Καύσιμα που χρησιμοποιούνται στη Formula 1

Καύσιμα που χρησιμοποιούνται στη Formula 1

Κανονισμοί καυσίμων στη Formula 1

Οι κανονισμοί καυσίμων της Formula 1 είναι αυστηροί. Ελέγχουν τη σύνθεση περιορίζοντας την περιεκτικότητα σε υδρογονάνθρακες που εισέρχονται στο τελικό προϊόν. Ένα μονοθέσιο της F1 πρέπει να αγωνιστεί με καύσιμο που μοιάζει πολύ με το αμόλυβδο σούπερ στην αντλία και συμμορφώνεται με δρακόντειους περιορισμούς: εκτός από έναν βαθμό - η βαθμολογία οκτανίων δεν είναι περιορισμένη . Έτσι, παρά τη φαινομενική αυστηρότητα, υπάρχει χώρος για ελιγμούς που επιτρέπει στους ερευνητές να κάνουν τη διαφορά. Εάν τα συστατικά που συνθέτουν το καύσιμο F1 είναι ρυθμισμένα και οι αναλογίες τους ελέγχονται, η συνταγή είναι σχεδόν δωρεάν.

Βελτιστοποίηση του ψεκασμού καυσίμου

Οι νέες μονάδες ισχύος έχουν άμεσο ψεκασμό, έτσι ώστε το καύσιμο να εγχέεται απευθείας στο θάλαμος καύσης όπως σε έναν σύγχρονο κινητήρα ντίζελ: οι μέγιστες στροφές περιορίζονται στις 15 000 σ.α.λ. . Στην πραγματικότητα, ο συνδυασμός μεταξύ της αναζήτησης αξιοπιστίας, του ορίου ροής καυσίμου και του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί το άπαχο μείγμα (Ένα άπαχο μείγμα ορίζεται από αναλογία αέρα/καυσίμου υψηλότερη από 14,7, που αντιστοιχεί στη στοιχειομετρία ενός καυσίμου βενζίνης) επιβάλλει μια λειτουργική στροφ. ζώνη περίπου 11 000 σ.α.λ. Ωστόσο, λόγω του άμεσου ψεκασμού, αυτή η νέα μονάδα ισχύος θα πρέπει να τροφοδοτείται από ένα καύσιμο που εξατμίζεται πολύ γρήγορα. Η έγχυση ενεργοποιείται κατά τη φάση συμπίεσης λίγο πριν την ανάφλεξη και τηνεγκεφαλικό επεισόδιο ισχύος. Διαχειρίζεται ηλεκτρονικά ώστε να είναι τόσο γρήγορο όσο και ακριβές. Ο ψεκασμός υψηλής πίεσης ευνοεί την εξάτμιση ενώ ο ψεκασμός της βενζίνης πηγαίνει σε φρέσκα αέρια και η εξάτμιση μπορεί επίσης να βελτιωθεί από την ποιότητα του καυσίμου . Οι ψεκασμοί πρέπει να είναι πολύ σύντομοι για να εξατμίζονται γρήγορα χωρίς να βρέχεται πολύ η επιφάνεια των εμβόλων ή τα χιτώνια του κυλίνδρου. Στο παρελθόν, η έμμεση έγχυση πάνω από τη βαλβίδα απαιτούσε περισσότερο χρόνο και η θερμοκρασία και η πίεση ήταν λιγότερο κρίσιμες.

Σταθεροποίηση της καύσης

Η λειτουργία ενός ηλεκτρικού κινητήρα στον άξονα του στροβιλοσυμπιεστή από τα καυσαέρια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι μια καινοτόμος τεχνολογία για τη συλλογή ενέργειας. Είναι αποτελεσματικό, όμως, μόνο όταν μπορεί να περάσει η μεγαλύτερη ποσότητα αερίου με την υψηλότερη δυνατή ταχύτητα πάνω από τη θερμή τουρμπίνα του turbo που τοποθετείται στο ρεύμα των καυσαερίων . Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να γίνει η βενζίνη ο κινητήρας λειτουργεί σαν ντίζελ με σημαντική περίσσεια αέρα, δημιουργώντας έτσι ένα πολύ λεπτό μείγμα καυσίμου/αέρα. Εκτός από την ταχεία ανάφλεξη, απαιτείται η διαμόρφωση ενός καυσίμου που να παρέχει σταθερή καύση σε συνθήκες άπαχου μείγματος. Πρέπει επίσης να διασφαλίζει την ψύξη και τη συμπεριφορά των αντλιών καυσίμου, συμπεριλαμβανομένης της αντλίας τροφοδοσίας στη δεξαμενή καυσίμου, η οποία αυξάνει την πίεση κατά μερικά bar, και τροφοδοτεί την αντλία υψηλής πίεσης που δημιουργεί την πίεση ψεκασμού.

