2000 год мощность Mercedes была решающей, что дало Мике Хаккинену два чемпионата мира. McLaren MP4/14 1999 года выдавал от 785 до 810 л. с. при 17 000 об/мин. Ferrari постепенно совершенствовала свой двигатель. В 1996 году они перешли с традиционного двигателя V12 на более компактный и легкий двигатель V10. Они предпочли надежность мощности, изначально уступив Mercedes по чистой мощности. Первый двигатель Ferrari V10 в 1996 году выдавал 715 л. с. (533 кВт) при 15 550 об/мин, [44] уступая по мощности их самому мощному 3,5-литровому V12 (в 1994 году), который выдавал более 830 л. с. (619 кВт) при 15 800 об/мин, но превосходя по мощности их последний 3,0-литровый V12 (в 1995 году), который выдавал 700 л. с. (522 кВт) при 17 000 об/мин. На Гран-при Японии 1998 года, спецификация двигателя Ferrari 047D, как говорили, выдавала более 800 л. с. (600 кВт), и с 2000 года они никогда не испытывали недостатка в мощности или надежности. Чтобы снизить расходы, конфигурация двигателя 3,0 л V10 была сделана полностью обязательной для всех команд в 2000 году, чтобы производители двигателей не разрабатывали и не экспериментировали с другими конфигурациями. [45] Конфигурация V10 была самой популярной с момента запрета двигателей с турбонаддувом в 1989 году, и никакая другая конфигурация не использовалась с 1998 года.

BMW начала поставлять свои двигатели Williams с 2000 года. Двигатель был очень надежным в первый сезон, хотя и немного уступал по мощности агрегатам Ferrari и Mercedes. Williams FW22 с двигателем BMW E41 выдавал около 810 л. с. при 17 500 об/мин в сезоне 2000 года. [46] BMW пошла прямо вперед с разработкой своего двигателя. P81, использовавшийся в сезоне 2001 года, мог развивать скорость до 17 810 об/мин. К сожалению, надежность была большой проблемой, и в течение сезона произошло несколько поломок.

Двигатель BMW P82, использовавшийся командой BMW WilliamsF1 в 2002 году, достиг пиковой скорости 19 050 об/мин на своей последней стадии эволюции. Это был также первый двигатель в эпоху 3,0-литровых V10, который преодолел отметку в 19 000 об/мин во время квалификации Гран-при Италии 2002 года . [47] Двигатель BMW P83, использовавшийся в сезоне 2003 года, развил впечатляющие 19 200 об/мин и преодолел отметку в 900 л. с. (670 кВт) при мощности около 940 л. с. и весе менее 200 фунтов (91 кг). [48] [49] Двигатель Honda RA003E V10 также преодолел отметку в 900 л. с. (670 кВт) на Гран-при Канады 2003 года . [50]

В 2005 году двигатель V10 объемом 3,0 л допускал не более 5 клапанов на цилиндр. [51] Кроме того, FIA ввела новые правила, ограничивающие каждый автомобиль одним двигателем на два уик-энда Гран-при, делая упор на повышенную надежность. Несмотря на это, выходная мощность продолжала расти. Двигатели Mercedes имели около 930 л. с. (690 кВт) в этом сезоне. Двигатели Cosworth , Mercedes , Renault и Ferrari выдавали около 900 л. с. (670 кВт) - 940 л. с. (700 кВт) при 19 000 об. / мин. [52] У Honda было более 965 л. с. (720 кВт). [53] [54] Двигатель BMW выдавал более 950 л. с. (710 кВт). [55] [56] Двигатели Toyota имели более 1000 л. с. (750 кВт), по словам исполнительного вице-президента Toyota Motorsport Ёсиаки Киноситы. [57] Однако в целях надежности и долговечности этот показатель мощности мог быть снижен до 960 л.с. (720 кВт) для гонок. [58]

2006–2013

Renault_RS26_двигатель_2006
Двигатель Renault RS26 2.4 V8 (2006)

В 2006 году двигатели должны были быть 90° V8 с максимальным объемом 2,4 литра и диаметром цилиндра 98 мм (3,9 дюйма), что подразумевает ход поршня 39,75 мм (1,565 дюйма) при максимальном диаметре. Двигатели должны были иметь два впускных и два выпускных клапана на цилиндр, быть безнаддувными и иметь минимальный вес 95 кг (209 фунтов). Двигатели предыдущего года с ограничителем оборотов были разрешены в 2006 и 2007 годах для команд, которые не смогли приобрести двигатель V8, при этом Scuderia Toro Rosso использовала Cosworth V10, после того как Red Bull поглотила бывшую команду Minardi, не включая новые двигатели. [59] В сезоне 2006 года были установлены самые высокие пределы оборотов в истории Формулы-1 — более 20 000 об/мин; до того, как в 2007 году для всех участников был введен обязательный ограничитель оборотов на 19 000 об/мин. Cosworth удалось достичь чуть более 20 000 об/мин со своим V8, [60], а Renault — около 20 500 об/мин. Honda сделала то же самое, хотя и только на динамометре.

