เรโนลต์ V8 F1 คุณสมบัติเครื่องยนต์: ระบบเชื้อเพลิง

ในปีนี้ ซึ่งเป็นปีสุดท้ายของ RS27 เราจะอธิบายระบบสำคัญแต่ละระบบของเครื่องยนต์ V8 อย่างละเอียด ในสัปดาห์นี้ เราจะพูดถึงระบบเชื้อเพลิง ซึ่งเป็นระบบสำคัญของรถยนต์ที่อยู่ตรงจุดเชื่อมต่อระหว่าง... เพลารถ และทีมเครื่องยนต์ – ทีมแชสซีทำหน้าที่ออกแบบและใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง ปั๊มยก และตัวเก็บรวบรวม ในขณะที่ทีมเครื่องยนต์รับผิดชอบปั๊มเชื้อเพลิงหลัก ตัวกรอง และหัวฉีด

ฟังก์ชั่นของระบบเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์คืออะไร?

หน้าที่ของระบบเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์คือการกู้เชื้อเพลิงจากถังเชื้อเพลิงและส่งไปยังเครื่องยนต์ที่ฉีดเข้าไปในแตรเพื่อผสมกับอากาศระหว่างทางเข้าสู่กระบอกสูบที่ส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศติดไฟเพื่อสร้าง แรงบิด น้ำมันเชื้อเพลิงจะต้องถูกส่งไปยังหัวฉีดด้วยความดันที่ถูกต้องเพื่อให้ปริมาณการฉีดสามารถวัดได้อย่างแม่นยำดังนั้นระบบเชื้อเพลิงได้รับการออกแบบมาเพื่อกู้เชื้อเพลิงจากถังและเพิ่มและควบคุมแรงดันนี้ด้วยปั๊มเครื่องจักรกลที่ซับซ้อน

ระบบเชื้อเพลิงเริ่มต้นด้วยเซลล์เชื้อเพลิง (ถังเชื้อเพลิง) ซึ่งตั้งอยู่ภายใน โมโนฮัลล์ อยู่ด้านหลังคนขับ แต่ด้านหน้าเครื่องยนต์ เป็นถังเชื้อเพลิงแบบยืดหยุ่นขนาดใหญ่ ป้องกันการรั่วซึม ทำจากวัสดุเกรดทหารที่ใช้ในอุตสาหกรรมขีปนาวิถี เพื่อบรรจุเชื้อเพลิงทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับรถแข่ง (ประมาณ 160 กิโลกรัม หรือ 230 ลิตร) ท่อส่งเชื้อเพลิงไปยังเครื่องยนต์ติดตั้งข้อต่อแบบแตกหักได้เมื่อแห้ง เพื่อป้องกันไม่ให้เชื้อเพลิงรั่วไหลจากท่อที่แตก หากเครื่องยนต์และตัวถังแยกออกจากกันในอุบัติเหตุ ซึ่งจะก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้อย่างชัดเจน ดังเช่นอุบัติเหตุไฟไหม้ครั้งใหญ่ในทศวรรษ 1970

ชิ้นส่วนของ Reanult เทอร์โบ V6 F1 เครื่องยนต์

น้ำมันเชื้อเพลิงในกระเพาะปัสสาวะนั้นขึ้นอยู่กับแรง g ด้านข้างและระยะยาวเนื่องจากการเข้าโค้งการเร่งและการเบรก ดังนั้นน้ำมันเชื้อเพลิงจึงลื่นไถลไปรอบ ๆ ถังโดยเลื่อนจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งไปมา ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะกู้เชื้อเพลิงเมื่อมันเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ในถังโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับต่ำ - ลองจินตนาการว่าการดื่มด้วยฟางจากการกระแทกรอบ ๆ บนถาดเปรียบเทียบกับการดื่มน้ำเดียวกันกับฟางในขวด!

ดังนั้นถังจึงมี“ ปั๊มยกไฟฟ้าแรงดันต่ำ” จำนวนหนึ่งซึ่งโดยทั่วไปคือ 3 หรือ 4 ของพวกมันซึ่งอยู่ในตำแหน่งที่จะดูดเชื้อเพลิงจากมุมถัง ตัวกรองที่เข้าสู่ปั๊มเหล่านี้จะป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดจากสิ่งสกปรกที่อาจเข้าสู่เซลล์เชื้อเพลิง ปั๊มยกส่งมอบให้กับเรือขนาดเล็กภายในเซลล์เชื้อเพลิงที่เรียกว่า "ตัวสะสม" ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความจุ 2.5 kg หรือ 3 L.

