Какво спъна Хонда с Макларън

В Гран при на Бахрейн Пиер Гасли постигна страхотно четвърто място, което тимът му Торо Росо отпразнува бурно. В момента, в който младият французин пресече старт-финалната права, на питуола шефът на екипа Франц Тост поздрави седящия до него технически директор на Хонда за Формула 1 Тойохару Танабе. Представянето на Торо Росо-Хонда бе очаквано с особено голям интерес като се имат предвид трудностите на японския производител с Макларън през последните няколко години. Какво точно обаче спъна Хонда в работата с отбора от Уокинг? В отговор на този въпрос се връщаме към анализа, публикуван в брой 212 (февруари 2018 г.) на списание ClubS1.

Какво спъна Хонда?!

Какво ли не се изписа и изговори за проблемите на двигателите Хонда във Формула 1 през последните 3 години. Често конфузните проблеми хвърляха сянка върху имиджа на компанията, която е най-големият производител на двигатели в света. Японците понесоха стоически всички критики, трябваше да се разделят с Макларън и както обикновено се случва, едва след това разкриха дискретно проблемите си, при това само пред представители на домашните медиите. В глобалния свят обаче вече нищо не може да остане само в рамките на една страна и постепенно разкритията на инженери от Сакура, като Юшиуко Угомори, Мицуаки Йошимото, Йоширо Фукао, отговарящи за различни сфери от развитието на задвижващата система, станаха достояние на всички чрез материалите на Кота Сера.

Хонда RA615H бе първата задвижваща система на японците в новата епоха във Формула 1. Тя бе конструирана за сезон 2015 максимално компактен по така наречената концепция Size Zero.

Идеята бе така да се изгради максимално свита задна част на колата, която да получи сериозно аеродинамично предимство. Оказа се обаче, че задвижващата система имаше твърде много проблеми. Те бяха следствие както на липсата на опит у японците в модерната Формула 1, така и от прекомерното свиване на елементите.

Така за следващия сезон – 2016 година – новата задвижваща система Хонда RA616H бе с доста по-добри характеристики. Значително бяха променени входните и изходните колектори. Кутията за подаване на смес към цилиндрите бе по-високо разположена с 30 мм. Това позволяваше да се променя с хидравлика дължината на входните колектори и така да се изменят характеристиките на потока към цилиндрите, а оттам и самите процеси на горене да станат по-ефективни. В тези технологии Хонда бе лидер във Формула 1 в края на 80-те години на ХХ век, а сега трябваше да наваксва.

Изходните колектори пък вече не бяха компактно подредени един зад друг в един ред от двете страни, защото тази форма отнемаше малко място, но създаваше пулсации. Тя не помагаше за перфектното изтегляне на газовете и Мерцедес също се отказа от нея, след като през 2014 г. я използва в първия вариант на хибридния си двигател. Ауспусите се сплетоха с еднаква дължина в 2 колектора вляво и вдясно към турбото. То пък бе по-голямо и зад блока, но все още вътре във V-то оставаха компресорът и MGU-H мотор-генераторът. Ограниченото пространство във V-то на мотора обаче изискваше компресорът да е с аксиално (по оста) подаване на въздуха. Така, за да се постигнат желаните резултати като количество енергия, оста трябваше да се върти почти неизменно до лимита на разрешените от правилата 125 000 об/мин. Въпреки това задвижващата система оставаше с дефицит в максималната мощност между 100 и 160 к.с. спрямо лидерите от Мерцедес, защото нито MGU-H създаваше аналогично количество енергия като при съперниците, нито MGU-K се използваше с пълния си капацитет, нито пък самият двигател с вътрешно горене можеше да достигне характеристики с тези на другите мотори. Агрегатът не използваше нито предкамерно горене, нито дъгово запалване от свещта, които даваха предимство на Мерцедес и Ферари. 