Предварительное охлаждение воздуха перед поступлением в цилиндры, впрыскивание в цилиндры любого вещества, кроме воздуха и топлива, системы впуска и выпуска с изменяемой геометрией и изменение фаз газораспределения были запрещены. Каждый цилиндр мог иметь только одну топливную форсунку и одну свечу зажигания . Для запуска двигателей в ямах и на сетке использовались отдельные пусковые устройства. Картер и блок цилиндров должны были быть изготовлены из литых или деформируемых алюминиевых сплавов. Коленчатый вал и распределительные валы должны были быть изготовлены из железного сплава, поршни из алюминиевого сплава, а клапаны из сплавов на основе железа , никеля , кобальта или титана . Эти ограничения были введены для снижения затрат на разработку двигателей. [61]

Ferrari_056_двигатель_(2007)_задний_Музей_Ferrari
Феррари Типо 056 двигатель V8 объемом 2,4 л

Уменьшение мощности было разработано, чтобы дать снижение мощности примерно на 20% от трехлитровых двигателей, чтобы уменьшить увеличивающиеся скорости автомобилей Формулы-1. Несмотря на это, во многих случаях производительность автомобиля улучшилась. В 2006 году Toyota F1 объявила о приблизительной мощности 740 л. с. (552 кВт) при 18 000 об/мин для своего нового двигателя RVX-06, [62] но реальные цифры, конечно, трудно получить. Большинство автомобилей этого периода (2006–2008) выдавали обычную выходную мощность приблизительно от 720 до 800 л. с. при 19 000 об/мин (более 20 000 об/мин для сезона 2006 года ). [63]

Спецификация двигателя была заморожена в 2007 году, чтобы снизить затраты на разработку. Двигатели, которые использовались в Гран-при Японии 2006 года , использовались в сезонах 2007 и 2008 годов, и они были ограничены 19 000 об/мин. В 2009 году лимит был снижен до 18 000 об/мин, и каждому гонщику разрешалось использовать максимум 8 двигателей в течение сезона. Любой гонщик, которому нужен дополнительный двигатель, штрафуется на 10 мест на стартовой решетке для первой гонки, в которой используется двигатель. Это увеличивает важность надежности, хотя эффект виден только к концу сезона. Определенные изменения конструкции, направленные на повышение надежности двигателя, могут быть выполнены с разрешения FIA. Это привело к тому, что некоторые производители двигателей, в частности Ferrari и Mercedes, использовали эту возможность, внося изменения конструкции, которые не только повышают надежность, но и увеличивают выходную мощность двигателя в качестве побочного эффекта. Поскольку двигатель Mercedes оказался самым мощным, FIA разрешила перебалансировку двигателей, чтобы позволить другим производителям соответствовать мощности. [64]

В 2009 году Honda вышла из Формулы-1. Команда была приобретена Россом Брауном , создавшим Brawn GP и BGP 001. Ввиду отсутствия двигателя Honda, Brawn GP модернизировала двигатель Mercedes на шасси BGP 001. Новая команда выиграла как Кубок конструкторов, так и Чемпионат водителей, уступив более известным и авторитетным соперникам Ferrari, McLaren-Mercedes и Renault.

Cosworth , отсутствовавший с сезона 2006 года , вернулся в 2010 году. Новые команды Lotus Racing , HRT и Virgin Racing , а также устоявшаяся Williams использовали этот двигатель. В этом сезоне также были сняты с производства двигатели BMW и Toyota , поскольку автомобильные компании вышли из Формулы-1 из-за Великой рецессии . [65]

В 2009 году конструкторам разрешили использовать системы рекуперации кинетической энергии (KERS), также называемые рекуперативными тормозами . Энергия может храниться либо в виде механической энергии (как в маховике), либо в виде электрической энергии (как в аккумуляторе или суперконденсаторе), с максимальной мощностью 81 л. с. (60 кВт; 82 PS), вырабатываемой электродвигателем , в течение чуть более 6 секунд за круг. Четыре команды использовали его в какой-то момент сезона: Ferrari, Renault, BMW и McLaren. [66]

Хотя KERS все еще была легальна в Формуле-1 в сезоне 2010 года, все команды согласились не использовать ее. KERS вернулась в сезоне 2011 года, когда только три команды решили не использовать ее. В сезоне 2012 года только Marussia и HRT выступали без KERS, а в 2013 году все команды на стартовой решетке имели KERS. С 2010 по 2013 год автомобили имели обычную мощность 700–800 л. с., в среднем около 750 л. с. при 18 000 об./мин. [67] [68]

2014–2021

FIA объявила об изменении 2,4-литрового V8 , представив 1,6-литровые гибридные двигатели V6 (более одного источника питания) для сезона 2014 года . Новые правила разрешают системы рекуперации кинетической и тепловой энергии . [69] Теперь была разрешена принудительная индукция — либо турбокомпрессоры , которые в последний раз появились в 1988 году , либо нагнетатели  — при этом все конструкторы решили использовать турбокомпрессор. Вместо ограничения уровня наддува правила ввели ограничение расхода топлива на уровне максимум 100 кг бензина в час. Двигатели звучали совсем иначе, чем в предыдущей формуле, из-за нижнего предела оборотов (15 000 об/мин) и турбокомпрессора.