ตัวสะสมถูกกดอัดโดยปั๊มลิฟท์และมีเชื้อเพลิงเพียงพอที่จะป้อนปั๊มหลักอย่างต่อเนื่องแม้ว่าการจ่ายจากปั๊มลิฟท์จะไม่ต่อเนื่องในระดับเชื้อเพลิงต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งจำไว้ว่าเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยความเร็วเต็มจะต้อง 3.5 L / นาทีของเชื้อเพลิง ดูเหมือนขวดโซดาคว่ำ - นั่นคือสูงและบางเพื่อให้แน่ใจว่าการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงคงที่

ขั้นตอนต่อไปคือตัวรวบรวมจะส่งเชื้อเพลิงไปยังปั๊มเชื้อเพลิงที่ขับเคลื่อนด้วยกลไก ซึ่งจะส่งเชื้อเพลิงไปยังหัวฉีด จริงๆ แล้ว บทบาทของปั๊มหลักอาจเทียบได้กับเครื่องฉีดน้ำแรงดันสูงภายในบ้านที่ทำงานด้วยปุ่มกด โดยจะรับน้ำประปาที่มีแรงดันต่ำและส่งน้ำที่แรงดันสูงกว่ามากไปยังหัวฉีดเมื่อจำเป็น แต่เมื่อไม่กดปุ่ม ก็จะไม่มีการส่งน้ำใดๆ ออกไป

ปั๊มเป็นแบบกลไกทั้งหมดและต้องได้รับการปกป้องโดยตัวกรองละเอียดที่ทางเข้า ปั๊มนี้ให้อัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงเป็นสัดส่วนกับเครื่องยนต์ RPM เชื้อเพลิงที่เครื่องยนต์ใช้นั้นมีสัดส่วนประมาณ RPM ที่เค้นเต็มที่ แต่ที่เค้นปีกปิดเครื่องยนต์จะไม่ใช้เชื้อเพลิง เพื่อให้ตรงกับเชื้อเพลิงที่จ่ายให้กับน้ำมันเชื้อเพลิงที่ต้องการปั๊มหลักมีกลไกการเปลี่ยนตำแหน่งที่ทำงานโดยอุปกรณ์ควบคุมแรงดันที่ซับซ้อน

หลังจากผ่านปั๊มและตัวกรองสุดท้ายในรางเชื้อเพลิงแล้วเชื้อเพลิงจะถูกส่งไปยังหัวฉีดด้วยความดันสูง (95 bar) ข้อกำหนดทางเทคนิคห้ามไม่ให้มีแรงดันสูงกว่า 100 bar

หัวฉีดเป็นวาล์วโซลินอยด์ไฟฟ้ากลที่มีความแม่นยำซึ่งควบคุมโดย SECU (หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐาน) ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ควบคุมของ SECU เป็นแบบทั่วไปสำหรับทุกรุ่น F1 เครื่องยนต์ แต่การปรับเทียบนั้นฟรีภายในขอบเขตที่อนุญาต FIAเมื่อโซลินอยด์ได้รับพลังงาน เชื้อเพลิงจะถูกส่งเข้ามา โดยส่งด้วยแรงดันสูงเข้าไปในอากาศที่ดูดเข้าเครื่องยนต์ในจังหวะที่เหมาะสมที่สุดของรอบการทำงานของเครื่องยนต์ เพื่อให้การเติมเชื้อเพลิงในกระบอกสูบและการเตรียมส่วนผสมเป็นไปอย่างเหมาะสมที่สุด ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยส่งเสริมการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพและส่งผลให้สมรรถนะของเครื่องยนต์ดีขึ้น

ระบบเชื้อเพลิงเปลี่ยนไปอย่างไรในยุค V8

นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงตามปกติเนื่องจากการพัฒนารถยนต์ปีต่อปีรูปแบบโดยรวมของระบบได้เปลี่ยนเล็กน้อยนอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงขนาดของเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อรองรับการห้ามเติมน้ำมันตั้งแต่ใน 2010 ก่อนหน้านี้เซลล์เชื้อเพลิงอาจมีขนาดเล็กลง มีน้ำมันเชื้อเพลิงที่จำเป็นระหว่างหลุมหยุด (พูด 70kg) แต่ตอนนี้มันจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะถือเชื้อเพลิงสำหรับการแข่งขันทั้งหมด

