Tài liệu Xăng của xe đua F1

“Dual overhead cams” hay “tuned port fuel injection” là th nào?...

ng c a xe F1 khác x ng th ng nh th naò?

Xe công th c 1 s d ng lo i nhiên li u riêng cho ng c c a chúng H u h t các i ua u

c c p nhiên li u mi n phí b i các i tác k thu t là nh ng nhà s n xu t hàng u th

gi i Nhiên li u, c th là x ng, là m t ch t l ng c tr n v i không khí trong xilanh ng c

t o ra quá trình cháy, và cung c p n ng l ng cho ng c Nhiên li u t t h n nên c phân b u trong bu ng cháy và cháy t ng ph n trên m i cm3, công su t s c sinh ra nhi u h n v i m t l ng nhiên li u không i, hay ti t ki m nhiên li u h n.

Các cu c ua xe Công th c 1 là n i th hi n và th nghi m nh ng công ngh hàng u

th t d dàng n u không có nh ng h n ch Liên oàn xe th thao qu c t (FIA - Fédération

Internationale de l"Automobile) ã gi i h n giá tr c a ch s octane, l ng oxi và ni t và c t tr ng

a nhiên li u X ng c a xe F1 không c ch a nh ng h p ch t không có trong x ng th ng m i

Nh ng yêu c u này d a trên quy t nh c a Ngh Vi n Châu Âu cho s n xu t x ng th ng m i t n m

2000 Nh nh ng mô hình toán h c d oán công su t và c tính gi i h n c a x ng, m t lo i nhiên li u có th c s n sàng t ng công su t cho xe s s n sàng trong l nh gi i h n c a FIA

ch s

Tr l i nh ng n m thành l p gi i ua Công th c 1, h n h p nhiên li u c tr n b i các nhà hóa h c

ch nh ng h n h p này t nh ng ch t nh benzene, methanol, acetone và nitrobenzene, chúng

c rút h t ra kh i ng c ngay l p t c sau khi các cu c th nghi m hay ua N u không th c hi n

nh ng c nh báo tr c này, ng c s b h ng ch sau m t êm Sau ó, kerosene ã c s d ng

n cu i th p niên 60, tr c khi danh sách nh ng ch t cho phép c thêm vào ã làm h p thêm b i FIA, b o v các tay ua và th c khí

n cu i th p niên 70, nh ng u ch nh m i cho phép s d ng lo i x ng có ch s octane cao, c bán t i Pháp, Ý, c và c Anh X ng RON 101 ã c bán trên các tr m x ng t i Châu Âu, v i dung sai cho phép lên n RON 102 Khi lo i x ng này không c phép bán n a, thì các nhà cung

p ã c cho phép chu n b m t lo i x ng c bi t cho xe ua F1 Vì th , tr thành lo i x ng ph c

p h n và khác bi t so v i lo i x ng th ng m i thông th ng

n cu i nh ng n m 80, x ng RON 102 ti p t c b h n ch , và gi i h n c hàm l ng oxi và nit

(d i 2%) Ti p sau ó, nh ng h n ch m i ti p t c c ban hành, nh áp su t h i, t tr ng, hàm

ng benzene và chì, c ng ã c thêm vào Các công ty d u l a c ng ã th nghi m h n 300 h n

p cho n u th p niên 90

Các tay ua c nh tranh n t ng giây nên nhiên li u là m t trong nh ng y u t vô cùng

quan tr ng

m 1992, FIA quy t nh s là b t h p pháp n u s d ng b t k ch t nào trong nhiên li u mà không tìm th y trong x ng th ng m i T n m 1993 n nay, ch có lo i "siêu" x ng không chì phù h p v i tiêu chu n Châu Âu là c ch p nh n, lo i x ng t ng t c ng có t i các tr m x ng t i nhi u n i trên

th gi i

n xu t

Vi c s n xu t b t u v i m c tiêu thu c nhi u công su t nh t t ng c có th và không tính n b n và chú tr ng

ti t ki m nhiên li u Giai n u tiên là s d ng m t mô hình máy tính d oán, d li u c l y t h n 100 v t li u thô thu c lo i x ng th nghi m Nh ng nghiên c u cho h n h p nhiên li u t t nh t và cho công su t cao

quy t nh n t ng giây cho xe ua, các k s có th tr n và t x ng o, mà không c n có m t quy trình s n xu t th c.

t vài i ua ã phát tri n công ngh máy tính c a h , nên x ng o có th c th nghi m trên m t ng c o.

