Воскресенье, 19.05.2024, 22:23 | Приветствую Вас Гость

Трансмиссия

5. Трансмиссия
 
     На современных машинах Формулы-1 устанавливается продольная полу- или полностью автоматическая трансмиссия. Подрулевые рычажки (шифтеры) подсоединены к сервоклапанам, передающим электрический сигнал в заднюю часть автомобиля к четырём гидравлическим приводным механизмам. Те, в свою очередь, перемещают штоки коробки передач, которые включают и выключают нужные передачи. Бортовой компьютер управляет сцеплением, оборотами двигателя, и предохраняет систему от повреждения в результате включения неправильной передачи. Также система может быть запрограммирована на опредёлённую последовательность переключения передач вниз, а в случае полного автомата, в обе стороны. Скорость переключения передач составляет от 20 до 40 миллисекунд.
 
Trans-1
 
Высокотехнологичный цельнолитой титановый корпус коробки передач Минарди
 
     Критическим аспектом создания коробки передач, является конструкция её корпуса, потому, что он является частью шасси, и на него крепятся элементы задней подвески. Титан является отличным материалом для этих целей, но дальнейшее развитие конструкции направлено в сторону титановых сплавов и даже углепластика, как, например, на Эрроузе А-23.

     Коробка крепится болтами к задней части двигателя. Несколько лет назад, шестерни коробки передач можно было заменить очень быстро (потому, что коробка крепилась позади дифференциала, и доступ к ней, с задней части машины, осуществлялся очень легко). Однако, в настоящее время, замена всех семи пар шестерёнок занимает около 30 минут. Феррари удалось успешно объединить корпус коробки передач с картером двигателя, значительно повысив за счёт этого жёсткость машины.

5.1. Передачи (Gearing)

     Основная задача трансмиссии – обеспечение максимальной мощности и крутящего момента двигателя во всём диапазоне скоростей и дорожных условий. Это достигается за счёт изменения передаточного соотношения шестерённок, передающих крутящий момент от двигателя к ведущим колёсам (согласно правилам ФИА допускается от 4 до 7 передач). Сегодня, все команды остановили свой выбор на 6-ти или 7-ми ступенчатой коробке передач. Каждая пара шестерён, при её включении передает в определённом отношении крутящий момент от коленчатого вала через дифференциал к ведущим колёсам. Эти шестерни достаточно хрупкие, редко работают дольше одной гонки, а порой выходят из строя и заменяются по несколько раз на протяжении гоночного уик-энда. В дополнение к передачам "вперёд", правилами установлено, что на машине должна быть, как минимум одна, задняя передача. На деле, дополнительные элементы, связанные с необходимостью устанавливать заднюю передачу ухудшают характеристики автомобиля, поэтому их стараются делать очень лёгкими, и, как следствие очень хрупкими.

     Каждая "передача" состоит из двух шестерён отношение числа зубьев, которых и определяет передаточное число. Одна шестерня, ведущая, расположена на первичном валу, соединённом со сцеплением. Другая – на вторичном валу, передающем вращение дальше, в дифференциал. Эти шестерни находятся в постоянном зацеплении, но только одна пара шестерён жёстко связана с валами в один момент времени. Это та передача, которая включена командой из кокпита.

Trans-2
 
     У вас есть 69 основных вариантов передаточных отношений на выбор, не считая 3-х вариантов главной передачи. Каждая передача описывается двумя параметрами. Во-первых, это отношение вида ХХ/ХХ, характеризующее используемые шестерни. Цифры в числителе и знаменателе равны количеству зубьев на ведущей и ведомой шестернях соответственно, а результат деления даёт значение передаточного числа. Также существует значение вида ХХ,ХХХ обозначающее итоговое передаточное отношение выбранной передачи в комплексе с главной передачей, т.е. во сколько раз крутящий момент на ведущих колёсах больше крутящего момента двигателя. Обратите внимание что, если изменить главную передачу, то второе число изменится, а первое нет.