Новая формула для двигателей с турбонаддувом повышает эффективность за счет турбокомпаундирования путем рекуперации энергии из выхлопных газов. [70] Первоначальное предложение о четырехцилиндровых двигателях с турбонаддувом не приветствовалось гоночными командами, в частности Ferrari. Эдриан Ньюи заявил во время Гран-при Европы 2011 года, что переход на V6 позволяет командам переносить двигатель как напряженный элемент , тогда как для рядного 4 потребовалась бы пространственная рама. Был достигнут компромисс, позволяющий вместо этого использовать двигатели V6 с наддувом. [70] Двигатели редко превышают 12 000 об/мин во время квалификации и гонки из-за новых ограничений расхода топлива. [71]

Системы рекуперации энергии, такие как KERS, имели наддув в 160 л.с. (120 кВт) и 2 мегаджоуля на круг. KERS была переименована в Motor Generator Unit–Kinetic ( MGU-K ). Системы рекуперации тепловой энергии также были разрешены под названием Motor Generator Unit–Heat ( MGU-H )

Сезон 2015 года был улучшением по сравнению с 2014 годом, добавив около 30–50 л. с. (20–40 кВт) к большинству двигателей, двигатель Mercedes был самым мощным с 870 л. с. (649 кВт). В 2019 году двигатель Renault, как утверждалось, достиг 1000 л. с. в квалификационной отделке. [72]

Из предыдущих производителей только Mercedes, Ferrari и Renault производили двигатели по новой формуле в 2014 году, тогда как Cosworth прекратила поставлять двигатели. Honda вернулась в качестве производителя двигателей в 2015 году, а McLaren перешла на двигатели Honda после использования двигателя Mercedes в 2014 году. В 2019 году Red Bull перешла с использования двигателя Renault на двигатели Honda. Honda поставляла двигатели как Red Bull, так и AlphaTauri. Honda вышла из роли поставщика силовых агрегатов в конце 2021 года , Red Bull взяла на себя проект и начала производить двигатель самостоятельно . [73]

2022–2025

В 2017 году FIA начала переговоры с существующими конструкторами и потенциальными новыми производителями по следующему поколению двигателей с предполагаемой датой введения в эксплуатацию в 2021 году , но отложенной до 2022 года из-за последствий пандемии COVID-19 . [74] Первоначальное предложение было разработано для упрощения конструкций двигателей, сокращения расходов, продвижения новых записей и устранения критики, направленной на поколение двигателей 2014 года. Оно призывало сохранить конфигурацию 1,6-литрового V6, но отказалось от сложной системы «Мотор-генераторный блок — тепло» ( MGU-H ). [75] « Мотор-генераторный блок — кинетический» ( MGU-K ) был бы более мощным, с большим упором на развертывание водителя и более гибким введением для тактического использования. Предложение также призывало к внедрению стандартизированных компонентов и параметров проектирования, чтобы сделать компоненты, производимые всеми производителями, совместимыми друг с другом в системе, получившей название «подключи и работай». [75] Было также сделано еще одно предложение разрешить автомобили с полным приводом, при этом передняя ось будет приводиться в движение блоком MGU-K — в отличие от традиционного карданного вала — который функционировал независимо от MGU-K , обеспечивая мощность на заднюю ось, что отражает систему, разработанную Porsche для гоночного автомобиля 919 Hybrid . [76] [77]

Однако, в основном из-за того, что ни один новый поставщик двигателей не подавал заявку на участие в F1 в 2021 и 2022 годах, отмена MGU-H, более мощного MGU-K и системы полного привода были отложены с возможностью их повторного введения в 2026 году. Вместо этого команды и FIA договорились о радикальном изменении аэродинамики кузова/шасси, чтобы способствовать большему количеству сражений на трассе на более близких расстояниях друг к другу. Они также договорились об увеличении содержания алкоголя с 5,75% до 10% топлива и о заморозке конструкции силового агрегата на 2022–2025 годы, при этом двигатель внутреннего сгорания (ДВС), турбокомпрессор и MGU-H будут заморожены 1 марта, а накопитель энергии, MGU-K и управляющая электроника будут заморожены 1 сентября в течение сезона 2022 года. [78] Honda , уходящий поставщик двигателей в 2021 году, стремился сохранить MGU-H, и Red Bull , который взял на себя проект по производству двигателей, поддержал это мнение. [79] Планировалось, что система 4WD будет основана на гибридной системе Porsche 919, [76] но в итоге Porsche не стала поставщиком двигателей F1 на 2021–2022 годы.

2026 и далее

Новые правила для двигателей будут введены с сезона 2026 года . Эти правила для двигателей будут предусматривать сохранение конфигурации двигателя внутреннего сгорания 1.6 V6 с турбонаддувом, используемой с 2014 года. Новые силовые агрегаты будут выдавать более 1000  л. с. (750 кВт), хотя мощность будет поступать из разных мест. MGU-H (мотор-генераторный блок — тепло) будет запрещен, в то время как выходная мощность MGU-K (мотор-генераторный блок — кинетический) увеличится до 470 л. с. (350  кВт ) — ранее MGU-H и MGU-K выдавали общую выходную мощность 160 л. с. (120  кВт ). Выходная мощность части внутреннего сгорания силового агрегата снизится до 540 л. с. (400  кВт ) с 850  л. с. (630 кВт). Кроме того, расход топлива будет измеряться и ограничиваться на основе энергии, а не массы или объема самого топлива. Также предполагается введение дополнительных ограничений на такие компоненты, как MGU-K и выхлопные системы, с 2027 года. Новые силовые агрегаты должны работать на полностью устойчивом топливе, разрабатываемом Формулой-1. [80] [81]