Nh ng mô hình toán h c này ã c s d ng cho ng c c a xe Công th c 1 v i r t nhi u lo i nhiên li u khác nhau và các c tính c a các lo i nguyên li u thô.

Pha ch h n h p x ng trong phòng thí nghi m Giai n th hai là chu n b m t ph n nh c a các lo i nhiên li u khác nhau và th nghi m chúng trong ph ng thí nghi m xác nh chúng có t các tiêu chu n không, và sau ó c th v i ng

o công su t và tiêu th Sau khi ch n c vài m u có th thành công v i các ng c , ng

c th nghi m b n trên b ng th và trên ng th M t khi h n h p x ng c xác nh, m t

u c g i n phong thí nghi m FIA t i Anh ch ng nh n

Và th nghi m

i d u nh n, các công ty d u l a s n xu t theo t ng t, v i Elf h s n xu t m i t v i s l ng 40 m3 t i trung tâm nghiên c u Solaize c a Elf và c v n chuy n trong nhi u thùng 50 lít

t i ua hàng u c n kho ng 3.600 lít nhiên li u và 200 lít d u ng c , 180 lít d u h p s , 80 lít

u th y l c, 20 lít d u làm mát và hàng kilo gram m cho m t ch ng ua Luôn có m t k s i di n

a hãng d u l a t i m i ch ng ua trong 5 ngày ki m tra tr c n u t t c nhiên li u ã c a

n u u ch nh các máy s c ký và quang ph cho phép phân tích và chu n oán ng c

i cu i ch ng ua, t t c d u không s d ng c a tr l i cho nhà s n xu t

u t o

Nh ã c p trên, nhiên li u cho xe ua công th c 1 có thành ph n t ng t nh các lo i x ng

th ng m i khác Nó ch khác t l các thành ph n c u t o nên x ng Do nh ng gi i h n, l ng hydrocarbon có th c phân lo i thành hai lo i chính:

+Hydrocarbon no: Trong tr ng h p này, phân t ch a nguyên t hydro

Paraffin (m ch th ng, liên k t n gi n): Cao phân t l ng thu c lo i alkan hydrocarbon v i công

th c hóa h c chung là CnH2n+2, trong ó n n m gi a 22 và 27

Naphthenic (m ch vòng v i liên k t n gi n): Có c tính nhi t vô cùng th p, ch y u s d ng bôi tr n

+ Hydrocarbon không no: phân t không ch a nguyên t hydrocarbon

Aromatic (m ch vòng, v i liên k t kép và các liên k t n gi n khác, ó là nhân benzene): chúng

c g i là h hydrocarbon th m Thành ph n ch y u c a aromatic là benzene, tuoluene và xylene

Diolefin hay Diene (m ch th ng v i liên k t kép)

Acetylene (m ch th ng v i liên k t ba): Acetylene là m t ph n c a alkyne

ng th ng X ng cho xe F1

Bình nhiên li u

Xe F1 s d ng bình lo i bình nhiên li u có th bi n s ng c làm t v t

li u Kevlar Lo i bình nhiên li u này gi m c t i a nguy hi m trong

nh ng tr ng h p x y ra tai n n Bình nhiên li u s t bi n d ng t i vùng

áp su t t vào T t c các ng nhiên li u s t ng t phòng các

ng nhiên li u b dò n t Còn có m t n i d p l a trong vùng nh y c m

a xe s t ng m khi x y ra va ch m

Kích th c c a bình nhiên li u còn khá quan tr ng i v i nh ng thi t k

chassis Kích th c c a bình x ng có th nh h ng n tiêu th nhiên

li u c a xe, s h n ch chi u dài trung bình, ng l c h c… Do ó, bình

ng c t ngay d i gh lái, nó chi m không gian c xác nh gi a

lái xe và ng c

Nh ng chi c xe ua Công th c 1 g n ây, l ng tiêu th nhiên li u có th t 180 n 200 lít trong trên

