Technologia wyścigowa, która została przeniesiona do Twojego obecnego samochodu

Od Forda i Chevroleta po Ferrari i Porsche – prawie każdy producent samochodów choć raz brał udział w wyścigach. Ale dlaczego to robią?

Częściowo chodzi tylko o ekspozycję. Wyścigi zaspokajają potrzebę marek, aby wyjść przed wiele oczu i pochwalić się swoimi produktami. Jednak sama ekspozycja nie może sprzedać samochodów ani usprawiedliwić milionów dolarów, jakie producenci samochodów przeznaczają na wyścigi.

Oprócz marketingu wysokooktanowego producenci samochodów wykorzystali wyścigi jako laboratorium testów technologicznych. Nowoczesne samochody korzystają z technologii udoskonalanej przez dziesięciolecia konkurencji. Czasami zaczęło się od zespołów wyścigowych szukających przewagi. Inne innowacje powstały poza wyścigami, ale udowodniły swoją skuteczność na torze. Wszystkie te testy i ulepszenia sprawiają, że samochody są lepsze. Oto niektóre z naszych ulubionych elementów technologii wyścigowej, które przeniosły się do naszych samochodów ulicznych:

Turbodoładowanie

Turbodoładowanie – wykorzystanie sprężarki napędzanej spalinami w celu wtłoczenia większej ilości powietrza do silnika – nie zaczęło się od wyścigów. General Motors zainstalował turbosprężarki w Oldsmobile F85 i Chevrolet Corvair w 1962 roku, zanim turbodoładowanie stało się przedmiotem zainteresowania inżynierów wyścigowych.

Samochody z turbodoładowaniem nie robiły większego wrażenia, dopóki nie zaczęły się ścigać. Zaczęło się to na dobre w latach 70. XX wieku, kiedy Porsche wypuściło na rynek samochody 917/10 i 917/30 Can-Am, a Renault wprowadziło moc turbo do Formuły 1. Turbodoładowanie tchnęło także – dosłownie – nowe życie w liczący kilkadziesiąt lat silnik Offenhauser używany w wyścigach IndyCar. W latach 80. wyścigi oszalały z turbodoładowaniem, a turbodoładowane samochody F1, samochody rajdowe i zawodnicy wyścigów długodystansowych wytwarzały niesamowitą ilość mocy za pomocą turbosprężarek.

To właśnie ta era wyścigów utorowała drogę turbosprężarkom do powszechnego użytku w samochodach drogowych. Turbosprężarki są nadal używane ze względu na osiągi, ale producenci samochodów coraz częściej wykorzystują je do zmniejszania silników w imię oszczędności paliwa. Turbosprężarki pozwalają mniejszym silnikom wytwarzać większą moc i na przykład Ford może uzasadnić umieszczenie w swoim samochodzie silnika V6 z podwójnym turbodoładowaniem Pickup F-150 zamiast V8.

Napęd na wszystkie koła

Wcześniej istniały pojazdy drogowe i kilka samochodów wyścigowych z czterema napędzanymi kołami, ale Audi Coupé Quattro był pierwszym z systemem napędu na wszystkie koła przeznaczonym do użytku w zwykłych samochodach w każdych warunkach drogowych. Bazując na doświadczeniach zdobytych przez Audi podczas opracowywania pojazdu wojskowego Iltis, Quattro zostało zbudowane tak, aby zdominować Rajdowe Mistrzostwa Świata. Inżynierowie są pewni, że dodatkowa przyczepność napędu na wszystkie koła przydałaby się na wielu nieutwardzonych, a czasem pokrytych śniegiem etapach rajdu. Quattro udowodnił, że mieli rację, zdobywając mistrzostwa w 1983 i 1984 r., a także odnosząc trzy zwycięstwa w międzynarodowym wyścigu górskim Pikes Peak w latach 80.

Nazwa Quattro (po włosku „cztery”) jest nadal obecna w nurcie Audi pojazdów z napędem na wszystkie koła. Częściowo dzięki sukcesowi Audi inni producenci samochodów również przyjęli napęd na wszystkie koła, co oznacza, że ​​nie potrzebujesz już pickupa ani SUV-a, aby czuć się pewnie na śliskich drogach. W międzyczasie WRC zdecydowało się na napęd na wszystkie koła i nigdy nie oglądało się za siebie, torując drogę samochodom takim jak Subaru Impreza WRX i Mitsubishi Lancer Evolution, które, podobnie jak oryginalne Quattro, miały stworzyć wersje drogowe dla entuzjastów pożądać czegoś.

Włókno węglowe

W 1979 r projektanta Johna Barnarda, pracujący wówczas dla zespołu McLaren Formula One, szukał sposobu na zmniejszenie podwozia samochodu wyścigowego, aby zrobić miejsce na więcej elementów aerodynamicznych podwozia. To była era „efektu gruntu” w F1, kiedy takie elementy były kluczem do osiągów. Pojawił się jednak problem: gdyby odchudzone podwozie miało być wykonane ze standardowego aluminium, nie byłoby wystarczająco sztywne.

Barnard słyszał o włóknie węglowym od kontaktów w British Aerospace i zdecydował się użyć tego materiału w podwoziu F1 (w branży znanym jako monocoque). Rezultatem był McLaren MP4/1, który zadebiutował w sezonie F1 1981. Zwycięstwo w Grand Prix Wielkiej Brytanii potwierdziło potencjał osiągów samochodu, ale gdy kierowca John Watson chodził po gwałtownej katastrofie podczas Grand Prix Włoch udowodnił, że włókno węglowe może zwiększyć bezpieczeństwo Dobrze. Obecnie każdy samochód F1 ma podwozie z włókna węglowego.

Włókno węglowe dotarło do samochodów drogowych, ale daleko mu do głównego nurtu. Z wyjątkiem Alfa Romeo 4C, tylko egzotyczne supersamochody (w tym te wyprodukowany przez McLarena) mają podwozie z włókna węglowego. Jednak w niektórych (nieco) tańszych samochodach stosuje się elementy z włókna węglowego, a BMW jest pionierem w stosowaniu tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem węglowym w pojazdach takich jak samochód elektryczny i3 w celu ułatwienia masowej produkcji materiału.

Skrzydełka

Tylne skrzydło jest symbolem wydajności, o czym świadczy liczba ich zamontowanych przez zuchwałych właścicieli do starej, zniszczonej Hondy Civic. Reputacja, na której się opierają, jest w pełni zasłużona. W latach sześćdziesiątych skrzydła podniosły samochody Formuły 1 na nowy poziom osiągów. Ale nie przyszło to łatwo.

Podobnie jak skrzydła w samolotach, skrzydła w samochodach służą do kierowania przepływem powietrza. Zamiast jednak kierować szybszy przepływ powietrza pod spód, aby wytworzyć siłę nośną, kierują go nad górę, aby wytworzyć siłę docisku, która wpycha samochód na tor i zapewnia większą przyczepność. Po kilku pionierskich wysiłkach – w tym kultowym Chaparral 2E z 1966 r. – zespoły F1 zaczęły adaptować skrzydła w 1968 r. Ferrari było pierwsze, a wkrótce potem inni. Skrzydła były masywne, ale jednocześnie kruche i prymitywnie zbudowane. Doprowadziło to do kilku wypadków spowodowanych zapadnięciem się skrzydeł, co z kolei doprowadziło do zaostrzenia przepisów.

Te wczesne wysiłki skrzydeł były strzałem w ciemno, ale ich potencjał wydajności był niezaprzeczalny. W miarę jak wiedza inżynierów na temat aerodynamiki stawała się coraz bardziej wyrafinowana, skrzydła stały się stałym elementem F1 i innych serii wyścigów, a także dziesiątek samochody wyczynowe do jazdy po drogach.

Półautomatyczne skrzynie biegów

Ręczny lub automatyczny. Kiedyś był to prosty wybór. Ale to było zanim zespoły wyścigowe odkryły przewagę w zakresie wydajności w skrzyniach biegów, które kierowcy mogą zmieniać samodzielnie bez pedału sprzęgła. Wyeliminowanie sprzęgła umożliwia szybszą zmianę biegów, więc było tylko kwestią czasu, zanim technologia ta stanie się powszechna zarówno w samochodach wyścigowych, jak i drogowych samochodach sportowych. Dwusprzęgłowa skrzynia biegów PDK Porsche stała się stałym elementem wyposażenia niemieckiego producenta samochodów samochody sportowe, ale technologię po raz pierwszy przetestowano w samochodzie wyścigowym 956 w 1983 r. Jednak skrzynia biegów PDK pojawiła się w seryjnie produkowanym samochodzie drogowym Porsche dopiero w 2009 roku.

W międzyczasie Ferrari opracowało półautomatyczną skrzynię biegów dla Formuły 1, wprowadzając ją w 1989 roku w modelu 640, po początkowych problemach. Zawsze chcące łączyć swój program wyścigowy F1 z samochodami drogowymi, Ferrari dodało tę technologię do Mondiala w 1993 r. i F355 w 1997 r. Ten ostatni wprowadził także charakterystyczne akcesorium do półautomatycznych skrzyń biegów: łopatki zmiany biegów.

Lusterko wsteczne

Trudno wyobrazić sobie lepszą historię innowacji wyścigowych zmieniających codzienne samochody na lepsze. Kiedy w 1911 r. odbył się pierwszy wyścig Indianapolis 500, większość kierowców zabierała ze sobą „mechanika jeżdżącego”, którego zadaniem było oglądanie się za siebie i ostrzeganie kierowcy o zbliżających się samochodach. Ray Harroun zdecydował się ścigać specjalnie przygotowanym Marmon Wasp z opływowym, jednomiejscowym nadwoziem – nie pozostawiając miejsca dla mechanika jeżdżącego. Zamiast tego Harroun zamontował kawałek szkła na desce rozdzielczej. Wygrał inauguracyjny wyścig Indy 500, a następnie szybko przeszedł na emeryturę.

