Jump to content


Photo
- - - - -

F1 Tehnika


  • Please log in to reply
274 replies to this topic

#1 alpiner

alpiner
  • Members
  • 10,845 posts

Posted 13 October 2008 - 11:30

Uloga elektronike u F1

To even a casual observer, it is clear a Formula 1 car would be largely useless without tyres, a chassis or an engine - but what about electronics? You may not think you see electronics at work when Panasonic Toyota Racing hits the track, but without electronic wizardry, the cars would not even leave the garage.

"If you removed the electronics from the car, it would not even start," says Ludwig Zeller, Senior Manager Electric and Electronic at Panasonic Toyota Racing. "It would not run; there would be no action. You could look at the car; you could push the car - but nothing else."

An electronic control unit (ECU) monitors and manages all aspects of the TF108's electrical systems and it is this device which is fundamental to simply starting the engine, let alone getting the best possible performance from it lap after lap.

"The ECU in the car is like the nerve centre for your body," explains Ludwig. "Basically it is controlling all of the functions."

Electronics in a Formula 1 car can be roughly divided into two categories; those that control aspects of the car, and those that monitor the car's behaviour. There are around 250 sensors on the TF108, giving feedback on approximately 1,300 different parameters. The data from these sensors can be studied back in the garage and it is used to advise the driver what settings to change on his car; an action he can complete whilst driving flat-out.

Like a road car, the TF108 draws its electricity from an alternator and stores it in a battery under the driver's seat, although these specialised alternators are significantly smaller and lighter while the battery is designed to be resistant to the vibrations which come with driving at over 300km/h. From the ultra high-tech seamless shift, semi-automatic gearbox and settings on the 2.4litre V8 engine right through to the driver's drinks bottle, many aspects of the TF108 are controlled by electronics on the steering wheel.

"The steering wheel is the most important interface for the driver," Ludwig says. "From the steering wheel he can change almost everything. If there is a change in conditions, for example if the weather changes from dry to wet, he has to adapt all his settings for the brakes, for the engine, for the differential, for the gearshift. He really can control the car."

Formula 1 rules place strict limits on what can be done electronically, so it is not possible to alter any aspect of the car's behaviour remotely from the pit garage. However, using dials and switches on his steering wheel, a driver can still make significant adjustments himself. One major aspect the driver can influence from his steering wheel is the fuel economy of his engine. While it may seem that a Formula 1 car is flat-out at all times, there are times when reduced fuel consumption will not negatively affect overall performance but could provide a strategic advantage, when stuck behind a slower rival or behind a safety car for example.

Senior General Manager Engine Luca Marmorini reveals...

"There are two switches for engine control on the steering wheel. In particular one allows the driver to change the engine map, allowing him to choose one of several options - each one corresponds to a different fuelling of the engine. Typically number one is the performance fuelling map, and he has then four other possible maps where he can save fuel during the lap. Sometimes it's very important to save fuel for delaying a pit stop, for example."

With such a vital role played by electronics, these systems - like everything else on the car - must be tested thoroughly to get the best possible performance, and for this a specialised testing unit, called a ‘hardware in the loop' (HIL) system, has been developed. This unit contains all the TF108's electronic systems and allows engineers to run through laps of a circuit in specific situations to ensure maximum performance; without needing a TF108 or its engine.

"The HIL simulation is basically our car. We can simulate everything, we can play back track data and we can simulate problems for our car," Ludwig adds.

Formula 1's electronic rules became stricter at the start of 2008 when a standard ECU was introduced, meaning all teams must use the same part with no modifications; greatly reducing the freedom given to the electronic experts at Panasonic Toyota Racing. As a consequence, so-called driver aids such as traction control, engine braking and launch control have been eliminated.

But that does not mean the electronics specialists in Cologne have an easy life this season, far from it. The HIL system has been particularly valuable in understanding the standard ECU and streamlining how it is used within the TF108.

"You never stop to learn how an ECU works because each time you need to check the reaction of your driver, of your car, and to tune all your parameters to do the best job. So I would say we are definitely still learning about it. The team did an excellent job to adapt and since the beginning of the year we have been well prepared, even if the learning process is continuous," Luca says.

The removal of driver aids and the introduction of a standard ECU may have taken Formula 1 electronics out of the spotlight, but those rule changes have not diminished the fundamental importance of electronics to the performance of Panasonic Toyota Racing. Whenever the cars line up on the grid, remember, it is not just the atmosphere which is electric.


Edited by alpiner, 06 April 2013 - 03:22.

  • 0

#2 Downforce

Downforce
  • Members
  • 4,742 posts

Posted 13 October 2008 - 13:57

Hajde da uslisim zelju domacina ovog podforuma...ovo je tekst koji sam napisao pre neka 4 meseca...

