Все, что вы хотели знать о коробках передач машин Формулы 1

Среди множества новых правил, вступивших в силу с начала нынешнего сезона, одним из наименее заметных стало увеличение жизненного цикла коробок передач с четырех до пяти гонок. Кроме того, теперь в распоряжении команд есть всего 30 вариантов передаточных чисел, которые надо выбрать еще до старта чемпионата и в дальнейшем использовать по ходу всех 19 этапов – и в медленных шпильках Монако, и на длинных прямых Монцы, когда активировано подвижное крыло.

В Валенсии по ходу круга передачи меняются 64 раза, по этому показателю трасса Гран При Европы уступает только Сингапуру. Именно поэтому команда Mercedes GP предлагает побольше узнать о работе коробок передач в Формуле 1.

Почему на городской трассе в Валенсии коробки испытывают дополнительную нагрузку?
Поскольку на каждом круге в Валенсии передачи приходится переключать 64 раза (больше только в Сингапуре – 71 раз), то за гонку общее количество перемен составляет 3648, тогда как на остальных этапах – в среднем 3100. Таким образом выходит, что передачи меняются каждые 85 метров дистанции. Эту цифру можно сравнить с Монако (61 метр) и Спа (143 метра).

Насколько ресурс коробок вырос в 2011 году в сравнении с 2010-м?
В нынешнем сезоне они используются на протяжении пяти гонок подряд, тогда как в прошлом году – лишь четырёх. В 2010-м пробег каждой коробки составлял 2100-2500 км, сейчас, как ожидается, он возрастёт до 2600-3000 км. За пять Гран При общее количество перемен передач составит около 25000.

В какой гонке коробки передач испытывают наибольшую нагрузку?
В Монако, Сингапуре и Абу-Даби, где на одно переключение приходится 61, 71 и 82 метра дистанции соответственно. Главные факторы, определяющие нагрузку – величина крутящего момента и количество переключений: в Монако и Сингапуре их может быть до 4000. На медленных трассах передаточные отношения подбираются соответствующим образом, потому коробке приходится передавать больший крутящий момент на протяжении более длительного периода. Кроме того, машина дольше движется на низших передачах – это тоже повышает износ подшипников.

При каких температурах работает коробка, и какую величину крутящего момента ей приходится передавать?
Типичный режим – это 130 градусов и 5000 Ньютом-метров крутящего момента на выходном валу. При этом сама коробка весит менее 40 кг и состоит из 500 с лишним деталей. Кроме того, к ней крепятся элементы подвески, а также задняя структура безопасности и многие элементы гидравлической системы.

Как быстро происходят смены передач в современных коробках Ф1 с «бесступенчатым» переключением?
Если говорить о передаче крутящего момента, то он не прерывается даже на долю секунды. Механическим элементам требуется менее 0,05 секунды, чтобы изменить свое положение – чтобы моргнуть глазом, человеку нужно втрое больше времени. На скорости 250 км/ч машина успевает за время переключения преодолеть 3,5 метра, примерно две трети своей длины.

Статья 9.6.2 Технического регламента говорит, что все участники чемпионата имеют право по ходу сезона использовать всего 30 вариантов передаточных чисел, причем определить их нужно еще до старта чемпионата. Как они выбираются?
В правилах говорится, что в распоряжении команды будет 30 вариантов – но она вовсе не обязана использовать каждое из них. Учитывая характеристики трассы, где предстоит выступать, из имеющегося набора нужно выбрать подходящие.

Первоначальный выбор отношений делается, исходя из результатов предсезонных тестов и работы на симуляторе. Оба пилота имеют в своем распоряжении одни и те же 30 вариантов.

Как подбираются передаточные числа для каждого этапа?
Для начала нужно выбрать высшую передачу, для чего используется симуляция с различными углами атаки антикрыльев, а также сравнивается время прохождения круга с использованием и без использования подвижного крыла при использовании разных передаточных чисел. Если ориентироваться лишь на настройки с закрытым крылом, при его открытии мотор может слишком рано «упереться» в ограничитель оборотов. Но и обратный сценарий из-за слишком «длинных» передач может привести к потере времени.

На трассах, где требуется большая прижимная сила, использование крыла дает прибавку в максимальной скорости около 15 км/ч, в то же время почти на 1000 об/мин возрастает частота вращения коленвала.

Оставшиеся отношения подбираются при помощи симулятора. Они должны обеспечить достаточный крутящий момент на выходе из поворотов, но допуская при этом излишнего падения оборотов мотора. Однако, если передача слишком «короткая», пилоту будет сложно не допустить пробуксовки на разгоне, а на входе в повороте машина будет вести себя нервно.

После приезда на трассу передаточные отношения могут быть изменены с учетом конкретного уровня сцепления или направления ветра. В пределах имеющихся трёх десятков их можно свободно менять между первой и второй пятничными тренировками. После завершения второй сессии команда должна в течение двух часов выбрать окончательный набор, который и будет использоваться по ходу двух оставшихся дней уик-энда. ИСТОЧНИК