Formula 1 Araçlarında Kaç Santigrat Isılara Ulaşılıyor.
Formula 1 aracının teknik detaylarına büyüleyici bakışımız devam ediyor: Bugünün konusu ısı. Çok sıcak aslında 1200 santigrat dereceye ulaşabilir.
AlphaTauri mühendisleri Formula1 hayranları için yüksek mühendislik harikası bu araçlar hakkında teknik detaylar verdiği yazı dizilerine devam ediyor. Yeni konu ise Isı konusu, paylaşılan bilgileri okuduğunuzda bu araçlara hayranlığınız daha da artacağına inanıyoruz.
Bir Formula 1 aracını yönetmenin en zor yönlerinden biri bileşenlerini soğutmak, bazılarının pistteki bir seans sırasında ulaşabileceği çok yüksek sıcaklıklar nedeniyle. Scuderia AlphaTauri için Kıdemli Test Mühendisi ve Proje Lideri Araç Testi Marco Arini bize daha fazlasını anlatıyor.
Formula 1 aracında hangi bileşenler en sıcak olur?
İçten yanmalı motorun yanma odasını hariç tutarsak, üç tane bileşen vardır: türbin, egzozlar ve diskleri ve pedleri içeren fren sistemi. Bu bileşenler, arabada açık ara en sıcak olanlardır.
Frenler konusunda, sıcaklıkları yönetmek ne kadar önemlidir ve araba performansını nasıl etkiler? Peki nasıl kontrol altında tutuyorsun?
Fren sıcaklığı yönetimi, fren sistemi yönetiminin en kritik yönlerinden biridir. Karbon seramik disklerin maksimum sürtünme katsayısı oluşturabilmesi için optimum çalışma aralığında çalışması gerekir.
Sıcaklık, basınç ve deplasmanı ölçen bir dizi sensörle tüm fren sistemini sürekli izlediklerini söyleyen Kıdemli Test Mühendisi ve Proje Lideri Araç Testi Marco Arini; Özellikle, disk fren sıcaklığının ölçümü standartlaştırılmış ve fren kanalının içinde bulunan diskin birkaç milimetre yakınına yerleştirilmiş kızılötesi sensörlerle kontrol edilir.
Bunlar 1200 dereceye kadar sıcaklıkları tespit edebilir. Disk sıcaklığını algılayan telemetri kullanılarak, herhangi bir anormallik veya performans düşüşü fark edilir.
Fren yönetimi için en kritik an nedir?
Bir Grand Prix’nin açılış turları, sıcaklığın yönetilmesi söz konusu olduğunda, 600 ila 700 derecenin üzerindeki değerlerin görülebildiği en kritik turlardır. Trafikte, öndeki otomobillerden gelen türbülans, soğutma fren kanallarına ulaşan hava hacmini azaltır. Geçen havadan oluşan ısıyı dağıtmak, disklerdeki havalandırma delikleridir.
Hibrit döneminin başladığı 2014 yılından bu yana frenlerin yönetimi ve önemi ne kadar değişti?
Melez çağın gelişi, frene basarak, fren yönetiminde yeni değişkenler getirmiştir, ancak performans ve güvenlik açısından oynadıkları hayati rol aynı kalmıştır.
800 kiloluk bir otomobili 300 km/s’nin biraz üzerinde ve yaklaşık 2 saniyede 80 km/s’ye yavaşlatmak, verimli ve mükemmel boyutta, fren diskinin tüm potansiyelini kullanabilen bir sistem gerektirir.
Sürücüler farklı şekillerde fren yapabilir. Bu farklı fren ayarları gerektirir mi?
Bir olaydan önce, fren soğutma spesifikasyonunun seçimini etkileyebilecek çeşitli unsurlar vardır. Özellikle:
- Fren malzemesinin türü
- Parça özellikleri, (düşük ve yüksek hizmet tipi pist arasındaki fark)
- Ortam koşulları, örneğin atmosferik basınç. Bunun en uç örneği, havanın özellikle dalgalandığı Mexico City olacaktır.
- Hava durumu
Diskler tarafından üretilen sıcaklıkların lastik performansı üzerindeki etkisi. Bunlar dikkate alınması gereken unsurlardan bazılarıdır.