U tekstu je opisan KERS sistem koje ce naredne sezone koristiti Williams. Tada nisam znao koji je tim potpisao ugovor za njegovo koriscenje, ali je to u medjuvremenu obelodanjeno. Ovaj tekst shvatite kao moj mali doprinos promovisanju F1 kao "zelenog" sporta... :ph34r:


Sistem je nastao kao rezultat saradnje tri velike kompanije:

-Flybrid Systems LLP- www.flybridsystems.com
-Xtrac - www.xtrac.com
-Torotrak- www.torotrak.com

Flybrid Systems LLP su osnovali bivsi inzenjeri Renaultovog F1 tima, John Hilton i Doug Cross, koji su svoj novac ulozili u Flybridovu tehnologiju skladistenja energije pomocu specijalno konstruisanog zamajca.

Xtrac je poznati proizvodjac sistema za prenos snage (menjaci, diferencijali, poluvratila, hidraulicni sistemi za upravljanje transmisijom).

Torotrak je kompanija koja se takodje bavi proizvodnjom sistema za prenos snage, s tim sto su njihova specijalnost kontinualno varijabilni menjaci (poznatiji kao CVT).

Sve tri kompanije su locirane u Engleskoj.

Ideja do koje je dosao dvojac iz Flybrida je bila da se kineticka energija rotacije tockova, pretvori u kineticku energiju rotacije zamajca, koja se potom moze iskoristiti za pogon vozila. Osnovni razlog zbog kojih su se odlucili za ovakav sistem je sto se sa njim mogu ostvariti mnogo manji gubici nego sto je to slucaj kod elektricnih sistema tj. veci deo kineticke energije se reciklira za pogon vozila. Kako je kod svake konverzije energije iz jednog oblika u drugi prisutan i odredjeni gubitak energije, cilj je bio da se sto je moguce vise smanje konverzije energije. Ono sto je osnovna prednost ovog sistema je to sto pretvaranje energije ne postoji. Mehanicka energija rotacije tockova se skladisti u mehanicku energiju rotacije zamajca. Jedini gubici su gubici na trenje, koji su prisutni i kod elektricnih sistema. Kod elektricnog sistema bi se prvo morala vrsiti konverzija mehanicke energije u elektricnu u generatoru, pa potom i elektricne energije u hemijsku kako bi se ista mogla skladistiti u baterijama. Prilikom koriscenja energije iz takvog sistema se takodje mora vrsiti konverzija energije u obrnutom pravcu cime se dodatno povecavaju gubici.

Rezultat je da je KERS sistem zasnovan na principu zamajca u stanju da reciklira 65% energije prilikom kocenja, naspram maksimalno 45% koliko je do sada bilo moguce elektricnim sistemima pri cemu su dimenzije duplo manje od konvencionalnih elektricnih ekvivalenata. Ovo je veoma znacajna kolicina energije koja se moze koristiti za ubrzavanje vozila, sto je narocito izrazeno u civilnoj auto industriji, narocito u gradskoj voznji. Kod njih je moguce ovaj sistem dodatno usavrsiti, jer dimenzije i masa nisu toliko vazni kao u F1.

Sistem koji su razvili inzenjeri ovih kompanija je sematski prikazan na sledecoj slici:

Posted Image

KERS sistem je ukomponovan u vec postojecu transmisiju vozila, i preko para zupcanika povezan sa izlaznim vratilom menjaca. U sklopu sistema se nalazi i Torotrak CVT (za vise informacija o njegovom funkcionisanju pogledati ovu stranicu http://www.torotrak....ks/variator.htm) ciji je zadatak da regulise koliki ce momenat biti iskoriscen za ubrzavanje vozila prilikom koriscenja energije uskladistene kocenjem, odnosno broja obrtaja zamajca prilikom skladistenja kineticke energije.

Kako KERS sistem moze razviti do 130Nm momenta maksimalno, ovakav vid regulacije je neophodan. Ovoliki momenat je moguce isporuciti u roku od 50ms. Motori F1 razvijaju oko 250-280Nm momenta tako da vam je jasno da ne biste bas zeleli takav divljacki atak na prianjanje zadnjih tockova u brzoj krivini tipa krivine 8 u Turskoj ili 130R u Suzuki. Moment se mora oslobadjati postepeno i kontrolisano. Uz pomoc ovakvog CVT prenosnika to je i omoguceno. Njegov prenosni odnos je moguce varirati u rasponu od 6 do 0.166, cime se postize potrebna regulacija. Efikasnost CVT-a se krece u rasponu od 90-94% u zavisnosti od prenosnog odnosa.

Prilikom kocenja, moment sa zadnjih tockova preko ovog prenosnika ubrzava zamajac, pri cemu je od kriticnog znacaja regulacija broja obrtaja zamajca. U ovom slucaju, Torotrak CVT nam sluzi za regulaciju broja obrtaja zamajca.

