Технические вопросы

[Бугагатор]

что значит "активная подвеска"? в том смысле в каком это понимаю я, активная подвеска в Ф1 запрещена регламентом, никаких управляющих механизмов или электроники.

очевидно он просит дать ссылку на то, как оно работало пока не было забанено...

[Amibobus]

Не кто не даст ссылки на принципы работы активных подвесок в Ф1? Как устроены исполняющие устройства, принципы регулирования.

Активная подвеска

Журнал "За рулем", июнь 1990, стр. 18

Текст: М. Дьяков

За последнее десятилетие, по мнению английского журнале «Отокар энд мотор», так называемая активная подвеска колес явилась самым радикальным и полезным новшеством в автомобилестроении. Пока она применяется на гоночных автомобилях формулы 1, но...

Наименование «активная» эта система получила потому, что она самостоятельно изменяет свои параметры в процессе тренировок или гонок применительно к характеру трассы с помощью бортового компьютера.

Первой начала работать в этом направлении фирма «Лотос» (1981—1982 гг.). Под руководством Питера Райта была создана подвеска, которая пропорционально ходу колеса становилась все более жесткой. Для этого использовался гидроэлемент, действовавший по мере растяжения или сжатия именно как пружина переменной жесткости, характер работы которого жестко задается компьютером, а точнее, заложенной в него программой. Компьютер, расположенный под сиденьем гонщика, постоянно изменяет параметры подвески. Его командные сигналы управляют работой насоса, который нагнетает жидкость к гидравлическим элементам, расположенным не каждом колесе. А формирует эти сигналы компьютер на основе той информации, которую ему постоянно сообщают датчики, акселерометры и потенциометры, расположенные по всей машине. Они регистрируют скорость машины, боковые и продольные ускорения при поворотах, разгонах, торможениях и другие данные.

Время между поступлением информации и выдачей команды сокращается по мере совершенствования электроники и прогресса в технологии изготовления гидравлических систем высокого давления, в частности гидроклапанов. Теперь уже ставится вопрос об использовании лазерных датчиков — они смогут заблаговременно выявлять неровности дороги, и тогда командные сигналы станут поступать заранее, а не в момент контакта переднего колеса с препятствием. Такие работы ведутся, и не только «Лотосом».

Райт сравнивает активную подвеску с мускулами человека. Если система из стальных пружин и амортизаторов осаживается под нагрузкой, то мускулатура просто твердеет. Попробуйте поднимите на плечи любую посильную тяжесть. Ваш рост совсем не изменится. Главное состоит а том, чтобы научить мозг опознавать эту нагрузку и сообщать о ней мускулам — в нашем случае активным гидроэлементам, чтобы они отреагировали должным образом.

Колин Чэпмен, главный конструктор фирмы «Лотос», дал добро на разработку новой системы в 1983 году. Терять время было никак нельзя — в формуле 1 все стремительно меняется. И уже через шесть месяцев первая экспериментальная активная подвеске без пружин с гидроэлементами была испытана на легковом «Лотосе-эспри». В том же году Чэпмен вознамерился применить ее и на гоночном «Лотосе-92». Подвеской управлял аналого-цифровой компьютер, имевший больше возможностей, чем его предшественник на «Лотосе-эспри». Конструкция, однако, получилась тяжелой, сырой и ненадежной. В то же время первые выступления на этапах чемпионата мира в Бразилии и США подтвердили работоспособность системы, которая не только успешно функционировала на скоростям примерно 300 км/ч, но и справлялась на поворотах с нагрузками от боковых ускорений около Зg.

Следующая конструкция, которую оснастили уже цифровым компьютером с большей скоростью и точностью выполнения операций, была свободна от детских болезней первых двух вариантов. Ее ставили на «Лотос-99Т» и «Лотос-100Т». Любопытная деталь: в независимой подвеске этих машин параллельно активной системе работали для подстраховки обычные пружины (лишь на случай выхода из строя электроники).

Сердце всей системы, примененной на «Лотосе-99Т», это приводимый от одного из распределительных валов гидравлический насос, который под давлением подает жидкость к гидроэлементам. Из пяти прецизионных гидроклапанов «Муг» изменяемой пропускной способности один подсоединяется к насосу, а четыре обслуживают упругие элементы колес. Выполняя роль интерфейса между электроникой и гидравликой, клапаны по команде компьютера изменяют жесткость гидроэлемента. Гидравлический аккумулятор поддерживает давление в системе на крутых поворотах, когда обороты двигателя резко падают. Он соединен трубками высокого давления с гидравлическими упругими элементами каждого колеса.

