F1 moottorin jäähdytyksestä....

[Mickey]

 

[Miguel]

Tämän kevään VM:ssä on ollut hyviä juttuja jäähdytyksestä. Uuden Ferrarin "hain kidukset" ovat eräs luova ratkaisu matalan korin aiheuttamaan ongelmaan.

Kaudella 2002 kokeiltiin öljy- ja vesijäähdytystä samalla puolella( jos nyt muistan oikein?), mutta nyt Ferrari palasi järjestelyyn jossa öljypuoli ja vesipuoli ovat eri puolilla. Jäähdytyskennot joudutaan kallistamaan, johtuen matalasta rungosta. VM:n mukaan vesi ja öljy tarvitsevat erilaiset jäähdytysmäärät, jolloin esim. BAR (?) on kokeillut epäsymmetristä ilmavirtausta. Itse en kyllä ymmärrä tämän tekniikan etua tai hyötyä. Lieneekö jäähdytys milloinkaan liian tehokasta, tietysti moottorilämmöilläkin on oma optimialue.

Tallit virittelevät ratakohtaisesti erilaisia ratkaisuja runkoon riittävän jäähdytyksen lisäämiseksi. Mäkin version 18 pakoputket joutuivat vaihtamaan paikkaa lämpöongelman takia (tästä on ollut juttua eri topiikissa).

Jos moottorit olisivat pelkän ilmajäähdytyksen varassa, luultavasti GP kisat loppuisivat ennenkuin kaikkia kierroksia ajettaisiin loppuun kaikkien autojen keskeyttäessä kilpailun! En tiedä, kestääkö minkään isomman luokan kilpakoneet pelkällä ilmajäähdytyksellä. Kommentoikoot minua viisaammmat asiasta lisää.

 

[Ilmari]

Kyllä formuloissa on nestejäähdytys. Varikolla jäähdytysilmaa ei virtaa ilmanottoaukkoihoin, jolloin moottori kuumenee.

Siihen mitä Tuominen on sanonut, en ota kantaa.

 

[vermula]

Ilmari:
Siihen mitä Tuominen on sanonut, en ota kantaa.

Minäpä voi ottaa

Kyllä TT sitten voi olla tyhmä!!!! wink

 

[pmv]

Eikös tässä takavuosina ollut joku Porschen rakentama kyhäelmä, jossa oli vain ilmajäähdytys...Mikä se mallimerkintä nyt olikaan taas...917 se taisi olla. Niin taidettiin sillä pärjätäkin kohtuu hyvin ja melkoisen ylivoimainen autohan se aikanaan oli. Kestävyyskin oli kohtuullista luokkaa, autolla otettiin useamman 24 tunnin kisan voitto. CanAmissa koneelle laitettiin vähän lisää rasitetta ja lyötiin turbot kylkiin. Laitteesta otettiin lopulta n. 1200 hv irti ja autossa oli ilmajäähdytys.

Tuominenhan tarkoitti sitä(vaikka ei ilmeisesti edes ajatellut), että f1-autoissa ei sallita flektejä pyörittämään ilmaa lämmönvaihtimien ympärillä. Kaiketyyppiset flektit ja tuulettimethan kiellettiin 1978 kun Brabham esitteli ns. tuuletin auton. Ilma vaihtuu ajoviimassa, mutta paikallaan ollesas tätä ajoviimaa ei ole.

Mitä tuohon jäähdytysnesteen ja voiteluöljyn jäähdytystarpeeseen tulee, niin kovasti eri luokkaahan ne on. F1 moottorin jäähdytystarve lienee siinä 600 kilowatin hujakoilla. Eli tällä teholla pitäisi jäähdytysnesteestä haihduttaa lämpöä syyläreiden kautta. Lämmönvaihdinten kokoon vaikuttaa sitten mm. nesteen massavirta, mikä lienee melkoisen kovaa luokkaa. Öljynjäähdytimen tehoa on vaikeampi arvioida, mutta se on kertaluokkaa pienempi.

Jäähdyttimien koko on syytä asettaa mahdollisimman pieneksi, sillä niitten pinta-ala lisää suoraan ilmanvastuskerrointa. Tämä taas laskee huippunopeutta ja heikentää muutenkin aerodynaamista toimivuutta. Siksi liiallista jäähdytystä on syytä varoa.

Lämpöongelmia on kahdenlaisia. Moottorin omaan jäähdytykseen ja jäähdytystarpeeseen liittyvät ongelmat johtavat yleensä niihin moottorin räjähdyksiin. Toinen ongelma liittyy auton ja sen rakenteiden liialliseen lämpeämiseen. mcLarenin tapauksessa on kyse jälkimmäisestä. Auto on rakennettu liian ahtaasti ja esim. pakosarjan tuottama lämpö rasittaa muita kohtia, kuten ripustuksia. Näistä päästään eroo eristämällä ja rakentamalla erityyppisiä reittejä ajoviimalle, joka sitten siirtää lämpöä pois.

