BIBLIOGRAFICKÁ CITACE

ANOTACE

ANOTACE V této bakalářské práci jsou klasifikovány závodní automobilové motory, známých i méně známých automobilových disciplín. První část se týká výhradně formulových motorů. V druhé části je pojednáno o závodních motorech kapotovaných automobilů. Ve finální části této práce je srovnání vybraných motorů vzájemně mezi sebou. Toto porovnání je vztaženo především k Formuli 1, která je ve světě považována za špičku moderních technologií.

KLÍČOVÁ SLOVA Formule 1, Formule Champ Car, Formule BMW USA, série LeMans, série NASCAR, série DTM, ACO, FIA, ITR, technická pravidla, závodní motor, srovnání motorů, odsávací systém, vzduchový filtr, olejový a mazací systém, turbodmychadlo, mezistupňový chladič, plynový pedál, spojka.

ANNOTATION In those bachelor’s thesis are classified racing car engines, known and lesser - known automobile disciplines. Forepart have to do with entirely formula engines. In second parts is entertain about racing motor of CBE racing cars. In final parts those work, be level choice motors, one another with one another. This comparison is outspread above all to Formula 1 that the is abroad considered behind point modern technology.

KEY WORDS Formula 1, Formula Champ Car, Formula BMW USA, series LeMans, series NASCAR, series DTM, ACO, FIA, ITR, technical regulations, racing engine, engine comparison, exhaust system, air filter, oil and coolant system, turbocharger, wastegate, intercoolers, throttle, clutch.

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE MARCELL, J. Klasifikace automobilových závodních motorů. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2006. 58 s. Vedoucí bakalářské práce Ing. František Pražák, Ph.D.

PROHLÁŠENÍ

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem tuto práci vypracoval samostatně a použil jsem literárních zdrojů a informací, které cituji a uvádím v seznamu použité literatury a zdrojů. V Brně dne ………………….

………………………….. Podpis

PODĚKOVÁNÍ

PODĚKOVÁNÍ Na tomto místě bych chtěl poděkovat vedoucímu mé bakalářské práce Ing. Františku Pražákovi, Ph.D. za zájem, připomínky a čas, který věnoval mé práci. Také bych chtěl hlavně poděkovat svým rodičům a všem mým blízkým za velkou podporu.

OBSAH

OBSAH OBSAH ÚVOD 1 ROZBOR A KLASIFIKACE FORMULOVÝCH MOTORŮ 2 KLASIFIKACE MOTORU FORMULE 1 2.1 Technická fakta o motoru Formule 1 2.2 Technická pravidla pro konstrukci motoru (rok 2006) 2.2.1 Specifikace motoru 2.2.2 Alternativní motory 2.2.3 Rozměry motoru 2.2.4 Hmotnost a těžiště 2.2.5 Variabilní geometrické systémy 2.2.6 Palivové systémy 2.2.7 Elektrické systémy 2.2.8 Ovládací členy motoru 2.2.9 Pomocné zařízení motoru 2.2.10 Přívod vzduchu do motoru 2.2.11 Materiály a konstrukce – definice 2.2.12 Materiály a konstrukce – všeobecně 2.2.13 Materiály a konstrukce – komponenty 2.2.14 Startování motoru 3 KLASIFIKACE MOTORU FORMULE CHAMP CAR 3.1 Technická fakta o motoru Champ Car 3.2 Technická pravidla pro úpravy na konstrukci motoru platná pro rok 2006 3.2.1 Motor 3.2.2 Odsávací systém 3.2.3 Vzduchový filtr 3.2.4 Olejový a mazací systém 3.2.5 Turbodmychadlo 3.2.6 Klapka rozvodu výfukových plynů (do turbodmychadla a výfuku) 3.2.7 Mezistupňový chladič 3.2.8 Plynový pedál 3.2.9 Spojka 4 KLASIFIKACE MOTORU FORMULE BMW USA 4.1 Technická fakta motoru Formule BMW 4.2 Technická pravidla pro úpravy na konstrukci motoru platná pro rok 2006 5 ROZBOR A KLASIFIKACE ZÁVODNÍCH MOTORŮ KAPOTOVANÝCH AUTOMOBILŮ 6 KLASIFIKACE MOTORU VOZŮ SÉRIE LEMANS 6.1 Technická pravidla pro úpravu na konstrukci motoru platná pro rok 2006 (třída „LM“ GT1) 6.1.1 Výroba a pozice 6.1.2 Modifikace 6.1.3 Plynový pedál 6.1.4 Motory s přirozeným sáním

11 13 14 15 16 17 17 17 17 17 17 18 18 18 18 18 19 19 19 20 21 22 23 23 23 23 23 23 23 24 24 24 25 27 28 29 30 37 37 37 37 37

strana

11

OBSAH

6.1.5 Turbokompresorové / přeplňované motory 6.1.6 Teplota plnění 6.1.7 Chlazení 6.1.8 Výfuk 6.2 Technická pravidla pro úpravu konstrukce motoru (třída „LM“ GT2) 6.2.1 Typ a pozice 6.2.2 Modifikace 6.2.3 Plynový pedál 6.2.4 Motory s přirozeným sáním 6.2.5 Turbokompresorové / přeplňované motory 6.2.6 Chlazení 6.2.7 Výfuk 6.3 Technická pravidla pro úpravu konstrukce motoru (třída „LM“ P1 a „LM" P2) 6.3.1 Specifikace motoru 6.3.2 Turbokompresorové motory 6.3.3 Teplota plnění 6.3.4 Systém sání 6.3.5 Odsávací systém 6.4 Technická fakta o motorech vozů série LeMans 7 KLASIFIKACE MOTORU VOZU NASCAR 7.1 Technická fakta o motoru vozu NASCAR 7.2 Technická pravidla pro úpravy na konstrukci motoru 7.2.1 NASCAR Rule Book (kniha pravidel) 8 KLASIFIKACE MOTORU VOZŮ DTM 8.1 Technická fakta o motoru vozu DTM 8.2 Technická pravidla pro úpravy na konstrukci motoru platná pro rok 2006 8.2.1 Zveřejněný výtah z technických pravidel 9 POROVNÁNÍ POHONNÝCH JEDNOTEK VZÁJEMNĚ MEZI SEBOU 9.1 Porovnání pohonných jednotek 9.1.1 Formule 1 vs. Champ Car 9.1.2 Formule 1 vs. Formule BMW 9.1.3 Formule 1 vs. LeMans P1 (Audi R10 TDi) 9.1.4 NASCAR vs. Champ Car 9.1.5 DTM vs. NASCAR 10 ZÁVĚR 11 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ (LITERATURA) 12 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK, SYMBOLŮ A VELIČIN 13 SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ 14 SEZNAM TABULEK

strana

12

38 39 39 39 40 40 40 41 41 41 42 42 43 43 43 43 43 44 44 45 46 47 47 48 49 50 50 51 53 53 53 53 53 53 54 55 56 57 58