Upravljanje ovim sistemom se vrsi pomocu elektronike, dok je izvrsni deo resen pomocu hidraulike.

Kod sistema su jos prisutni i centrifugalna spojnica i epiciklicni set zupcanika. Funkcija spojnice je da prekine vezu sa zamajcem u slucaju prekoracenja broja obrtaja. Epiciklicni set zupcanika je prisutan kako bi se smanjio broj obrtaja CVT-a u odnosu na zamajac. On funkcionise u rasponu od 10000-12500 o/min.

Na kraju, ali ne ni najmanje vazan – njegovo velicanstvo zamajac. Zasto velicanstvo? Kako bi ovaj zamajac vrsio funkciju koja mu je namenjena a da pri tom bude prihvatljivih dimenzija i mase, doslo se do zakljucka da se mora obrtati ugaonom brzinom u rasponu od 32250-64000 o/min. Kako se pri tom broju obrtaja tacka na spoljnoj ivici zamajca krece brzinom od 3.3 Maha (oko 4174 km/h) zamajac bi se u prisustvu vazduha usled aerodinamickih otpora zagrejao na 400 stepeni Celzijusa. Ukoliko bi se ovo dogodilo, doslo bi do slabljenja materijala zamajca i ogromne centrifugalne sile koje su prisutne bi ga bez problema pokidale. Dodatni problem je sto bi prisustvo vazduha svojim otporom usporavalo zamajac cime bi se rasipala uskladistena energija.

Kako bi resili ovaj problem, konstruktori su zamajac smestili u hermeticki zatvoreno kuciste u kojem vlada vakuum. Na taj nacin su resili problem aerodinamickih otpora.
Ovo je izazvalo dodatne probleme u smislu podmazivanja, kao i cinjenice da neki materijali u prisustvu vakuuma ispustaju gasove. Takodje, tu je bio i problem proizvodnje, ciscenja i sklapanja ovakvog kucista. Na srecu konstruktora, daljim ispitivanjem je utvrdjeno da nije potreban toliko velik vakuum koliko su oni u pocetku smatrali.

Prisutni su bili i problemi sa dinamickim uravnotezenjem zamajca, sopstvenim oscilacijama sistema i giroskopskim silama. Sve ovo je uspesno reseno.

Zamajac je precnika 200mm. Sredisnji deo zamajca je izradjen od celika dok je spoljasnji prsten izradjen od kompozita. Sirina ovog prstena iznosi 100mm. Ovakva konstrukcija je posledica cinjenica da centrifugalne sile rastu sa rastojanjem od ose rotacije i zavise od mase. Iz tog razloga, celik koji ima vecu masu i manju cvrstocu je postavljen u sredisnji deo blize osi rotacije kako bi na njega delovale manje sile. Kompozit ima vecu cvrstocu I manju masu, tako da je postavljen po obodu zamajca. Ovako konstruisan zamajac ima odgovarajuci moment inercije potreban za skladistenje kineticke energije vozila i relativno male dimenzije i masu kako ne bi narusavao balans vozila. Masa ovako konstruisanog zamajca iznosi 5kg. Zamajac je konstruisan da izdrzi maksimalno 85000-90000 o/min.

Kuciste zamajca je izradjeno od aluminijuma. Ceo sklop kucista sa lezajevima i zaptivkama ima masu od dodatnih 5 kg. Zaptivke moraju spreciti prodor vazduha u kuciste i istovremeno omoguciti podmazivanje lezaja. Tecnost za podmazivanje kao i nacin zaptivanja su zasticeni patentom. Jos jedan zadatak koji kuciste mora da ispuni je bezbednost. Zamajac koji se vrti ovolikom brzinom bi u slucaju kvara bio ekvivalent granati ako ne i gori. Kuciste mora spreciti da do toga dodje. Prilikom provere bezbednosnih uslova Flybrid KERS sistem je uspesno prosao crash testove pod opterecenjem od 20-30g.

Xtrac je bio zaduzen za projektovanje i proizvodnju kucista celog ovog sistema.

Hidraulicki deo za upravljanje + CVT dodaju jos 15tak kg tako da je ukupna masa ovog KERS sistema 25kg. Maksimalni precnik KERS-a iznosi 250mm.

Sistem je resen tako da cim vozac pritisne pedalu kocnice pocinje skladistenje energije. Skladisti se maksimalno 400kJ za sta ce biti potrebno nekoliko krivina, u zavisnosti od konfiguracije staze. Nakon sto je sistem napunjen vozacu je na raspolaganju maksimalno 80ks koje moze koristiti u trajanju od 6.6s. Naravno moguce je i koriscenje npr. 40ks tokom nekih 13.5s, sve dok je ukupna kolicina energije jednaka 400kJ. Tokom jednog kruga ukupna kolicina energije od 400kJ se moze koristiti maksimalno dva puta npr.tokom jednog kruga se na pravcu iskoristi 300kJ i u par krivina jos 100kJ.

