Comment ça marche : roue et écrou de roue. Comment ça marche : roue et écrou de roue Fixation de roue de Formule 1

Lors de l'une des interviews, Vitaly Petrov, le pilote de l'équipe de Formule 1 Renault, a admis que personne ne serait capable de conduire une voiture tout de suite. Cela peut prendre 3 à 4 heures juste pour comprendre ce que c'est, a-t-il dit. Le Premier ministre russe Vladimir Poutine est monté dans sa première voiture sans aucun problème, se plaignant qu'elle était plus proche que dans son ancien Zaporozhets, et a accéléré à une vitesse de 240 km/h. Laissant de côté les superpuissances du premier ministre russe, rappelons que la société Nikolay Fomenko Marussia Motors a récemment acquis l'équipe de course Virgin Racing. Selon les plans, la coopération avec les coureurs déjà affectés à "l'écurie" se poursuivra, mais du fait que cette équipe sera positionnée comme une équipe russe, il vaut la peine d'attendre l'apparition de pilotes russes. Pour que vous soyez prêt, et que vous ne passiez pas des heures à comprendre toutes les spécificités de la conduite, nous avons essayé de vous expliquer quoi et comment la voiture fonctionne à l'aide d'un schéma simple comme exemple.

Bolide

La voiture de Formule 1 elle-même est une monocoque en fibre de carbone avec quatre roues situées à l'extérieur de la carrosserie, dont les deux arrière sont en tête. Le pilote est assis dans un cockpit exigu à l'avant de la voiture et le contrôle à l'aide du volant et des pédales de frein et d'accélérateur. La largeur totale du véhicule ne peut excéder 180 cm.

roues

Les roues de Formule 1 sont généralement en alliage de magnésium. Ce matériau a été choisi pour son faible poids et sa grande résistance. Tout voies possibles les fabricants s'efforcent d'obtenir la plus haute résistance des jantes. Sur la surface du disque, il y a un verrou de fixation, qui permet de changer facilement et rapidement les pneus aux arrêts aux stands. Il s'ouvre lorsqu'un changement de caoutchouc est requis et le mécanicien le ferme lorsque le changement est terminé.

Fixation des roues

En 1998, une tentative a été faite pour éviter des blessures graves causées par la rupture des roues des voitures au moment de l'accident. En 2001, la FIA a introduit des fixations spéciales pour éviter que cela ne se produise. La connexion devait être fixée au châssis à une extrémité et au disque de roue à l'autre. Le polymère à partir duquel la monture est fabriquée est chimiquement nommé Polybenzo Oxide (PBO), mais il est communément appelé Zeylon. Ce matériau a une résistance énorme et peut résister à très haute pression comme le carbone. Le principal inconvénient du zeylon est la nécessité de le protéger de la lumière. Les équipes changent de fixation une fois toutes les 3 courses.

Moteur

Le volume et les paramètres des moteurs utilisés en Formule 1 ont changé plusieurs fois. Depuis 2006, la Formule 1 utilise des moteurs huit cylindres à quatre temps à aspiration naturelle d'une capacité ne dépassant pas 2,4 litres. Puissance moteur 750-770 ch. Les systèmes de pré-refroidissement de l'air sont interdits. Il est également interdit de fournir autre chose que de l'air et du carburant au moteur. En 2010, dans le cadre de l'annulation du ravitaillement, l'efficacité du moteur est d'une importance particulière, car au départ, les voitures avec des moteurs plus efficaces peuvent avoir moins de carburant.

L'équipe Toyota a déclaré qu'en 2004, ses moteurs produisaient jusqu'à 900 ch. de. A titre de comparaison, en 1997, les moteurs affichaient "seulement" 700 ch.