ÚVOD

ÚVOD Tato práce se snaží popsat porovnání motorů užívaných v jednotlivých automobilových soutěžích (pouze silniční závody). Jsou zde porovnány motory používané jak ve formulových vozech (formule 1, Champcar, formule BMW), tak i v kapotovaných (LeMans, DTM, NASCAR). Porovnání motorů je jednak v hladině dovolených pravidel pro danou soutěž, v porovnání základních parametrů motoru (zdvihový objem, přeplňování) a v poslední řadě v porovnání výkonnosti motoru (výkon na 1 kg hmotnosti vozu, střední pístová rychlost).

strana

13

1 ROZBOR A KLASIFIKACE FORMULOVÝCH MOTORŮ

1

ROZBOR A KLASIFIKACE FORMULOVÝCH MOTORŮ

K rozboru a klasifikaci byly vybrány motory těchto automobilových disciplín: a) Série vozů Formule 1 b) Série vozů Champ Car c) Série vozů Formule BMW USA

strana

14

2 KLASIFIKACE MOTORU FORMULE 1

2

KLASIFIKACE MOTORU FORMULE 1

2

Obr.1 Motor Toyota RVX-07 F1

Obr.2 Toyota FT 107 F1

strana

15


Tab.1 Specifikace motoru Toyota RVX-07

Typ motoru

RVX - 07

Zdvihový objem

2398 cm3

Aspirace

Normální (přeplňování zakázáno)

Váha vozu

530 kg

Váha motoru

Min. 95 kg

Počet válců

8

Počet ventilů

32

Vrtání x Zdvih

přibližně 90 x 45 mm

Kompresní poměr

nezjištěno

Maximální výkon Maximální točivý moment

544,36 kW (740 koní) @ 19000 ot/min nezjištěno

Váhový výkon

1,021 kW/kg

Výkon vztažený na 1 litr objemu Střední pístová rychlost

227,1 kW/l

Výdrž motoru

Max. 600 km (výměna nebo renovace) Bezolovnatý benzín Euro 98 oktanů

Palivo

28,5 m/s

2.1 Technická fakta o motoru Formule 1 Součásti motoru moderní Formule 1 jsou jedny z nejvíce zatěžovaných strojních součástí na planetě. Výkon vozu Formule 1 je odlišný díky velkému počtu výrobců. Pro současné motory moderní Formule 1 se uvažuje výkon okolo 700 až 750 koní při otáčkách 19000 ot/min. Jeho průměrná spotřeba paliva je přibližně 75 l/100 km. Točení při takto vysokých rychlostech vyvolá urychlující sílu na pístech, dosahující přibližně 9000 G. Formule 1 disponuje velice vysokými výkony, velice moderními technologiemi konstrukce a výroby součástí. Tohoto všeho je dosaženo samozřejmě za velice vysokou cenu.

strana

16


2.2 Technická pravidla pro konstrukci motoru (rok 2006)

2.2

2.2.1

2.2.1

Specifikace motoru

a) b) c) d)

Může být použit pouze 4-taktní motor s vratným pohybem pístu. Objem motoru nesmí přesáhnout 2400 cm3. Přeplňování motoru je zakázáno. Všechny motory musí mít 8 válců, které musí být umístěny v 90° „V“ konfiguraci, přičemž kolmý řez každého válce musí být kruhový. e) Motory musí mít 2 sací a 2 výfukové ventily na jeden válec. U ventilů je povolen pouze vratný pohyb. Těsnící rozhraní mezi pohybujícími se částmi válců a nehybnými částmi motoru musí být kruhové.

2.2.2

Alternativní motory

2.2.2

Do roku 2010 si mezinárodní závodní federace FIA rezervovala právo, že každý tým použije motor, který bude splňovat technická pravidla pro rok 2005, přičemž maximální otáčky klikového hřídele nesmí překročit limit, který byl stanoven FIA na 19000 ot/min. Motor taktéž nesmí přesáhnout parametry V8 - 2,4 cm3. 2.2.3

Rozměry motoru

2.2.3

a) Průměr válce motoru nesmí překročit 98 mm. b) Válcová rozteč musí být fixována na vzdálenost 106,5 mm (+/– 0,2 mm). c) Centrální osa klikové hřídele nesmí být níže než 58 mm nad základní rovinou. 2.2.4

Hmotnost a těžiště

2.2.4

a) Celková váha motoru musí být minimálně 95 kg b) Těžiště motoru nesmí ležet níže než 165 mm nad referenční (základní) rovinou c) Podélná a příčná poloha těžiště motoru musí spadat pod část nazývající se geometrický střed motoru, +/– 50 mm d) Podle ustanovení FIA bude motor zahrnovat: - Sací soustavu, vzduchový filtr, přidělovač paliva, injektory, zapalovací cívky, motorové senzory a elektrické vedení, chladící čerpadla a olejové pumpy. e) Podle ustanovení FIA nebude motor zahrnovat: - Kapaliny, výfukové potrubí, tepelný štít (tepelné stínění), olejové nádrže, soustavu vodních zásobníků, tepelné výměníky, hydraulický systém (např.: pumpy, zásobníky, potrubí, servoventily, solenoidy, ovládací členy. 2.2.5

Variabilní geometrické systémy

2.2.5

a) Variabilní geometrie sacích systémů není povolena. b) Variabilní geometrie výfukových systémů není povolena. c) Variabilní systémy časování ventilů a zdvihu ventilů nejsou povoleny.

strana

17


2.2.6

Palivové systémy

a) Tlak paliva dodávaný do injektorů nesmí přesáhnout 10 MPa. Senzory musí být uzpůsobeny k přímému měření tlaku paliva dodávanému do injektoru, tyto signály musí být dodány přímo do měřící ústředny FIA. b) Je povolen pouze jeden palivový injektor na válec, který musí vstřikovat směrem přímo do strany nebo na vrch sacího ventilu. 2.2.7

Elektrické systémy

a) Zapalování je povoleno pouze prostřednictvím jedné zapalovací cívky a zapalovací svíčky na jeden válec. Použití plasmy, laseru, nebo jiné vysokofrekvenční technologie zapalování je zakázáno. b) Jsou povoleny pouze konvenční zapalovací svíčky, které fungují při vysokém napětí elektrického výboje skrz neizolovaný otvor. Zapalovací svíčky nepodléhají materiálovým omezením 2.2.12 a 2.2.13. c) Primární regulované napětí v autě nesmí přesáhnout hodnotu 17 V stejnosměrného proudu. Toto napětí je definováno jako stabilizovaný výkon z nabíjecí systému na autě. 2.2.8

Ovládací členy motoru

S následujícími výjimkami hydraulického, pneumatického nebo elektrického ovládání je zakázáno: a) Elektrické solenoidy ojediněle pro kontrolu motorových kapalin. b) Komponenty poskytující kontrolu tlaku vzduchu pro pneumatický ventilový systém. c) Prostý ovládací člen k ovládání systému plynového pedálu motoru. 2.2.9

