Kilpatekniikka, joka siirtyi nykyiseen autoosi

Fordista ja Chevroletista Ferrariin ja Porscheen lähes jokainen autonvalmistaja on kilpaillut jossain vaiheessa. Mutta miksi he tekevät sen?

Se on osittain vain paljastamista varten. Kilpa-ajo täyttää tuotemerkkien tarpeen päästä silmien eteen ja esitellä tuotteitaan. Pelkkä näkyvyys ei kuitenkaan voi myydä autoja tai oikeuttaa autonvalmistajien kilpa-ajoon sijoittamia miljoonia dollareita.

Korkeaoktaanisen markkinoinnin lisäksi autovalmistajat ovat käyttäneet kilpa-ajoa teknologisena testauslaboratoriona. Nykyaikaiset autot hyötyvät vuosikymmenten kilpailussa hiottuista tekniikasta. Joskus se alkoi kilpailujoukkueiden etsiessä etua. Muut innovaatiot syntyivät kilpailun ulkopuolelta, mutta osoittivat tehokkuutensa radalla. Kaikki nämä testit ja säädöt tekevät autoista parempia. Tässä on joitain suosikkikilpailuteknologiamme kappaleista, jotka siirtyivät katuautoihimme:

Turboahdin

Turboahtaminen – pakokaasukäyttöisen kompressorin käyttö lisäämään ilmaa moottoriin – ei alkanut kilpailusta. General Motors löi turbot Oldsmobile F85:een ja Chevrolet Corvairiin vuonna 1962, ennen kuin turboahtaminen oli todella kilpa-insinöörien tutkalla.

Turboahdetut autot eivät tehneet paljon vaikutusta ennen kuin ne lähtivät kilpailemaan. Tämä alkoi tosissaan 1970-luvulla, kun Porsche lanseerasi 917/10- ja 917/30 Can-Am -autonsa ja Renault toi turbovoiman. Formula ykkösiin. Turboahtaminen puhalsi myös uuden elämän – kirjaimellisesti – IndyCar-kilpailujen vuosikymmeniä vanhaan Offenhauser-moottoriin. 1980-luvulle mennessä kilpa-ajo oli muuttunut turbohulluksi, kun turboahdetut F1-autot, ralliautot ja kestävyyskilpailijat tuottivat järjettömän paljon tehoa turboilla.

Se oli kilpa-ajan aika, joka tasoitti tietä turboahtimille todella siirtyä maantieautojen valtavirtaan. Turboja käytetään edelleen suorituskykyyn, mutta autonvalmistajat käyttävät niitä yhä useammin moottoreiden pienentämiseen polttoainetalouden nimissä. Turboahtimet mahdollistavat pienempien moottoreiden tuottavan enemmän tehoa, joten esimerkiksi Ford voi perustella tuplaturbo V6:n asentamisen F-150 lava-auto V8:n sijaan.

Neliveto

Maantieajoneuvot ja muutama nelivetopyöräinen kilpa-auto oli olemassa ennen sitä, mutta Audi Coupe Quattro oli ensimmäinen, jossa oli nelivetojärjestelmä, joka on suunniteltu käytettäväksi tavallisissa autoissa kaikissa tieolosuhteissa. Audin Iltis-sotaajoneuvon kehittämisestä saaman kokemuksen perusteella Quattro rakennettiin hallitsemaan rallin MM-sarjaa. Insinöörit lyövät vetoa, että nelivedon lisäpito olisi eduksi monilla päällystämättömillä ja joskus lumen peittämillä rallikokeilla. Quattro osoitti heidän olevan oikeassa, voittaen mestaruuden vuosina 1983 ja 1984 sekä voittaen kolme voittoa Pikes Peak International Hill Climbissä 1980-luvun aikana.

Quattro-nimi (italiaksi "neljä") elää Audin nykyisyydessä nelivetoiset ajoneuvot. Osittain Audin menestyksen ansiosta myös muut autonvalmistajat ovat ottaneet käyttöön nelivedon, joten et enää tarvitse lava-autoa tai maastoautoa tunteaksesi olosi varmaksi ajaessasi liukkaalla tiellä. Samaan aikaan WRC: ssä käytettiin nelivetoa, eikä se koskaan katsonut taaksepäin, mikä tasoitti tietä Subaru Impreza WRX: n kaltaisille autoille. ja Mitsubishi Lancer Evolution, joka, kuten alkuperäinen Quattro, poikisi maantieversioita harrastajille. himoitsee.

Hiilikuitu

Vuonna 1979 suunnittelija John Barnard, joka työskenteli silloin McLaren Formula 1 -tiimissä, etsi tapaa kutistaa kilpa-auton alustaa, jotta sen pohjaan tulisi lisää aerodynaamisia elementtejä. Tämä oli F1:n "maaefektin" aikakautta, jolloin tällaiset elementit olivat avain suorituskykyyn. Mutta siinä oli ongelma: jos ohuempi runko olisi valmistettu tavallisesta alumiinista, se ei olisi tarpeeksi jäykkä.

