Этот сезон должен был стать успешным для “Хонды” в “Формуле-1”, но никакого успеха не было. Разберемся, почему.

Этот сезон должен был стать годом, когда всё изменилось. Новый технический регламент принуждал каждого производителя создавать совершенно новые силовые агрегаты, а отмена системы жетонов предоставляла отличную возможность для “Хонды” сделать большой шаг вперед.

Силовой блок “Хонда” текущего года, получивший название RA617H, практически не имеет ничего общего с используемыми в предыдущие два сезона RA615H и RA616H. Действительно, единственное существенное сходство силовых установок состоит в том, что это V6 с турбонаддувом, объединенный с гибридной системой и с системой рекуперации энергии. Юсуке Хасегава, глава проекта “Хонды” в “Формуле-1” о  текущей версии двигателя:

Сложность конструкции

Одна из основных проблем, с которой пришлось столкнуться всем конструкторам в “Формуле-1”, стала возросшая сложность конструкции двигателя, поскольку нагрузки, проходящие через головки цилиндров и картер, увеличились по меньшей мере на 20 процентов в 2017 году. Это означало, что все элементы, несущие нагрузку, должны быть надежнее. Но желание сделать блок питания легче добавляло головной боли для инженеров отдела разработки “Хонда” в Сакура-Сити, Япония. Поскольку силовые установки имеют минимальный предел веса в 145 килограмм, можно было понять, что RA616H имеет избыточный вес. Основной возможностью съэкономить вес была батарея, где минимальный вес составлял 20 кг, а максимальный – 25 кг. Но помимо этого, экономия веса была достигнута в таких областях, как генераторы энергрии (MGU) и вспомогательных частях, одними из которых являются насосы и патрубки.

“У нас не было никаких проблем с увеличением нагрузки на двигатель, так что это хороший момент для проекта, – говорит Хасегава. – Правда, у нас не было определенных данных о том, какие нагрузки будут, но у нас были хорошие данные симуляции, поэтому мы имели определенные цели, и это не было большой проблемой. Мы приняли разумный компромисс, и я считаю, что у нас было всё в порядке, особенно с точки зрения принципа. Мы не изменили материал, который мы использовали для картера, но мы сделали много оптимизационных работ, чтобы получить лучшие решения. Так что со структурной точки зрения я думаю, что мы очень хороши. Я очень доволен этой областью нашего проекта”.

Приоритетом было не просто уменьшение общего веса силового агрегата, который был главной целью проекта RA617H, но и снижение общего центра тяжести. Технический регламент даёт минимальную высоту центра тяжести 200 мм над базовой плоскостью, а у RA616H центр тяжести был каким-то образом выше.

Центр тяжести

Перемещение генератора тепловой энергии (MGU-H) вниз было ключом к снижению центра тяжести. До этого “Хонда” использовала концепцию с турбонагнетателем и компрессором на передней части двигателя, а турбиной и MGU-H – сзади, но все три компонента были соединены общим валом.

“Я не могу сказать вам точную информацию, но центр тяжести в RA617H на несколько сантиметров ниже, чем в прошлом году, – говорит Юсуке. – В прошлом году компрессор был установлен слишком высоко и оказывал отрицательный эффект на производительность. Компрессор был установлен внутрь двигателя в 2016 году, что вызывало частые сбои, но в этом году мы сделали иную компоновку его и турбины, поэтому теперь только MGU-H находится между головками блока цилиндров [внутри V – примечание ред.]. Это делает двигатель внутреннего сгорания немного длиннее, чем в 2016-м. Все эти массовые изменения в центре тяжести и позволяют снизить его на сантиметры. Исключительная особенность этого блока в том, что он легкий и имеет низкий центр тяжести”.

Повышение тепловой эффективности силового агрегата действительно является ключом к повышению производительности в нынешнюю эпоху “Формулы-1”, поэтому неудивительно, что это была важная цель для RA617H. Ограничения на расход топлива (100 кг/ч) и общий расход топлива (105 кг) означают, что извлечение максимального количества энергии из топлива имеет решающее значение, и это привело к тому, что все четыре производителя двигателей активно изучали технологии в этой области. В результате коэффициенты сжатия резко возросли до дизельных уровней. Считается, что RA617H имеет коэффициент сжатия где-то между 16,5:1 и 18:1. Такие высокие коэффициенты сжатия и стремление к большей эффективности также показали, что способы зажигания дизельного типа были изучены всеми производителями.