Pomocné zařízení motoru

S výjimkou palivového čerpadla musí být pomocné zařízení mechanicky ovládané přímo z motoru se stálým rychlostním poměrem ke klikové hřídeli. 2.2.10 Přívod vzduchu do motoru a) Jiný než vstřik paliva pro normální účel spalování, žádné zařízení, systém, proces, konstrukce nebo návrh za účelem nebo výsledek, který jakkoli sníží teplotu přívodu vzduchu do motoru je zakázán. b) Jiná než pumpa motoru odvětrávající plyny a palivo pro normální účely spalování v motoru a nanášení jakékoliv látky nebo směsi do přívodu vzduchu do motoru je zakázáno.

strana

18


2.2.11 Materiály a konstrukce – definice

2.2.11

a) X základní slitina ( např. slitina na bázi Ni). X musí být nejvíce převažující prvek ve slitině jako %w/w základu. b) X-Y základní slitina (např. slitina na bázi Al-Cu). X musí být nejvíce převažující prvek stejně jako v bodě 2.2.11.a. Y musí být v přísadě prvku druhá nejvyšší součást celku %w/w, po X ve slitině. To znamená že obsah Y a všech dalších slitinových prvků musí být použit k určení druhého nejvyššího slitinového prvku Y. c) Intermetalické materiály (jako TiAl, NiAl, FeAl, Cu3Au, NiCo). Toto jsou materiály, kde materiál je základ v intermetalické fázi, tj. matrice z materiálového složení z většího než 50 %v/v v intermetalické fázi (fázích). Intermetalická fáze je pevný roztok mezi dvěma nebo více kovy ukazující jednu ze dvou částí iontové nebo kovalentní nebo kovové vazby s dlouhým pásmem, v omezeném pásmu složením kolem stechiometrického poměru. d) Kompozity jsou materiály, kde matrice materiálu je zpevněna další souvislou nebo nesouvislou fází. Matrice může být kov, keramika, polymer nebo materiál na bázi skla. Zesílení může být přítomno jako dlouhá vlákna (souvislé zesílení) nebo krátká vlákna, kníry a částice (nesouvislé zesílení). e) Kompozity s kovovou matricí (MMC’s) jsou materiály s kovovou matricí obsahující fázi o větším než 2 %v/v, který není rozpustný v kapalné fázi kovové matrice. f) Keramické materiály (jako Al2O3, SiC, B4C, Ti5Si3, SiO2, Si3N4). Toto jsou anorganické kovové pevné částice. 2.2.12 Materiály a konstrukce – všeobecně

2.2.12

Pokud není výslovně povoleno pro specifikaci komponent motoru, následující materiály nesmí být použity nikde v motoru: a) b) c) d)

Slitiny na bázi Mg MMC’s materiály Intermetalické materiály Slitiny obsahující více než 5% hmotnosti Berylia, Iridia ne Rhenia.

Povlaky jsou povoleny za předpokladu, že celková tloušťka povlaku nesmí přesáhnout 25% části povlaku ze základního materiálu ve všech osách. Ve všech týkajících se případech nesmí povlakování přesáhnout 0,8mm. 2.2.13 Materiály a konstrukce – komponenty

2.2.13

a) Písty musí být vyrobeny z hliníkových slitin jako jsou tyto: Al-Si, Al-Cu, AlMg nebo Al-Zn. b) Pístní čepy musí být vyrobeny ze slitiny železa a pouze z jednoho kusu materiálu. c) Ojnice musí být vyrobeny ze slitiny železa nebo titanu a musí být vyrobeny z jednoho kusu materiálu bez svařování nebo spojovacích montáží.

strana

19


d) Kliková hřídel musí být vyrobena ze slitiny železa. e) Svařování není povoleno mezi předními a zadními hlavními čepy ložisek. Kliková hřídel nesmí obsahovat materiál s hustotou přesahující 19000 kg/m3. f) Vačková hřídel musí být vyrobena z materiálu na bázi slitiny železa. Každá vačková hřídel a vačkové výstupky musí být vyrobeny z jednoho kusu materiálu. Svařování není dovoleno mezi předními a zadními čepy ložisek. g) Válce musí být vyrobeny z materiálu na bázi slitiny železa, niklu, kobaltu nebo titanu. Duté složení ochlazené sodiem, lithiem nebo jednoduššími prvky je povoleno. h) Komponenty s otáčejícím se a vratným pohybem: i. Komponenty s pohybem otáčejícím a vratným nesmí být vyrobeny z materiálu o grafitické matrici, MMC’s nebo keramických materiálů. ii. Valivé elementy z valivého prvku ložiska musí být vyrobeny z materiálu na bázi slitiny železa. iii. Časovací ustrojí mezi klikovou hřídelí a vačkovou hřídelí (včetně výstupků) musí být vyrobeno z materiálu na bázi slitiny železa. i) Statické komponenty: i. Skříně klikových hřídelí a hlavy válců motoru, musí být vyrobeny z odlévané nebo tvářené hliníkové slitiny. Nejsou povoleny kompozity nebo MMC’s pro celé komponenty nebo části komponentů. ii. Každá kovová struktura jejíž primární nebo sekundární funkce je zachytit mazivo nebo chladivo uvnitř motoru, musí být vyrobena z materiálu na bázi slitiny železa nebo hliníku jako jsou slitinové systémy: Al-Si, Al-Cu, Al-Zn, Al-Mg. iii. Všechny závitové spony musí být vyrobeny z materiálu na bázi slitiny kobaltu, železa nebo niklu. Kompozity nejsou povoleny. iv. Vložky ventilového sedla, vedení ventilů a jiné nosné komponenty mohou být vyrobeny z kovových infiltrovaných předforem s dalšími fázemi, které nejsou používány pro zesílení. 2.2.14 Startování motoru Přídavné zařízení dočasně připojené k autu může být použito k nastartování motoru pouze na startovním roštu nebo v boxech.

strana

20

3 KLASIFIKACE MOTORU FORMULE CHAMP CAR

3

KLASIFIKACE MOTORU FORMULE CHAMP CAR

3

Obr.3 Motor formule Champ Car

Obr.4 Formule Champ Car

strana

21


Tab.2 Specifikace motoru vozu Champ Car

Typ motoru

Ford Cosworth XFE 4

Zdvihový objem

2650 cm3

Aspirace

Turbodmychadlo

Váha vozu

709,9 kg

Váha motoru

125 kg

Počet válců

8

Počet ventilů

32

Vrtání x Zdvih

99 x 55,1 mm

Kompresní poměr

nezjištěno 515,2 kW (700 koní) @ 12000 ot/min - pro ovál (přizpůsobeno plnícím tlakem) 552 kW (750 koní) @ 12000 ot/min - pro klasické tratě

Maximální výkon

Maximální točivý moment Váhový výkon Výkon vztažený na 1 litr objemu Střední pístová rychlost Výdrž motoru Palivo

474,6 Nm @ 11000 ot/min 0,776 kW/kg 194,4 kW/1 l – pro ovál 208,3 kW/1 l – klasické tratě 22 m/s Max. do 2000 km (bez renovace) Methanol