Несколько слов о компьютерной системе. Когда гоночный автомобиль останавливается в сервисно-ремонтных боксах, бортовой компьютер подключают к стационарному, более мощному- электронному устройству. С его помощью инженеры могут изменить программу, задать иные значения для множестве параметров, от которых зависит поведение автомобиля на трассе. Можно задать программу, заставляющую даже машину крениться на поворотах внутрь или поднимать нос при самых резких торможениях.

Потенциальные возможности новой системы подвески настолько велики, что успехи, достигнутые за последнее время, можно расценить как очень скромные. По мнению Питера Варра, технического и спортивного директора «Лотоса», она еще не начала работать с полной отдачей.

А каковы минусы? «Сконцентрировав внимание на активной подвеске, — говорит Варр, — мы упустили из виду другие аспекты. Компьютеризованная система увеличила массу машины на 10—12 кг. Кроме того, гидравлический насос отбирает часть мощности двигателя и повышает расход горючего».

Исследования в области активной подвески вела в свое время и компания «Отомоутив Продактс» — она занималась системой типа «Ситроен». В 1985 году фирма «Вильямс», заручившись ее поддержкой, взялась за разработку активной подвески для свои, автомобилей формулы 1.

В этой подвеске гидравлический насос аналогичен установленному в «Лотосе», приводится также от двигателя и поддерживает постоянное давление в газожидкостном аккумуляторе. С колесами связаны гидравлические цилиндры — они выполняют роль пружин. Их гидроклапаны регулируют поток жидкости, которая определяет положение поршня в цилиндре. С поршнем связан реостат, передающий на компьютер сигналы о его движении. Компьютер программируется для выдачи команд на блок гидроклапанов. Последние подсоединены к шаровой емкости с газом, отделенным диафрагмой от жидкости, которая находится под давлением.

Вот мнение главного конструктора фирмы «Вильямс» Патрика Хеда: «Мы не ставили задачу добиться реакции подвески в момент, когда колесо проходит по какой-либо неровности. Необходимо было получить ответ после происшедшего толчка, когда поршень движется в цилиндре, играя роль пружины, которая растягивается или сжимается, чтобы сохранить постоянное расстояние между днищем кузова и дорожным покрытием. Мы лишь пытаемся регулировать дорожный просвет независимо от нагрузок на машину».

Пока «Лотос» действовал в направлении улучшения условий движения автомобиля и работы гонщика, инженеры «Вильямса» не витали в облаках. В их постановке вопроса скорость превалировала над комфортом. Однако их конструкцию можно отрегулировать так, чтобы оба эти фактора органически сочетались. Система «Вильямса» хотя и увеличивает массу автомобиля, поглощает всего лишь 5 л. с. мощности двигателя.

«Вильямсу» легче работать со своей подвеской — на машине меньше датчиков, и специалисты команды не захлебываются в потоке информации. Другими словами, активная система «Лотоса» слишком сложна даже для формулы 1.

Подвеска колес, управляемая компьютером, начала находить применение, правда, в несколько упрощенной форме, и на серийных легковых автомобилях (ЗР, 1987, № 1). Более того, корпорация «Дженерал Моторс» (США) проявила немалый интерес к подвеске «Лотос» и в 1991 году начинает комплектовать ею машины «Шевроле-ЗетР-1». Но первая серийная модель в мире с такой системой это «Ниссан-инфинити-К45», которая уже выпускается. Таким образом, недавние секреты «Лотоса» и «Вильямса» становятся достоянием многих тысяч автомобилистов.

[Алексей27]

Не кто не даст ссылки на принципы работы активных подвесок в Ф1? Как устроены исполняющие устройства, принципы регулирования.

[Шурег]

Посетила меня тут опять очередная сумасшедшая мысль. Хочу поделиться.

На одной из маших этого года (не буду тыкать на рояль в кустах пальцем ) задний диффузор удерживается на чем-то вроде тросиков. Ну так вот, мысль заключается в том, что выхлопные газы, которые выводятся где-то в том же районе над диффузором, нагревают эти тросики, вледствии чего те удлиняются и диффузор прижимается ближе к полотну трассы. Причем система должна без проблем проходить тесты ФИА, т.к. до проверок все это дело остывает и диффузор возвращается в исходное положение.