Така за 2017 г. японците промениха всъщност цялата система на задвижване. Промениха концепцията. Най-после поставиха компресора пред блока на двигателя, а турбото зад него, както е при Мерцедес от 2014 г. насам. Вътре във V-то на двигателя остана само мотор-генераторът MGU-H. Така бяха постигнати няколко ефекта. Първо, цялата конструкция слезе по-ниско и така се понижи сериозно (с около 10 мм) центърът на тежестта. В същото време главите, както и самият блок на двигателя бяха олекотени и това още повече позволи да се свали теглото. МGU-K бе поставено ниско на пода вдясно и това още подобри баланса. Освобождаването на място във V-то между двата реда цилиндри обаче даде възможност там да се монтират по-добре от гледна точка на геометрия и термодинамика всички елементи за предкамерното горене и джет игнишъна на мотора с вътрешно горене. Инжекторите например можеше да бъдат поставени под точно желания прецизен ъгъл вътре в цилиндрите, а захранващият ги тръбопровод също можеше да е вътре във V-то и да се скъси разстоянието до помпата за високо налягане, която нагнетяваше горивото. Много важно бе още, че така можеше да се направят две отделни камери (не една, както бе през 2016 г.) на входните колектори. По този начин се увеличи сериозно и възможността за промяна в дължината на потока към цилиндрите – т.нар. Variable Induction System (VIS). Така самото горене вътре в цилиндрите стана много по-ефективен с новите процеси. Това на свой ред намали и консумацията на гориво, създаваща проблеми през 2015 и 2016 г.

Инженерите в Сакура се отказаха и от една от смятаните за много авангардни системи в мотора, а именно PVRS (Pneumatic Valve Return System), или системата на пневматичните клапани (входни и изходни). Тя бе заменена с по-семпла, с пружини, които обаче отнемаха по-малко място и бяха по-сигурни.

Това, което се оказа, че спъна японците на този етап, бе съвместяването на компресора и масления резервоар в предната част на двигателя.

Правилата във Формула 1 поставят доста ограничения при двигателите. Сред тях са например тегло, височина на оста на коляновия вал и мястото на масления резервоар. Точно то се оказа ключов проблем за Хонда.

По силата на правилата той трябва да е разположен в предната част на двигателя и има точно определена форма. Точно в него обаче след изнасянето му пред блока трябваше да бъде поместен и компресорът. Именно това доведе до проблеми, станали известни впрочем още на първия тест в Барселона преди година. Оказа се, че точно през компресора преминава масло, което буквално блокира MGU-H. Това бе ужасяващ проблем. Японците някак се справиха с него, но чак за Гран при на Испания, а така бе блокирано цялото им развитие през първата половина на 2017 г.

Това забави развитието им и в още една област, в която те бяха готови да работят по своята система и в която останалите имаха предимство. Става дума за използването на електрическата енергия, или така наречения Extra Harvest. Според правилата във Формула 1 във всяка обиколка системата за генериране на електрическа енергия при спиране MGU-K (свързана с коляновия вал) може да генерира в батериите до 2MJ енергия. Но през тази система може да се използва 4MJ енергия. В същото време при свързания с турбото мотор-генератор MGU-H няма ограничения. Едва за състезанието в Белгия на Спа през 2017 г. Хонда успя най-после да внедри Extra Harvest, което съперниците използват от почти 2 години, и най-после задвижващата система започна да прехвърля по-оптимално енергия. При спиране 40 пъти в секунда енергията започна да променя посоката си, първо част от нея отиваше в батериите през MGU-K, после към MGU-H и от там пак в батериите, но без това количество да се брои в 2MJ, и пак към MGU-K. Софтуерът за управление, както и бързината на действие, с много по-малки загуби, и след това бързото добавяне на енергия при движението на правите позволиха колата на Макларън да стане наистина конкурентна кола дори на скоростните секции в Монца и Мексико. Хонда успяваше да добави 1МJ обратно от MGU-H към MGU-K и коляновия вал към 2-та, които си идваха от тази система, и така ставаха общо 3MJ към коляновия вал през MGU-K. Това пак бе още една сериозна крачка напред. В този период обаче вече раздялата с Макларън бе факт, както и сделката с Торо Росо за 2018 г. Японците очевидно вече бяха абсолютно наясно с технологиите далеч по-добре, отколкото през 2014-2015 г., и работата през тази зима трябва просто да изчисти проблемите!