Après la fin de la saison 2008, la direction de la Formule 1 et la FIA ont proposé une transition vers des moteurs standards, ce qui, selon les initiateurs de la proposition, devrait réduire les coûts des équipes. La FIA a annoncé un appel d'offres pour la fourniture de moteurs standard pour toutes les équipes de Formule 1. Cette initiative a rencontré la désapprobation d'un certain nombre d'équipes associées aux constructeurs automobiles ; en particulier, Ferrari a annoncé la possibilité de se retirer du championnat si une telle offre est acceptée.

Transmission

Les transmissions automatiques sont interdites par la réglementation. Cependant, les voitures sont équipées de boîtes de vitesses semi-automatiques : le pilote n'a pas besoin d'appuyer sur l'embrayage pour changer de vitesse. Il appuie simplement sur les petits leviers avec verso volant. Ces leviers sont situés sur deux côtés : un pour passer les vitesses vers le haut et l'autre vers le bas. Par conséquent, le pilote n'a pas besoin de retirer ses mains du volant, mais avec l'aide de système hydraulique activés par un signal électrique, les changements de vitesse s'effectuent en un à deux centièmes de seconde, ce qui est indéniablement plus rapide que dans le cas d'un système standard. Maintenant, le contrôle de la voiture de F1 est devenu plus similaire au processus de conduite d'un kart - avec le pied droit, vous réglez l'augmentation de la vitesse, avec le pied gauche - le freinage.

Chaque équipe crée sa propre boîte de vitesses. La plupart des voitures ont 6 vitesses, bien que les voitures modernes en utilisent déjà 7. Sept vitesses sont conçues pour les moteurs avec une bande de puissance étroite afin qu'ils puissent utiliser cette puissance de manière optimale.

Freins

Toutes les voitures de Formule 1 sont équipées de freins en carbone, qui se distinguent par le fait que leur résistance aux températures élevées est bien supérieure à celle de la production Disques de frein, et la masse est beaucoup moins. L'efficacité de ces freins est exceptionnellement élevée : après avoir accéléré à 340 km/h en ligne droite, une voiture de Formule 1 a besoin de moins de 100 mètres pour freiner avant d'entamer un virage lent. Naturellement, le carbone coûte très cher : il faut six mois pour produire un disque, qui est « cuit » à des températures de 900 à 2000 degrés Celsius.

Sécurité

En Formule 1, une grande attention est portée à la sécurité des pilotes. Pas une seule voiture ne pourra prendre le départ de la course si elle ne passe pas tous les contrôles nécessaires, notamment les crash tests. Depuis 1996, les côtés du cockpit ont été considérablement surélevés et renforcés pour protéger le pilote des impacts latéraux. Pour protéger le pilote lors des flips, des arceaux de sécurité sont situés derrière le cockpit. Il est également réglementé que dans n'importe quelle situation, le pilote doit pouvoir quitter la voiture en moins de 5 secondes, pour lesquelles il n'a qu'à déboucler ses ceintures et retirer le volant.

Vêtements de pilote

Les pilotes de Formule 1 portent une combinaison spéciale Sparco qui peut résister aux flammes nues pendant 14 secondes. De plus, les cyclistes sont tenus de porter des sous-vêtements, des couettes, des chaussures et des gants non inflammables fabriqués par des fabricants certifiés. La nuque du pilote, soumise à d'énormes charges lors d'accidents, est protégée par le système HANS (Head And Neck Support), adapté aux besoins de la Formule 1.

Poste de pilote

L'une des caractéristiques les plus importantes de la dynamique d'une voiture de course est la position de son centre de gravité. Par conséquent, le siège du pilote est situé aussi près que possible du bas de la voiture et la position du pilote lui-même est très similaire à celle comme s'il était allongé dans un siège confortable. Alors que les pieds sont situés plus haut au-dessus du sol que l'arrière, cela est dû à la conception moderne des cônes de nez hauts, qui améliorent l'aérodynamisme de la voiture.