Чтобы было понятно о чем я:

Немного цифр

Допустим эти тросики изготовлены из магния. Коэф. теплового расширения 25*10^{-6 o}С^-1.

При следующих допущениях: магний, горизонтальная проекция тросика 50 см, вертикальная 5 см, нагрев 200^оС, получим изменеие высоты на 2 см.

Это я выбрал реалистичный с моей точки зрения материал-металл с высоким коэффициентом теплового расширения. У других материалов этот коэффициет бывает на порядок больше, но они легкоплавкие, хотя я не материаловед, возможно есть и подходящие. Либо можно вообще применить материал с эффектом памяти. Как-то так.

[Aficionado]

Посетила меня тут опять очередная сумасшедшая мысль. Хочу поделиться.

На одной из маших этого года (не буду тыкать на рояль в кустах пальцем ) задний диффузор удерживается на чем-то вроде тросиков. Ну так вот, мысль заключается в том, что выхлопные газы, которые выводятся где-то в том же районе над диффузором, нагревают эти тросики, вледствии чего те удлиняются и диффузор прижимается ближе к полотну трассы. Причем система должна без проблем проходить тесты ФИА, т.к. до проверок все это дело остывает и диффузор возвращается в исходное положение.

Здрасьте. Нафига козе баян, а болиду - потеря прижимной силы? Как раз чем выше диффузор - тем лучше.

[Шурег]

Здрасьте. Нафига козе баян, а болиду - потеря прижимной силы? Как раз чем выше диффузор - тем лучше.

я огорчен. Пришел и весь кайф обломал. Не мог издалека, чтоль, зайти? Ну вообще да, похоже ты прав - в результате поперечное сечение станет меньше и будет хужЕй. Я пошел по аналогии с передним антикрылом и днищем. Хотя я все же надеюсь, что не все так однозначно и какой-то профит в опускании диффузора таки есть. Иначе можно сделать сзади клиренс побольше - вот тебе и высокий диффузор. Ну или в поддержку моей теории - замутить материал, который при нагревании уменьшается, тогда она в силе.

[Aficionado]

я огорчен. Пришел и весь кайф обломал. Не мог издалека, чтоль, зайти? Ну вообще да, похоже ты прав - в результате поперечное сечение станет меньше и будет хужЕй. Я пошел по аналогии с передним антикрылом и днищем. Хотя я все же надеюсь, что не все так однозначно и какой-то профит в опускании диффузора таки есть. Иначе можно сделать сзади клиренс побольше - вот тебе и высокий диффузор. Ну или в поддержку моей теории - замутить материал, который при нагревании уменьшается, тогда она в силе.

Можно и издалека, с разбегу. Но будет больней.

Материал, который при нагреве существенно сжимается? Это должно быть что-то очень хитрое. И такое супер-пупер-ноу-хау-но-никому-не-скажу надо прятать поглубже, чтобы никто не заметил. А не тросики делать.

[karramba]

Можно и издалека, с разбегу. Но будет больней.

Материал, который при нагреве существенно сжимается? Это должно быть что-то очень хитрое. И такое супер-пупер-ноу-хау-но-никому-не-скажу надо прятать поглубже, чтобы никто не заметил. А не тросики делать.

Плутоний вам подойдет?

Это фишка этого металла, сжиматься при нагреве.

[Maverick23Rus]

Материал, который при нагреве существенно сжимается?

к примеру обычное железо при нагревании свыше 770°С уменьшается в объеме

правда не знаю, до какой степени

[WhiteCoffee]

А можно сделать заднюю подвеску болида Ф1 вообще без рычагов или это запрещено?

Каким образом: например завязать на заднее крыло, сделать некоторое подобие стоек макферсон

[Шурег]

Материал, который при нагреве существенно сжимается? Это должно быть что-то очень хитрое. И такое супер-пупер-ноу-хау-но-никому-не-скажу надо прятать поглубже, чтобы никто не заметил. А не тросики делать.

ЫТросики -- чтобы никто не догадался.

Никто больше так не крепит. ИМХО проще, и выгоднее с точки зрения аэродинамики, продольными вертикальными пластинами, скажем, к крылу прикрепить.