Barnard oli kuullut hiilikuidusta British Aerospacen kontakteista ja päätti käyttää materiaalia F1-runkoon (tunnetaan alalla monokokkina). Tuloksena oli McLaren MP4/1, joka debytoi kaudella 1981 F1-kaudella. Voitto Britannian GP: ssä osoitti auton suorituskykypotentiaalin, mutta kun kuljettaja John Watson käveli poissa väkivaltaisesta törmäyksestä Italian GP: ssä se osoitti, että hiilikuitu voi parantaa turvallisuutta hyvin. Nykyään jokaisessa F1-autossa on hiilikuiturunko.

Hiilikuitu on päässyt maantieautoihin, mutta se on kaukana valtavirrasta. Alfa Romeo 4C: tä lukuun ottamatta vain eksoottinen superautot (mukaan lukien ne McLarenin valmistama) niissä on hiilikuiturunko. Mutta hiilikuitukomponentteja käytetään joissakin (hieman) halvemmissa autoissa, ja BMW on ollut edelläkävijänä hiilikuituvahvisteisen muovin käytössä ajoneuvoissa, kuten i3 sähköauto tavoitteena on tehdä materiaalista helpompi massatuotantoa.

Siivet

Takasiipi on suorituskyvyn symboli, mistä on osoituksena julkeiden omistajien niiden kiinnittäminen roskat vanhaan Honda Civicsiin. Maine, johon he nojaavat, on ansaittu. 1960-luvulla siivet nostivat Formula 1 -autot suorituskyvyn uudelle tasolle. Mutta se ei tullut helposti.

Kuten lentokoneiden siivet, myös autojen siivet ohjaavat ilmavirtaa. Mutta sen sijaan, että ohjattaisiin nopeampaa ilmavirtaa alle nostovoiman luomiseksi, ne ohjaavat sen yläosan yli luomaan alasvoimaa, joka työntää auton radalle ja lisää pitoa. Muutaman uraauurtavan yrityksen jälkeen – mukaan lukien ikoninen Chaparral 2E vuodelta 1966 – F1-tiimit alkoivat omaksua siivet vuonna 1968. Ferrari oli ensimmäinen, ja muut seurasivat pian. Siivet olivat massiivisia, mutta ne olivat myös hauraita ja karkeasti rakennettuja. Tämä johti useisiin romahtaviin siipien romahtamiseen, mikä puolestaan ​​johti tiukentuviin säännöksiin.

Nuo varhaiset siipiyritykset olivat laukauksia pimeässä, mutta niiden suorituskykypotentiaali oli kiistaton. Kun insinöörien ymmärrys aerodynamiikasta kehittyi, siivet tulivat osaksi F1- ja muita kilpailusarjoja sekä lukuisia suorituskykyiset maantieautot.

Puoliautomaattiset vaihteistot

Manuaalinen tai automaattinen. Se oli ennen selkeä valinta. Mutta se tapahtui ennen kuin kilpajoukkueet löysivät suorituskykyetua vaihteistoissa, joita kuljettajat voivat vaihtaa itse ilman kytkinpoljinta. Kytkimen poistaminen mahdollistaa vaihteiston vaihtamisen nopeammin, joten oli vain ajan kysymys, milloin teknologiasta tuli yleistä sekä kilpa- että maantieurheiluautoissa. Porschen PDK-kaksoiskytkinvaihteistosta on tullut saksalaisen autonvalmistajan kaluste urheiluautot, mutta tekniikkaa testattiin ensimmäisen kerran 956-kilpa-autossa vuonna 1983. PDK-vaihteisto ilmestyi kuitenkin volyymituotettaviin Porsche-maantieautoihin vasta vuonna 2009.

Välissä Ferrari kehitti puoliautomaattisen vaihteiston Formula 1 -sarjaan ja esitteli sen vuonna 1989 640-mallissa joidenkin hammasongelmien jälkeen. Ferrari on aina innokas luomaan yhteyksiä F1-kilpa-ohjelmansa ja maantieautojensa välille, ja lisäsi tekniikan Mondialiin vuonna 1993 ja F355:een vuonna 1997. Jälkimmäinen esitteli myös puoliautomaattisille vaihteistoille tunnusomaisen lisävarusteen: vaihteiston.

Taustapeilit

On vaikea kuvitella täydellisempää tarinaa kilpa-innovaatioista, jotka muuttavat jokapäiväisiä autoja paremmiksi. Kun ensimmäinen Indianapolis 500 ajettiin vuonna 1911, useimmat kuljettajat ottivat mukaan "ajomekaanikon", jonka työhön kuului taakse katsominen varoittaakseen kuljettajaa lähestyvistä autoista. Ray Harroun päätti kilpailla erityisesti valmistetulla Marmon Waspilla, jossa on virtaviivainen yksipaikkainen korirakenne – jättämättä tilaa ratsastusmekaanikolle. Sen sijaan Harroun kiinnitti lasin kojelautaan. Hän voitti Indy 500:n avajaiskilpailun ja jäi sitten välittömästi eläkkeelle.

