A II. У епоху Гран-прі до Другої світової війни та перші роки F1 потужні компресорні двигуни боролися з дивовижними проблемами теплової енергії. Оскільки на той час бензин не регулювався, у більшості випадків для зміцнення охолодження двигуна змішували достатню кількість спирту.
У середині 1950-х років зміни в правилах двигуна також змінили паливо, наприклад, епохальний 2,5-літровий бензиновий двигун з безпосереднім уприскуванням Mercedes почав працювати з наступним паливом: 45% бензину, 25% метилового спирту, 23% реактивного палива, 3% ацетону, 2% нітробензолу і додатково 2%, все ще секретний інгредієнт. Суміш була настільки агресивною, що наприкінці кожного гоночного дня восьмициліндровий двигун доводилося аспірувати та промивати звичайним бензином, інакше паливо закінчилося б наступного дня. У другій половині 2,5-літрової ери, між 1958 і 1960 роками, війська повністю перейшли на реактивне паливо на 130 октанів, але потім під тиском нафтових компаній язик балансу нахилився до палива, набагато ближчого до звичайного.
80-ті і перша турбо-ера принесли наступну суттєву зміну, коли виготовляли різноманітні екзотичні види палива, переважно наповнені толуолом та іншими легкозаймистими, ароматичними інгредієнтами. На додаток до переслідування пікової потужності понад 1000 кінських сил, у міру розвитку турбо-епохи, питання економії палива стає все більш важливим, щоб упакувати якомога більше енергії у постійно зменшується максимальну потужність заправки. Потім, з настанням періоду всмоктування 1989 року, ситуація знову змінилася протягом декількох років, при цьому атмосферна конструкція двигуна працювала при більш низьких тисках, але на набагато більших швидкостях, перетинаючи її кордони, запровадивши пневматичне управління клапанами та привізши з собою найекстремальніші ракетні паливні бензинові версії коли-небудь.
До цього часу першочерговим завданням була Shell, але на зорі ери V10 суміш Elf була не плюс ультра, і на той час не рідко було робити 300 різних сумішей на рік у кухні відьом в лабораторіях. . Додаткові кінські сили супроводжувалися додатковою небезпекою. Члени команди, які працювали з гоночним бензином, працювали в захисному одязі з протигазом серед парів бензину, які особливо шкідливі для здоров'я.
Тому їх використання тривало недовго, FIA заборонила алкоголь, різні сполуки, що містять азот (наприклад, закис азоту, закис азоту або нітрометан, тобто "нітро") та інші швидкозгораючі речовини до середини 1990-х рр., Або компоненти, що сприяють горінню. З мінімальними відхиленнями набули чинності сьогоднішні норми, які базуються на паливі, доступному на автозаправних станціях, згідно з усіма нормами ЄС з охорони праці. За нинішнім складом бензин майже ідентичний за складом найкращим комерційним паливом, лише пропорції їх компонентів різні.
Тим не менше, з приходом гібридної ери 2014 року бензинова війна відновилася, коли правила заморожених двигунів епохи V8 і концепція максимального всмоктування двигуна майже за два десятиліття повністю досягли своїх меж з точки зору розвитку палива, тоді як менші турбовані двигуни з безпосереднім уприскуванням, а поява MGU-H з турбонаддувом відкрила для хіміків абсолютно нові області. Не випадково в системі правил, що контролюються заправкою та витратою, значення палива зросло. Оскільки загалом паливо складає майже 200 молекул вуглеводнів з різною структурою, структура та розміри цих молекул мають вирішальний вплив на властивості конкуруючих бензинів.
У 2014 році, в перший рік нинішньої ери, навіть 30-40 кінських сил було немислимо за допомогою палива, і з тих пір вдосконалення варіантів бензину, спеціально розроблених до 266,6 см³ камер прямого впорскування, триває з самого початку фаза проектування двигуна. Більше того, зараз ми готові отримати максимальну віддачу від даного двигуна лише із призначеним для нього паливом. Хорошим прикладом цього є новий двигун Mercedes, випущений восени минулого року в Монці, який вже був вбудований у вдосконалення цього року силової установки, а остаточна версія, яка найкраще підходить для камери згоряння, вийшла із загальної кількості 42 різних версій пального Petronas, з ідеально підібраною картою запалювання.