     При выборе значения передач для конкретной трассы, в первую очередь следует учитывать два момента: максимальную скорость на самой длинной прямой, и минимальную скорость в самом медленном повороте трассы. Большинство медленных поворотов проходятся на второй передаче, так что в первую очередь следует сфокусироваться на определении 2-й передачи, затем – 6-й или 7-й (т.е. последней). После установки этих значений передачи с 3-й по 5-ю (6-ю в 7-ми ступенчатых коробках) распределяются равномерно, для обеспечения равномерного максимального ускорения до максимальной скорости.

     Иногда, на трасах, где есть очень медленные шпильки (например во Франции, в Маньи-Куре), при их прохождении задействуется первая передача. Но вообще, если все повороты трассы проходятся на второй передаче, то первая передача используется только для старта. Но даже в этом случае при выборе передачи имеют значение несколько факторов. Первоначально передача подбирается для максимального ускорения до 2-й передачи при старте с ровного места на стартовой решётке. Если на стартовой позиции имеется небольшой подъём, то имеет смысл несколько укоротить 1-ю передачу. И наоборот, если стартовать надо под уклон, имеет смысл её удлинить. С введением лонч-контроля, эти моменты стали не столь критичны, но необходимость добиться от машины максимально возможных характеристик всегда остаётся актуальной.

5.2. Дифференциал и главная передача (Differential&Final Gear)

     Дифференциал это устройство для распределения крутящего момента между ведущими колёсами. На современных машинах Ф-1 он интегрирован в коробку передач. Крутящий момент с коленчатого вала двигателя передаётся через сцепление в коробку передач, где он изменяется за счёт определённой передачи, и далее через главную передачу подаётся к ведущим колёсам.

     Дифференциал соединяется с коробкой передач через главную передачу. Изменение передаточного отношения главной передачи влияет как на "передние" передачи, так и на заднюю. Чем меньше передаточное отношение, тем лучше ускорение, но тем меньше максимальная скорость. Большее передаточное отношение производит обратный эффект. Начинать следует со среднего значения 13/52 (30,42), и увеличивать или уменьшать его в том случае, если надо сдвинуть вниз все передачи разом (например, при изменении угла атаки крыльев). Или, например, если их надо увеличить, для настройки на мокрую трассу. При этом крутящий момент на задних колёсах уменьшится.

5.3. Блокировка дифференциала (Differential lock)

     На машины Формулы-1 устанавливаются дифференциал с ограниченным скольжением. Это значит, что степень разобщения между ведущими колёсами может варьироваться. Степень жёсткости ("блокировки" по определению ФИА) дифференциала описывает степень крутящего момента, передаваемого на оба колеса по отношение к каждому в отдельности. При блокировке равной 100% обе полуоси жёстко соединены друг с другом, и крутящий момент делится между колёсами строго пополам. При 0% блокировки, в случае изменения на одном колесе сцепления с дорогой (например, при заезде одной стороной машины на траву), дифференциал сдвигает крутящий момент от колеса с меньшим коэффициентом сцепления.

     Следует понимать, что, поскольку этот процесс – механический, дифференциал не в состоянии переместить большое количество крутящего момента на одно из колёс. Другими словами, касательно блокировки дифференциала на машине Формулы-1, на колёса ВСЕГДА будет передаваться огромный крутящий момент. Даже при использовании 0% блокировки дифференциала, сдвиг крутящего момента от одного колеса на другое будет происходить не в полной мере.

     Описывая эффект от блокировки дифференциала, люди склонны использовать термины "избыточная и недостаточная поворачиваемость". На самом деле этот параметр влияет только на избыточную поворачиваемость. Недостаток избыточной поворачиваемости лишь подвигает машину в сторону недостаточной поворачиваемости не вызывая недостаточной поворачиваемости как таковой, этот термин используется лишь для описания эффекта. Ниже приведены результаты испытаний крайних настроек блокировки дифференциала в повороте постоянного радиуса:

Differential Lock @ 0%
Избыточная поворачиваемость (занос заднего моста) под сброс газа - Высокая
Избыточная поворачиваемость (занос заднего моста) при нажатии на газ - Нулевая
Differential Lock @ 100%
Избыточная поворачиваемость (занос заднего моста) под сброс газа - Нулевая
Избыточная поворачиваемость (занос заднего моста) при нажатии на газ – Высокая

     В справедливости этих результатов можно убедиться на "Тестовом треке" RSDG (ели у вас ещё нет этой трассы, раздобудьте её обязательно). Под нажатием на газ подразумевается полное нажатие педали при движении с равномерной скоростью 130-145 км/ч на второй передаче в повороте радиусом 80 м. Отпускание газа, в свою очередь предполагает полное отпускание педали в том же режиме движения.