“Мы разработали аналогичную технологию для двигателя V6 2017, и это означает, что мы имеем совершенно новую концепцию камеры сгорания, но я не могу раскрыть слишком много деталей этой технологии, – рассказывает Хасегава. – Мы сознательно не раскрываем многого о нашей системе сжигания. Но я могу сказать, что мы пытаемся разработать системы с высокой степенью сжатия и предкамерным зажиганием для массового производства, и всё, что мы делаем в гонках, должно также иметь отношение к нашему массовому производству. Уроки, которые мы извлекаем в гонках, могут применяться, но окружающая среда различна, потому что у производственных автомобилей нет специального топлива, как в “Формуле-1″”.

Топливо

Топливо, используемое в двигателях “Формулы-1”, имеет решающее значение для получения наибольшей эффективности. Специально разработанные антидетонационные добавки в топливе имеют значение для достижения хорошей производительности. “Хонда” конструировала все свои предыдущие силовые агрегаты под использование топлива Exxon-Mobil, специально разработанного для установки “Хонда”, но перед сезоном 2017 года случился очень поздний переход на топливо BP Castrol после того, как “Макларен” подписал новое соглашение о партнерстве с британским нефтехимическим гигантом.

Кажется, что акцент в RA617H был сделан на увеличение производительности, но как раз это, возможно, сыграл злую шутку с надежностью: через 6 гонок после старта гонщики “Макларен-Хонда” уже использовали максимально возможное число турбокомпрессоров и MGU-H за сезон. Один из двух “Макларенов” также превысил максимальное количество устройств хранения энергии и электронных блоков управления. Многие в отрасли открыто задаются вопросом, почему в своём третьем сезоне “Хонда” по-прежнему испытывает проблемы с надежностью, но эти проблемы, по-видимому, нелегко предсказать.

“Я могу выглядеть глупо, говоря, что мы не очень хорошо работали с точки зрения надежности, но говоря технически, некоторые из областей, где возникали проблемы, имели не свойственный характер, – объясняет руководитель спортивного отдела “Хонды”. – Когда мы проводили тесты на стенде, проблем не было, но на автомобиле с трансмиссией и шинами “Пирелли” поведение в некоторых областях совсем другое. Так что на динамо-стенде вы не видите больших боковых или вертикальных ускорений, но в реальном автомобиле это имеет свой эффект”.

Новые вызовы

Переделка силового блока со снижением центра тяжести также может иметь непредсказуемые последствия с точки зрения надежности некоторых деталей, в частности, MGU-H. “MGU-K и MGU-H по большей части переносились из RA616H, по крайней мере концептуально, если говорить о небольшие размерах. Вы должны помнить, что эти части не работают изолированно друг от друга, и поэтому, когда что-то изменяешь, ты можешь обнаружить новые детали, которые необходимо расследовать, – поясняет Юсуке. – Очевидно, что производительность двигателя, является самой большой проблемой и огромной областью с возможностями для улучшения. К сожалению, у нас просто не было достаточно времени, чтобы подготовиться к внедрению очень сложной новой технологии в двигатель [Хасегава имеет в виду новую систему сгорания – прим. ред.]. Поэтому мы уделяем особое внимание этой системе, но мы также понимаем, что нам необходимо улучшать все области силовой установки и продолжать совершенствоваться, пока мы не станем выигрывать гонки”.

Для справки – технические характеристики Honda RA617H:

• Тип двигателя: V-образный
• Объем: 1.6 литра
• Количество цилиндров: 6
• Число клапанов: 24
• Максимальное кол-во оборотов: 15000
• Вместимость топливного бака: 105 кг
• Давление впрыска топлива: 500 бар
• Способы нагнетания давления: одноступенчатый компрессор и выхлопная турбина с общим валом
• Батареи: Литий-ионный батареи с максимальной энергоемкостью в 4 МДж