Περιορίζοντας το χτύπημα

Ο ρόλος του καυσίμου μπορεί να συνοψιστεί σε λίγες μόνο λέξεις. Για να απελευθερωθεί η ισχύς πρέπει να καεί πολύ γρήγορα και επομένως πρέπει να εξατμιστεί πολύ γρήγορα με ομοιογενή τρόπο. Μετά την ανάφλεξη, η εξάπλωση της φλόγας πρέπει να είναι σχεδόν στιγμιαία χωρίς να προκαλεί χτύπημα. Οι κινητήρες τούρμπο είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς σε αυτό το φαινόμενο, καθώς έχουν υψηλότερο θερμικό φορτίο και φορτίο πίεσης από τους κανονικά αναπνευστικούς κινητήρες.



Το χτύπημα είναι η ανεξέλεγκτη καύση που προκαλεί εκρήξεις, οι οποίες εξαπλώνονται με μεγάλη ταχύτητα στον θάλαμο καύσης. Αυτό το εκρηκτικό φαινόμενο παράγει κύματα πίεσης υψηλής ταχύτητας που αναπηδούν από τους τοίχους προκαλώντας ταλαντώσεις με μεγάλο πλάτος πίεσης. Οι συνέπειες είναι: απότομοι ήχοι, καταστροφή της εσωτερικής δυναμικής των αερίων στον θάλαμο καύσης και μεταφορά θερμότητας μεταξύ των καμένων αερίων και του μετάλλου. Έτσι, σε λίγα δευτερόλεπτα ένα έμβολο μπορεί να τρυπηθεί ή να καταστραφεί με σύντηξη. Η ποιότητα του καυσίμου παίζει σημαντικό ρόλο στον περιορισμό των κρουσμάτων και η υψηλότερη βαθμολογία οκτανίων θα καθυστερήσει την εμφάνιση του κρουστικού .

Συστατικά μη απολιθωμένης προέλευσης

Από το 2008, ο νόμος επιβάλλει συστατικά μη ορυκτής προέλευσης στα καύσιμα – τα βιοκαύσιμα. Ένα από τα θεμελιώδη στοιχεία της συνταγής είναι η υποχρέωση ενσωμάτωσης 5,75 τοις εκατό (σε μάζα) ανανεώσιμων συστατικών στα καύσιμα. Αυτά τα μη απολιθωμένα μόρια μπορεί να περιέχουν οξυγόνο, καθώς και αιθανόλη και υδρογονάνθρακες που λαμβάνονται από την αποσύνθεση από βακτήρια φυτικών απορριμμάτων, τα οποία δεν αποτελούν μέρος της αλυσίδας κατανάλωσης τροφίμων. Είναι δεύτερης γενιάς ή ανανεώσιμα βιοκαύσιμα. Σημείωση: Το οξυγόνο που βρίσκεται μερικές φορές σε αυτά τα βιοσυστατικά περιορίζει τη θερμογόνο δύναμη. εξ ου και η διαθέσιμη ενέργεια στο καύσιμο, αλλά παρέχει συστατικά όπως το αλκοόλ, τα οποία δίνουν υψηλή βαθμολογία οκτανίων . Η ανάλυση της καύσης είναι ζωτικής σημασίας για να βρεθεί ο καλύτερος συμβιβασμός στον turbo κινητήρα μεταξύ της αξιοπιστίας που παρέχεται από την υψηλή βαθμολογία οκτανίων και της μέγιστης διαθέσιμης ισχύος.

Πρόσθετα

Τα πρόσθετα είναι ζωτικής σημασίας για την αξιοπιστία του κινητήρα, τόσο για την αποφυγή αστοχίας όσο και για την προοδευτική απώλεια ισχύος κατά τη διάρκεια της ζωής του. Τα πρόσθετα καυσίμου θα επιτρέψουν να μειώστε την τριβή στους δακτυλίους, αποτρέψτε τη δημιουργία εναποθέσεων στις κορώνες των εμβόλων και τις ζεστές περιοχές του κινητήρα, λιπάνετε τις αντλίες βενζίνης υψηλής πίεσης και αποτρέψτε την όπλιση των μπεκ . Αυτά τα ενεργά μόρια έχουν διαφορετικές ιδιότητες: καθαρισμό, αντιδιαβρωτικό, αντιοξειδωτικό, μείωση του γαλακτώματος με τον αέρα, τροποποίηση των τριβών, βελτίωση της καύσης και ο αριθμός οκτανίων.

