[Praetorian]

BMW сравнивает восьмицилиндровый двигатель с десятицилиндровым
Новые правила 2006 года создают проблемы

Решение перейти с десятицилиндрового двигателя на восьмицилиндровый в Формуле-1 было принято в конце 2004 года, оставив специалистам время в течение 2005 года, чтобы сфокусировать усилия на этих новых правилах. 2006 год будет кульминацией фазы перехода.

- Разработка восьмицилиндрового двигателя для Формулы-1 стала серьезным вызовом для наших инженеров, особенно учитывая то, что в их распоряжении оказалось не так много времени, - объяснил директор BMW Motorsport Марио Тейссен. Восьмицилиндровый двигатель совершенно отличается от десятицилиндрового. Потеря в мощности примерно пропорциональна 20 процентам уменьшения размеров. Поэтому я бы ожидал, что время быстрого круга упадет примерно на одну-две секунды. Для гонщиков сокращение мощности будет в первую очередь означать, что машина будет тратить значительно больше времени на круг на высоких оборотах. Основной приоритет - надежность. Мы не можем дождаться, когда сможем опробовать двигатель в деле 12 марта в Бахрейне. Только тогда мы получим реальное представление о том, кто хорошо приготовил свое домашнее задание.

Различия

Хотя восьмицилиндровый, в котором цилиндры располагаются под другим углом, в 90 градусов, и выглядит почти как урезанный десятицилиндровый, технически это совершенно другая модель с другими специфическими требованиями. В восьмицилиндровом двигателе отдельная система поджига, что требует совершенно другого дизайна. Если в десятицилиндровом двигателе BMW Формулы-1 угол расположения цилиндров составлял 72 градуса, в восьмицилиндровом двигателе могут либо 4 блока цилиндров под углом 90 градусов, или 4 блока под углом 180 градусов.

В стандартных двигателях предполагается угол в 90 градусов для обеспечения лучшей динамики, но вариант со 180 градусами лучше подходит дизайну гоночной машины. Таким образом, с одной стороны получается улучшение надежности двигателя, а с другой ухудшение динамики.

Однако, механическая динамика и вибрация являются достаточно важной областью для разработки нового поколения двигателей Формулы-1. Восьмицилиндровый двигатель обладает другим тактовым периодом и интервалом, в отличие от своих десятицилиндровых предшественников, что привело к совершенно другой ситуации в том, что касается вибрации. Десятицилиндровый двигатель достигает критического уровня вибрации между 12000 оборотов и 14000. Однако, это не было проблемой, т.к. двигатель не так много времени работал на этих оборотах, и охлаждался сразу после того, как гонщик увеличивал обороты. Таким образом, вибрация не была проблемой. А вот восьмицилиндровый двигатель, с другой стороны, не так прост. Его уровень вибраций достигает критической отметки позже, чем у десятицилиндрового, примерно начиная с 16000 оборотов, - и продолжает расти. Таким образом, становится невозможным пройти сложный участок и потом расслабиться.

Сейчас проблема возрастающей вибрации должна быть решена прежде всего. Если не справиться с вибрацией, она укоротит срок службы двигателя и увеличит нагрузку на шасси. Чтобы решить эту проблему, подсчеты и анализ по каждому из компонентов двигателя должны быть полностью надежны. Однако анализ отдельных компонентов, лишь часть общей проблемы. Главная задача в том, чтобы определить, как они работаю вместе и относительно друг друга в общей системе.

Запреты

Уменьшение массы должно бы означать уменьшение уровня вибрации. Однако правила существенно подкосили естественную тенденцию среди команд стремиться использовать все более экзотические и дорогие ультра-легкие материалы и сплавы. Инженеры работают с разрешенным титаниевым и алюминиевым сплавом, как предписано правилами. Новый восьмицилиндровый двигатель будет тяжелее своего предшественника, хотя двигатель 2005 года заключал в себе два лишних цилиндра. Двигатель этого года оттянет чашу весов не меньше чем на 95 килограмм. Это включает в себя полную систему деталей, в том числе воздушный фильтр, систему поджига и инжекторную систему, сенсоры и датчики, резервуары со смазкой и охладителем и другое. Сюда не входит жидкость, жаропрочные щиты, бензобаки, аккумуляторы и гидравлический насос.

В добавок к этому, новые правила гласят, что центр тяжести двигателя должен быть как минимум в 165 миллиметрах выше нижней границы уровня топлива. Экспертам ранее удалось понизить центр тяжести десятицилиндрового двигателя, чтобы улучшить управляемость машины. Однако, горизонтальная и вертикальная позиция центра тяжести восьмицилиндрового двигателя должна быть в геометрическом центре двигателя (плюс-минус 50 мм). Для технической комиссии проверка, все ли в порядке, теперь будет состоять не просто из взвешивания. Сейчас для того, чтобы убедиться, что все правила соблюдены, необходимо два уровня взвешивания и последующие расчеты по установленным правилам.

То, что раньше держалось в строжайшем секрете, толщина стенок цилиндров, теперь уменьшена до максимума в 98 миллиметров. Расстояние между цилиндрами тоже установлено на уровне в 106,5 мм (плюс-минус 0,2 мм). Ось симметрии теперь должна быть не менее чем в 56 мм над основной плоскостью. Еще одной критической деталью в новых правилах стал запрет на системы регулируемого воздухозаборника. Эти системы ранее использовались, чтобы оптимизировать поведение двигателя. Теперь фиксированная длина трубок будет способствовать тому, что достичь хорошей управляемости двигателя станет сложнее. Как будет найден компромисс с длиной, зависит от различных факторов. Состояние трассы и погода, например, играют здесь важную роль.

Команды буду использовать один набор трубок для трасс с длинными прямыми участками, такими как Монца, Индианаполис и Спа, - где мощность важнее всего, и другой набор для извилистых трасс Гран-При, как Будапешт и Монако, где управляемость отодвигает мощность на задний план. То же самое касается дождевых условий. Система поступления воздуха, без сомнения, часть двигателя и включается в основной вес, ограниченный 95 кг, но она тоже может быть изменена.

К системам регулируемого воздухозаборника в черном списке присоединились системы регулируемого вывода отработавших газов, и системы регулируемого клапанного распределения. Напряжение в электронике двигателя должно быть не выше 17 вольт, а топливный насос теперь станет механически управляемым. За исключением электрического насоса в бензобаке, все составные компоненты теперь должны приводиться в действие механически и напрямую двигателем.

История

конец ноября 2004 года: начинается работа над дизайном двигателя BMW P86.
май 2005: первая спецификация проходит тесты
13 июля 2005 года: следующая спецификация впервые тестируется в реальных условиях. Антонио Пиццония управляет болидом с шасси Williams, специально адаптированного для двигателя, в Хересе
28 ноября 2005 года: новая модификация двигателя ставится на экспериментальное шасси Sauber в начале зимних тестов в Барселоне.
17 января 2006 года: новый результат разработок устанавливается в болиде BMW Sauber F1.06 для тестов в Валенсии
17 февраля 2006 года: первой гоночной спецификации двигателя P86 дают "зеленый свет".