Audi должны стать поставщиком двигателей с 2026 года. [82] Ford должны стать партнером Red Bull Powertrains в качестве Red Bull Ford Powertrains с 2026 года после 20-летнего перерыва. [83] [84] [85] Honda, в лице ее дочерней компании Honda Racing Corporation , также вошла в FIA в качестве производителя на 2026 год после официального выхода из спорта в 2021 году. [86] FIA также подтвердила, что Ferrari, Mercedes-AMG и Alpine (Renault) были зарегистрированы в качестве поставщиков силовых агрегатов на 2026 год. [87] Однако 30 сентября 2024 года из-за отсутствия сильных результатов с ее силовым агрегатом в эпоху турбогибридов V6 с момента ее начала в 2014 году, Renault объявила, что завершит свою программу по двигателям после завершения чемпионата 2025 года и в конечном итоге не будет производить двигатели для новых правил 2026 года. [88]

Прогресс регулирования двигателя по эпохам

 Примечания:

  1. ^ 2-тактный, газотурбинный, роторный и т. д.
  2. ↑ В 1952 и 1953 годах гонки чемпионата мира проводились по правилам Формулы-2 (0,75 л с компрессором, 2 л без), но правила Формулы-1 остались неизменными.
  3. ^ ab В 2006 и 2007 годах FIA оставила за собой право давать особые разрешения командам, не имеющим доступа к двигателям новой спецификации, на использование двигателей 2005 года с ограничителем оборотов. Такое разрешение было предоставлено Scuderia Toro Rosso только в 2006 году.
  4. ^ Требуемое содержание алкоголя биологического происхождения составляет 5,75%.
  5. ^ Разрешена система рекуперации кинетической (тормозной) энергии (KERS).
  6. ^ ab MGU (мотор-генераторный блок) - разрешены системы рекуперации кинетической (тормозной) энергии и MGU - тепловой (выхлопной) энергии.
  7. ^ Меньший объем двигателя разрешен. Двигатели без наддува не запрещены, но не использовались ни одной командой. Давление наддува не ограничено, но расход топлива (который не регулировался до 2013 года) ограничен 100 кг в час (что примерно эквивалентно 3,5 бар при максимальных оборотах в минуту). [ необходима цитата ]
  8. ^ ab Ограничение расхода топлива при более низких оборотах в следующей колонке достигает максимума в 100 кг/час при 10 500 об/мин. При таком расходе дальнейшее увеличение оборотов требует меньшего наддува или приводит к более тонкому соотношению воздуха и топлива. В связи с этим производители двигателей обычно устанавливают максимальную скорость двигателя около 13 000 об/мин.
  9. ^ Максимальный расход топлива (Q) ограничен в зависимости от частоты вращения двигателя ниже 10 500 об/мин. При 10 500 об/мин или выше максимальный расход топлива составляет 100 кг/час.
  10. ^ Объем должен быть от 1590 см3 до 1600 см3. Двигатели без наддува не запрещены. Давление наддува не ограничено.
  11. ^ Требуется содержание этанола 10%.
  12. ^ Максимальный расход топлива (Q) ограничен в зависимости от частоты вращения двигателя ниже 10 500 об/мин. При 10 500 об/мин или выше максимальный расход топлива составляет 3000 МДж/ч.
  13. ^ «Формула-1» разрабатывает новое устойчивое топливо , которое будет использоваться с 2026 года. Состав топлива пока не разглашается.

Текущие технические характеристики двигателя

Сгорание, строительство, эксплуатация, энергия и топливо

Принудительная индукция
Системы ERS

 Примечания:

  1. ^ Существуют более тонкие ограничения по составу и свойствам, но улучшения в пределах допускаются при условии, что образец представлен и одобрен FIA. Honda, например, запросила, а Mobil согласилась предоставить специальные формулы с углеродно-нейтральными компонентами, подходящими для технологий обедненного/быстрого сгорания. [95]
  2. ^ 1600 куб. см / 6 / (18 - 1) = 15,7 куб. см
  3. ^ Небольшая камера вокруг кончика свечи зажигания в пределах минимального объема камеры сгорания 15,7 куб. см [b] , с отверстиями, обращенными к основной камере.
  4. ^ Это является серьезным ограничением для зажигания с послойным зарядом и подкамерой [c], используемой для обедненной и быстрой смеси, поскольку отдельные инжекторы не могут использоваться для подкамер и основных камер для подачи богатого и обедненного газа. [14] Количество впрысков за цикл не ограничено.
  5. ^ Существуют дополнительные ограничения в условиях частичной подачи топлива.
  6. ^ Масло не может содержать присадок, повышающих октановое число топлива. Расход масла ограничен макс. 0,30 л / 100 км. (Уровень жидкости в масляном баке контролируется телеметрией)
  7. ^ Это также функция передаточного числа привода MGU-K. Если команда решает использовать MGU-K в соотношении 1:4 (один оборот кривошипа на 4 оборота MGU-K с повышенной передачей. Передаточное число должно быть фиксированным), то максимальные обороты двигателя станут 50 000 об/мин (максимальная скорость MGU-K) / 4 = 12 500 об/мин. Это соотношение обычно диктуется поставщиком двигателя.
  8. ^ ECU (электронный блок управления) управляет рекуперацией энергии и другими функциями управления шасси/телеметрии. Часть управления силовым агрегатом ECU произошла от McLaren TAG-320B 2019 года. Большинство частей программы для работы ECU могли свободно совершенствоваться, пока их копии (версии) были представлены, зарегистрированы и одобрены FIA (существовали ограничения на количество версий в сезоне), но часть программы управления силовым агрегатом заморожена с сезонов 2023 по 2025 год.
  9. ^ Клапаны сброса давления ограничивают давление на впуске за счет рециркуляции заряда. Клапаны сброса давления сбрасывают избыточное давление в атмосферу.
  10. ^ ab Комбинация высоковольтной литий-ионной батареи с серией суперконденсаторов, действующих как буфер для высоких токов заряда/разряда. Максимальное напряжение: 1000 В, ограничение по весу: 20-25 кг.
  11. ^ abc В связи с этими правилами турбокомпрессор часто используется не для увеличения давления на впуске (т.е. при открытом выпускном клапане), а для приведения в действие MGU-H, который вырабатывает электроэнергию, так что выходная мощность MGU-K фиксируется на уровне 120 кВт для максимального ускорения независимо от частоты вращения двигателя.
  12. ^ MGU-H вырабатывает электроэнергию, которая используется для зарядки аккумулятора (накопителя энергии [j] ) и/или для приведения в действие MGU-K; или потребляет электроэнергию для ускорения турбокомпрессора.

.mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#b1d2ff}@media screen{html.skin-theme-clientpref-night .mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#0f4dc9}}@media screen and (prefers-color-scheme:dark){html.skin-theme-clientpref-os .mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#0f4dc9}}Записи

Цифры верны по состоянию на Гран-при Сан-Паулу 2024 года.

Жирным шрифтом выделены производители двигателей, которые принимали участие в Формуле-1 в сезоне 2024 года.

Победы производителя двигателей в Гран-при чемпионата мира

Наибольшее количество побед за сезон

По номеру

В процентном соотношении

Наибольшее количество побед подряд

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Организован и проводился Международной ассоциацией вновь созданных автомобильных клубов (AIACR), предшественницей FIA, с 1931 по 1939 год.
  1. ^ Построен компанией Ilmor в период с 1994 по 2005 гг.
  2. ^ Создано Cosworth . Cosworth поддерживался Ford в течение многих лет (который даже владел Cosworth напрямую с 1998 по 2004 год), и многие из разработок Cosworth — с 1966 по 2004 год — принадлежали Ford и специально назывались двигателями Ford ( в отличие от иногда встречающегося жаргона Ford-Cosworth или Ford/Cosworth ) в рамках различных контрактов.
  3. ^ ab Создано Honda
  4. ^ Создано Porsche
  5. ^ Индианаполис 500 был частью чемпионата мира среди водителей с 1950 по 1960 год.
  6. ^ Производство Renault.
  7. ^ Создано Mercedes
  8. ^ ab С 1950 по 1960 год гонка Indianapolis 500 была частью чемпионата мира среди водителей, хотя Indianapolis 500 проводилась по правилам AAA, а не по правилам Формулы-1. За эти 11 лет только один раз регулярный гонщик Формулы-1 принял участие в гонке Indianapolis 500, когда будущий чемпион мира среди водителей Формулы-1 1952 года Альберто Аскари участвовал в гонке 1952 года , сойдя с дистанции на 40-м круге из 200. [97] Таким образом, Alfa Romeo не пыталась добиться 100% победы в 1950 году, а Ferrari потерпела неудачу в своей попытке завершить победу в 1952 году.

