फॉर्मूला 1 कारें कई स्वैच्छिक रूप से छोटे सिलेंडर वाले इंजन का उपयोग क्यों करती हैं?


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3.0L V8 या 2.4L V8 जैसे इंजनों का उपयोग करके फॉर्मूला 1 का क्या लाभ है?

मैंने इस Reddit चर्चा को पढ़ा कि उत्पादन कारों में छोटे कई सिलेंडर इंजन लगाने के लिए व्यावहारिक क्यों नहीं है। ज्यादातर अतिरिक्त और उच्च-गुणवत्ता वाले घटकों के कारण लागत, जो इसमें जानी चाहिए।

सिर्फ इसलिए कि रेस टीमें इस तरह इंजन का उत्पादन कर सकती हैं, उच्चतर विस्थापन के साथ 6- या 8-सिलेंडर इंजन के बजाय इन इंजनों का उपयोग करने का क्या लाभ है?

जवाबों:


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क्यों एफ 1 टीमें एक निश्चित इंजन विस्थापन और सिलेंडर गणना का उपयोग करती हैं इसका जवाब तकनीकी नहीं है; यह खेल के नियमों द्वारा शासित है।

आप यहां एफ 1 इंजन का इतिहास देख सकते हैं । 2014-2015 के लिए एक ही स्रोत से:

1.6-लीटर, सिक्स-सिलेंडर सिंगल-टर्बोस विथ एनर्जी रिकवरी एंड फ्यूल प्रतिबंध्स को बदलने के लिए 2.4-लीटर आम तौर पर वांछित V8s, ईंधन दक्षता 35% तक बढ़ाने के लिए, ऊर्जा-रिकवरी सिस्टम की शक्ति दोगुनी करने के लिए, कुल मिलाकर लगभग 750bpp पर रहने की शक्ति। )।


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एक बात जो मैं जोड़ सकता हूं, वह यह है कि इस तरह के प्रिस्क्रिप्‍टिव नियम काफी हाल की बात हैं, छोटे विकास बजट वाली टीमों के लिए खेल के मैदान को समतल करने का प्रयास। पहले केवल क्षमता की सीमा होगी (सामान्य रूप से आकांक्षित के लिए एक सीमा, जबरन शामिल करने के लिए एक)। BRM के प्रसिद्ध सुपरचार्ज्ड 1500cc V16 जैसे इंजन उतने बाहर नहीं थे जितने कि आज लग सकते हैं। बहुत मोटे तौर पर, अधिक सिलेंडर एक अधिक संतुलित इंजन बनाते हैं, और स्ट्रोक जितना आसान होगा उतना ही उच्च इंजन आरपीएम तक पहुंच जाएगा। बदले में, उच्च आरपीएम का मतलब मोटे तौर पर अधिक शक्ति है, क्योंकि बिजली टोक़ और आरपीएम का एक उत्पाद है।
सैम

@Sam आपको उस टिप्पणी का उत्तर देना चाहिए
Zaid

मैं वहाँ और अधिक F1 शैली के प्रश्न चाहते हैं। मैं भी कट्टर हूं।
डुकाटी किलर

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अंतिम प्रदर्शन की लागत और विश्वसनीयता को अनुकूलित करने के लिए बनाए गए इंजनों की तुलना में रेस और उच्च प्रदर्शन वाली रोड कार इंजनों में अक्सर समग्र क्षमता के संबंध में अधिक संख्या में सिलेंडर होते हैं।

कई सिलेंडर इंजन एक ही क्यूबिक क्षमता के लिए अधिक शक्ति का उत्पादन करते हैं:

  1. छोटे बोर x स्ट्रोक = छोटे पिस्टन + छोटे कनेक्टिंग रॉड + लाइटर क्रैंकशाफ्ट = प्रत्येक स्ट्रोक पर तेजी लाने के लिए कम द्रव्यमान = तेज खुलासा / उच्च अधिकतम RPM = अधिक शक्ति = उच्च शीर्ष गति + तेज त्वरण।
  2. अधिक सिलेंडर = अधिक वाल्व = ईंधन थ्रूपुट की उच्च दर = अधिक बिजली उत्पादन।