Sürüş tarzı ve farklı derecelerde frenleme sırasında ilgili enerjileri etkileyebilecek farklı bir denge de göz önünde bulundurulmalıdır, ancak genel olarak, yapılandırmayı seçme konusunda bu faktörler birincil öneme sahip değildir.
Frene basıp MGU-K: Kayınvalidenize açıklamak zorunda olsaydınız ne söylerdiniz?
MGU-K (Motor Jeneratör Ünitesi – Kinetik) ve MGU-H (Motor Jeneratör Ünitesi – Isı) ve akü (Enerji Deposu) acil servis veya enerji geri kazanım sistemini oluşturan. Turbo-hibrid güç ünitesinin ortaya çıkmasıyla 2014’ten beri kullanılıyor.
Hepsi merkezi bir kontrol birimi tarafından yönetiliyor. MGU-K, krank miline bağlı bir elektrik ünitesidir ve ikili bir role sahiptir.
Frenleme altında jeneratör olarak çalışır ve kinetik enerjinin bir kısmını elektrik enerjisine dönüştürerek arabayı yavaşlatmaya katkıda bulunur.
Bu daha sonra pilde saklanır; hızlanma altında, bir motor olarak çalışır ve köşelerin çıkışında teslim edilen daha fazla motor torku (160 bg’ye kadar) üretir.
Açıkçası, hibrit kısım otomobilin dinamiklerinde hayati bir rol oynuyor. Sürücünün gerektirdiği doğru dengeyi ve stabiliteyi sağlamak için, fren-by-wire olarak bilinen bir elektrikli fren sistemi kullanmak gerekir.
Konsept çok basittir: araç karar verdikçe, merkezi kontrol ünitesi, MGU-K’nin katkısına bağlı olarak, kaliperde bir hedef basınç belirleyerek arka fren sistemi tarafından ne kadar fren kuvveti sağlanması gerektiğini belirler.
Bu kontrol parametrelerinin yönetimi ve fren-by-wire tarafından kullanılan fren malzemesinin sürtünme haritalarının doğruluğu, diskler ve pedler tarafından yapılan doğru taleplerle sistemin yanıtını sağlamak için hayati derecede önemlidir.
BBW sisteminin arızalanması, sürücünün güvenliğini sağlamak için yönetilmesi gereken en ciddilerden biridir ve genellikle aracın derhal durdurulması ve emekli edilmesi gerektiği anlamına gelir.
2022 düzenlemeleri: 18 inç jantlarımız olacak, disk boyutu 278’den 330 mm’ye çıkacak; soğutma havasını frenlere yönlendiren fren kanalları tüm takımlar için ortak bir parça olacaktır: bu senaryonun sizin görüşünüze göre etkisi ne olacaktır? Hangi yeni zorluklar ortaya çıkacak, hangi alanlarda gelişime yer var?
Yönetmeliklerde yapılan her değişiklik her zaman yeni zorluklar doğurur. Gelecek yıl için tanıtılacak sıkı düzenlemeler dahilinde otomobil tasarımını geliştirme yeteneği kesinlikle her şeyi daha karmaşık hale getiriyor, ancak aynı zamanda çok heyecan verici.
Fren sistemi ile ilgili olarak, en önemli yönlerden biri, özellikle disk sıcaklığının lastik çalışma sıcaklıkları üzerindeki etkisiyle ilgili olanlar olmak üzere, yeni teknik direktiflerin getirdiği sınırlarla nasıl başa çıkılacağı olacaktır.
Açıkçası, disk ve kaliperin soğutma verimliliği, otomobil geliştirmenin önemli bir alanı olmaya devam ediyor.
Ekibimize ne zaman ve nasıl katıldınız?
2005 yılında Formula 1’de çalışmaya başladığını söyleyen kıdemli teknik mühendis, Teknik ofiste, aerodinamik bölümde kısa bir süre kaldıktan sonra, 2012 yılına kadar testlerde ve yarışlarda Performans Mühendisi olarak pist mühendisleri grubuna katıldım.
Daha sonra fabrika bazlı oldum ve bugün Araç Performans Grubu bünyesinde araç test ve fren sistemlerinin başındayım diyerek bu aşırı faydalı yazı dizisini sonlandırdı.