3.1 Technická fakta o motoru Champ Car Motory pro seriál závodu Champ Car jsou přeplňované a jsou vyráběny pouze jedním výrobcem a to spol. Ford. Všechny týmy tím pádem dostanou do rukou stejnou výrobní konfiguraci motoru. Úpravy mohou probíhat pouze na tomto dodaném motoru a to podle platných technický pravidel (viz níže). Všechny aktivity, údržba, přestavba motoru, musí být provedena výrobcem motoru. Zajímavostí tohoto motoru jsou takzvané Pop-Off ventily, které v případě že turbodmychadlo vytvoří přetlak proudícího vzduchu do motoru, vytvoří tzv. výkonovou mezeru.

strana

22


3.2

3.2 Technická pravidla pro úpravy na konstrukci motoru platná pro rok 2006 Pro všechny účastníky je předepsáno: Motor: Cosworth XFE 4, V 90º, V8, maximální povolený objem je 2650 cm3. 3.2.1

3.2.1

Motor

a) Žádná součást motoru poskytnutá společností Cosworth nesmí být modifikována nebo nahrazena bez povolení organizace Champ Car. b) Všechny úpravy týkající se činnosti motoru musí být udělány buď jezdcem, palubním řídícím systémem nebo pokud je závodní auto v boxech. Dálková úprava jakékoli činnosti motoru není povolena. 3.2.2

Odsávací systém

Je nařízeno použití odsávacího systému dodávaného společností Panoz specifických SSTT náhradních dílů. 3.2.3

3.2.2

a

Vzduchový filtr

3.2.3

a) Musí být použit vzduchový filtr bez úprav, dodávaný společností Cosworth. b) Přidávání vzduchového potrubí nebo úpravy uvnitř vzduchového potrubí nebo vzdušného filtru, jiné než testované společností Cosworth, jsou zakázány. 3.2.4

Olejový a mazací systém

3.2.4

Mazací systém motoru musí být typu suché jímky. Mazání motoru a chladící systém musí byt připojen k uchycující nádrži nebo nádržím, s minimální kapacitou 3,785 litrů a všechna spojení musí být ve shodě s požadavky organizace Champ Car. Během veškeré činnosti motoru může být použit pouze olej, schválený společností Cosworth pro použití v motoru XFE . 3.2.5

Turbodmychadlo

3.2.5

Turbodmychadlo dodávané společností Cosworth nesmí být modifikováno ani nahrazeno. 3.2.6

Klapka rozvodu výfukových plynů (do turbodmychadla a výfuku)

3.2.6

Klapky rozvodu výfukových plynů, ovládané pneumaticky pomocí regulovaného tlaku sacího potrubí, musí být instalovány v systému pro kontrolu tlaku sacího potrubí. Klapky rozvodu výfukových plynů nesmí být hydraulicky nebo elektricky poháněny. Klapky rozvodu výfukových plynů musí fungovat tak, jak byly dodány společností Cosworth bez úprav.

strana

23


3.2.7

Mezistupňový chladič

Použití mezistupňových chladičů nebo zařízení navržených k redukci plnícího vzduchu pod teplotou výtlaku kompresoru jinou než teplotní rozdíl získaný vypařováním paliva , není povoleno. 3.2.8

Plynový pedál

a) Všechny ovládací systémy plynového pedálu musí být mechanické, musí být přímo spojené do jezdcova plynového pedálu, a nesmí být elektronicky ovládány nebo poháněny. b) Bezpečnostní ovládací systém plynového pedálu: Plynový pedál musí být vybaven zabezpečením poskytujícím jezdci redukovat otáčky motoru v případě, že táhla plynového pedálu zůstanou v otevřené pozici. 3.2.9 Spojka Je nařízeno použití uhlík/uhlík spojky dodávané společnosti Tilton bez modifikací.

strana

24

4 KLASIFIKACE MOTORU FORMULE BMW USA

4

KLASIFIKACE MOTORU FORMULE BMW USA

4

Obr.5 Motor Formule BMW

Obr.6 Formule BMW USA

strana

25


Obr.7 Rozměry Formule BMW

strana

26


Tab.3 Specifikace motoru Formule BMW

Typ motoru

BMW K1200RS, motocyklový jednořadý

Zdvihový objem

1171 cm3

Aspirace

Normální

Váha vozu

465 kg (bez jezdce)

Váha motoru

71 kg (včetně rámu motoru)

Počet válců

4

Počet ventilů

16

Vrtání x Zdvih

70,5 x 75 mm

Kompresní poměr

11,5:1

Maximální výkon

103,1 kW (140 koní) @ 9000 ot/min

Maximální točivý moment Váhový výkon

117 Nm @ 6850 ot/min

Výkon vztažený na 1 litr objemu Střední pístová rychlost

88 kW/1 l

Výdrž motoru

Celá sezóna (odstavení pouze při opravách na motoru) Bezolovnatý benzín Sunoco GT 100

Palivo

0,223 kW/kg

22,5 m/s

4.1 Technická fakta motoru Formule BMW

4.1

Největší zajímavostí této závodní série je typ motoru, který pochází z motocyklu BMW K1200RS. Díky své nepříliš velké váze dosahuje vůz s tímto 140 koňovým motorem rychlosti až 240 km/h. Výkon o hodnotě 140 koní je dnes prakticky běžnou záležitostí u osobních automobilů, kde lepší benzínový motor o objemu 1,8 cm3 je schopen vyvinout výkon k hranici 150 koní. Dá se ale říci, že tato závodní disciplína by mohla hrát velkou roli do budoucna v rozvíjení motorů osobních automobilů. A to díky tomu, že parametry toho motoru jsou velmi blízko parametrům vozů nejprodávanějších tříd a to vozům nižší střední a střední třídy. Je také nutno připomenout, že tato série slouží také jako postupová třída pro mladé nadějné závodníky do předních světových sérií jako Formule 1, DTM, IRL, atd.

strana

27


4.2 Technická pravidla pro úpravy na konstrukci motoru platná pro rok 2006 a) Je povolen pouze originální zapečetěný motor typ 124 EA, pro oficiální testy, volné tréninky a závody. b) Pouze oficiální servisní technici Formule BMW nebo technická komise šampionátu jsou oprávněni porušit pečetě motoru. c) Motory s porušenými pečetěmi musí být nahlášeny a tím jsou diskvalifikovány z dalšího použití v šampionátu. d) Pokud je pečeť na datovém záznamníku motoru porušena, motor musí být renovován. e) Udržovací práce mohou být uskutečněny na vnějším povrchu motoru, nesmí však dojít k poškození pečetí. f) K nahrazení dostupných částí motoru, může být použito pouze originálních dílu BMW pro typ motoru 124EA uvedených v posledním katalogu náhradních dílů Formule BMW. g) Na žádost hlavního technického inspektora, musí účastníci připevnit zkušební hrot, poskytnutý organizací Formule BWM USA, v přídavném otvoru ve výfuku v přední části katalytického konvertoru, kdykoliv během závodu.

strana

28

5 KLASIFIKACE MOTORU VOZŮ SÉRIE LEMANS

5

ROZBOR A KLASIFIKACE ZÁVODNÍCH MOTORŮ KAPOTOVANÝCH AUTOMOBILŮ

5

K rozboru a klasifikaci byly vybrány tyto automobilové disciplíny: a) Série vozů LeMans i. ii. iii. iv.