Pneus

Trois types de pneumatiques sont utilisés : les "slicks" - pour les pistes sèches, "mixtes" ou "intermédiaires" - pour les légèrement humides et "pluie" - pour les très humides. Les pneus pour pistes sèches se distinguent par leur dureté : "supersoft" (le plus tendre), "soft", "medium" et "hard" (le plus dur). La taille des pneus avant et arrière a constamment changé au cours de l'évolution des voitures de course de Formule, maintenant les pneus avant et arrière sont différents, la taille des pneus avant est de 245/55 R13, les pneus arrière sont de 270/ 55R13.

Électronique

Une voiture de Formule 1 regorge d'électronique pour vous aider à atteindre meilleurs résultats Dans la course. Tous les équipements électroniques de la voiture sont inspectés par la FIA avant la saison et ne peuvent être modifiés pendant celle-ci. Depuis la voiture de Formule 1, la télémétrie est transmise en continu - des informations sur l'état et le comportement de la voiture. La télémétrie est surveillée par le personnel de l'équipe. Retour est interdit, c'est-à-dire qu'il est impossible de conduire la voiture à partir des cases.

Volant

Littéralement en 1992, le volant d'une voiture de Formule 1 n'avait rien de spécial. Une pièce ronde ordinaire, avec une plaque métallique au milieu pour la fixation à la colonne de direction, et pas plus de trois boutons - l'un pour sélectionner le point mort, le second pour fournir du liquide potable à travers un tube dans le casque du pilote, et le troisième pour les communications radio.

Actuellement, le volant est un complexe appareil électronique ce qui permet au pilote de modifier un grand nombre de paramètres. Très souvent, les équipes de Formule 1 nomment un ingénieur dédié qui est responsable de l'électronique et du confort de pilotage.

La plupart des volants contrôlent 12 paramètres de voiture différents, il n'est donc pas surprenant que jusqu'à 120 composants différents soient utilisés dans son assemblage - boutons, commutateurs, etc. Et malgré l'abondance de matériaux et de pièces, le volant ne pèse que 1,3 kg.


16 décembre 10, 14:35

L'image est cliquable

La voiture de course de Formule 1 tire son nom d'une recette spéciale pour le carburant qu'elle utilise. Une telle voiture a un moteur beaucoup plus puissant qu'une voiture de tourisme classique. L'augmentation de puissance est obtenue en augmentant le volume du moteur, c'est-à-dire le volume total des chambres de combustion dans ses cylindres.

Moteur de moyenne puissance pour voiture de voyageurs a un volume ne dépassant pas 61 pouces cubes. La "Formule 1" peut avoir trois fois la cylindrée du moteur et développer une puissance de 500 Puissance en chevaux(ch), soit quatre voire cinq fois la puissance d'une voiture de tourisme classique.

Pour tirer pleinement parti de l'énorme puissance du moteur, les carrosseries des voitures de course sont spécialement conçues de manière aérodynamique pour assurer une résistance minimale à l'air. Les pneus de leurs roues sont ultra-larges - pour meilleure adhérence hors route et donc une conduite plus sûre. La suspension spéciale assure la stabilité et résiste au dérapage de la voiture, même lorsqu'elle effectue des virages serrés à grande vitesse.

Voiture de course de Formule 1

Un pilote de voiture de course n'a besoin que d'un coup d'œil sur combiné d'instruments dans le cockpit pour connaître la quantité de carburant dans la voiture, la température de l'eau, la pression d'huile et d'autres paramètres.

à toute épreuve freins à disque la fibre de carbone (ci-dessous) doit résister à un stress thermique énorme lors de la course à des vitesses de course.

Carrosserie pour conduite rapide

Les carrosseries basses et larges des voitures de course sont moulées à partir de fibre de carbone légère mais durable. La forme de leur carrosserie est conçue pour aider la voiture à utiliser le flux d'air généré à grande vitesse. Bord d'attaque biseauté (inférieur, gauche) et carénages arrière - les spoilers forcent l'air vers le bas sur le véhicule et l'empêchent de décoller du sol.

Pneus de voiture de course

Les pneus doivent être adaptés aux conditions de la route. Les pneus des voitures de course sont plus larges que la normale et peuvent être presque lisses pour les pistes sèches. Ou ayez un protecteur de pluie spécial.