मल्टी-सिलेंडर इंजन के डाउनसाइड में शामिल हैं:

  1. निर्माण की अधिक जटिलता।
  2. अधिक से अधिक खर्च।
  3. सेवाओं के बीच सर्विसिंग और छोटे अंतराल की बढ़ती कठिनाई।
  4. ग्रेटर जटिलता और प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए इंजन की स्थापना और ट्यूनिंग की कठिनाई।
  5. विश्वसनीयता और मजबूती में कमी।

आजकल फॉर्मूला 1 में काफी कड़े विश्वसनीयता नियम हैं और लागत को नियंत्रित करने के लिए एक सीज़न में कई इंजनों को बदलने के लिए टीमों के लिए दंड हैं, लेकिन एक सामान्य सिद्धांत के रूप में आदर्श रेसिंग कार इंजन वह है जो पार करने के तुरंत बाद विघटित हो जाता है फिनिश लाइन!

बेशक यह एक इंजन को डिजाइन करना असंभव है जो ठीक है, लेकिन ऐतिहासिक रूप से आप पाएंगे कि रेसिंग इंजन बेहद मजबूत होते हैं जब उनके इच्छित डिजाइन लिफाफे के भीतर उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए हर कुछ दर्जन मील पूर्ण पुनर्निर्माण, कुछ हजार मील के बाद स्क्रैप) शानदार ढंग से अगर वे लिफाफे को एक छोटी राशि से अधिक करते हैं। (उदाहरण के लिए यदि सेवित, अति-संशोधित आदि)

इसका कारण वजन बचत + का संयोजन है जो अधिकतम अधिकतम बिजली उत्पादन को निकालने की कोशिश कर रहा है और उन दो लक्ष्यों और विश्वसनीयता के बीच समझौता का भी परिणाम है। रेसिंग कार की सफलता सबसे कम मार्जिन पर निर्भर कर सकती है। यदि आपकी कार किसी विशेष ट्रैक पर अपने निकटतम प्रतिद्वंद्वी की तुलना में लगातार दूसरे सेकंड में 0.1 है, तो यह 50 लैप की दौड़ के अंत में 5 सेकंड की लीड के बराबर है। यही कारण है कि रेसिंग कार डिजाइनर अपनी कारों को बस थोड़ा सा तेज करने के लिए उनके लिए उपलब्ध किसी भी संभव साधन का उपयोग करने का प्रयास करेंगे।

रेसिंग कार पर वजन भी अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण है। आप सोच सकते हैं कि एक घटक पर 1 ग्राम वजन बचाने से कोई फर्क नहीं पड़ेगा, लेकिन अगर आप कार के 1000 घटकों में से प्रत्येक पर 1 ग्राम बचा सकते हैं, तो आपने कुल 1 किलोग्राम बचाया है, जो एक हल्के रेसिंग पर कार, ​​एक औसत दर्जे का प्रदर्शन बढ़ा सकते हैं। एक रेसिंग कार पर, V16 इंजन, एक ही क्षमता V8 की तुलना में अधिक महंगा, अधिक जटिल और कम विश्वसनीय हो सकता है, लेकिन अन्य सभी चीजें समान हो सकती हैं, अगर इसका वजन 2% कम है और 2% अधिक शक्ति पैदा करता है और अभी भी काफी विश्वसनीय है दौड़ खत्म करने के लिए, और टीम के पास इसे बनाने और चलाने के लिए बजट है, फिर (नियमों की अनुमति) वे इसका उपयोग करने जा रहे हैं।

रेसिंग कार पर इंजन एकमात्र घटक नहीं है, लेकिन यह कार के अंतिम प्रदर्शन को निर्धारित करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण में से एक है। फॉर्मूला 1 में, कई सिलेंडर इंजनों की अतिरिक्त लागत और जटिलता, उदाहरण के लिए समान क्षमता 4 से अधिक उनके प्रदर्शन लाभ से बहुत अधिक है।