kategorie „LM“ P1 kategorie „LM“ P2 kategorie „LM“ GT1 kategorie „LM“ GT2

b) Série vozů NASCAR i.

kategorie NASCAR NEXTEL Cup Series

c) Série vozů DTM

strana

29


6

KLASIFIKACE MOTORU VOZŮ SÉRIE LEMANS

Obr.8 Třída LMP1 (Audi R10 TDi)

Obr.9 Třída LMP2 (Porsche RS Spyder)

Obr.10 Třída LMGT1 (Corvette C6.R)

Obr.11 Třída LMGT2 (Porsche 911 GT3 RSR)

strana

30


Obr.12 Motor vozu Audi R10 TDi

strana

31


Tab.4 Specifikace motoru vozu Audi R10 TDI quattro závodní třídy „LM“ P1

Typ motoru

TDI quattro

Zdvihový objem

5500 cm3

Aspirace

2 Turbodmychadla Garrett TR3076R

Váha vozu

935 kg

Váha motoru

min. 200 kg

Počet válců

12

Počet ventilů

48

Vrtání x Zdvih

79,5 x 92 mm

Kompresní poměr

nezjištěno 485 kW (650 koní) @ 3000 - 5000 ot/min 1100 Nm @ 3000 - 5000 ot/min

Maximální výkon Maximální točivý moment Váhový výkon Výkon vztažený na 1 litr objemu Střední pístová rychlost

0,518 kW/kg

Výdrž motoru

Max. 5500 km bez renovace

Palivo

Shell V-Power Diesel „LM24“

Obr.13 Audi R10 TDi

strana

32

88,2 kW/l 15,3 m/s


Tab.5 Specifikace motoru vozu DOME S101 Judd závodní třídy „LM“ P1

Typ motoru

Judd GV4 72º V 10

Zdvihový objem

3997 cm3

Aspirace

Normální

Váha vozu

912 kg

Váha motoru

nezjištěno

Počet válců

10

Počet ventilů

40

Vrtání x Zdvih

nezjištěno

Kompresní poměr

nezjištěno

Maximální výkon

448 kW (600 koní) @ 7800 ot/min

Maximální točivý moment

475 Nm @ nezjištěno

Váhový výkon

0,491 kW/kg

Výkon vztažený na 1 litr objemu 112,1 kW/l Střední pístová rychlost nezjištěno Výdrž motoru


Palivo

Bezolovnatý benzín 98 oktanů

Obr.14 DOME S101 Judd

strana

33


Tab.6 Specifikace motoru vozu Pescarolo Courage C60 EVO 04 Judd závodní třídy „LM“ P2

Typ motoru

Judd GV5 72º V 10

Zdvihový objem

4997 cm3

Aspirace

Normální

Váha vozu

900 kg

Váha motoru

nezjištěno

Počet válců

10

Počet ventilů

40

Vrtání x Zdvih

nezjištěno

Kompresní poměr

nezjištěno

Maximální výkon

448 kW (600 koní) @ 7800 ot/min


603 Nm @ nezjištěno

Váhový výkon

0,497 kW/kg

Výkon vztažený na 1 litr objemu 89,7 kW/l Střední pístová rychlost nezjištěno Výdrž motoru


Palivo


Obr.15 Pescarolo Courage C60 EVO 04 Judd

strana

34


Tab.7 Specifikace motoru vozu Lamborghini Murcielago R-GT závodní třídy „LM“ GT1

Typ motoru

Type 535 60º V 12

Zdvihový objem

5998 cm3

Aspirace

Normální

Váha vozu

1100 kg

Váha motoru

nezjištěno

Počet válců

12

Počet ventilů

36

Vrtání x Zdvih

87,1 x 86,9 mm

Kompresní poměr

10,7:1

Maximální výkon

434,2 kW (590 koní) @ 6300 ot/min


710 Nm @ 5000 ot/min

Váhový výkon

0,395 kW/kg

Výkon vztažený na 1 litr objemu 72,4 kW/l Střední pístová rychlost 18,2 m/s Výdrž motoru


Palivo


Obr.16 Lamborghini Murcielago R-GT

strana

35


Tab.8 Specifikace motoru vozu Porsche 911 GT3 RSR (type 997) závodní třídy „LM“ GT2

Typ motoru

911 RSR (type 997)

Zdvihový objem

3800 cm3

Aspirace

Normální

Váha vozu

1224,7 kg

Váha motoru

nezjištěno

Počet válců

6

Počet ventilů

24

Vrtání x Zdvih

102 x 76,5 mm

Kompresní poměr

14,5:1

Maximální výkon

357 kW (485 koní) @ 8500 ot/min


435 Nm @ 7250 ot/min

Váhový výkon

0,291 kW/kg

Výkon vztažený na 1 litr objemu

93,9 kW/l

Střední pístová rychlost

21,6 m/s

Výdrž motoru


Palivo


Obr.17 Porsche 911 GT3 RSR (type 997)

strana

36


6.1 Technická pravidla pro úpravu na konstrukci motoru platná pro rok 2006 (třída „LM“ GT1)

6.1

6.1.1

6.1.1

Výroba a pozice

a) Výroba motoru, orientace (klikové hřídele) a pozice musí souhlasit s ustanovením organizace ACO. b) Změna pozice motoru nesmí ovlivnit rozměry kabiny pilota. c) U aut, která mají uhlíkovou kostru, je modifikace pozice motoru zakázána. 6.1.2

Modifikace

6.1.2

6.1.2.1 Motor homologovaných aut bude mít: a) Blok motoru, hlavy válců, úhly válců, sled zapalování : vše originální. b) Přidávání materiálu do bloku motoru nebo hlavy válců je zakázáno. Sací a výfukové potrubí je povoleno, ale jeho podpěrné čelo na hlavě válce musí být maximálně 10 mm od původního těsnění čela válcové hlavy. c) Blok motoru a vedení zdvihátka ventilu mohou být vybaveny návlačkou, pokud nejsou původní. d) Obrábění bloku motoru a hlavy válců je povoleno. Olejová pumpa je povolená a může obsahovat víko ložiska klikového hřídele. e) Mazací otvory, vstřikovací otvory mohou být upraveny nebo zablokovány. 6.1.2.2 Jsou zakázány vyjma originálů na autě dostupném na prodej (homologovaná forma): a) b) c) d) e) f)

Proměnné časování ventilů. Proměnná geometrie (turbodmychadla). Keramické komponenty. Proměnná délka sacího systému vyjma Wankelových motorů. Titan kromě ojnic, válců, misky pružin ventilů a tepelných štítů. Hořčík bez ohledu na mechanické vlastnosti pravidelně vyprodukovaný a popsaný v ACO homologované formě. g) Uhlík a kompozitní materiály vyjma když jsou použity ve spojce, krytech nebo nenapjatých trubkách.