Na koji nacin ce koristiti KERS je odlika vozaca i tima, a u zavisnosti od staze. Tu ce biti vazno naci pravilnu strategiju upotrebe ovog uredjaja tj. gde ga koristiti na stazi, koliku snagu koristiti i u kojem vremenskom intervalu kako bi se vreme po krugu najvise smanjilo?

Sledeca slika prikazuje realnu izvedba ovog sistema, zamajca i Torotrak CVT-a.

Posted Image


Nije bas premijerno, ali dobar tekstic za pocetak. "Aktuelan" sto bi se reklo.

Edited by Downforce, 13 October 2008 - 14:04.

  • 0

#3 MikiVeliki

MikiVeliki
  • Members
  • 1,987 posts

Posted 13 October 2008 - 14:20

Lepo nema sta... Svaka cast na ideji i trudu. Nego reci mi da li ce svi timovi imati standardizovan KERS ili ce sami da biraji da li ce biti ovaj mehanicki ili elektricni? Jos jednom jako lep post i ideja :ph34r:
  • 0

#4 Downforce

Downforce
  • Members
  • 4,742 posts

Posted 13 October 2008 - 14:32

Timovi su potpuno slobodni da izaberu kakav ce KERS koristiti. Mogu biti mehanicki, elektricni, hidraulicni. Kod poslednjeg bi se recimo teoretski moglo izvesti da tockovi prilikom kocenja, pomocu pumpe povezane sa tockovima, podizu pritisak ulja u hidraulickom rezervoaru. Kasnije bi se to ulje pod pritiskom koristilo za pokretanje vozila, pomocu hidraulickog motora.

Postoje razne varijante, ali za sada su u pitanju ili mehanicki ili elektricni sistemi. Honda, BMW i McLaren su testirali elektricne sisteme. Elektricni sistemi su za sad velika zajebancija u odnosu na ovo sto Williams ima "u dzepu". Ono sto je sigurno je da ce biti tezi bar 10tak kg. :ph34r:
  • 0

#5 wk_

wk_
  • Members
  • 144 posts

Posted 13 October 2008 - 21:01

Timovi su potpuno slobodni da izaberu kakav ce KERS koristiti. Mogu biti mehanicki, elektricni, hidraulicni. Kod poslednjeg bi se recimo teoretski moglo izvesti da tockovi prilikom kocenja, pomocu pumpe povezane sa tockovima, podizu pritisak ulja u hidraulickom rezervoaru. Kasnije bi se to ulje pod pritiskom koristilo za pokretanje vozila, pomocu hidraulickog motora.

Postoje razne varijante, ali za sada su u pitanju ili mehanicki ili elektricni sistemi. Honda, BMW i McLaren su testirali elektricne sisteme. Elektricni sistemi su za sad velika zajebancija u odnosu na ovo sto Williams ima "u dzepu". Ono sto je sigurno je da ce biti tezi bar 10tak kg. :ph34r:

Centrifugalne sisteme za skladistenje energije su nam spominjali na fakultetu, ali nisam bas shvatio da su do sada imali siroku upotrebu. S druge strane, kombinacija SUS motor + elektricna masina* + akumulator je vrlo rasirena i dobro proucena. Mozda zato sto sam inzenjer elektrotehnike a ne mehanike navijam za resenje sa akumulatorom. Cinjenica je da postojeci akumulatori nisu bas sjajni, ali ostaje cinjenica da nista ne moze da nadmasi kontrolabilnost elektricne masine.

Ako je moj racun tacan, ispada da je dovoljno samo jedan kg litijum polimerske baterije da bi se spakovalo 400KJ energije, pa ispada da baterija nije problem.

Problem moze da bude tezina elektricne masine - dok se SUS motor moze praviti od bilo cega sto moze da izdrzi temperaturu i pritisak (npr. aluminijuma), elektricni motor mora biti od gvozdja i bakra - sto ga cini teskim. Medjutim, ako se motor koristi na kratko, tu moze da se ustedi: momenat je struja puta fluks. Struja zahteva bakar, fluks zahteva gvozdje, pa se tu onda nalazi optimalan odnos za zadatu aplikaciju, a na bakru se moze ustedeti ako se zna da struja nece trajati dugo. Na gvozdju se na zalost ne moze ustedeti.

Centrifugalni akumulatori energije imaju problem da teze da ne menjaju osu rotacije i da prilicno divljaju kada ispadnu iz lezista, sto je i spomenuto u testu. Plasim se da je 25G relativno niska vrednost - ako je verovati Wikipediji Kubica je doziveo cak 75G na svom cuvenom izletanju sa staze 2007 u Montrealu.