300 km ng ua Các tay ua có th u ch nh c

t chút con s này tùy theo cách lái xe c a h hay lái

trong u ki n không u tiên v n hành nh ch y sau m t

chi c safety car

p nhiên li u

n m 1994, n p nhiên li u t i pit stop tr l i v i các gi i

ua Công th c 1, nó mang l i s ph n khích cho khán gi

ch ng ki n cu c ua Các i ua luôn có ba ng i

p nhiên li u cho xe Ng i th nh t g i là “hoseman”

th ng a ông vào xe và kéo nó ra khi ã nhiên li u

cho xe M t thành viên th hai gi ng nhiên li u úng v

trí sau hoseman giúp y ng nhiên li u ra nhanh

chóng khi quá trình b m nhiên li u k t thúc, ng i th ba

giúp tránh h i nóng t khí x kh i kh i nh ng ng i n p nhiên li u, ch làm công tác an toàn

p nhiên li u t i Pit Stop

Do m t chi c xe có th ph i n p nhiên li u v i t n su t 11 lít/giây, ã có r t nhi u hoài nghi v an toàn trong n m 1994 Tuy nhiên trong nh ng n m sau ó, nap nhiên li u ã l i c ch p nh n trong F1 và là m t ph n không th thi u pit stop Các tai n n ã x y ra trong nh ng n m ó, nh ng gi

an toàn n m c có th , FIA ã yêu c u m t công ty c a Pháp t o các thi t t nh mong mu n c a

ng i M i m t i ph i tr 30.000 Euro B t c khi nào có v n x y ra, ng nhiên li u s b c t

ng gi m thi u nh ng nguy c an toàn cháy n

t v tai n n x y ra trong quá trình n p nhiên li u Tuy nhiên v n hành là c m t v n , hi n nay, các i ua dùng các trang b v t li u phi kim lo i tránh nhiên li u b nóng lên Nhi t th p, m t s cao h n, do ó s sinh ra công su t nhi u h n

i m i l ng nhiên li u phun nh nhau trong xilanh Nhiên li u th ng ch c gi quanh 10oC

Tìm hi u công ngh VarioCam Plus c a Porsche

Chúng ta u ã r t quen thu c v i các thu t ng nh VVTi trên xe c a Toyota hay i-VTEC v a Honda Còn nh ng ng i yêu xe BMW thì ã r t quen thu c v i Valvetronic Dù khác nhau cái tên, nh ng u là công ngh thay i hành trình nâng c a xu páp t i u quá trình n

p-th i c a ng c Và h công ngh VarioCam Plus c a Porsche c ng không nh m ngoài m c ích ó.

Hi n Porsche chính th c vào th tr ng Vi t Nam cùng nh ng m u xe m c nh Boxster hay Cayenne Và chúng u s d ng công ngh VarioCam Plus trong ng c V y VarioCam Plus là gì?

Và chúng mang l i gì cho nh ng chi c Porsche?

ng c V6 c a Porsche v i c c u VarioCam Plus VarioCam Plus là công ngh u khi n ch ng quá trình ph i khí c a ng c Công ngh này k t

p u ch nh cam n p (VarioCam) b ng cách u ch nh hành trình nâng và c ng n p (Plus)

Xu t hi n l n u tiên trên chi c 911 Turbo, h th ng này có tác d ng t i u công su t và kh n ng

n hành, ng th i gi m tiêu hao nhiên li u, phát th i, cho chi c xe v n hành êm ái và tinh t h n

th ng xupap c u ch nh b ng cách thay i c c u truy n ng trên ng n p b i m t c

u n-th y l c V i 2 b m t cam trên tr c cam, ng c luôn ho t ng v i m t chi u cao nâng thích h p khi các b m t cam c chuy n i liên t c