6.1.3

Plynový pedál

6.1.3

Mezi plynovým pedálem a systémem regulace přívodu paliva do motoru, je povoleno pouze přímé mechanické spojení (tyč, lano). Pokud je originální auto vybaveno systémem bez mechanického spojení, muže být tento systém ponechán, ale ne modifikován. 6.1.4

Motory s přirozeným sáním

6.1.4

a) Objem: maximálně 8000 cm3

strana

37


b) Systém sání: Musí být vybaven jedním nebo více vzduchovými omezovači vyrobenými z kovu nebo kovové slitiny, průměr každého musí být dodržen nejméně 3 mm v jeho délce. Omezovače musí být maximálně 600 mm před osou prvního válce. Omezovače musí být maximálně 1000 mm od sebe (střed omezovačů). Dále musí být přizpůsobeny tak, že mohou být odstraněny k eventuální kontrole. c) Vzduchová nádrž: i. Všechna vzduchová plnění motoru musí projít skrz omezovače. ii. Vzduch musí být utěsněn naprosto za všech okolností. Pokud vzduchová nádrž obsahuje několik částí, musí být složeny účinným způsobem a design bude odsouhlasen organizací ACO. iii. Není povolena žádná trubka obsahující vzduch, který má přijít nebo odejít ze vzduchové nádrže. iv. Je to vnitřní celkový objem, měřený od řídícího průměru omezovačů do sacího kanálu v hlavě válců, nesmí být větší než 70 dm3. v. Zablokování omezovačů musí vést k okamžitému zastavení motorů. Pokles měřený ve vzduchové nádrži, když motor zastaví, musí být: -

stejný jako atmosférický tlak v místě, kde se uskutečnil test – 15 kPa. udržován během půl sekundy.

vi. Standardní spojení „Dash 3 male“ je nařízeno na vzdušných zásobnících pro možné spojení se systémem zaznamenávání dat pořadatele. Průměr kanálu na odvod vzduchu musí být minimálně 2,4 mm. Toto spojení musí být: -

jednoduše přístupné. mimo proudění vzduchu přes indukční trubky. pokud možno směrem k sacímu hrdlu. Zapečetěno, když se systém zaznamenávání dat pořadatele odpojí.

vii. Pečetní zařízení bude předem vyrobeno pro volební komisi. viii. Za jakýkoli chybný provoz zodpovídá účastník. d) Je-li původní motor přeplňovaný, je povoleno systém přeplňování odstranit. 6.1.5

Turbokompresorové / přeplňované motory

a) Objem: maximálně 4000 cm3 b) Systém sání: i. Musí být vybaven jedním nebo více vzduchovými omezovači vyrobenými z kovu nebo kovové slitiny, průměr každého musí být dodržen nejméně 3 mm v jeho délce. ii. Pozice vzduchových omezovačů: Vzduchotěsný přímý rotační kužel musí být lícovaný mezi omezovači a sacím průměrem plnícího zařízení: -

strana

38

Tento kužel bude mít nařízen úhel otevření minimálně 7º.


-

Na každém konci kužele, dlouhého maximálně 10 mm, je povolen kruhový tvar ke spojení průměru obou omezovačů a plnícího zařízení pro sání.

c) Plnící zařízení i. ii. -

Může zahrnovat jeden nebo více jednostupňových plnících zařízení s tepelnými výměníky vzduch/vzduch a/nebo vzduch/voda. Není povoleno: žádné zařízení, jakékoli to je, navržené k nastavení zevnitř kabiny pilota, podporující nebo elektronicky programově ovládající plnící tlak, pokud auto jede. plnící zařízení obsahující keramické části, proměnné průměry sacích ventilů a proměnné úhly nastavení lopatky.

d) Pokud je auto homologováno v „LM“ GT2 a má ve standartu motor s přirozeným sáním, přeplňovací systém musí být homologován prostřednictvím organizace ACO. 6.1.6

Teplota plnění

6.1.6

a) Mezistupňové chladiče pro chlazení nasávaného vzduchu jsou povoleny: -

Instalace mezistupňového chladiče nesmí změnit původní objem kabiny řidiče.

b) Nehledě na mezistupňové chladiče, jakýkoli systém který by sloužil k jakémukoli snížení teploty nasávaného vzduchu a/nebo z plnění vzduchu a/nebo paliva do motoru je zakázáno. c) Nehledě na toto plnění, mezistupňový chladič vzduch/voda, trubky mezi turbo/super – přeplňovacím zařízením, mezistupňovým chladičem a sacím potrubím jsou povoleny, ale jejich funkce musí být pouze usměrnění vzduchu. d) Rozstřikování nebo injektování jakékoli směsi jiné než palivo, je zakázáno. 6.1.7

Chlazení

6.1.7

a) Chladící systém je povolen, ale číslo a pozice vodních chladičů musí souhlasit s ACO homologovanou formou. 6.1.8

6.1.8

Výfuk

a) Odsávací systém i. ii.

Výfukový systém nesmí vyčnívat přes obvod auta, při pohledu shora. Musí být adekvátně izolován od kabiny řidiče.

b) Instalace (auto s motorem vpředu)

strana

39


-

Podvozek a přední a zadní přepážky karoserie můžou být upraveny k tomu, aby odsávací systém a jeho oddělení od kabiny řidiče bylo tomuto přizpůsobeno:

-

Tyto omezené úpravy musí být schváleny organizací ACO.

c) Otvor výfukového potrubí musí mít východ: i. ii.

Na zádi ve středu rozvoru. Mezi 10 a 45 cm nad základní hladinou.

d) Hladina hluku: Zvuk vydávaný z každého auta nesmí přesáhnou 113 dbA během kvalifikačních tréninků a závodu. Měření bude prováděno 15 metrů od okraje dráhy.

6.2 Technická pravidla pro úpravu konstrukce motoru (třída „LM“ GT2) 6.2.1

Typ a pozice

a) Originální motor bude mít svoje původní umístění, orientaci a pozici. Nicméně je možno: -

Snížení motoru pouze se souhlasem organizace ACO. Posunutí dozadu (*) s podmínkou, že podvozek a rozměry kabiny řidiče nebudou změněny.

(*) Tato úprava je povolena pouze pro auta vyráběná ve více než 2500 kusech (s identickými vnějšími hlavními rysy karoserie) ve 12 po sobě jdoucích měsících. b) Je povoleno měnit motorové armatury, ale bez modifikací: -

Jejich polohu vyjma, když může být motor posunut dozadu. Hlavní konstrukce, která může být vyztužená v oblasti armatury.

c) Pouze pro auta s „transaxle“ (náprava zahrnující převodovku - spojku diferenciál / náprava s diferenciálem, převodovkou a spojkou v jedné skříni) hnacím ústrojím, tunel hnacího hřídele může být odstraněn a nahrazen přídavným motorem a/nebo hnacími podporami. Nové podpory musí být homologovány, stejně jako lokální modifikace do podvozku/karoserie, nezbytně pro jejich instalaci. 6.2.2