เซลล์ที่มีขนาดใหญ่กว่าเน้นปัญหาของการกู้คืนเชื้อเพลิงครั้งสุดท้ายในถัง:

• ปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงตื้นขนาดใหญ่ที่ระดับถังต่ำทำให้การกู้คืนด้วยปั๊มยกทำได้ยากกว่า
• อุณหภูมิของเชื้อเพลิงก็เป็นสิ่งที่น่าเป็นห่วงเช่นกัน เชื้อเพลิงจะได้รับความร้อนจากการนำและการแผ่รังสีจากส่วนที่เหลือของรถยนต์ - ไอเสียเครื่องยนต์ ฯลฯ อุณหภูมิน้ำมันเชื้อเพลิงที่สูงขึ้นจะช่วยลดประสิทธิภาพของเครื่องยนต์และยังทำให้เชื้อเพลิงปั๊มยากขึ้นโดยปั๊มยก

มีการพัฒนาเพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบรถยนต์เพื่อลดการถ่ายเทความร้อนไปยังเชื้อเพลิง ข้อจำกัดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสูตรเชื้อเพลิง และการปรับปรุงการออกแบบเซลล์เชื้อเพลิงและปั๊มยก

ตอนนี้เราจะได้เห็นอะไรถ้าไม่มีเครื่องยนต์ค้าง

ในความเป็นจริงในกรณีนี้การพัฒนามีข้อ จำกัด ทางเทคนิคมากกว่าการหยุดเครื่องยนต์ ความดันในการฉีดถูก จำกัด ไว้ที่ 100 bar สูงสุด (หรือ 100 คูณความดันอากาศปกติที่ระดับน้ำทะเล) และหัวฉีดเดี่ยวต่อสูบจะต้องอยู่ในตำแหน่งทางเข้า

กฎระเบียบเหล่านี้มีการใช้ระบบฉีดแรงดันสูงเป็นพิเศษและการใช้ระบบฉีดตรงเข้าห้องเผาไหม้

หากมีอิสระทางเทคนิคมากขึ้น ก็เป็นไปได้ว่าจะต้องมีการพัฒนาระบบการฉีดที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งอาจมีหัวฉีดหลายตัวต่อกระบอกสูบ โดยจะมีแรงดันในการจ่ายอยู่ที่ประมาณ 500 บาร์ (แรงดันเท่ากับการอยู่ใต้น้ำลึก 5 กิโลเมตร หรือเทียบเท่ากับน้ำหนักช้างที่ทรงตัวบนแสตมป์ หรือเทียบเท่ากับคน 50 คนที่กำลังพยายามรองรับเครื่องบินจัมโบ้ XNUMX ลำ!)

เรโนลต์ ท่อไอเสีย RS27

ผลงานคืนทุนสำหรับงานนี้จะได้รับการปรับปรุงพลังความสามารถในการขับขี่และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง

สถิติและข้อเท็จจริงที่น่าสนใจใด ๆ

ที่ 18,000rpm - ก่อนที่ limiter จะเตะเข้า - หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกยิงหนึ่งครั้งทุก ๆ 6.6ms เป็นระยะเวลา 2.7ms ที่เค้นเต็มที่ เชื้อเพลิงที่ส่งมาจากการฉีดแต่ละครั้งคือ 0.049cc ประมาณปริมาณพิษเดียวกันในงู อย่างไรก็ตามน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้โดยเครื่องยนต์ที่เต็มคันเร่งในสภาพเดียวกันนั้นอยู่ระหว่าง 3.5L / นาทีและ 4L / นาทีขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมโดยประมาณครึ่งหนึ่งเท่ากับฝักบัวพลังน้ำปกติในระหว่างการอาบน้ำประจำวันของคุณ!

เกี่ยวกับผู้เขียน

Leopold

เลโอโปลด์ เพลสซิเยร์ ก่อตั้ง F1-Fansite.com ในปี 2001 และติดตามกีฬาฟอร์มูล่าวันมาตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 เขาเขียนบทความเกี่ยวกับเรื่องนี้เป็นประจำทุกวัน F1 ข่าวสาร, สุดสัปดาห์การแข่งขัน, นักแข่ง และประวัติศาสตร์ของกีฬาชนิดนี้

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง