Racingteknik som migrerade till din nuvarande bil

Från Ford och Chevrolet, till Ferrari och Porsche, nästan alla biltillverkare har tävlat vid ett eller annat tillfälle. Men varför gör de det?

Det är delvis bara för exponeringen. Racing uppfyller behovet för varumärken att komma ut inför många ögonglober och visa upp sina varor. Men exponering ensam kan inte sälja bilar eller rättfärdiga de miljontals dollar som biltillverkare satsar på racing.

Förutom högoktanig marknadsföring har biltillverkare använt racing som ett tekniskt testlabb. Moderna bilar drar nytta av teknik som finslipats under årtionden av konkurrens. Ibland började det med att tävlingsteam letade efter en fördel. Andra innovationer har sitt ursprung utanför racing men bevisade sin effektivitet på banan. Alla dessa tester och justeringar gör bilar bättre. Här är några av våra favoritdelar inom racerteknik som migrerade in i våra gatubilar:

Turboladdning

Turboladdning – användningen av en avgasdriven kompressor för att driva in mer luft i en motor – började inte med racing. General Motors slog turbo på Oldsmobile F85 och Chevrolet Corvair 1962, innan turboladdningen verkligen var på racerteknikernas radar.

Turboladdade bilar gjorde inte så stor inverkan förrän de tävlade. Detta började på allvar på 1970-talet, när Porsche lanserade sina 917/10 och 917/30 Can-Am-bilar, och Renault kom med turbokraft till Formel 1. Turboladdning blåste också nytt liv – bokstavligen – i den decennier gamla Offenhauser-motorn i IndyCar-racing. På 1980-talet hade racing blivit turbo-galen, med turboladdade F1-bilar, rallybilar och uthållighetsracers som producerade galna mängder kraft med hjälp av turbo.

Det var den eran av racing som banade väg för turboladdare att verkligen bli mainstream i vägbilar. Turbos används fortfarande för prestanda, men biltillverkare använder dem allt oftare för att minska motorer i bränsleekonomins namn. Turboladdare gör att mindre motorer kan producera mer kraft, vilket är hur till exempel Ford kan motivera att sätta en dubbelturbo V6 i sin F-150 pickup istället för en V8.

Fyrhjulsdrift

Vägfordon och några racerbilar med fyra drivna hjul fanns innan den, men den Audi Coupe Quattro var den första med ett fyrhjulsdriftsystem designat för användning av vanliga bilar under alla vägförhållanden. Baserat på erfarenheter som Audi fick med att utveckla Iltis militärfordon, byggdes Quattro för att dominera världsmästerskapet i rally. Ingenjörer slår vad om att den extra dragkraften med fyrhjulsdrift skulle vara fördelaktig på de många obanade, och ibland snötäckta rallyetapperna. Quattro visade att de hade rätt, vann mästerskapen 1983 och 1984, samt tog tre segrar på Pikes Peak International Hill Climb under 1980-talet.

Quattro-namnet (italienska för "fyra") lever kvar i Audis nuvarande fyrhjulsdrivna fordon. Delvis tack vare Audis framgångar har andra biltillverkare också anammat fyrhjulsdrift, vilket innebär att du inte längre behöver en pickup eller SUV för att känna dig säker på att köra på hala vägar. Samtidigt omfamnade WRC fyrhjulsdrift och såg sig aldrig tillbaka, vilket banade väg för bilar som Subaru Impreza WRX och Mitsubishi Lancer Evolution som, precis som den ursprungliga Quattro, skulle skapa väggående versioner för entusiaster att eftertrakta.

Kolfiber

År 1979 designer John Barnard, som då arbetade för McLarens Formel 1-team, letade efter ett sätt att krympa chassit på en racerbil för att ge plats åt fler aerodynamiska element under karossen. Detta var eran av "ground effect" i F1, när sådana element var nyckeln till prestanda. Men det fanns ett problem: om det slimmade chassit skulle vara tillverkat av standardaluminium skulle det inte vara tillräckligt styvt.

Barnard hade hört talas om kolfiber från kontakter på British Aerospace och bestämde sig för att använda materialet för ett F1-chassi (känd som en monocoque i branschen). Resultatet blev McLaren MP4/1, som debuterade 1981 F1-säsongen. En vinst i det brittiska Grand Prix bevisade bilens prestandapotential, men när föraren John Watson gick bort från en våldsam krasch vid Italiens Grand Prix visade det sig att kolfiber kunde öka säkerheten som väl. Idag har varje F1-bil ett kolfiberchassi.

Kolfiber har gjort det till vägbilar, men det är långt ifrån mainstream. Med undantag för Alfa Romeo 4C, bara exotisk superbilar (inklusive sådana tillverkad av McLaren) har kolfiberchassi. Men kolfiberkomponenter används i vissa (något) billigare bilar, och BMW har banat väg för användningen av kolfiberförstärkt plast i fordon som i3 elbil med målet att göra materialet lättare att massproducera.

Vingar

Den bakre vingen är en symbol för prestanda, vilket framgår av antalet av dem som är fästa på gamla gamla Honda Civics av ​​förmätet ägare. Ryktet de lutar sig mot är välförtjänt. På 1960-talet höjde vingar Formel 1-bilar till en ny nivå av prestanda. Men det blev inte lätt.

Liksom vingarna på flygplan handlar vingarna på bilar om att styra luftflödet. Men istället för att rikta ett snabbare luftflöde under för att skapa lyft, riktar de det över toppen för att skapa nedåtkraft, vilket trycker in bilen i banan och skapar mer grepp. Efter ett par banbrytande ansträngningar – inklusive den ikoniska Chaparral 2E från 1966 – började F1-lagen anta vingar 1968. Ferrari var först, och andra följde snart efter. Vingarna var massiva, men de var också ömtåliga och grovt byggda. Detta ledde till flera krascher orsakade av kollapsande vingar, vilket i sin tur ledde till strängare regler.

Dessa tidiga ytteransträngningar var skott i mörkret, men deras prestationspotential var obestridlig. Allt eftersom ingenjörernas förståelse för aerodynamik blev mer sofistikerad, blev vingar ett inslag i F1 och andra racerserier, såväl som i mängder av väggående prestandabilar.

Halvautomatiska växellådor

Manuell eller automatisk. Det brukade vara ett enkelt val. Men det var innan racingteam fann en prestandafördel i transmissioner som förare kan växla själva utan kopplingspedal. Genom att eliminera kopplingen kan växellådor växla snabbare, så det var bara en tidsfråga innan tekniken blev vardag i både racerbilar och sportbilar på väg. Porsches PDK dubbelkopplingsväxellåda har blivit en del av den tyska biltillverkaren sportbilar, men tekniken testades först i racerbilen 956 1983. En PDK-växellåda skulle dock inte dyka upp i en volymtillverkad Porsche-bil förrän 2009.

Däremellan utvecklade Ferrari en halvautomatisk växellåda för Formel 1, och introducerade den 1989 på 640:an efter vissa barnsjukdomar. Alltid ivriga att skapa kopplingar mellan sitt F1-racingprogram och sina landsvägsbilar, lade Ferrari till tekniken till Mondial 1993 och F355 1997. Den senare introducerade också ett signaturtillbehör till halvautomatiska växellådor: paddelväxlare.

Backspeglar

Det är svårt att komma på en mer perfekt berättelse om racinginnovation som förändrar vardagsbilar till det bättre. När den första Indianapolis 500 hölls 1911 tog de flesta förare med sig en "åkande mekaniker", vars jobb inkluderade att titta bakom för att varna föraren om bilar som närmade sig. Ray Harroun bestämde sig för att tävla med en speciellt förberedd Marmon Wasp med strömlinjeformad enkelsitsskaross – vilket inte lämnar något utrymme för ridmekanikern. Istället monterade Harroun en glasbit på instrumentbrädan. Han vann den första Indy 500 och gick sedan omedelbart i pension.

Som med de flesta fantastiska berättelser var en viss överdrift inblandad. Harroun uppfann inte backspegeln: han sa att han fick idén från en backspegel han hade sett på en häst och vagn, och speglar hade listats i biltillbehörskataloger före 1911. Men, som med många bilinnovationer, populariserade racing backspegeln och bevisade dess effektivitet på ett dramatiskt sätt.

Skivbromsar

Den viktigaste delen av en bil är bromsarna. Om du inte kan sluta spelar inget annat roll. Sedan bilens uppfinning har det största framstegen inom bromsteknik varit skivbromsar. Eftersom bromsytan är öppen för luftflöde erbjuder skivbromsar bättre kylning än slutna trumbromsar, vilket minskar risken för överhettning och förbättrar prestandan.

Den förbättrade prestandan fångade Jaguars uppmärksamhet i början av 1950-talet. Den brittiska biltillverkaren slog sig ihop med Dunlop, som hade utvecklat ett skivbromsssystem för flygplan. Om de kunde stoppa ett plan vid landning borde skivbromsar fungera på en bil, så tänkte på Dunlop och Jaguar. En Jaguar C-Type med skivbromsar vann 24 Hours of Le Mans.

Andra biltillverkare hade provat skivbromsar på produktionsbilar tidigare (1949 Crosley Hotshot och vissa Chrysler-modeller från 1950), men Jaguars vinst bevisade att tekniken var den verkliga affären. Idag är skivbromsar standardutrustning på de allra flesta nya bilar.

Låsningsfria bromsar

Liksom skivbromsar användes låsningsfria bromssystem (ABS) vanligare i flygplan före bilar. Dunlops Maxaret-system användes i allt från flygplan till Storbritanniens "V-Force" kärnvapenbombplan. 1961 monterades en variant av systemet på Ferguson P99 Formel 1 bil. P99, som också hade ett tidigt fyrhjulsdriftssystem, var inte särskilt framgångsrik i F1. Den vann bara ett enda race, och föraren Stirling Moss använde inte ens ABS, utan föredrar att modulera bromsarna på gammaldags sätt. Jensen Interceptor FF debuterade med ABS kort efter att P99 gick i pension, men idén slog inte riktigt fast på decennier.

Ferguson P99 var före sin tid. Dess ABS var mekaniskt; det skulle krävas elektronik för att göra ABS verkligt praktiskt. Idag är det olagligt att sälja en ny bil utan ABS i USA, men ABS är inte tillåtet i Formel 1. Det är ett av många förarhjälpmedel som är förbjudna i serien.

DOHC-motorer

En dual-overhead cam (DOHC) cylinderhuvud är ett praktiskt sätt att öka kraften utan att öka slagvolymen. Överliggande kammar är i sig mer effektiva än alternativen, och att ha två av dem innebär att du kan lägga till fler ventiler. Det betyder att mer bränsle och luft kommer in i motorn, vilket betyder mer kraft.

Den första DOHC-bilen var Peugeot L76. Dess cylinderhuvud med dubbla kammar satt ovanpå en massiv 7,6-liters inline-fyramotor, som gjorde 148 hästkrafter. Den åkte omedelbart ut och vann sitt första lopp – 1912 års franska Grand Prix – gick sedan till Indianapolis 500 året därpå och vann det också. Andra biltillverkare kopierade snabbt designen, och dubbelkamhuvuden blev ett måste i prestandabilar.

I dag, även de ödmjuka Toyota Corolla har en DOHC-motor. Det är ett bevis på hur långt biltillverkare går för att få ut allt större kraft och effektivitet från mindre motorer, och hur en gång exotiska trick kan bli vardagligt.

Redaktörens rekommendationer

• Hur en stor blå skåpbil från 1986 banade väg för självkörande bilar
• Lamborghini sätter racerbilar i ditt vardagsrum. Hoppa in och kör en
• Formel 1-team använder racingteknik för att tackla coronaviruset
• CyberScooter Edition elskoter är designad för att ersätta din bil
• F1 har planer på att tävla med världens första koldioxidfria motor 2030