     Обратите внимание на последнюю часть: отпускание газа это как раз то, что происходит при приближении к повороту на гоночной трассе. Вы отпускаете газ, резко жмёте на тормоз, начинаете поворачивать. Установите блокировку на 0% и прочувствуйте, как участились случаи разворотов на входе в поворот. Это оттого, что дифференциал помогает максимально эффективно распределять крутящий момент при экстремальных торможениях и резких поворотах. В результате вес переносится вперёд гораздо быстрее, чем при высокой степени блокировки дифференциала. Даже в процессе торможения при входе в поворот, крутящий момент двигателя остаётся одним из важных факторов влияющих на трансфер веса машины.

     Тем не менее, если вам удалось вписаться в поворот, то затем, на выходе, вы можете нажимать на газ сильнее и раньше. Это потому, что меньшая степень блокировки дифференциала, позволяет балансировать сцепление колёс с трассой при обратном перемещении веса на заднюю ось, обеспечивая "максимально возможное ускорение".

     На первый взгляд это противоречит тому, что многие ранее могли читать на разных форумах. Но поверьте мне, опробуйте крайние настройки на тестовой трассе… вы сами убедитесь.

     Высокая степень блокировки дифференциала – это совсем иной случай. Машина гораздо стабильнее на торможениях, но очень капризна при добавлении газа на выходе из поворота. Опять же, это происходит из-за того, что задние колёса теперь жёстко "связаны" друг с другом, и на них передаётся одинаковый крутящий момент независимо от распределения нагрузки.

     При установке исходных настроек перед первым выездом на трассу, следует установить блокировку дифференциала на 50%. Это нейтральное значение. Кроме этого, это зависит от вашего стиля пилотажа, также как и все прочие регулировки. Думайте об этом так: "не важно, предпочитаю ли я избыточную поворачиваемость, важно КОГДА она возникает, и насколько сильна". И передвиньте ползунок регулировки в нужном направлении.

     Вот пример: в сетапах "по умолчанию" (т.н. дефолтных от англ. default, т.е. поставляемых вместе с игрой) установлена низкая степень блокировки (25-35%). Это обеспечивает стабильность машины на выходе из поворота и при ускорениях, но при поздних торможениях на входе в поворот автомобиль ведёт себя очень нервно.

     Обратный пример: французский гонщик Жан Алези известен как мастер управляемых газом скольжений. Он постоянно "рулит двумя осями". Представьте: Алези, приближаясь к повороту "Параболика" (Монца), тормозит очень поздно, благодаря настройкам на стабильность при торможении. Затем нажимает на газ чуть раньше апекса, этого очень скоростного поворота, используя, вызванные этим небольшие соскальзывания заднего моста для того, чтобы направлять нос машины внутрь поворота до тех пор, пока не появиться возможность полностью вдавить педаль "в пол" на второй части поворота, вылетая на прямую "старт-финиш" словно ракета.

Вот так. Для него это - раз плюнуть!

     "Настраивая машину на определённую трассу, пилот должен быть максимально сконцентрирован. Прежде всего, следует зафиксировать три стадии поворота. Затем, определив ориентиры и правильную траекторию, он должен стараться, как можно точнее отрабатывать их. При разном прохождении кругов машина тоже ведёт себя по разному, что создаёт дополнительные проблемы. Как только пилот выучит трассу, он должен быть способен пройти несколько кругов с одинаковым временем. Если каждый следующий круг похож на предыдущий, у пилота появляется больше возможностей для объективного анализа. Практически пилот сам становится ориентиром. Это требует огромного внимания к мелочам, но, совершая один одинаковый круг за другим, вы становитесь отличным тест-пилотом."
Из книги Алена Проста и Пьера-Франка Руссе "Competition Driving".
 
     Вся информация взята с сайта http://NewLink.ru
Календарь
«  Май 2024  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031
Мини-чат
200
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0