* Sve elektricne masine mogu da rade i kao motori i kao generatori, a u ovakvom pakovanju masina to upravo i radi.
  • 0

#6 alpiner

alpiner
  • Members
  • 10,845 posts

Posted 13 October 2008 - 21:29

Downforce :ph34r:

Svaka čast vvk, sjano!!! Milina čitati. :)
  • 0

#7 MikiVeliki

MikiVeliki
  • Members
  • 1,987 posts

Posted 14 October 2008 - 07:17

Bice jako zanimljivo da se vidi , za koje ce se resenje timovi opredeliti. Ferari ima problem sto za razliku od drugih fabrickuh timova, (BMW, Merc, Honda, Reno) nema iskustva sa alternativnim izvorima energije. Pomenuti su za razliku od ferarija vec uveliko razvijali i razvijaju slicne sisteme ,pa su samim tim u prednosti. Meni bi najlogicnije bilo da ferari izabere najjednostavnije resenje, pomenuto menahicko... Videcemo, u svakom slucaju , verujem da ce sledeca sezona doneti neke izmene u poretku timova ,jer velike promene pravila to iniciraju...

Edited by Senna, 14 October 2008 - 07:19.

  • 0

#8 Downforce

Downforce
  • Members
  • 4,742 posts

Posted 14 October 2008 - 14:41

vvk, trebao mi je covek poput tebe... :ph34r:

Par pitanja:

1) Kolika bi bila masa motora koji ima snagu u rasponu od 40-80ks? Gabariti su takodje veoma bitni, pa bih te molio da napises bar okvirno koliko bi jedan takav motor zauzeo prostora. Racun za baterije ti je tacan, sto se mase tice.

2) Koliko bi prostora zauzele baterije? Kako se ponasaju baterije u prisustvu temperatura u rasponu 80-100 stepeni C? Pretpostavljam da temperature iznad 1000 stepeni C ne dolaze u obzir, sto iskljucuje njihovo pozicioniranje blizu izduvnog sistema. Vecina timova se odlucila da ih stavi u donji deo bocnih usisnika, pretpostavljam da je to da bi ih hladili. Da li se baterije greju? Ako je to slucaj koliku temperaturu mozemo da ocekujemo?

3) Brzina kojom se pune baterije? Koja su tu ogranicenja, ako ih ima?

Ono sto sigurno znam je da veliki momenat ovde nije prioritet. On bi samo pravio problem sa stanovista prianjanja bolida. Cilj je napraviti motor koji ce dati tu dodatnu snagu sa sto manje momenta. S tim u vezi, bilo bi dobro da malo razradis ovu pricu:

Medjutim, ako se motor koristi na kratko, tu moze da se ustedi: momenat je struja puta fluks. Struja zahteva bakar, fluks zahteva gvozdje, pa se tu onda nalazi optimalan odnos za zadatu aplikaciju, a na bakru se moze ustedeti ako se zna da struja nece trajati dugo. Na gvozdju se na zalost ne moze ustedeti.


Pozdrav i hvala ti sto si se pridruzio diskusiji. :)
  • 0

#9 wk_

wk_
  • Members
  • 144 posts

Posted 15 October 2008 - 11:23

Pokusacu da ti odgovorim bar na poneko pitanje, nastavak sledi.

Par pitanja:

1) Kolika bi bila masa motora koji ima snagu u rasponu od 40-80ks? Gabariti su takodje veoma bitni, pa bih te molio da napises bar okvirno koliko bi jedan takav motor zauzeo prostora. Racun za baterije ti je tacan, sto se mase tice.


Tu sam vrlo tanak, pa je iskren odgovor "pojma nemam". Pokusacu malo da pogledam na netu. Problem je sto ne znamo tacno uslove rada (o tome vise dole) pa to moze dosta da se razlikuje.

2) Koliko bi prostora zauzele baterije? Kako se ponasaju baterije u prisustvu temperatura u rasponu 80-100 stepeni C? Pretpostavljam da temperature iznad 1000 stepeni C ne dolaze u obzir, sto iskljucuje njihovo pozicioniranje blizu izduvnog sistema. Vecina timova se odlucila da ih stavi u donji deo bocnih usisnika, pretpostavljam da je to da bi ih hladili. Da li se baterije greju? Ako je to slucaj koliku temperaturu mozemo da ocekujemo?


3) Brzina kojom se pune baterije? Koja su tu ogranicenja, ako ih ima?


Evo ti dobar link za poredjenje karakteristika:
http://en.wikipedia....ry_technologies

Plasim se da ovde nije lako zakljuciti koje ce resenje (tj. tip baterija) da odaberu. Npr. pre 10 godina bi sigurno odabrali nikl-kadmijumske baterije, jer su tada imale najvecu struju praznjenja.