Ссылки

  1. ^ "Изменение правил F1 Engine на протяжении многих лет". www.formula1-dictionary.net . Архивировано из оригинала 11 ноября 2020 г. Получено 10 ноября 2020 г.
  2. ^ "Formula 1 Engine". www.formula1-dictionary.net . Архивировано из оригинала 12 ноября 2020 . Получено 10 ноября 2020 .
  3. ^ "McLaren Racing - История двигателя F1" . Получено 10 ноября 2020 г. .
  4. ^ Fédération Internationale de l'Automobile (23 января 2014 г.). "2014 FORMULA ONE TECHNICAL REGULATIONS" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 27 марта 2014 г. . Получено 27 февраля 2014 г. .
  5. ↑ Двигатель / коробка передач Архивировано 22 февраля 2014 г. на Wayback Machine Understanding the Sport, Официальный сайт Формулы 1
  6. ^ Скарборо, Крейг. «Технически сложные: инновации Renault в Формуле-1» (PDF) . Atlas F1 . ScarbsF1.com. Архивировано (PDF) из оригинала 24 августа 2009 г. . Получено 4 июня 2012 г. .
  7. ^ ab Taulbut, Derek. "Note 89 – TurboCharging background" (PDF) . Разработка двигателей Grand Prix 1906 – 2000 . Grandprixengines.co.uk. Архивировано (PDF) из оригинала 3 июля 2012 г. . Получено 4 июня 2012 г. .
  8. ^ "F1 Hockenheim 2006 Q2 - Mark Webber Onboard Lap". 7 июля 2011 г. Архивировано из оригинала 18 декабря 2015 г. Получено 4 января 2015 г. – через www.youtube.com.
  9. ^ "Cosworth V8 at 20,000rpm". 3 июля 2007 г. Архивировано из оригинала 28 ноября 2014 г. Получено 4 января 2015 г. – через www.youtube.com.
  10. ^ "Renault R26". 30 апреля 2009 г. Получено 27 ноября 2014 г.
  11. ^ "Профиль – Renault R26". 7 июля 2014 г. Получено 25 января 2015 г.
  12. ^ «Почему у больших дизельных двигателей и двигателей гоночных автомобилей такие разные показатели мощности?». HowStuffWorks. 16 мая 2000 г. Архивировано из оригинала 29 марта 2014 г. Получено 2 апреля 2014 г.
  13. ^ Абидин, Зайнал; Хоаг, Кевин; Бадайн, Николас (октябрь 2021 г.). «Оценка разбавленного сгорания в двигателях с большим диаметром цилиндра и низкой скоростью». Серия технических документов SAE . Том 1. doi :10.4271/2017-01-0580. Архивировано из оригинала 27 октября 2021 г. Получено 12 октября 2021 г.
  14. ^ abcd Honda Motor Co. "F1 Powertrain Combustion Efficiency" . Получено 1 октября 2024 г.
  15. ^ F1 Engine Power Secrets Архивировано 29 ноября 2005 г. в Wayback Machine , Ян Бэмси, июнь 2000 г., журнал RACER
  16. ^ Honda Motor Co. "MGU-H" . Проверено 10 сентября 2024 г.
  17. ^ Honda Motor Co. "MGU-H" . Проверено 10 сентября 2024 г.
  18. ^ Honda Motor Co. "МГУ-К" . Проверено 10 сентября 2024 г.
  19. ^ "The RA521H" . Получено 13 сентября 2024 г. .
  20. ^ Honda Motor Co. "Прогресс двигателей F1 V6 - 2015 to 2022" . Получено 1 октября 2024 г. .
  21. ^ Трипати, Гунадитья. «Босс Формулы-1 подтверждает правила для двигателей 2026 года, которые вернут долгожданный более громкий шум двигателя» . Получено 22 сентября 2024 г.
  22. ↑ Leo Breevoort; Dan Moakes; Mattijs Diepraam (22 февраля 2007 г.). "Обозначения и конфигурации двигателей чемпионата мира по автогонкам в классе Гран-при". 6-я передача. Архивировано из оригинала 24 февраля 2007 г. Получено 19 мая 2007 г.
  23. ^ "Daimler "Phoenix" 12 hp racing car, 1899" . Получено 26 сентября 2024 .
  24. ^ Гаскойн, Роджер (13 сентября 2023 г.). «Когда Формула 2 правила миром». Formula Scout . Получено 26 сентября 2024 г. .
  25. ^ "Руководство для новичков по чемпионату Формулы-1 среди пилотов" . Получено 26 сентября 2024 г. .
  26. ^ "Руководство для новичков по Кубку конструкторов Формулы-1" . Получено 26 сентября 2024 г. .
  27. ^ "8W - Что? - Игл Герни-Уэслейк". 8w.forix.com . Архивировано из оригинала 26 октября 2021 г. . Получено 15 ноября 2021 г. .
  28. ^ "Как работает двигатель внутреннего сгорания Формулы 1". f1chronicle.com . 26 августа 2019 г. Архивировано из оригинала 22 сентября 2020 г. Получено 21 сентября 2020 г.
  29. ^ "STATS F1 Engines". StatsF1. Архивировано из оригинала 31 августа 2010 года . Получено 9 сентября 2010 года .
  30. ^ Реми Гумберт. "BMW Turbo F1 Engine". Gurneyflap. Архивировано из оригинала 8 июня 2007 года . Получено 19 мая 2007 года .
  31. ^ "Honda Racing Gallery F1 第二期 McLaren Honda MP4/4" . Honda公式ホームページ(на японском языке). Архивировано из оригинала 27 июня 2021 года . Проверено 22 июня 2021 г.
  32. ^ "Ferrari F1-8788C (1988)". www.ferrari.com . Архивировано из оригинала 24 июня 2021 г. . Получено 22 июня 2021 г. .
  33. ^ "Engine Ford Cosworth • STATS F1". www.statsf1.com . Архивировано из оригинала 28 июня 2021 г. . Получено 22 июня 2021 г. .
  34. ^ "Engine Judd • STATS F1". www.statsf1.com . Архивировано из оригинала 27 июня 2021 г. . Получено 22 июня 2021 г. .
