В прошлый раз мы рассматривали отличие коробки передач машины “Формулы-1” от тех, что стоят в обычных автомобилях. Также была рассмотрена трансмиссия, которую использовали в 1992 году. Сегодня мы продолжим рассказ об этой важной части любого гоночного автомобиля.

Основа КПП и её смысл

Сейчас коробка переключений передач имеет больше функций, чем предполагает её название. Помимо основной функции, а именно – держать определенную передачу, передавая крутящий момент от двигателя к колёсам, трансмиссия формирует заднюю часть машины. Выполняя несущий характер, она должна выдерживать нагрузку, получаемую от задней подвески, а также давление, которое создается прижимной силой, создаваемое задним крылом. КПП является частью структуры безопасности, выполняя роль якоря для тросов безопасности задних колёс, а также обрабатывает энергию, получаемую от аварийного аттенюатора (устройства, которое ослабляет энергию удара – прим. ред.).

Но всё равно основная задача трансмиссии – изменение соотношения скоростей между СУ и колёсами. Гибридные установки машины “Формулы-1” текущего поколения имеют более гибкую передачу крутящего момента, чем двигатели прошлых поколений, как, например, всеми любимый V10 или V8. Это означает, что они менее требовательны к количеству передач для работы в хорошем диапазоне мощности.

Но несмотря на это, после 2014 года вступили в силу изменения, обязующие команды использовать коробки с восьмью скоростями, да при этом ещё и с фиксированными передаточными числами. На первый взгляд покажется, что это нелепо, ведь машины стали менее требовательными к количеству передач. Однако, если учесть, что передаточные числа выбираются один раз на весь сезон, это логичное и правильное решение. Коробка универсальна, как для медленного Монако, так и для скоростных трасс, наподобие Спа и Монцы, и командам больше не нужно разрабатывать её под каждую трассу. К тому же многоскоростная коробка позволяет существенно экономить топливо.

Принцип работы

Система трансмиссии состоит из двух валов, именуемых валами переключения. Первый работает с первой, третьей, пятой и седьмой передачами, а с остальными управляется второй вал. Переключение происходит за счёт кулачков. Чтобы достичь бесшовного переключения, необходимо двигать две шестерёнки одновременно, перемещая раздельные валы. При этом нужно помнить о том, что переключение происходит за несколько миллисекунд, а если передачи зацепят друг друга, то будут катастрофические последствия. За такой, до невозможности короткий период необходимо убедиться, что вы отключили прошлую передачу и включили следующую. Это приводит к тому, что все зависит от максимально точного расположения кулачков на валу.

Также свой вклад вносит блок управления двигателя, который “обучается”, т.е. запоминает расположение шестеренки в зависимости от скорости вращения вала, что также помогает в точном и быстром переключении передач.

Бесшовное переключение

Последовательное переключение передач с высокоточными системами контроля позволило переключать передачи чрезвычайно быстро, что секунда или десятая секунды покажется вечностью. Бесшовное переключение позволяет изменять передачи без вмешательство в передачу крутящего момента, что позволяет сэкономить 0.3 на круге по сравнению со старыми типами трансмиссий. Переключение передачи происходит в среднем за семь тысячных секунды!

Материалы и цена

Корпус трансмиссии делается из карбона, но иногда детали делаются из алюминия и титана. Внутри коробки используется редкий для производства машины “Формулы-1” материал – сталь. Конечно, она очень высокого качества, так как она дважды подвергается обработке от вредных примесей. Подшипники делаются из керамических материалов, призванных выдерживать высокие нагрузки и большую скорость трения.

К сожалению, современная коробка, которая должна выдержать большое количество гонок, стоит дорого. Затраты на разработку, сборку и обслуживание составляют 4 млн. фунтов в год. Запасные коробки в разобранном виде стоят около 150 тыс. фунтов каждая. Но несмотря на то, что стоимость трансмиссии космическая, команды стали тратить меньше денег на этот компонент автомобиля. Это стало возможно благодаря идее фиксирования передаточных чисел, о чем написано выше. Ранее шестискоростные трансмиссии собирались из 70 вариантов шестерёнок, что, собственно, и стоило денег, ведь к каждой гонке они выбирались заново. Сейчас первые передачи производятся прямо на валу, чтобы сократить стоимость, а остальные шестерёнки выбираются один раз на весь сезон. Такой способ сокращения расходов был тепло принят в командах.

Напомним, что подробный разбор ограничений бюджета “Формулы-1” вы можете прочитать ТУТ.