Moteur de voiture de course

Pour que le moteur soit à la fois puissant et économique, voitures de courses installé dessus (figure ci-dessous) Système d'ordinateur injection de carburant et contrôleurs électroniques de la vitesse du moteur, de la température de l'eau et de l'huile et d'autres paramètres importants.

Dix cylindres donnent de la puissance à ce moteur spécial conçu pour les voitures de course.

Une voiture de course de Formule 1 (sur la photo du haut) roule beaucoup plus vivement qu'une voiture de tourisme et génère beaucoup plus de chaleur. Pour éliminer l'excès de chaleur, le radiateur de la voiture est refroidi par un flux d'air (photo ci-dessous) pendant que la voiture de course dévale la piste à près de 180 mph.

Suspension spéciale voiture de course

La suspension des voitures de course doit offrir une adhérence fiable sur la route dans les virages à grande vitesse.

La Formule 1 est un sport de technologies avancées, dont beaucoup apparaissent ici pour la première fois, sont affinées et perfectionnées afin de pouvoir ensuite trouver leur application dans l'industrie automobile de masse.
L'un des très les points importants toutes les courses de Formule 1 sont des arrêts aux stands - une procédure obligatoire pour tout pilote de changer de pneus pendant une course. Ce sont les règles - au moins une fois, un coureur doit entrer dans les stands pour changer de pneus. Cette procédure prend plus de temps car vous devez passer du temps à conduire sur la voie des stands, à la longer (la vitesse est limitée à 100, 80 et sur certaines pistes même à 60 km / h) et à changer les roues.
Naturellement, lorsque sur la piste vous vous battez une fraction de seconde, la perte de temps lors d'un arrêt au stand peut être catastrophique en termes de résultats en course, surtout lorsque vous vous battez pour la tête. Par conséquent, les arrêts aux stands en Formule 1 ont appris à s'effectuer en quelques secondes au sens littéral du terme.
Je ne sais pas si la technologie pour changer les roues en trois secondes atteindra le montage de pneus habituel, mais comment cela se fait en Formule 1, je propose de regarder ci-dessous


2. D'abord sur les roues.
Il existe 3 types de pneus utilisés : les pneus slicks pour les pistes sèches, les mixtes ("pneus intermédiaires") pour les pneus légèrement humides et les pluvieux pour les mouillés. La pluie est plus une exception en Formule 1, donc les pneus secs sont le plus souvent utilisés.
Le caoutchouc en Formule 1 est fourni par un fournisseur avec lequel la FOM a signé un contrat.
Les dernières années ont été entreprise célèbre Pirelli.
Pour chaque étape, un nombre limité de jeux de gomme de l'esprit des compositions est apporté pour chaque coureur (il y a quatre compositions de slicks au total - dur, moyen, mou et super mou).
Les pneus sont stockés dans des housses spéciales juste avant d'être montés sur les voitures, où ils sont réchauffés à la température requise.
En raison de la très vitesses élevées sur la route, échauffement rapide pneu a une signification décisive, car sur pneus froids, la traction avec la piste est considérablement altérée et, par conséquent, le niveau de danger pour le pilote augmente et le temps au tour de la route diminue

3. Chaque équipe étiquettera ses pneus en fonction de l'endroit et de la manière dont elle prévoit d'utiliser chaque ensemble.

4. Ce sont des clés à formule.
C'est avec cet outil que vous pourrez retirer la roue en 0,8 seconde et la visser dans la même 0,8 seconde.

5. Et c'est ainsi que se déroule l'arrêt au stand.
Afin de changer quatre roues dans une course en trois secondes environ, 20 personnes sont impliquées.