 

[AJ]

Jäähdytystä tämäkin. Olin nimittäin havaitsevinani, että Hockessa olisi Fisicon kärrynräppänän ilmanottoaukoista tullut ekassa jarrutuksessa varikkostopin jälkeen melkoisesti hiilihappojäätä radalle. Liekö ollut moottorin lämpöongelmat syy naurettavan hiljaiseen vauhtiin?

 

[FO110K]

F1 autoissa on nestejäähdytys, ihan ninkuin tavallisissakin autoissa... mutta puhallinta niissä ei ole. Ne siis jäähdytetään "ajoviimalla", eli ovat suunniteltu siten että kokoajan saavat puhdasta ilmaa syylarille... normaalissa autossahan on puhallin syylain edessä antamassa viileempää ilmaa paikalla ollessa... TT:n puhuma "ilmajäähdytys" on täyttä potaskaa...

 

[rWest]

Aikamoinen tuo porssen kone jos se todellakin on ilmajäähdytteinen. Tietysti ilmajäähy ei ole mitenkään heikompi, mutta siihen sisältyy tiettyjä ongelmia esim aerodynamiikka. Nesteen saa helpommin kiertämään joka sopukkaan.

Jäähdytysveden määrästä ei minulla ole muistikuvia, mutta lisäpainoahan se on joten varmasti pitävät minimissä. Jos syylarille menevän letkun napsauttaisi poikki niin reilussa sekunnissa koko jäähdytysjärjestelmä olisi tyhjentynyt.

Rakenteiden ylikuumeneminen voi todellakin olla ongelma. Ferrari käyttää takaripustuksessaan semmoisia lämmön näyttäviä liuskoja jotka ilmeisesti vaihtavat väriä ja joista voidaan tarkkailla niiden kuumenemista.

Moottorin toleranssit ovat niin pieniä että konetta ei kylmänä voi pyörittää kuulemma ollenkaan! Moottori esilämmitetään ennen sen käynnistystä ja todennäköisesti ylikuumeneminen johtaa samanlaisiin ongelmiin.

Normaali ja yleisesti käytetty ratkaisuhan (ainakin oli) on vesi toisella ja öljy toisella puolella. Minimimäärä putkia, minimimäärä putkirikkoja ja minimimäärä turhaa nestettä. Jos öljynlauhdutin on pienempi, kuten pmv sanoi, se tarvitsee myös vähemmän tilaa ja miksi tehdä liian isoa sivuponttoonia? Toisesta voi siis tehdä pienemmän mikä parantaa taas aerodynamiikkaa.

-West

 

[pmv]

No Porschen jäähdytystä helpotti merkittävästi melkoinen voiteluöljyn määrä, hataran tietoni mukaan se olin noin 30 litraa, joten kyllä sekin lämpöä siirtää. 917:n bokserikoneen päällä oli sellainen kohtuu kokoinen rupeli, jonka avulla varmaan olisi saanut pienikokoisen lentokoneen ilmaan.

Ei silti, kyllä sitä 917:n konetta saa ihmetellä ihan vapaasti, silloin 60-luvun lopulla vehje oli melkoinen inhimillisen osaamisen taidonnäyte. Ja ei se aerodynamiikka siinä Porschessa mitenkään heikkoa ollut, huiput huiteli päälle 400 km/h:n pisimmillä suorilla.

Juu ja niistä formuloiden nestekierrosta. Syylärille menevä/tuleva putki on kuvista päätellen n. 120 millistä, eli kolme kertaa suurempaa kuin tavallisessa autossa. Se nestetilavuus ei voi olla valtavan suuri jo mainitun painon takia. Veikataan, että nestatilavuus on jotain 40 litran luokkaa plusmiinus 15 litraa. Toi voi olla aivan totta, että reilussa sekunnissa se tyhjenisi. Vesipumppukaan ei voi mahdoton kapasiteetiltään, sillä senkin pyörittäminen vie tehoa. Tarkkaa hommaa on koko paketin optimoiminen.

 

[rWest]

Enpä muista kuka F1 insinööri tuolla reilulla sekunnilla kehuskeli. Tulee mieleen eräs hockenheimin kisa jossa muistaakseni Häkkisen McLarenista jäähdytys repesi ja höyryä tuli autosta ulos useamman sekunnin ajan. Ei ole kovinkana tarkkaa muistikuvaa, mutta kyllä sitä sieltä kohtuullisen pitkään suihkusi.

-West

 

[pmv]

No se f1-insinööri tarkoitti varmaan sitä, että vesipumpun tuotto riittäisi pumppaamaan jäähdytysnestemäärän reilussa sekunnissa systeemin läpi. Jos se vesipumpun tuotto on jotain 0.04m^3/s tasoa, niin silloinhan näin tapahtuisi.

Toki vuodon tapahduttua se helkkarin kuuma vesi ei mihinkään katoa ja jos vuotokohta ei ole kovin iso, niin sitten tämä teoria ei tietenkään päde. Mikäköhän nykyisten f1-koneiden nesteiden lämpö on? Yhteen väliin koneita käytettiin aika kylmänä, mutta onko tekniikka muuttunut niiltä osin. Periaatteessa järjestelmässä paineen alla lämpö voi olla esim 110 astetta ja kun vuoto aiheuttaa paineen putoamisen voi se suihkuta siinä todella kauan.