VarioCam Plus giúp ng c xe luôn ho t ng t i u các ch t i khác nhau

th , b ph n truy n ng c t o b i hai c c u t ng tác s khóa m t v i s tr giúp c a m t

c u c nh Nó t o ra m t liên k t tr c ti p, u tiên, là gi a c c u trong v i cam nh , và th hai,

gi a c c u ngoài và cam l n M t n v th y l c s giúp d n ng xupap

Hành trình nâng cam bi n thiên

i m c tiêu th c t , VarioCam Plus k t h p hai tr ng thái ho t ng c a ng c vào m t Khi ng

ch y không t i, hành trình nâng c u khi n b i cam nh và ch cho hành trình nâng 3,6 mm,

và th i gian óng m xupap c t i u g a góc trùng p (là kho ng th i gian khi c xupap n p

và th i u m ) c a ng c nh nh t

d ng 2 biên d ng cam thay i hành trình nâng xupap Hành trình nâng cam th p giúp gi m ma sát, và t ng thêm l u ng khí n p nh có th i gian óng

ng n, cùng v i ó là gi m phát th i c h i t quá trình cháy tr c bên trong bu ng cháy u ó giúp ng c có th gi m phát th i và tiêu hao nhiên li u lên n 10%, cùng v i ó là cho ng c

ho t ng êm n, gi m hi n t ng rung th ng th y khi máy v n n mà xe ng yên T i ch t i

ph n, ng c l i ch y ch luân h i khí th i n i t i (Internal EGR) nh m gi m t i a hi u ng

t k nào t tay ga và theo ó, gi m tiêu hao nhiên li u

t c t ngang c a VarioCam Plus

t m c tiêu v n hành, hành trình nâng cam c i sang ch có góc trùng p l n h n, s

có th i gian dài h n cho khí x thoát ra T i ch toàn t i, mô men xo n và công su t cao c m

o b i chu k n p r t hi u qu v i t n th t n p c gi m t i a Lúc này, biên d ng cam l n cho

phép hành trình nâng cam l n n 11mm và c u ch nh phù h p v i th i gian óng m c a hành trình xupap

VarioCam Plus còn giúp b n có nh ng b c chu n b tr c khi kh i hành, ví d , t ng c tính kh i

ng c a ng c khi máy l nh và và gi m khí th i qua vi c u ch nh phù h p h th ng VarioCam Plus khi ng c nóng lên

Hi n nhiên Carrera 4S c ng c trang b ng c v i VarioCam Plus

hai h th ng VarioCam Plus và Motronic ME7.8 c thi t k c bi t cho nh ng yêu c u c th và mang n tiêu chu n ho t ng cao Nh ng y u t u khi n VarioCam Plus nh t c ng c , v trí chân ga, nhi t d u và n c làm mát c ng nh s c k t h p ch t ch Yêu c u c a lái xe i

i công su t và mô men c quy t nh ch trong 1/1000 giây b i ph n ng c a VarioCam Plus

ng c ôtô ho t ng nh th nào?

n ã bao gi m n p ca-pô chi c ôtô c a mình và t h i cái gì x y ra trong

ng c c a nó ch a? Có th b n không hi u k và không mu n bi t t ng t n

u ó Th nh ng khi mua m t chi c xe m i ch c ch n b n c ng c n ph i bi t 3.0 V6 hay 2.4 G ngh a là gì? “Dual overhead cams” hay “tuned port fuel

injection” là th nào? tr l i cho các câu h i trên, chúng ta hãy tìm hi u v

ng c c a ôtô.

c ích c a ng c ôtô (th ng s d ng nhiên li u x ng ho c d u diesel - t m g i là

ng c ) là chuy n i n ng l ng sinh ra t quá trình t cháy x ng, d u thành n ng

ng c h c chi c xe c a b n có th chuy n ng c Do quá trình cháy di n ra bên trong xilanh nên ng c này c g i là ng c t trong.

ng c Maybach 57

Trên th c t , có c lo i ng c t ngoài Ví d nh ng c h i n c s d ng trên xe

a c n là lo i ng c t ngoài Lo i nhiên li u nh than, g , d u, c s

ng trên ng c h i n c t o ra nhi t n ng un n c sôi thành h i n c và chính

i n c này l i t o nên chuy n ng bên trong ng c Hi u su t c a ng c t trong cao h n ng c t ngoài (t c là cùng quãng ng nh nhau, ng c t trong t n ít nhiên li u h n ng c t ngoài), thêm n a ng c t trong có kích

th c nh h n nhi u so v i ng c t ngoài t ng ng ó là lý do t i sao ôtô l i

d ng ng c t trong.