Kuten useimpien mahtavien tarinoiden kohdalla, mukana oli liioittelua. Harroun ei keksinyt taustapeiliä: hän sanoi saaneensa idean taustapeilistä, jonka hän oli nähnyt hevoskärryissä, ja peilit oli listattu autotarvikeluetteloihin ennen vuotta 1911. Mutta kuten monet autoalan innovaatiot, kilpa-ajo teki taustapeilin suosituksi ja osoitti sen tehokkuuden dramaattisella tavalla.

Levyjarrut

Auton tärkein osa on jarrut. Jos et pysty lopettamaan, millään muulla ei ole väliä. Auton keksimisen jälkeen jarrutekniikan suurin edistysaskel on ollut levyjarrut. Koska jarrupinta on avoin ilmavirralle, levyjarrut jäähdyttävät paremmin kuin suljetut rumpujarrut, mikä vähentää ylikuumenemisen mahdollisuutta ja parantaa suorituskykyä.

Tämä parantunut suorituskyky kiinnitti Jaguarin huomion 1950-luvun alussa. Brittiautovalmistaja teki yhteistyötä Dunlopin kanssa, joka oli kehittänyt levyjarrujärjestelmän lentokoneille. Jos he pystyisivät pysäyttämään koneen laskeutuessaan, levyjarrujen pitäisi toimia autossa, joten ajattelin Dunlopia ja Jaguaria. Jaguar C-Type levyjarruilla voitti Le Mansin 24 tunnin ajon.

Muut autonvalmistajat olivat kokeilleet levyjarruja tuotantoautoissa aiemmin (vuoden 1949 Crosley Hotshotissa ja tietyissä 1950 Chrysler-malleissa oli niitä), mutta Jaguarin voitto osoitti, että tekniikka oli todellinen juttu. Nykyään levyjarrut ovat vakiovarusteena useimmissa uusissa autoissa.

Lukkiutumattomat jarrut

Levyjarrujen tapaan lukkiutumattomia jarruja (ABS) käytettiin lentokoneissa yleisemmin ennen autoja. Dunlopin Maxaret-järjestelmää käytettiin kaikessa lentokoneista Ison-Britannian V-Force-ydinpommikoneisiin. Vuonna 1961 järjestelmään asennettiin muunnelma järjestelmästä Ferguson P99 Formula yksi auto. P99, jossa oli myös varhainen nelivetojärjestelmä, ei ollut kovin menestynyt F1:ssä. Se voitti vain yhden kilpailun, eikä kuljettaja Stirling Moss edes käyttänyt ABS: ää, vaan mieluummin moduloi jarruja vanhanaikaisella tavalla. Jensen Interceptor FF debytoi ABS: llä pian P99:n eläkkeelle jäämisen jälkeen, mutta idea ei todellakaan saanut kiinni vuosikymmeniin.

Ferguson P99 oli aikaansa edellä. Sen ABS oli mekaaninen; se vaatisi elektroniikkaa, jotta ABS olisi todella käytännöllinen. Nykyään on laitonta myydä uutta autoa ilman ABS: ää Yhdysvalloissa. ABS ei kuitenkaan ole sallittua Formula 1:ssä. Se on yksi monista sarjassa kielletyistä kuljettajan apuvälineistä.

DOHC moottorit

Dual-overhead nokka (DOHC) sylinterinkansi on kätevä tapa lisätä tehoa lisäämättä iskutilavuutta. Ylänokkaat ovat luonnostaan ​​tehokkaampia kuin vaihtoehdot, ja kun niitä on kaksi, voit lisätä venttiileitä. Tämä tarkoittaa, että enemmän polttoainetta ja ilmaa pääsee moottoriin, mikä tarkoittaa enemmän tehoa.

Ensimmäinen DOHC-auto oli Peugeot L76. Sen kaksinokkainen sylinterikansi istui massiivisen 7,6-litraisen neljän rivimoottorin päällä, joka teki 148 hevosvoimaa. Se sammui välittömästi ja voitti ensimmäisen kilpailunsa - vuoden 1912 Ranskan Grand Prix -kilpailun, sitten meni seuraavana vuonna Indianapolis 500 -sarjaan ja voitti myös sen. Muut autonvalmistajat kopioivat mallin nopeasti, ja kaksoisnokkapäistä tuli suorituskykyisten autojen pakollinen ominaisuus.

Nykyään jopa vaatimattomat Toyota Corolla on DOHC-moottori. Se on osoitus siitä, kuinka kauan autonvalmistajat pyrkivät saamaan entistä enemmän tehoa ja tehokkuutta pienemmistä moottoreista ja kuinka kerran eksoottisista temppuista voi tulla arkipäivää.

Toimittajien suositukset

• Kuinka iso sininen pakettiauto vuodelta 1986 tasoitti tietä itseajaville autoille
• Lamborghini laittaa kilpa-autoja olohuoneeseesi. Hyppää sisään ja aja yksi
• Formula 1 -joukkueet käyttävät kilpatekniikkaa koronaviruksen torjuntaan
• CyberScooter Edition sähköskootteri on suunniteltu korvaamaan autosi
• F1 aikoo kilpailla maailman ensimmäisellä hiilidioksidipäästöttömällä moottorilla vuonna 2030