आधुनिक फॉर्मूला 1 में कई जटिल नियम, इंजन डिजाइन, विश्वसनीयता, ऊर्जा की वसूली, ईंधन की खपत, कारों का समग्र वजन, आदि आदि हैं और सिलेंडर और लेआउट की संख्या को कभी-कभी प्रदर्शन के बजाय विनियमन द्वारा परिभाषित किया जा सकता है, लेकिन में सामान्य, एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया और कई-सिलिंडर्ड इंजन बनाया गया जो एक ही क्षमता का प्रदर्शन करेगा, लेकिन कम सिलेंडर के साथ।


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@Andrew Kerr के उत्तर के अलावा: किसी दिए गए इंजन की क्षमता के लिए, अधिक सिलिंडर जोड़ने से पीक पावर बढ़ जाती है।
लेकिन यह कई क्षेत्रों में नुकसान भी बढ़ाता है:

  • अधिक चलने वाले भागों का अर्थ है अधिक घर्षण।
  • छोटे सिलेंडरों का मतलब है कि दीवार बनाम क्षेत्र का अनुपात कम हो जाता है, इसलिए गर्मी का नुकसान बढ़ जाता है।
  • विश्वसनीयता की एक संभावित हानि है जो अतिरिक्त चलती भागों में मर जाती है
  • अधिक सिलिंडर का अर्थ अक्सर एक लंबा इंजन ब्लॉक भी होता है, जो एक ऐसे ब्लॉक का निर्माण करना कठिन बना देता है, जो एक संरचनात्मक भाग के रूप में उपयोग किए जाने पर फ्लेक्स नहीं करता है (जैसा कि फॉर्मूला 1 में सामान्य है)।
  • 12 से अधिक सिलेंडरों के साथ, क्रैंकशाफ्ट का निर्माण करना मुश्किल हो जाता है जो काफी मजबूत होता है। कुछ सीधे -8 इंजनों ने क्लच और गियरबॉक्स में शक्ति संचारित करने के लिए क्रैंकशाफ्ट के बीच में एक गियर का उपयोग किया।

इसका मतलब यह है कि किसी दिए गए क्षमता के लिए सिलिंडर की अधिकतम संख्या है। 1989 में, फॉर्मूला 1 ने टर्बोचार्ज्ड इंजन पर प्रतिबंध लगा दिया और 3.5 लीटर स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड इंजन को अनिवार्य कर दिया। सिलेंडरों की संख्या 12 तक सीमित थी।
कई निर्माताओं ने सिलेंडरों की इष्टतम संख्या का पता लगाने के लिए कंप्यूटरों का इस्तेमाल किया, और V10 इंजनों का निर्माण किया। यह पता चला है, उस क्षमता पर एक V12 V10 की तुलना में कम शक्तिशाली होगा।

ओह, और छोटी कारों में कई-सिलेंडर इंजन का उपयोग न करने का # 1 कारण: ईंधन की खपत सिलेंडरों की संख्या के साथ बढ़ जाती है।

और विशेष रूप से प्रश्न के अंतिम भाग के लिए:

सिर्फ इसलिए कि रेस टीमें इस तरह इंजन का उत्पादन कर सकती हैं, उच्चतर विस्थापन के साथ 6- या 8-सिलेंडर इंजनों के बजाय इन इंजनों का उपयोग करने का क्या लाभ है ?

फॉर्मूला वन और अन्य दौड़ वर्गों के विस्थापन पर एक कठिन सीमा है। यह इंजन की शक्ति को सीमित करने के लिए किया जाता है, जो कि उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले सर्किट की डिज़ाइन सीमाओं के नीचे प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए किया जाता है (जितना तेज़ रेसकार होता है, उतना बड़ा आपको अपवाह क्षेत्र बनाने की आवश्यकता होती है)।

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