 

[rWest]

Ymmärtääkseni koneen normaalilämpö on yli sata astetta. FIA:n pop-valve on asetettu 3,75 barin paineeseen joka järjestelmässä pitää olla.

Kreisi meinki tässä khatissa wink

-West

 

[Tolerantti]

pmv:
Tuominenhan tarkoitti sitä(vaikka ei ilmeisesti edes ajatellut), että f1-autoissa ei sallita flektejä pyörittämään ilmaa lämmönvaihtimien ympärillä. Kaiketyyppiset flektit ja tuulettimethan kiellettiin 1978 kun Brabham esitteli ns. tuuletin auton. Ilma vaihtuu ajoviimassa, mutta paikallaan ollesas tätä ajoviimaa ei ole.

Tuominen ennusteli Hocken kisan alussa, että saatetaan nähdä konerikkoja varikkopysähdysten jälkeen. Syystä että varikolla seistessä lämmöt nousevat. Lähtöruudussa on tavanomainen näky, että ponttooneihin kaadetaan jäätä ja ulkopuolisella "tukankuivaimella" tuotetaan ilmavirtaa.

Villi idea: mitäpä jos varikkostopin aikana tikkarimiehen vieressä seisoisi puhallinmies iso propelli kourassaan! Onko kielletty? Olisiko hyötyä?

 

[pmv]

Tuo 3.75 baria oli minulle uusi asia. No sehän viittaisi siihen, että höyryt tulee ulos kun lämpötila nousee nesteessä sinne 130 asteen hujakoille. Eihän se suoraan tarkoita että siellä nestekierrossa on pakko olla tuo paine, se vaan on maksimi. Ilmeisesti kyseessä on turvallisuuteen liittyvä asia, sillä kovalla paineella järjestelmästä tuleva vesihöyry voi olla ulkopuolisille vaarallista. Vaikka eihän tuo vajaa neljä baaria kova paine ole, lienee niissä palkintokorokkeen samppanjapulloissa saman verran kun hölskyttää.

 

[Miguel]

Tolerantti:
Villi idea mitäpä jos varikkostopin aikana tikkarimiehen vieressä seisoisi puhallinmies iso propelli kourassaan! Onko kielletty? Olisiko hyötyä?

Villi idea olisi niin hyvä, että riittävän jäähdytysilman saamiseksi varikkomiehet lentäisivät naapuripilttuuseen, jos letkut vain antaisivat myöten. Tietysti tallit voisivat rakentaa tuulitunnelin joka kytkettäisiin päälle tankatessa. Tai sitten turvamese suorittaisi tankkauksen 120 nopeudessa ilmatankkaustyyliin.

 

[AJ]

Tolerantti
[QBTuominen ennusteli Hocken kisan alussa, että saatetaan nähdä konerikkoja varikkopysähdysten jälkeen. Syystä että varikolla seistessä lämmöt nousevat. [/QB]

Taisi TT:llä nousta ittellään lämmöt, kun joutui olemaan koko ajan äänessä yksin?

 

[avt84]

rWest:
FIA:n pop-valve on asetettu 3,75 barin paineeseen joka järjestelmässä pitää olla.

Nytpä muuten alkoi kiinnostamaan! Kerro hieman tieteellisemmin vielä.

 

[bigbear]

Kun jäähdytys järjestelmä on painestettu,silloin vesi kiehuu vasta korkeammassa lämpötilassa ja silloin siis voidaan käyttää korkeampaa lämpötilaa jäähdytys nesteessä ,joka taas mahdollistaa suuremman DELTA t:n eli lämpöä saadaa luovutettua paremmin ympäröivään ilmaan

<small>[ 09-08-2003, 18:09: Message edited by: bigbear ]</small>

 

[Off-Topic]

Meinasin pmv:lle heittää, että ilmajäähdytteisiähän noi on F1 autonkin moottorit siinä missä Porschenkin; ilma siinä jäähdyttimessä sen jäähdytyksen hoitaa ja siirtoaineena toimii vesi. Siinä Porschessa, tai vaikka kuplavolkkarissa se pääasiallinen lämmönsiirtoaine on öljy. Mutta kerkes pahus korjaamaan. Normaali varikkopysähdys ei varmaan ole läheskään yhtä paha ongelma lämpöjen kannalta kuin lähtöruudukossa odottelu. Noi puhallinäijät varikolla uattais varmasti; ei se kummoista puhallinta siihen tarvis jotta ilma liikkuu. Peinikin ilman liike on parempi kuin ei mitään.

 

[Ilmari]

ilmajäähdytteisiähän noi on F1 autonkin moottorit siinä missä Porschenkin; ilma siinä jäähdyttimessä sen jäähdytyksen hoitaa ja siirtoaineena toimii vesi.
---------

Nyt kun aloitit saivartelun, niin jatketaan sitä; kyllä jäähdytyksen hoitaa vesi (se että ilma on ensin jäähdyttänyt veden, on aivan toinen juttu) wink