Ovde je malo specifican slucaj. "Obicni" automobili na struju se prave da imaju sto veci kapacitet. Energija koja se ovde pakuje je vrlo mala - potrebno je svega 1kg baterija. Posto masa nije kriticna, ne bi me cudilo da stave i npr. 4 puta veci kapacitet nego sto je potrebno, da bi time omogucili sto vecu struju punjenja i praznjenja. Ili da odaberu neki cudan tip baterija (sa malim kapacitetom i malom strujom) a da to bude izbor jer je potrebno da izdrze veliku temperaturu - performanse ce posle da nadoknade predimenzionisanjem.

Da je potrebna velika kolicina energije da se spakuje, znali bismo po kojem ogranicenju ce da se vode. Posto to nije osnovno ogranicenje, onda mogu da rade razne varijante. Na primer, mogli bismo da kazemo da baterija nece biti toplija nego sto je maksimalna dozvoljena vrednost. U klasicnom automobilu bi to sigurno bilo tako. Znaci, ili ce da stoji negde gde moze da se hladi ili ce da je hlade ventilatorom ili ce da ima svoj hladnjak. Ali posto opet kapacitet nije mnogo bitan, ne bi me iznenadilo da ih nateraju da rade na 10C vecoj temperaturi, da joj time svesno smanje kapacitet, ali da ih to ne brine mnogo jer su ih vec predimenzionisali da bi imali veliku struju punjenja/praznjenja.

Ono sto sigurno znam je da veliki momenat ovde nije prioritet. On bi samo pravio problem sa stanovista prianjanja bolida. Cilj je napraviti motor koji ce dati tu dodatnu snagu sa sto manje momenta. S tim u vezi, bilo bi dobro da malo razradis ovu pricu:


Ok, bice i prica o konstrukciji motora, ali samo da objasniti druge stvari, koje su nazalost cesto nepoznate siroj populaciji a vrlo su proste.

Snaga je proizvod momenta (engl. "torque", u srednjoj skoli "momenat sile") i ugaone brzine. Ono sto ubrzava auto je momenat, ne snaga. Momenat je rotacioni ekvivalent sile: sila puta brzina je snaga, u rotacionom kretanju momenat puta brzina rotacije je snaga. Snaga je malo manje bitna (bitna je za izvor napajanja) ali pri polasku, snaga je skoro nula jer je brzina skoro nula, bez obzira sto je momenat veliki.

Velicina motora zavisi pre svega od momenta, tako da ako se motor vrti brze, moze da daje manje momenat i da snaga bude ista. Posle stavis set zupcanika koji to svedu na zeljenu brzinu i momenat. Snaga ostaje ista, ali ako povecas brzinu, smanji se momenat i obrnuto.

Time se opet dobija mogucnost odabira kakav ces motor da stavis, sto nas u ovom slucaju dodatno sprecava da pretpostavimo koje ce da bude odabrano resenje.

Ono sto je meni kompletno nepoznato je gde se KERS kaci na ostatak bolida. Pretpostavljam da ce svi da ga kace na isto mesto. Zavisno gde je to mesto (negde kod menjaca, definitivno), to mesto moze da ima vecu ili manju brzinu okretanja. Postoji i ogranicenje da ne mozes da napravis pouzdan mehanicki sklop ako je brzina prevelika ili ako je snaga prevelika. Ostaje pitanje da li ce postojati spojnica (kvacilo) ili ce elektricn motor da se vrti "na prazno" kada ne radi. Ako ce da postoji kvacilo, onda motor moze da se vrti brze, jer nije bitno da izdrzava tu rotaciju 2 sata trke.

Mislim da cemo morati da nadjemo neki clanak o KERS-u da bismo dobili bar jos neki ulaz, ako imate link, stavite ga ovde, pa ako mogu nesto da objasnim sto nije jasno, pokusacu, verujte mi da me prilicno interesuje.

Pozdrav i hvala ti sto si se pridruzio diskusiji. :ph34r:

Drago mi je da sam od neke koristi, ali napominjem, mogu da pricam o opstoj teoriji, sa praksom sam vrlo tanak. Bavio sam se upravljanjem pogonima, ali na vrlo specifican nacin, sada sam dugo u softveru i daleko sam elektrotehnike.

Pozdrav svima!
  • 0

#10 Downforce

Downforce
  • Members
  • 4,742 posts

Posted 15 October 2008 - 12:38

Snaga je proizvod momenta (engl. "torque", u srednjoj skoli "momenat sile") i ugaone brzine. Ono sto ubrzava auto je momenat, ne snaga. Momenat je rotacioni ekvivalent sile: sila puta brzina je snaga, u rotacionom kretanju momenat puta brzina rotacije je snaga. Snaga je malo manje bitna (bitna je za izvor napajanja) ali pri polasku, snaga je skoro nula jer je brzina skoro nula, bez obzira sto je momenat veliki.