6. La voiture vole littéralement jusqu'au point de changement de roue.
Ici, l'habileté du conducteur est importante afin de s'arrêter précisément au bon endroit, où les mécaniciens sont déjà prêts et attendent d'enfoncer les clés dans ses roues, ainsi que des actions claires des mécaniciens avec des crics qui doivent soulever instantanément la voiture

7. Une fraction de seconde - tout le monde se précipite sur les roues.
Quatre sons kaykovert à l'unisson. La roue est enlevée par une personne spéciale, ici. l'autre met une nouvelle roue.
Clés à nouveau

8. Il reste à sortir les vérins et à envoyer la voiture à la course.
Pour tout sur tout 2,5-3 secondes
Le record est de 1.923 secondes, établi par l'équipe Rad Bull lors du changement de roues de la voiture de Mark Webber au Grand Prix des États-Unis 2013.

9. Mais afin de changer les roues aussi rapidement et en douceur pendant la course, les équipes effectuent un entraînement de routine presque tous les jours.

10. Parfois pour une heure, parfois pour deux.
Ils décollent et mettent les roues, décollent et mettent.

11. Pendant le week-end de formule à Sotchi, j'ai assisté à l'une des séances d'entraînement menées par l'équipe Lotus.

12. Le processus semble légèrement différent du côté que du haut.
Il semble y avoir beaucoup d'agitation et de mécaniciens qui se gênent les uns les autres.
Démontage de l'ancienne roue

13. En fait, ce n'est pas le cas. Tout est clair
Le mécanicien enlève la roue retirée

14. Mettre une nouvelle roue

15. C'est tout !

16. À quoi ça ressemble sur la vidéo

Et la vue de dos

17. Ingénieur en chef mécanique effectue le chronométrage.
Il n'est pas très content. Doit répéter l'entraînement à nouveau

18. La voiture est à nouveau sur vérins, et à nouveau le hurlement des clés à molette...
Et tant d'autres tentatives.
Et tout ça pour gagner une fraction de seconde dans la course...

Un grand merci au sponsor de l'équipe Scuderia Ferrari pour l'opportunité d'assister à la première étape de Formule en Russie.

En théorie, les pneus de Formule 1 ne sont pas si gonflés - traduits dans la langue familière aux vendeurs et acheteurs de pneus, la dimension des pneus slicks avant sera de 270/55 R13 et celle des arrières - 325/45 R13. A titre de comparaison - dans la liste de prix pour pneus de route Le Pirelli P Zero (extrêmement populaire auprès des propriétaires de supercars) peut être trouvé dans de nombreuses options avec un profil 40-45. Mais il y a une nuance : on mesure le profil en pourcentage de "l'épaisseur" du pneu à sa largeur, et on voit des millimètres séparer la surface du pneu du bord de la jante. Et selon cet indicateur, la différence est palpable. Par exemple, "l'épaisseur" du même Pirelli P Zero avec les dimensions 225/45 R17 sera d'environ 100 mm, et les pneus arrière pour la Formule 1 - 165 mm. C'est-à-dire que le diamètre d'un pneu de course sera de 4% de plus et son "épaisseur" de 65% à la fois.

Les disques d'un diamètre de 13 pouces ne riment pas non plus trop avec le statut des courses les plus prestigieuses et les plus chères du monde - après tout, les constructeurs automobiles d'aujourd'hui dans de telles chaussures et un modèle économique ne sortiront pas sur la route (à moins que certains Ravon R2, anciennement connu sous le nom Daewoo matiz). D'ailleurs, dans le domaine du caoutchouc de Formule 1, c'est depuis longtemps un décret pour d'autres tournois et catégories de course : que les sports prototypes dans les courses d'endurance, que les voitures électriques dans le tournoi de Formule E, que les redoutables Audi et Mercedes en fibre de carbone en DTM championnat - tout le monde conduit des roues de 18 pouces avec des pneus "fins". Pourquoi les courses royales s'accrochent-elles encore à de minuscules roues et à des pneus « dodus » ?

L'été dernier, Pirelli, actuellement l'unique fournisseur de pneus de Formule 1, a développé expérimentalement un pneu « fin » de 18 pouces. Lors des essais, il était neuf secondes plus lent depuis le tour que le pneu « dodu » habituel.

