ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА РАЗДЕЛ II

Поршень быстроходного бензинового двигателя

Поршень паровой машины

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 ноября 2023 года; проверки требуют 2 правки.

Поршень или компрессора имеет три части, выполняющие свои функции:

Поршень дизельного двигателя с кольцами, под верхнее кольцо залита вставка из износостойкого чугуна

Формы камеры сгорания в поршне дизельного двигателя (показана форсунка и распыл)

Поскольку поршни насосов и компрессоров не должны образовывать одну из стенок камеры сгорания и обеспечивать турбулизацию заряда и правильное распыление топлива, то имеют простое плоское днище, а жаровый пояс в их конструкции не предусмотрен.

Требования к материалу поршней:

Недопустимые для нормальной работы двигателя зазоры между стенками цилиндров и силуминовыми поршнями устраняются конструктивными мероприятиями:

Составные поршни — головка из жаропрочной стали

Глава 1. Устройство и работа коллекторных машин постоянного тока

Глава 2.
Генераторы постоянного тока

Глава 3.
Электродвигатели постоянного тока

Глава 4.
Асинхронные электрические машины

Глава 5.
Синхронные машины.

Глава 6.
Нагревание и режимы работы электрических машин.

Глава 7. Неисправности электрических машин локомотивов

Глава 8.
Трансформаторы.

Глава 9.
Аккумуляторные батареи.

РАЗДЕЛ II. СТАТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Глава 10. Статические преобразователи электрической энергии

Глава 11. Электрические машины постоянного тока на подвижном составе

Глава 12. Вспомогательные машины постоянного тока

Глава 13. Электрические машины переменного тока на подвижном составе

Глава 14. Вспомогательные электрические машины переменного тока

Глава 15. Трансформаторы на подвижном составе

Приложение
   Список литературы

РАЗДЕЛ II. СТАТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Характеристики болида определяются техническим регламентом, за соблюдением которого следят стюарды Международной федерации автоспорта.

Болид Формулы-1 представляет собой углепластиковый монокок с четырьмя расположенными вне корпуса колёсами, из которых задние два являются ведущими. Ранее допускалось использование 6 колёс. Пилот располагается в тесном кокпите в передней части болида и управляет им с помощью руля, педалей тормоза и газа.

Ширина автомобиля в целом не может превышать 200 см.

Максимальная высота шасси — 525 мм.

Весовая нагрузка на передние и задние колёса не может быть меньше 333 и 393 килограммов соответственно.

Тормозные усилители и антиблокировочная тормозная система запрещены.

Начиная с 2014 года используется система «brake-by-wire», автоматически распределяющая тормозное усилие на задних колёсах между тормозными дисками и системами рекуперации энергии.

Двигатель Renault RS27 2007 года

В период с 2006 по 2014 годы использовались атмосферные двигатели V8, объёмом 2,4 литра.

Системы предварительного охлаждения воздуха запрещены. Также запрещено подавать в двигатель что-либо, кроме воздушно-бензиновой смеси. Впуск и выпуск изменяемой геометрии также запрещены. Каждый цилиндр может иметь только одну форсунку для впрыска топлива и только одну свечу зажигания. Также обороты двигателя ограничены до 18 000 в минуту.

Блок цилиндров и картер двигателя должны быть выполнены из сплавов алюминия. Коленвал и распредвалы должны быть сделаны из стали или чугуна. Толкатели клапанов должны быть выполнены из сплавов алюминия, а сами клапаны — из сплавов на основе железа, никеля, кобальта или титана. Использование карбона и других композитных материалов при производстве блока цилиндров, головки блока и клапанов запрещено.

Для запуска двигателя на пит-лейн и на стартовой решётке используется внешний стартёр (отдельное переносное устройство, не устанавливаемое на машину).

В Формуле-1 огромное внимание уделяется безопасности пилотов. Ни один болид не сможет выйти на старт гонки, если он не пройдёт всех необходимых проверок, в частности крэш-тестов.

Особенно остро вопрос безопасности встал после трагической гибели Айртона Сенны в 1994 году, приведя к такому прогрессу в данном аспекте, что в современной Формуле-1 гонщик, как правило, не получает серьёзных повреждений даже при лобовом столкновении на довольно высокой скорости.

Для предохранения пилота при ударах сзади и переворотах, позади кокпита расположена дуга безопасности. Также регламентировано, что в любой ситуации пилот должен иметь возможность покинуть болид не более чем за 7 секунд, для чего ему нужно лишь расстегнуть ремни безопасности и снять руль.

В 2018 году была введена система дополнительной защиты головы Halo, которая должна выдерживать кратковременную нагрузку в 125 килоньютонов. Система изготовлена из титанового сплава Ti6Al4V, вес системы — 7 кг. Система вначале подверглась критике со стороны команд и пилотов, так как она портила внешний вид машины и ограничивала обзор, но затем она зарекомендовала себя в нескольких авариях, исходом которых без этой системы могли быть серьёзные травмы для гонщиков.

Как и любой продукт высоких технологий, автомобиль Формулы-1 наполнен электроникой, помогающей достичь наилучших результатов в гонке. Вся электронная начинка болида инспектируется FIA перед сезоном и не может меняться в течение него.

Хотя некоторые узлы болида имеют электронные составляющие, запрещены системы, явно помогающие управлять болидом (например системы контроля старта или телеметрия с обратной связью). В последнее время наблюдается тенденция к снижению количества электроники в болидах, что повышает роль гонщика в управлении машиной. В сезоне 2008 была запрещена антипробуксовочная система, что вызвало трудности у пилотов в прохождении поворотов и болидом стало управлять труднее.