По поводу материалов:

Тынц. Правда не металл, оксид. Но с его применением, как я понял, изготавливают композитные материалы, обладающие такими же свойствами (но в меньшей степени, естественно).

И продолжу мысль о материалах с эффектом памяти. Можно из такого материала (нескольких разных, либо реверсивного, см. ссылку) свить трос, который при нужных температурах будет сворачиваться/разворачиваться, соответственно укорачиваясь/удлиняясь.

[WhiteCoffee]

Кстати насчет химии: можно сделать верхний воздуховод с сотами обработанными химическим веществом, которое будет существенно охлаждать температуру поступающего в двигатель воздуха?

Это повысит мощность мотора, в WRC нечто похожее используется, только намного проще: стоит бачок с водой и распылитель.

[Шурег]

А можно сделать заднюю подвеску болида Ф1 вообще без рычагов или это запрещено?

Каким образом: например завязать на заднее крыло, сделать некоторое подобие стоек макферсон

Тех. регламент предписывает два рычага. Макферсон нельзя. Но, судя по Вильямсу, рычаги не обязательно треугольные. Кроме того у Макферсона кривая кинематика.

Кстати можно замутить рычаг с большой площадью или с большим количеством тяг и получить дополнительные антикрылья. Там вроде разрешен наклон рычагов в 5^о к горизонтали.

[tambourine]

Кстати насчет химии: можно сделать верхний воздуховод с сотами обработанными химическим веществом, которое будет существенно охлаждать температуру поступающего в двигатель воздуха?

Это повысит мощность мотора, в WRC нечто похожее используется, только намного проще: стоит бачок с водой и распылитель.

очень много надо будет этого вещества и оно должно а) распадаться с образованием газообразных продуктов б) делать это эндотермически. В этом случае выгода будет максимальна: увеличение объема выхлопных газов и понижение их температуры. Да, кстати, о объеме: понижение температуры выхлопных газов приведет к уменьшению их объема (и/или давления), что не очень хорошо для аэродинамики

[WalerijPWW]

Тех. регламент предписывает два рычага. Макферсон нельзя. Но, судя по Вильямсу, рычаги не обязательно треугольные. Кроме того у Макферсона кривая кинематика.

Кстати можно замутить рычаг с большой площадью или с большим количеством тяг и получить дополнительные антикрылья. Там вроде разрешен наклон рычагов в 5^о к горизонтали.

Вот этого как раз нельзя. По-моему РедБуллу в прошлом году предписали изменить форму слишком уж аэродинамических и больших по площади рычагов подвески.

[John Dorean]

Тех. регламент предписывает два рычага. Макферсон нельзя. Но, судя по Вильямсу, рычаги не обязательно треугольные. Кроме того у Макферсона кривая кинематика.

Кстати можно замутить рычаг с большой площадью или с большим количеством тяг и получить дополнительные антикрылья. Там вроде разрешен наклон рычагов в 5^о к горизонтали.

а можно пунктик из регламента?

[deadbeef]

Тех. регламент предписывает два рычага. Макферсон нельзя. Но, судя по Вильямсу, рычаги не обязательно треугольные. Кроме того у Макферсона кривая кинематика.

Кстати можно замутить рычаг с большой площадью или с большим количеством тяг и получить дополнительные антикрылья. Там вроде разрешен наклон рычагов в 5^о к горизонтали.

сложно. во-первых наклон не более 5 градусов, во-вторых все элементы подвески должны иметь симметричную форму относительно своей главной оси, в-третьих любая "неструктурная" часть подвески рассматривается как часть аэродинамического обвеса и подпадает подо все соответствующие ограничения типа неподвижности, видимости из-под днища и так далее. то есть что-то может быть и получают из аэродинамики подвески, но это не тот момент, на котором можно существенно выиграть.

[WhiteCoffee]

очень много надо будет этого вещества и оно должно а) распадаться с образованием газообразных продуктов б) делать это эндотермически. В этом случае выгода будет максимальна: увеличение объема выхлопных газов и понижение их температуры. Да, кстати, о объеме: понижение температуры выхлопных газов приведет к уменьшению их объема (и/или давления), что не очень хорошо для аэродинамики

Стоп. а при чем тут выхлоп?

я говорил о впуске. на впуске охлаждать воздух с помощью химии. Даже не знаю, ну например сделать в верхнем воздухозаборнике соты тончайшие стенки которых заполнить например сухим льдом.

[daszip]

Стоп. а при чем тут выхлоп?