Velicina motora zavisi pre svega od momenta, tako da ako se motor vrti brze, moze da daje manje momenat i da snaga bude ista. Posle stavis set zupcanika koji to svedu na zeljenu brzinu i momenat. Snaga ostaje ista, ali ako povecas brzinu, smanji se momenat i obrnuto.

Ovo je teoretski apsolutno tacno. Ono sto je specificnost kod bolida F1 (kao i bilo kog vozila koje je lagano, a ima veliku snagu) je da je ubrzanje ograniceno prianjanjem pneumatika na stazu, tako da nam ovde veliki moment elektromotora ne igra znacajnu ulogu. Jednostavno ne vredi ti dodatnih 100Nm momenta u nekoj krivini, kada ti vec i ovih postojecih 280Nm prave problem i kad ti se rep bolida zanosi. Bacices ih na klizanje. Ono sto bi bilo dobro je visak snage koja ce da gura "vazdusnu zavesu" ispred bolida.

Kakav je odnos momenta koji motor daje, u odnosu na onaj koji u rezimu generatora pretvara u el. energiju tj. da li moment
kojim se koci u rezimu generatora, moze biti veci od momenta koji daje u rezimu motora?

Ono sto je meni kompletno nepoznato je gde se KERS kaci na ostatak bolida.

U sklopu menjaca. To je sigurica.
  • 0

#11 wk_

wk_
  • Members
  • 144 posts

Posted 15 October 2008 - 13:43

Ovo je teoretski apsolutno tacno. Ono sto je specificnost kod bolida F1 (kao i bilo kog vozila koje je lagano, a ima veliku snagu) je da je ubrzanje ograniceno prianjanjem pneumatika na stazu, tako da nam ovde veliki moment elektromotora ne igra znacajnu ulogu. Jednostavno ne vredi ti dodatnih 100Nm momenta u nekoj krivini, kada ti vec i ovih postojecih 280Nm prave problem i kad ti se rep bolida zanosi. Bacices ih na klizanje. Ono sto bi bilo dobro je visak snage koja ce da gura "vazdusnu zavesu" ispred bolida.

Da, postoji ogranicenje koji momenat mozes da preneses sa motora na podlogu. Prijanjanje ti diktira koliko momenta mozes da preneses i to je to. Problem je sto ne postoji snaga van momenta. Hocu da kazem, ako auto ide 200km/h, i ti imas u tom trenutku maksimalan momenat definisan prijanjanjem (stanje staze, tockova, tezina bolida, downforce) ti imas snagu koja je P = (v / r) x T (v = brzina; r = poluprecnik, jer 200km/h je linearna a nama treba rotaciona brzina; T = momenat). I to je to. Ne mozes da guras snagu drugacije nego da povecas momenat. A momenat ne mozes da povecas (mozes, ali ce auto da prokliza), dakle momenat ti je ogranicio snagu.

Samo bih hteo da podsetim da momenat na izlazu iz elekticnog motora ne treba mesati sa momentom tockova. Prva stvar je bitna za konstrukciju tog motora i nacina vezivanja za ostatak sistema. Ali posto taj momenat prodje kroz set zupcanika da bi se prikljucio na menjac, a posle menjac taj momenat (koji se sada sastoji od dva motora) transformise u momenat na tockovima (jer to i jeste njegova funkcija) taj momenat na tockovima je ono sto je bitno za ubrzanje, momenat na samom motoru je parametar dizajna motora. Ispravno bi trebalo da nas interesuje snaga oba motora a momenat na tockovima.

Kakav je odnos momenta koji motor daje, u odnosu na onaj koji u rezimu generatora pretvara u el. energiju tj. da li moment
kojim se koci u rezimu generatora, moze biti veci od momenta koji daje u rezimu motora?

Snage i momenti su identicni. Dodatna lepota elektricnih masina je da one mogu da prelaze iz rezima u rezim a da to bude kontinualno, bez ikakvog i najmanjeg prekida rada.