С болида Формулы-1 непрерывно передаётся телеметрия — информация о состоянии и поведении машины. За телеметрией следит персонал команды. Обратная связь запрещена, то есть управлять болидом из боксов нельзя, однако инженеры команды посредством радиопереговоров могут подсказать пилоту в какое положение следует установить переключатели на руле.

Шина Bridgestone на болиде Honda RA107

Шины имеют в Формуле-1 огромное значение. Подобрать правильный состав, наиболее подходящий для трассы, погоды и болида, является довольно сложной задачей. Команды тратят для этого большу́ю часть времени на тестах и свободных заездах. В отличие от дорожных автомобилей, шины для болидов Формулы-1 не рассчитаны на долговечность (один комплект рассчитан не более, чем на 200 км), ключевыми свойствами являются прочность, малый вес и сцепление с трассой.

Основные составляющие шин — резина, нейлон и полиэфир. Для изменения жёсткости резины регулируются пропорции добавляемых в неё компонентов: углерода, серы и нефти. Чем мягче резина, тем выше её сцепление с асфальтом, но тем быстрее она изнашивается.

Используются 3 вида шин: слики — для сухой трассы, микст («промежуточная резина») — для слегка влажной, и дождевая резина — для мокрой. Дождь является скорее исключением для Формулы-1, поэтому чаще всего используются шины для сухой трассы. Псевдослики представляют собой шины с 4 канавками, параллельными колесу. Они были введены вместо сликов в Формуле-1 в 1998 году в целях снижения скоростей путём уменьшения сцепления с трассой.

В 2005 году правила ужесточили требования к износостойкости; это было достигнуто путём ограничения одного комплекта шин на один гоночный уик-энд. В 2006 году это правило было отменено. В 2007 году в связи с тем, что компания Bridgestone стала единственным поставщиком шин, установлены новые правила: теперь команда получает два типа резины на Гран-при, четыре комплекта на одного гонщика в пятницу и десять — на остаток Гран-при. Каждый пилот должен использовать оба типа резины во время гонки (если хотя бы 1 круг гонщик проезжает на дождевом или промежуточном комплекте резины, то все ограничения снимаются). Мягкий тип резины отмечен зелёной полосой.

С 2009 года сделали переход с псевдосликов на слики.

В 2012 году производитель заменил цвета, обозначающие промежуточную резину, на зелёный, а дождевую — на синий.

В 2017 году произошло увеличение ширины шин: с 245 мм до 305 мм для передних, а также с 325 мм до 405 мм для задних. Расцветка и состав резины на сезон 2017 года следующие:

В 2018 году добавлено 2 новых состава: HyperSoft, маркируемый розовым цветом, и SuperHard, маркируемый оранжевым цветом, который, как предполагалось, вряд ли будет использоваться в этом сезоне. Все составы скорректировали на одну ступень: составы с теми же названиями, что и в 2017 году, стали мягче. Также маркировка твёрдых шин была изменена с оранжевой на голубую. Расцветка на сезон 2018 года:

С 2019 года применяется только три маркировки резины для сухой трассы, вне зависимости от типа выбранных на гонку составов резины (из 7 возможных): наиболее мягкий — Soft (красный); средний — Medium (жёлтый); наиболее жёсткий — Hard (белый).

В 2020 году Pirelli представила 5 составов шин (англ. compound), от C1 до C5, где C1 — самый жёсткий тип, а C5 — самый мягкий. На каждый Гран-при, по договорённости с FIA, Pirelli определяло три последовательных типа шин, которые соответственно маркировались как Hard, Medium и Soft. Самые жёсткие составы (C1—C3) в сезоне-2020 использовались на Гран-при Великобритании, Испании, Тосканы, Португалии и Турции, а самые мягкие (C3—C5) — на Гран-при России и Абу-Даби. В 2022 году на Гран-при Австралии Pirelli впервые предоставила непоследовательный набор шин: C2, C3 и C5. С 2023 года добавлен состав C0.

Регулируемое заднее антикрыло (DRS)

Регулируемое заднее антикрыло (англ. drag reduction system (DRS)) — деталь автомобиля Формулы-1 с 2011 года, позволяющая путём изменения угла атаки плоскости заднего антикрыла уменьшать действующую на болид силу лобового сопротивления и, тем самым, достигать большей скорости на прямых.

На использование системы DRS налагается ряд ограничений. Так, активировать DRS в гонке разрешается только на заранее определённой FIA части трассы (англ. ) и только в случае, если временной интервал между ведущим и догоняющим болидами в момент прохождения контрольной точки (англ. DRS detection point), расположенной на некотором расстоянии перед зоной DRS, составляет не более 1 секунды.

На различных трассах может быть разное количество зон DRS: одна зона DRS (как например, в Монако: там это стартовая прямая), две зоны DRS с одной контрольной точкой (например, Хунгароринг) или двумя контрольными точками (например, Марина-Бей), или даже больше чем 2 зоны DRS.

Разрешение на использование системы DRS даёт дирекция гонки, и она может запретить её использование в случае ухудшения условий заезда (например, дождь или сильный боковой ветер).

Система DRS становится активной при следующих условиях:

Крыло открывается при нажатии соответствующей кнопки на руле и закрывается при нажатии на педаль тормоза, или же автоматически после проезда точки окончания зоны DRS.