  35. ^ Engineering, Racecar (25 июня 2020 г.). "Natural Aspirations". Архивировано из оригинала 14 ноября 2021 г. Получено 14 ноября 2021 г.
  36. ^ "3rd Naturally Aspirated Era" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 15 ноября 2021 г. . Получено 15 ноября 2021 г. .
  37. ^ "Engine Ford Cosworth • STATS F1". Архивировано из оригинала 15 апреля 2021 г. Получено 30 апреля 2021 г.
  38. ^ "Ferrari's Most Alluring F1 Engines". Июнь 2017. Архивировано из оригинала 15 мая 2021 г. Получено 30 мая 2021 г.
  39. ^ "Гений по имени Тодт". Atlasf1.autosport.com. Архивировано из оригинала 30 марта 2012 года . Получено 13 февраля 2011 года .
  40. ^ "3rd Naturally Aspirated Era Part 2" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2021 г. . Получено 31 августа 2021 г. .
  41. ^ "Engine Renault • STATS F1". www.statsf1.com . Архивировано из оригинала 13 февраля 2021 г. . Получено 24 февраля 2021 г. .
  42. ^ "Продается: двигатель Ferrari 3000 (044/1) V12 Formula 1". 16 января 2021 г. Архивировано из оригинала 15 июня 2021 г. Получено 3 марта 2022 г.
  43. ^ "McLaren Racing - Heritage - MP4-12". www.mclaren.com . Архивировано из оригинала 29 ноября 2020 г. Получено 19 ноября 2020 г.
  44. ^ "Ferrari F310: Ferrari History". www.ferrari.com . Архивировано из оригинала 14 ноября 2021 г. . Получено 12 декабря 2021 г. .
  45. ^ "ЗАСЕДАНИЕ ВСЕМИРНОГО СОВЕТА ПО АВТОМОБИЛЬНОМУ СПОРТУ – 15 ЯНВАРЯ 2000 ГОДА" (PDF) . www.fia.com. 15 января 2000 г. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июня 2011 г. Получено 24 января 2016 г.
  46. ^ "Williams FW22". www.f1technical.net . Архивировано из оригинала 16 ноября 2020 г. Получено 19 ноября 2020 г.
  47. ^ "Williams F1 – BMW P84/85 Engine". F1network.net. Архивировано из оригинала 22 ноября 2010 года . Получено 13 февраля 2011 года .
  48. ↑ Рой Макнил (22 сентября 2003 г.). «BMW World – Picture of the Week». Usautoparts.net. Архивировано из оригинала 19 декабря 2007 г. Получено 17 октября 2007 г.
  49. ^ "Один из величайших двигателей в истории Формулы-1: BMW V10". 25 июля 2015 г. Получено 9 ноября 2020 г.
  50. ^ Джейнс, Ник (16 июля 2015 г.). «Двигатели BMW в эпоху V10 Формулы 1». Дорога и трек . Архивировано из оригинала 11 ноября 2020 г. Получено 2 апреля 2021 г.
  51. ^ Технические правила Формулы-1 2005 года Архивировано 21 июня 2006 года на Wayback Machine . FIA
  52. ^ "Диаметр цилиндра и ход поршня двигателей V10 начала 2000-х годов - F1technical.net". www.f1technical.net . Архивировано из оригинала 10 октября 2021 г. Получено 10 октября 2021 г.
  53. ^ "Honda R&D Technical Review F1 Special (The Third Era Activities)". Веб-сайт Honda R&D Research Paper . Архивировано из оригинала 12 ноября 2020 г. Получено 10 ноября 2020 г.
  54. ^ "Cosworth story". www.formula1-dictionary.net . Архивировано из оригинала 18 ноября 2020 . Получено 16 ноября 2020 .
  55. ^ "10 Years of BMW F1 Engines" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 14 апреля 2016 г. . Получено 15 апреля 2016 г. .
  56. ^ "5 самых знаковых двигателей Формулы 1". 26 февраля 2021 г. Архивировано из оригинала 4 июля 2022 г. Получено 28 февраля 2022 г.
  57. ^ "Toyota RVX-V10 F1 Engine". 13 июля 2009 г. Архивировано из оригинала 24 апреля 2021 г. Получено 30 мая 2021 г.
  58. ^ "Toyota TF105B - ​​F1technical.net". www.f1technical.net . Архивировано из оригинала 2 июня 2021 г. . Получено 30 мая 2021 г. .
  59. ^ Генри, Алан , ред. (2006). AUTOCOURSE 2006–2007 . Crash Media Group. стр. 82–83. ISBN 1-905334-15-X.
  60. ^ "King of Speed: Cosworth's CA 2.4l V8". www.f1technical.net . 15 октября 2013 г. Архивировано из оригинала 28 января 2021 г. Получено 1 апреля 2021 г.
  61. ^ Технические правила Формулы-1 2006 года Архивировано 1 сентября 2006 года на Wayback Machine , глава пятая, 15 декабря 2005 года.
  62. ^ Технические характеристики F1, Toyota TF106. Архивировано 30 января 2009 г. на Wayback Machine , 14 января 2006 г.
  63. ^ "Текущий рейтинг двигателей??? - Архив комментариев по гонкам". Форумы Autosport . Архивировано из оригинала 18 января 2021 г. Получено 19 ноября 2020 г.
  64. ^ "F1 News: FIA agrees to engine re-equalisation". Autosport.com . Haymarket Publications . 22 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 24 сентября 2009 г. Получено 22 сентября 2009 г.
  65. ^ "Достаточно ли двигателей в F1 в 2010 году?". Grandprix.com . Внутри F1. Архивировано из оригинала 15 октября 2012 года . Получено 2 июня 2011 года .
  66. ^ "Основы F1 KERS". 14 апреля 2009 г. Получено 14 апреля 2010 г.
  67. ^ "F1 2013: Последний из V8". 11 октября 2013 г. Архивировано из оригинала 11 ноября 2020 г. Получено 24 февраля 2021 г.