Το τελικό αποτέλεσμα

Είναι ένα καύσιμο που αποτελείται από δεκάδες συστατικά ειδικά σχεδιασμένα για τη μονάδα ισχύος Renault Energy 2014-F1 που εγγυάται βελτιστοποιημένη απόδοση. Ο υπερτροφοδοτούμενος V6 κινητήρας Renault τροφοδοτείται από μια αμόλυβδη σούπερ βενζίνη με υψηλή βαθμολογία οκτανίων (ιδιότητες κατά της έκρηξης και απολαβή ισχύος), βελτιωμένη σταθερότητα καύσης (αντίκτυπο) και υψηλό ενεργειακό περιεχόμενο.Κάθε φορά που αλλάζει το σκεύασμα απαιτείται νέα επικύρωση. Η διαδικασία έγκρισης διαρκεί συνήθως τρεις έως τέσσερις εβδομάδες.

Η ανάπτυξη των καυσίμων της Formula 1

Πολυάριθμες εξελίξεις καυσίμων F1 δοκιμάζονται κάθε σεζόν. Μόλις επιλεγεί και επικυρωθεί η βέλτιστη σύνθεση από τη Renault Sport F1, η Total εγκρίνει το προϊόν με τη FIA (Διεθνής Ομοσπονδία Αυτοκινήτων). Είναι το πιστοποιητικό γέννησης του καυσίμου. Περίπου δέκα λίτρα αποστέλλονται στο εργαστήριο της Ομοσπονδίας στη Μεγάλη Βρετανία για να λάβουν τη συμφωνία του νομοθέτη. Η ανάλυση αυτού του δείγματος με αέρια χρωματογραφία δίνει τον γενετικό κώδικα του καυσίμου, ο οποίος θα χρησιμεύσει ως αναφορά μέχρι την έγκριση της επόμενης παρτίδας. Ένα άλλο βαρέλι 25 λίτρων αποστέλλεται σε έναν από τους παρόχους υπηρεσιών της FIA για τη βαθμονόμηση του μετρητή ροής καυσίμου των αυτοκινήτων. Κάθε φορά που αλλάζει το σκεύασμα απαιτείται νέα επικύρωση. Η διαδικασία έγκρισης διαρκεί συνήθως τρεις έως τέσσερις εβδομάδες .

Αναλύοντας τη συμμόρφωση στο γκραν πρι

Η FIA λαμβάνει δείγματα καυσίμου σε τυχαία βάση κατά τη διάρκεια αγώνα τα Σαββατοκύριακα και παίρνει επίσης ένα δείγμα από τα αυτοκίνητα από τους οδηγούς που τερματίζουν στην πρώτη 3άδα, ένας άλλος τρόπος να πούμε ότι τα καύσιμα Total έχουν υποβληθεί στους μεγαλύτερους ελέγχους τις τελευταίες σεζόν! Πολυάριθμες παράμετροι μπορεί να αλλάξουν ένα καύσιμο σε σύγκριση με το αναγνωρισμένο περιεχόμενό του: ένας διαλύτης που εξακολουθεί να υπάρχει μετά τον καθαρισμό της αντλίας καυσίμου ή του ρεζερβουάρ καυσίμου και η εξάτμιση των ελαφρύτερων μορίων εάν ένα αυτοκίνητο έχει λειτουργήσει με χαμηλό φορτίο καυσίμου. Η αλλαγή της σύνθεσης σε σύγκριση με την αναφορά της μπορεί να οδηγήσει σε αποκλεισμό ενός οδηγού ή της ομάδας του. Για να διασφαλιστεί ότι το καύσιμο που χρησιμοποιείται συμμορφώνεται πάντα με τον καταχωρημένο γενετικό κώδικα, η Total φέρνει ένα χρωματογράφο στα κυκλώματα. Αυτό το μηχάνημα που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο μπορεί να αναγνωρίσει τα μόρια που υπάρχουν στο καύσιμο σε καθημερινή βάση.

Πηγή: Σύνολο

Η γνώμη του Romain:

Φαίνεται ότι οι περιορισμοί είναι πολύ μεγαλύτεροι στα καύσιμα φέτος, με τους κινητήρες V6 του 2014. Πόσες διαφορετικές φόρμουλες πιστεύετε ότι έχει κάνει η Total πριν φτάσει σε ένα ικανοποιητικό αποτέλεσμα για τις ομάδες; Πιστεύετε ότι θα δούμε βλάβες του κινητήρα κατά τη διάρκεια των αγώνων ή των δοκιμών του 2014 λόγω φαινομένων κρούσης;