Однією з найбільших відмінностей у порівнянні з V8 є прямий вприск, який подає паливо безпосередньо в камеру згоряння під тиском 500 бар, а не у впускний колектор, як раніше. В результаті він повинен надзвичайно швидко атомізуватися, майже падаючи на молекули, у повітрі, стисненому в камеру згоряння, утворюючи найбільш ефективну суміш у надлишку повітря при турбонаддуві. Для цього в першу чергу необхідно зменшити поверхневий натяг гоночного бензину, щоб якомога швидше розійтися. Згідно з правилом витрати 27,7 грам/секунду (100 кг/год), більше палива не може потрапляти в камеру згоряння за одиницю часу, тому додаткові кінські сили можна отримати лише за рахунок підвищення ефективності.
Тим часом також слід вирішити додаткові проблеми охолодження, спричинені більшим тиском і вищими температурами (теплове навантаження мастильних матеріалів збільшилося на 20% порівняно з V8), і вибивання горінням, що знову є проблемою при поверненні двигунів з турбонаддувом. бути усуненим. Одне з головних занепокоєнь Renault - останнє, кілька його турбонаддувів V6 з високим ступенем стиснення та зниження обертів були втрачені там через проблеми з вибиванням поршня. Ось чому вони разом з нафтовою компанією Total докладають всіх зусиль, щоб усунути стукіт, змінивши як гоночний бензин, так і камеру згоряння.
Що стосується лише палива, ризик стуку можна зменшити, збільшивши октанове число, але шлях до досягнення максимальної потужності не через найвище октанове число: якщо його збільшити занадто сильно, кінцевий результат буде меншим кінських сил. Крім того, при обмеженні конкуренції 100 кг/годину, якомога більше калорій потрібно концентрувати в одиниці палива, але будь-який компонент, що збільшує октанове число, також зменшує щільність енергії палива. Успіх і тут залежить від пошуку ідеальних пропорцій, і, наприклад, нещодавно розроблена головка блоку циліндрів та пов'язане з цим вдосконалене управління двигуном можуть пройти довгий шлях у пошуку потужності, яка може бути використана таким чином, що, в свою чергу, зрозуміло вимагає постійних консультацій з виробником двигуна. Не випадково фабричні команди також мають перевагу в цьому відношенні, оскільки їх ресурси найефективніше працюють на бензині від власного постачальника палива.
Ефективність двигунів V6 з турбонаддувом зазнала дивовижного розвитку за останні 2-3 роки, оскільки тепловий коефіцієнт корисної дії двигуна всмоктувального двигуна минулого року становив близько 30%, за даними Mercedes, а з удосконаленнями цього року ставка розпочнеться о 47%. Оскільки теплотворна здатність бензину, тобто його середня енергоємність, становить 44,4 МДж/кг, загальний вміст енергії, яку можна витягнути з палива, що надходить у двигун за правилом витрати 100 кг, становить 4440 МДж, що становить 1233,33 кВт-год, перетворене на робочий режим, чіткіше 1664 кінські сили.
Тобто, зі 100-відсотковою ефективністю, стільки кінських сил можна витиснути з V6 за сучасних правил потоку палива, якби кожна крапля бензину могла працювати. Дивовижна 47-відсоткова теплова ефективність також приблизно показує, де Mercedes зараз розробляється: близько 790 кінських сил, плюс 163 к.с. (120 кВт) від систем рекуперації енергії та максимізовані правилами, тож на порядок вони складають близько 950 кінських сил на початок сезону, але Ferrari, переслідуючи їх, вже значно перевищив поріг у 900 кінських сил.
Поліпшення ефективності згоряння також збільшує не тільки кінські сили, але й кількість енергії, яку можна відновити, що призводить до додаткової вигоди, завдяки чому більше птахів можна вразити одним махом за рахунок оптимізації складу палива. Правила гібридної ери, таким чином, докорінно змінили попередні звички в двигунобудуванні, а разом із ними і важливість палива, що все є результатом безпрецедентного розвитку подій. Розвиток нинішніх V6 буде рухатися вгору на довгі роки, тому, навіть не змінюючи правил, прийде час для двигунів потужністю 1000 к.с. з неперевершеною ефективністю та надійністю.