Il y a beaucoup de réponses à cette question. Certains disent - tout est une question de cupidité : plus le pneu est "épais", plus le logo peut être placé sur le flanc large - par conséquent, les fabricants de pneus s'opposent à la transition vers des pneus à profil bas. D'autres soutiennent que la Fédération Internationale de l'Automobile de cette manière restreint indirectement la croissance des vitesses : ils disent que plus la jante de la roue est petite, plus les freins doivent être compacts, moins ils sont efficaces et moins les concepteurs de voitures sont motivés pour les rendre exceptionnellement rapides. . Ces deux versions sont typiquement folk. Les officiels du sport automobile n'ont pas besoin d'emprunter des itinéraires aussi délicats - s'ils veulent limiter l'efficacité des freins, ils peuvent simplement fixer des limites sur leurs tailles ou interdire l'utilisation de certaines solutions et matériaux. Quant à la taille du logo, Paul Hambry, responsable des programmes de course de Pirelli, a évoqué cet aspect du problème comme une blague - et il l'a fait lors de la présentation... de pneus expérimentaux à profil bas pour la Formule 1.

Les plus avertis rappellent que même dans un championnat où les arrêts aux stands durent moins de deux secondes, vous ne pouvez pas simplement visser des roues dont la taille est radicalement différente de la taille actuelle des voitures de Formule 1 modernes. Pour commencer en augmentant le diamètre jantes jusqu'à 18 pouces, un jeu de roues pèsera près de 35 kg de plus qu'aujourd'hui (de tels calculs ont été publiés il y a quelque temps par l'un des fabricants de pneus). Ce qui augmentera non seulement les masses non suspendues - ce que les créateurs voitures rapides essayez généralement d'éviter - mais aussi la charge sur la boîte de vitesses. De plus, il ne faut pas oublier que les pneus sont, en un sens, un élément de la suspension de la voiture. Surtout les pneus « dodus », qui sont beaucoup plus actifs que pneus à profil bas avec un flanc rigide, participent à l'absorption d'impulsion lors de la frappe d'une bosse et à la répartition de la force centrifuge dans un virage (dans les deux cas, jouant le rôle d'un ressort). "Si vous échangez simplement une roue contre une autre, les voitures échangeront simplement leur queue comme des voitures à la dérive", a suggéré Hirode Hamashima, qui a dirigé le programme de formule de Bridgestone, "La différence de traction sera plus que significative."

De temps en temps, les équipes de Formule 1 créent des voitures de course virtuelles - une sorte de fantasme sur l'apparence des voitures de course dans vingt ans (photo - projet MP4-X de l'équipe McLaren). Il est à noter que toutes ces voitures de course du futur sont chaussées de grandes disques de roue avec des pneus à profil bas ...

D'un côté, il est stupide d'effrayer les concepteurs de Formule 1 avec des défis d'ingénierie : donnez-leur assez d'argent et de ressources - et dans six mois, même sur des roues carrées, la voiture ira plus vite que vendredi dernier. Mais le fait est que l'argent et les ressources de la Formule 1 moderne essaient d'économiser autant que possible. Et il y a encore de quoi les dépenser : alors le passage à l'hybride centrales électriques sera annoncé, alors la hauteur du cône de nez sera limitée - il suffit d'avoir le temps de tourner. Dans ces conditions, peu de concepteurs aimeront apporter de sérieux changements à la conception de la suspension, ce qui entraînera nécessairement la nécessité de "finir" l'aérodynamisme, de moderniser les freins, etc. Bref, il n'y a pas de raisons fatidiques qui excluent complètement l'abandon des pneus "gonflés" dans un avenir prévisible. Et cette question n'est pas posée sérieusement, car même sans elle, les équipes de Formule 1 et le fournisseur de pneus en général ont quelque chose à faire et où dépenser l'argent disponible.

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