Nguyên lý ho t ng c a ng c 4 k

u h t các xe ôtô hi n nay s d ng ng c t trong lo i piston chuy n ng t nh ti n do có các u m:

- Hi u su t khá cao (so v i ng c t ngoài)

- Chi phí s d ng v a ph i (so v i ng c tuabin khí)

- D dàng ti p nhiên li u duy trì hành trình (so v i ng c n)

- Nh ng u m này làm cho ng c t trong là công ngh h u nh là duy nh t h n 100 n m qua

rõ h n v nguyên lý ho t ng, chúng ta hãy tìm hi u nh ng u c b n nh t v ng c t trong

Nguyên lý ho t ng c a ng c t trong

Mô ph ng quá trình b n c a kh u súng i bác

Tr c h t, m t ví d n gi n nh t v ng c t trong chính là kh u súng i bác Kh u súng là m t

ng hình tr c b t kín m t u Ng i ta nh i thu c súng vào lòng nòng súng sau ó cho m t viên

n (hình d ng hình tr có u nh n) b t kín hoàn toàn kh i thu c súng Khi b n, ng i ta châm l a

t cho kh i thu c súng cháy L ng khí sinh ra t c th i r t l n làm áp su t trong nòng súng t ng

nh y viên n b n ra kh i nòng súng ng c c a các xe ôtô chính là m t c c u c khí t n

ng c n ng l ng ó và chuy n hoá thành chuy n ng quay cho tr c khu u c a ng c

u h t các xe ôtô hi n nay ang s d ng lo i ng c 4 k (do Nicolaus Otto phát minh n m 1867) 4

c a ng c t trong c minh ho hình 1 Chúng g m có:

- hút (n p)

- K nén

- K cháy (n )

- K x

Chúng ta có th nhìn th y chi ti t ang chuy n ng lên xu ng trong ng c , ó là piston Piston

c n i v i tr c khu u nh thanh truy n Toàn b quá trình c a 4 k có th miêu t nh sau:

Hình 1: Nguyên lý ho t ng c a ng c 4 k

Chú thích: A: Van n p, cò m , lò xo xu-páp; B: N p xilanh; C: H ng hút; D: N p xilanh; E: Thân xilanh; G: Các-te ch c d u; H: D u bôi tr n; I: Tr c cam; Van x , cò m , lò xo xu-páp; K: Bugi; L: H ng x ; M: Piston; N: Thanh truy n; O: Vòng m; P: Tr c khu u.

1 V trí xu t phát u tiên c a piston là trên nh, lúc này van (xuppap) n p m ra và piston chuy n

ng xu ng d i l ng h n h p không khí và các h t x ng nh (g i t t là h n h p khí) n p y vào trong xi lanh (ph n 1-màu vàng)

2 Khi piston chuy n ng lên trên nén kh i không khí ã hoà tr n các h t x ng nh li ti Vi c nén không khí l i s làm cho hi u qu c a vi c t cháy không khí t ng thêm nhi u (ph n 2-màu tím)

3 Khi piston ch m t i nh ( m ch t trên) c a hành trình i lên, n n n phát tia l a t cháy x ng hoà tr n trong không khí Lúc này h i x ng cháy t c th i ã t o nên s n trong xilanh y piston i

xu ng (ph n 3-màu )

4 Khi piston ã m d i cùng ( m ch t d i), van (xuppap) x m ra và khi piston i lên s y toàn b l ng khí trong xi lanh ra ngoài qua ng x (ph n 4-màu xanh)

Bây gi , ng c l i s n sàng cho chu trình ti p theo và nó l i ti p t c n p h n h p khí và h i x ng

u ý r ng, chuy n ng c a ng c là chuy n ng quay c a tr c khu u, còn chuy n ng c a piston l i là chuy n ng t nh ti n chuy n i chuy n ng t nh ti n c a piston thành chuy n ng quay c n nh n tr c khu u Bây gi chúng ta cùng xem xét s ghép n i và ph i h p làm vi c c a các b ph n trong ng c nh th nào?

Nguyên lý ho t ng c a b vi sai

n ã bi t ng c làm vi c nh th nào và b n c ng ã tìm hi u nguyên lý làm vi c c a h p Tuy nhiên a ngu n ng l c c a ng c xu ng các bánh xe c n ph i thông qua m t

th ng cu i cùng, ó là b vi sai B vi sai th ng c l p t cùng v i truy n l c cu i, hay còn g i là c u xe.