  68. ^ "F1: Посмотрите, что находится внутри двигателя Формулы-1". Car News, Auto123. 12 марта 2010 г. Получено 28 марта 2010 г.
  69. ^ "FIA Formula One World Championship Power Unit Regulations". FIA . 29 июня 2011 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2011 г. Получено 30 ноября 2011 г.
  70. ^ ab Allen, James (20 апреля 2011 г.). "F1 настроена на использование только электромобилей на пит-лейне?". JamesallenonF1.com . Архивировано из оригинала 23 июня 2011 г. Получено 2 июня 2011 г.
  71. ^ "Команды держат обороты ниже 12000 об/мин". Архивировано из оригинала 16 октября 2014 года . Получено 11 октября 2014 года .
  72. ↑ Хаупт, Андреас (30 июля 2019 г.). «Motorleistung der Formel 1 (2019): Renault erreicht die 1000 PS». авто мотор и спорт . Архивировано из оригинала 28 января 2021 года . Проверено 11 декабря 2020 г.
  73. ^ "Red Bull To Take On Honda F1 Power Unit Technology From 2022". Red Bull . Архивировано из оригинала 1 марта 2021 года . Получено 16 марта 2021 года .
  74. ^ «Регламент Формулы-1 2021 года: что нового в 2021 году?». Autosport.com . 15 января 2021 г. Архивировано из оригинала 13 сентября 2021 г. Получено 13 сентября 2021 г.
  75. ^ ab "Формула 1 представила планы двигателей на 2021 год". speedcafe.com . 1 ноября 2017 г. Архивировано из оригинала 7 ноября 2017 г. Получено 8 сентября 2020 г.
  76. ^ ab "F1 2021: Liberty's 4WD, Porsche & Spec PU's". thejudge13.com . 8 мая 2018 г. Архивировано из оригинала 27 сентября 2020 г. Получено 8 сентября 2020 г.
  77. ^ Нобл, Джонатан (26 октября 2017 г.). «Анализ: почему полный привод на повестке дня Формулы 1». motorsport.com . Архивировано из оригинала 11 ноября 2020 г. . Получено 8 сентября 2020 г. .
  78. ↑ Джейми Вудхаус (28 февраля 2022 г.). «Все основные изменения сезона F1 2022» . Получено 28 февраля 2023 г. .
  79. ^ Купер, Адам (10 июля 2018 г.). «Производители F1 отодвигают предложения по двигателям 2021 года» . Получено 10 июля 2019 г.
  80. ^ "Регламент по силовым агрегатам Формулы-1 на 2026 год одобрен Всемирным советом по автоспорту FIA · RaceFans". 16 августа 2022 г. Получено 16 августа 2023 г.
  81. ^ "7 вещей, которые вам нужно знать о правилах двигателей Формулы-1 2026 года". www.formula1.com . 16 августа 2022 г. . Получено 4 апреля 2024 г. .
  82. ^ "Audi присоединится к Формуле 1 с 2026 года". www.formula1.com . Получено 26 августа 2022 г. .
  83. ^ "Ford объявляет о планах вернуться в Формулу-1 с сезона 2026 года". Formula 1.Com . 3 февраля 2023 г. . Получено 3 февраля 2024 г. .
  84. ^ "Ford объявляет о новом техническом партнерстве с Red Bull на 2026 год и далее". Formula 1.Com . 3 февраля 2023 г. . Получено 20 февраля 2023 г. .
  85. ^ "СРОЧНО: Ford будет сотрудничать с Red Bull в сезоне 2026 года и далее". Формула 1 Twitter . Получено 20 апреля 2023 года .
  86. ↑ Купер, Сэм (3 февраля 2023 г.). «FIA подтверждает, что шесть поставщиков двигателей, включая Honda и Ford, подписались на F1 2026». PlanetF1 . Получено 3 февраля 2023 г.
  87. ^ "FIA подтверждает регистрацию поставщиков силовых установок Формулы 1 на 2026 год". Federation Internationale de l'Automobile . 3 февраля 2023 г. Получено 20 апреля 2023 г.
  88. ^ https://www.the-race.com/formula-1/renault-to-stop-f1-engine-programme-after-2025-mercedes-switch/
  89. ^ "How Long do F1 Engines Last?". F1 Chronicle . 17 июня 2020 г. Архивировано из оригинала 25 апреля 2021 г. Получено 25 апреля 2021 г.
  90. ^ "F1 rules and stats 1960–1969". 1 января 2009 г. Архивировано из оригинала 12 августа 2014 г. Получено 9 августа 2014 г.
  91. ^ "Технический регламент Формулы-1 2006 года". Архивировано из оригинала 11 ноября 2020 года . Получено 10 ноября 2020 года .
  92. ^ "Как работает новый удивительный гибридный турбодвигатель Формулы-1". 22 января 2014 г. Архивировано из оригинала 14 августа 2014 г. Получено 9 августа 2014 г.
  93. ^ Fédération Internationale de l'Automobile (23 января 2014 г.). "2014 FORMULA ONE TECHNICAL REGULATS" (PDF) . Статья 5.1 на стр. 21. Архивировано (PDF) из оригинала 27 марта 2014 г. Получено 12 августа 2014 г.
  94. ^ Fédération Internationale de l'Automobile. "2022 FORMULA ONE TECHNICAL REGLATIONS" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 1 мая 2020 года . Получено 28 апреля 2020 года .
  95. ^ Honda Motor Co. "Formula 1 Carbon Neutral Fuel" . Получено 1 октября 2024 г. .
  96. ^ "Spicer Horsepower and Torque Calculator" . Получено 1 августа 2024 г. .
  97. ^ "F1: Краткая история Гран-при США". F1.com . 14 ноября 2012 г. Архивировано из оригинала 21 октября 2018 г. Получено 20 октября 2018 г. – через Racing News.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Двигатели Формулы-1».