Jak w przypadku większości wspaniałych historii, było w nich trochę przesady. Harroun nie wynalazł lusterka wstecznego: stwierdził, że wpadł na ten pomysł na podstawie lusterka wstecznego, które widział w powozie konnym, a lusterka były wymieniane w katalogach akcesoriów samochodowych przed 1911 rokiem. Jednak, podobnie jak w przypadku wielu innowacji motoryzacyjnych, wyścigi spopularyzowały lusterko wsteczne i w dramatyczny sposób udowodniły jego skuteczność.

Tarcze hamulcowe

Najważniejszą częścią samochodu są hamulce. Jeśli nie możesz przestać, nic innego się nie liczy. Od czasu wynalezienia samochodu największym postępem w technologii hamowania są hamulce tarczowe. Ponieważ powierzchnia hamowania jest otwarta dla przepływu powietrza, hamulce tarczowe zapewniają lepsze chłodzenie niż zamknięte hamulce bębnowe, zmniejszając ryzyko przegrzania i poprawiając wydajność.

Te ulepszone osiągi przykuły uwagę Jaguara na początku lat pięćdziesiątych. Brytyjski producent samochodów nawiązał współpracę z firmą Dunlop, która opracowała układ hamulców tarczowych do samolotów. Jeśli udałoby się zatrzymać samolot podczas lądowania, hamulce tarczowe powinny działać w samochodzie, więc pomyślałem o Dunlopie i Jaguarze. Jaguar C-Type z hamulcami tarczowymi wygrał 24-godzinny wyścig Le Mans.

Inni producenci samochodów wypróbowywali już hamulce tarczowe w samochodach produkcyjnych (miały je Crosley Hotshot z 1949 r. i niektóre modele Chryslera z 1950 r.), ale zwycięstwo Jaguara udowodniło, że technologia ta była naprawdę skuteczna. Obecnie hamulce tarczowe stanowią standardowe wyposażenie zdecydowanej większości nowych samochodów.

Hamulce przeciwblokujące

Podobnie jak hamulce tarczowe, układy przeciwblokujące (ABS) były częściej stosowane w samolotach niż w samochodach. System Maxaret firmy Dunlop był używany we wszystkim, od samolotów pasażerskich po brytyjskie bombowce nuklearne „V-Force”. W 1961 roku w modelu zamontowano odmianę tego systemu Fergusona P99 Samochód Formuły 1. P99, który również posiadał wczesny napęd na wszystkie koła, nie odniósł dużego sukcesu w F1. Wygrał tylko jeden wyścig, a kierowca Stirling Moss nawet nie korzystał z ABS, woląc modulować hamulce w staromodny sposób. Jensen Interceptor FF zadebiutował z ABS wkrótce po wycofaniu P99, ale pomysł ten nie przyjął się przez dziesięciolecia.

Ferguson P99 wyprzedził swoje czasy. Jego ABS był mechaniczny; aby ABS stał się naprawdę praktyczny, potrzebna byłaby elektronika. Obecnie sprzedaż nowego samochodu bez ABS w USA jest nielegalna, jednak ABS nie jest dozwolony w Formule 1. To jedna z wielu pomocy dla kierowcy zakazanych w serialu.

silniki DOHC

Głowica cylindrów z podwójną krzywką górną (DOHC) to wygodny sposób na zwiększenie mocy bez zwiększania pojemności skokowej. Krzywki górne są z natury bardziej wydajne niż ich alternatywy, a posiadanie dwóch z nich oznacza, że ​​można dodać więcej zaworów. Oznacza to, że do silnika dostaje się więcej paliwa i powietrza, co oznacza większą moc.

Pierwszym samochodem DOHC był Peugeota L76. Głowica cylindrów z podwójną krzywką osadzona była na masywnym, czterocylindrowym silniku rzędowym o pojemności 7,6 litra i mocy 148 KM. Natychmiast wystartował i wygrał swój pierwszy wyścig – Grand Prix Francji w 1912 r. – a następnie w następnym roku pojechał do Indianapolis 500 i również go wygrał. Inni producenci samochodów szybko skopiowali ten projekt, a głowice z podwójnymi krzywkami stały się obowiązkowym elementem w samochodach wyczynowych.

Dziś nawet pokorni Toyota Corolla ma silnik DOHC. To świadectwo wysiłków, jakie ponoszą producenci samochodów, aby wydobyć coraz większą moc i wydajność z mniejszych silników, oraz tego, jak niegdyś egzotyczne sztuczki mogą stać się powszechne.

Zalecenia redaktorów

• Jak duży niebieski van z 1986 roku utorował drogę samochodom autonomicznym
• Lamborghini umieszcza samochody wyścigowe w Twoim salonie. Wskocz i przejedź się jednym
• Zespoły Formuły 1 wykorzystują technologię wyścigową do walki z koronawirusem
• Hulajnoga elektryczna CyberScooter Edition ma zastąpić Twój samochód
• F1 planuje ścigać się z pierwszym na świecie silnikiem o zerowej emisji dwutlenku węgla netto w 2030 roku