я говорил о впуске. на впуске охлаждать воздух с помощью химии. Даже не знаю, ну например сделать в верхнем воздухозаборнике соты тончайшие стенки которых заполнить например сухим льдом.

Тут проблема охлаждения, т.к. поток воздухозаборника течет с большой скоростью и успевать охлаждаться не будет, плюс к этому за гонку объём воздуха будет существенным и наверняка льда не хватит.

По идее можно за счет сжатия и разрежения воздуха добиться охлаждения, но такая система может себя не оправдать.

И кстати не понятно как охлаждение повышает мощность ДВС.

[Snob]

Стоп. а при чем тут выхлоп?

я говорил о впуске. на впуске охлаждать воздух с помощью химии. Даже не знаю, ну например сделать в верхнем воздухозаборнике соты тончайшие стенки которых заполнить например сухим льдом.

Сухой лёд - это, наверное, всё таки жесть...

Можно пытаться мутить с эффектом Пельтье, но это всё равно "имитация секса левой рукой"...

Энергоэффективность не та...

[Snob]

Тут проблема охлаждения, т.к. поток воздухозаборника течет с большой скоростью и успевать охлаждаться не будет, плюс к этому за гонку объём воздуха будет существенным и наверняка льда не хватит.

По идее можно за счет сжатия и разрежения воздуха добиться охлаждения, но такая система может себя не оправдать.

И кстати не понятно как охлаждение повышает мощность ДВС.

Плотность воздуха выше > больше кислорода в объёме > больше топлива окисляется (сгорает) > больше момент

где ρ — плотность воздуха, p — абсолютное давление, R — универсальная газовая постоянная для сухого воздуха (287,058 Дж⁄(кг·К)) и T — абсолютная температура в Кельвинах

[Алексей27]

А можно сделать заднюю подвеску болида Ф1 вообще без рычагов или это запрещено?

Каким образом: например завязать на заднее крыло, сделать некоторое подобие стоек макферсон

Разве в подвесках МакФерсона нет рычагов?

Была получена дальнейшим развитием подвески на двойных поперечных рычагах, но имеет лишь один поперечный рычаг внизу, взамен же второго рычага применён высоко расположенный под крылом шарнир

http://ru.wikipedia.org/wiki/Макферсон_(авто)

[pilgrim]

Это вопрос или уже реальная проблема?

«Высокий износ резины - высокий риск для Pirelli».

«Да, резиновые шарики всегда были частью всех предсезонных тестов, но необычно то, что ими заполнены даже прямые участки трассы. Обычно такие ошметки концентрируются вблизи поворотов и представляют собой отслоения от боковой части покрышки. Но тонны подобной грязи на прямых - это что-то абсолютно новое.

Еще большее беспокойство вызывает размер этих отслоений. Зачастую для того, чтобы описать увиденное, недостаточно словосочетания "кусок резины". Для этого потребуется выдумать новое слово, например "кусманище".

Такие размеры этих частей позволяют предположить, что по ходу движения машины формируются большие сгустки резины, которые затем отрываются. Их размер может быть эквивалентен руке взрослого человека. Один из подобных сгустков нашли на главной прямой трассы в Каталонии.

Ряд машин уже ощутили вес этой массы на себе. С повреждениями антикрыльев и боковых аэродинамических элементов пилоты вынуждены были возвращаться в боксы, а затем наблюдать нетронутое лакокрасочное покрытие машины с прилипшим к нему куском Pirelli.

Если такие сгустки могут нанести повреждения машинам, то можно только догадываться, что будет, если эта масса попадет в человека. Особенно если речь идет о Гран При Монако или Сингапура, где зрители следят за гонкой с более близкого расстояния.

Столь же невероятными будут последствия попадания такого кома резины в пилота, идущего позади другой машины (также, как на Гран При Венгрии 2009 года пружина от Brawn Рубенса Баррикелло угодила в Фелипе Массу, в результате чего он досрочно завершил сезон».

[GelioSKA]

Если такие сгустки могут нанести повреждения машинам, то можно только догадываться, что будет, если эта масса попадет в человека. Особенно если речь идет о Гран При Монако или Сингапура, где зрители следят за гонкой с более близкого расстояния.

Источник есть у этой информации?

Почему команды и пилоты не говорят о подобных проблемах?

[Amibobus]

На счёт подвесок на примерах.