Modifikace

a) Viz technická pravidla LM GT1 (bod 6.1.2.1.a) b) Viz technická pravidla LM GT1 (bod 6.1.2.1.b)

strana

40


c) Hlavy válců mohou být upraveny obráběním pod podmínkou, že zbytky originálních dílů budou identifikovatelné. Vedení zdvihátka ventilu může být vybaveno návlačkou, pokud není původní. Blok motoru může být upraven obráběním: -

pro úpravy vrtání nebo návlačky, pokud originální blok není vybaven návlačkou. pod horizontální rovinou procházející osou hlavního ložiska klikové hřídele, pro připevnění suché jímky. olejová pumpa je povolena a může obsahovat víko ložiska klikového hřídele.

d) Viz technická pravidla LM GT1 (bod 6.1.2.1.e) -

použití „hélicoils“ je povoleno.

e) Základní prvky upevněné na bloku motoru, hlavě válců (klikové hřídeli, ojnicích, pístech, vačkové hřídeli, sacím potrubí, atd.) jsou povoleny, ale musejí být v souladu s body 6.2.2.a až 6.2.2.d. Hmotnost klikové hřídele nesmí být menší o víc něž 10% než je původní hřídel (titan je zakázaný). f) Jsou zakázány uchovávat na silničních autech dostupných na prodej: -

Variabilní řízení ventilů (*). Variabilní délka/průměr sacího systému (*). Variabilní geometrie turbokompresorů/ turbodmychadel (*). Titanu odloučeného z ojnic, ventilů a misek pružin ventilů, tepelných štítů. Hořčík odloučený ze standardní výroby mechanických částí, které jsou popsány v ACO homologované formě. Keramické komponenty ; uhlíkové nebo kompozitní materiály, s výjimkou použití ve spojkách a nenapjatých krytech, víkách nebo vedení.

(*) Tyto zařízení nemohou být upravena, ale mohou být neutralizována nebo odstraněna. 6.2.3 6.2.4 -

6.2.3

Plynový pedál Viz technická pravidla LM GT1 (bod 6.1.3) Motory s přirozeným sáním

6.2.4

Viz technická pravidla LM GT1 (bod 6.1.4.a až 6.1.4.c) 6.2.5

6.2.5

Turbokompresorové / přeplňované motory

a) Objem motoru: 4000 cm3 Kompresor a/nebo turbodmychadlo může být použit pouze pokud jsou takovými systémy vybavena silniční auta homologovaná organizací FIA nebo z listu přijatelných aut vypracovaném organizací FIA. S výjimkou výměníků a trubek mezi

strana

41


turbodmychadlem, mezistupňovým chladičem a potrubím, musí být celý původní přeplňovací systém ponechán a nesmí být upraven. b) Systém sání -

Viz technická pravidla LM GT1 (bod 6.1.5.b)

Dodatek: Všechny vzduchová plnění motoru musí procházet skrz vzduchové omezovače. c) Plnící zařízení i. Přeplňovaná auta nesmí být vybavena žádným zařízením které dovolí plnícímu tlaku, nebo elektronickému ovládacímu systému kontrolující plnící tlak, aby byl přizpůsoben pokud je auto v pohybu. ii. Proměnlivý průměr sacího ventilu a nastavitelnost vnitřní lopatka na turbodmychadle je zakázáno. Pokud je původní auto vybaveno podobným systémem, tento systém musí být neutralizován nebo demontován. d) Teplota plnění i. Mezistupňové chladiče mohou být nahrazeny ale jejich počet, jejich typ, jejich umístění a jejich pozice musí odpovídat originálům. Nicméně, každá modifikace uskutečněná přizpůsobením rozdílného mezistupňového chladiče nesmí změnit konstrukční celistvost auta a karoserie. Nehledě na mezistupňové chladiče, všechna zařízení, systémy, procedury, konstrukce nebo účelový design a/nebo efekt, který vede ke snížení jakékoliv z teplot nasávaného vzduchu a/nebo z plnění (vzduch a/nebo palivo) z motoru, je zakázáno. Trubky mezi přeplňovacím zařízením, mezistupňovým chladičem a potrubí jsou povoleny, ale použití musí být pouze k usměrnění nasávaného vzduchu. Trubky pro usměrňování vzduchu do výměníků jsou povoleny, ale musí být vyrobeny z žáruvzdorného, kompozitního materiálu na bázi laminátu. ii. Rozstřikování nebo injektování jakékoli směsi jiné než palivo, je zakázáno. 6.2.6

Chlazení

Metoda chlazení, počet a umístění vodních chladičů musí být ponecháno. 6.2.7 a) b) c) d) e)

strana

42

Výfuk Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.8.a-i). Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.8.a-ii). Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.8.b) Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.8.c-i,ii) Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.8.d)


6.3 Technická pravidla pro úpravu konstrukce motoru (třída „LM“ P1 a „LM" P2)

6.3

6.3.1

6.3.1

Specifikace motoru

Tab.9 Povolené motory pro třídy LM P1 a LM P2

Motory s přirozeným sáním

„LM“P1 6000 cm3

Turbokompresorové přeplňované motory (benzin)

4000 cm3

Turbokompresorové přeplňované motory (diesel)

5500 cm3

„LM“P2 3400 cm 4000 cm3 maximálně 8 válců 2000 cm3 Zakázáno maximálně 6 válců 3

Zakázáno

Zakázáno

a) Sací potrubí musí být vybaveno vzduchovými omezovači vyrobenými z kovu nebo kovové slitiny, průměr každého musí být dodržen nejméně 3 mm v jeho délce. 6.3.2

Turbokompresorové motory

6.3.2

a) Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.5.b-ii) b) Plnící zařízení včleňující keramické komponenty, proměnné průměry sacích ventilů a regulaci vnitřních lopatek je zakázáno. Regulace vnitřních lopatek připevněná na skříni turbíny je povolena. 6.3.3

Teplota plnění

6.3.3

a) Nehledě na mezistupňové chladiče, všechna zařízení, systémy, procedury, konstrukce nebo účelový design a/nebo efekt, který způsobí snížení jakékoliv z teplot nasávaného vzduchu a/nebo z plnění (vzduch a/nebo palivo) z motoru, je zakázáno. Trubky mezi přeplňovacím zařízením, mezistupňovým chladičem a potrubím jsou povoleny, ale použití musí být pouze k usměrnění nasávaného vzduchu. b) Rozstřikování nebo injektování jakékoli směsi jiné než palivo, je zakázáno. 6.3.4

Systém sání

6.3.4

a) není povoleno i. Proměnná délka potrubí (až na Wankelův motor). ii. Proměnné časování ventilů.

strana

43


Všechna zařízení, která umožňují modifikaci časového otevření ventilů a/nebo jejich zvednutí, je považováno za proměnné časování ventilů. Toto je povoleno pouze pro motory odvozené ze sériové výroby motorů vybavené systémem proměnného časováním ventilů a musí být původní. Auto, z kterého motor původně pochází, musí mít plnohodnotnou silniční homologaci a musí být vyráběno v minimálně 200 kusech ve 12 po sobě jdoucích měsících. b) Plynový pedál -

„LM“ P1: neomezený. „LM“ P2: Pouze přímé mechanické spojení (tyč, lano) je povoleno mezi plynovým pedálem a systémem řízení přívodu (paliva a/nebo vzduchu) do motoru.

c) Vzduchová nádrž 6.3.5

Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.4.c-i,ii,iii,iv,v,vi,vii,viii) Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.4.d) Odsávací systém

a) Viz technická pravidla „LM GT1“ (bod 6.1.8.d) b) Vývod výfukového potrubí: -

Na zádi uprostřed rozvoru. Uvnitř obrysu karoserie při pohledu shora.

c) Dým V závodních podmínkách nesmí motor vytvářet viditelné výfukové exhalace.