Posto elektricne masine mogu i da se preopterete (bitno je samo da se ne pregreju pa da crkne izolacija) verovatni nacin rada ce biti da ce lagano akumulirati energiju a kratkotrajno je koristiti. Tako da ako je unutra nominalno motor od 20kW, on se moze naterati da par sekundi radi i na 40kW. Sto opet komplikuje nasu pricu oko toga koliko ce to zaista da bude veliki motor koji je unutra. Sigurno nece biti veliki kao motor koji kontinualno radi 2h na 20kW. Uostalom, to nije tako ni za SUS motore - motor formule je prilicno mali, motor slicne snage u lokomotivi je veci za red velicine. Ali se ni ne menja posle dva puta po dva sata voznje.
  • 0

#12 alpiner

alpiner
  • Members
  • 10,845 posts

Posted 24 October 2008 - 21:20

Danas je ovaj Downforceov tekst o KERS-u prekopiran u potpunosti i postavljen na naslovnu stranu jednog domaćeg sajta koji se bavi F1. Sramotno je što je tekst je potpisao jedan od saradnika sajta. Ista ekipa ljudi u par navrata je pokušavala i da se oglašava na ovim stranicama, sto , naravno, ni u buducnosti nece biti moguce. Plagijatoru želim da poručim da je ovakav čin ponajviše nesportski , kao i da nekad mora zagrejati stolicu da bi svoj sajt napunio informacijama.

Edited by alpiner, 24 October 2008 - 21:20.

  • 0

#13 alpiner

alpiner
  • Members
  • 10,845 posts

Posted 06 December 2008 - 15:31

Wind tunnels still play a critical role in a car's success on the track


Modern day Formula One cars are now more sophisticated than ever and to be a successful team requires the use of the latest tools during the design and development stages. The wind tunnel is one of these tools and plays a critical role in a car’s success on the race track. With two tunnels at Williams, we talked to our Head of Aerodynamics, Jon Tomlinson to unravel some of the tunnels’ complexities.

Jon, in basic terms what exactly are wind tunnels and how did they come about?
"A wind tunnel is a research tool which assists in the study of the effects of air moving over and around solid objects. They were originally developed for some of the first experiments in aviation theory, such as determining the lift and drag of various airfoils. The Wright brothers used a simple wind tunnel in 1901 to study the effects of airflow over various shapes while developing their Wright Flyer. Subsequent use of wind tunnels proliferated as the science of aerodynamics and the discipline of aeronautical engineering were established."

And how do they work?
"Wind tunnels work by either blowing or sucking air through a duct equipped with instrumentation where a model is mounted for study. Typically the air is moved through the tunnel using single or multiple fans. Due to the sheer volume and speed of air movement required, the fans need to be extremely powerful. There are several ways in which the air flow can be studied: from simple flow visualisation techniques such as using smoke or wool tufts attached to the surface of the body; force measurements using a model mounted force balance (measuring lift, drag, pitching moments); to pressure measurements across the body's surface by use of pressure taps."

When did Formula One begin to recognise the benefits of using wind tunnels in car development?
"The use of wind tunnels for aerodynamic testing in Formula One can be traced back to the 1960s but it wasn't until the late 1970s that teams really started to understand the importance of aerodynamics. Today, to test and develop the aerodynamics of their cars, teams spend vast amounts of time using wind tunnels. Typically, teams use a scale model of the car for testing purposes, although a few teams now also have the capabilities to test the actual race cars in their wind tunnel, including Williams."

And how is the technology applied to Formula One?
"Wind tunnels in Formula One are usually closed tunnels (in that air circulates around in a continuous closed loop) and require massive fans to push the air around the tunnel at speeds of up to 80m/s (288kph). The air flows around the tunnel until it approaches the test section where the model of the car is held. At this point it travels through a contraction section which speeds up the air. The model is typically held rigid in the test section by means of a vertical strut, with a force balance located in the model to measure the forces applied due to the air flow.

"As well as air being blown over the car, to simulate the air flow around the car accurately also requires the use of a rolling road. In simplistic terms this is similar to a large conveyor belt, but runs at much higher speeds to match that of the air speed. It is this moving belt that simulates the race car moving along the ground, which is particularly important with Formula One cars that are working in such close proximity to the ground. This also enables accurate flow to be simulated around the wheels, as they are then able to rotate with the speed of the belt.

"During each test run it is common for the model to be moved into different heave and pitch positions to simulate the attitude that the race car experiences during the course of a lap. The model can also be tested at an angle to the wind, which allows the aerodynamicists to measure the effect of cross winds - therefore simulating what happened when the car corners. Force measurements are taken at all these conditions and it is from these that the aerodynamicists are able to analyse the aerodynamic performance of the car and its sensitivities to various conditions. This analysis enables geometry changes on the car to be evaluated and changes to be made to improve the performance of the car.

"It is clear that wind tunnels have become a significant tool in the design and development of modern day Formula One cars and although computational methods (CFD) are improving at a rapid pace, they are still very much a supplement to the experimental work in a wind tunnel and are unlikely to replace what can be achieved in a wind tunnel for many years to come."



Source Williams F1
  • 0

#14 awojobi

awojobi
  • Members
  • 812 posts

Posted 29 December 2008 - 16:24

ala ste vi napaljeni
  • 0

#15 AreOut

AreOut
  • Banned
  • 584 posts

Posted 30 December 2008 - 07:42

Ala si ti dokon.
  • 0