6.4 Technická fakta o motorech vozů série LeMans Série vozů třídy LeMans se klasicky dělí na čtyři závodní typy a to LMP1, LMP2, LMGT1, LMGT2. Hlavními výrobci vozů jsou firmy jako Acura, Aston Martin, Audi, Chevrolet, Ferrari, Mazda, Panoz a Porsche. Vozy této série jezdí závody o celkové délce 300 až 5000 km. V poslední době výrobci motorů začali s výrobou závodních dieselových motorů. A jak je vidět, jsou schopny bez problémů konkurovat motorům benzínovým. Např. vůz Audi R10 TDi v loňském roce zvítězil ve čtyřech závodech po sobě. Po tomto úspěchu začali i další výrobci pracovat na vývoji závodních dieselových motorů. Třída GT2 je výkonově nejslabší, pohybuje se kolem 450 koní. Nejsilnější třída je P1, zde jsou výkony nad hranicí 700 koní.

strana

44

7 KLASIFIKACE MOTORU VOZU NASCAR

7

KLASIFIKACE MOTORU VOZU NASCAR

7

Obr.18 Motor vozu Toyota Camry V8

Obr.19 Toyota Camry V8

strana

45


Tab.10 Specifikace motoru vozu Toyota Camry NASCAR V8

Typ motoru

Camry V8 NASCAR

Zdvihový objem

5867,6 cm3

Aspirace

Normální

Váha vozu

1542,2 kg

Váha motoru

nezjištěno

Počet válců

8

Počet ventilů

32

Vrtání x Zdvih

106,4 x 82,6 mm

Kompresní poměr

12,0:1

Maximální výkon

625,6 kW (850 koní) @ 7500 ot/min


745,8 Nm @ 7500 ot/min

Váhový výkon

0,405 kW/kg



Palivo

Etylizovaný benzín 110 oktanů

7.1 Technická fakta o motoru vozu NASCAR V sérii Nascar Nextel Cup jsou pouze čtyři oficiální dodavatelé motorů. Jsou to Dodge, Chevrolet, Ford a nově i Toyota. Motory dnešních Nascar vozů dosahují výkonů okolo 750 koní bez přeplňování, při objemu blížícímu se 6000 cm3, přičemž se vychází z motorů sériově vyráběných vozů. Motory mají například extrémně radikální profily vaček, které otevírají sací ventily podstatně dříve a drží je otevřené déle než normální silniční vozy. Toto dovolí napěchování většího objemu vzduchu do válců, zvláště při vyšších rychlostech. Tyto motory nepoužívají žádné palivové injektory, používají karburátory, které umí do motoru vpustit obrovské objemy paliva i vzduchu. Používají vysokonapěťové programovatelné zapalovací systémy, takže seřízení zapalování může být zákaznicky přizpůsobeno k tomu, aby poskytovalo co nejvíce možnou sílu. Série NASCAR zastává klasickou a známou americkou filozofii, čím větší objem motoru, tím větší výkon motoru.

strana

46


7.2 Technická pravidla pro úpravy na konstrukci motoru

7.2

7.2.1

7.2.1

NASCAR Rule Book (kniha pravidel)

Pouze týmy, jezdci a oficiální členové NASCAR můžou dostat knihu sportovních a technických pravidel, nazvanou „NASCAR Rule Book“. Tato kniha má 5 různých vydání, a to jak pro každý rok, tak i pro každou sérii, která se v konkrétním roce jezdí. NASCAR tuto knihu neprodává. Je zakázáno tuto knihu volně šířit, nebo zveřejňovat.

strana

47

8 KLASIFIKACE MOTORU VOZŮ DTM

8

KLASIFIKACE MOTORU VOZŮ DTM

Obr.20 Motor vozu Mercedes-Benz C DTM

Obr.21 Mercedes-Benz C-class DTM

strana

48


Tab.11 Specifikace motoru vozu Mercedes-Benz C DTM

Typ motoru

C-class DTM

Zdvihový objem

4000 cm3

Aspirace

Normální

Váha vozu

1070 kg

Váha motoru

nezjištěno

Počet válců

8

Počet ventilů

32

Vrtání x Zdvih

92,9 x 86 mm

Kompresní poměr

nezjištěno

Maximální výkon

345,9 kW (470 koní) @ 7500 ot/min


500,4 Nm @ nezjištěno

Váhový výkon

0,346 kW/kg



Palivo

Benzín

8.1 Technická fakta o motoru vozu DTM

8.1

V sérii DTM jsou pouze dva oficiální dodavatelé motorů. Jsou to Audi a Mercedes. Do roku 2004 k nim patřil i Opel. Každý rok vyrobí dodavatelé novou specifikaci motoru. Každá stáj má na výběr pouze jeden typ motoru, a to buď od Audi nebo Mercedesu. Již od roku 2004 jezdí vozy série DTM s motory o objemu maximálně 4000 cm3. Ani v nové specifikaci motorů v roce 2007 se na tomto nic nemění. Dá se říci, že nové modely s novými specifikacemi, které odpovídají roku 2007, jsou pozměněny hlavně v oblastech podvozku (váhové snížení, posunutí těžiště podvozku), aerodynamiky (vedení vzduchu soustřeďující se v oblasti předního nárazníku) a úpravy vnitřního prostoru kabiny řidiče. Jak maximální výkon, tak i maximální točivý moment při otáčkách zůstaly prakticky stejné. Váha motoru i vozu se pouze nepatrně snížila.

strana

49


8.2 Technická pravidla pro úpravy na konstrukci motoru platná pro rok 2006 Zde uvedená pravidla je pouze zveřejněný výtah pravidel. Kompletní soupis pravidel dostanou pouze týmy, jezdci, a osoby k tomu pověřené. O inovaci a soupis pravidel se stará organizace ITR (Internationale Tourenwagen Rennen e.V.). 8.2.1 a) b) c) d)

Zveřejněný výtah z technických pravidel

Může být použit pouze osmiválcový motor s úhlem řady válců 90°. Maximální povolený objem motoru je 4000 cm3 Jsou povoleny maximálně 4 ventily na válec. Sací systém musí být vybaven dvěma vzduchovými omezovači, každý o maximálním průměru 28 mm. e) Mohou být požity pouze 3 motory na 2 auta na sezónu. f) Maximální výkon musí být do 500 koní. Je omezeno vzduchovými omezovači.

strana

50

9 POROVNÁNÍ POHONNÝCH JEDNOTEK VZÁJEMNĚ MEZI SEBOU

9

POROVNÁNÍ POHONNÝCH JEDNOTEK VZÁJEMNĚ MEZI SEBOU

9

Tab.12 Základní parametry motorů

Typ motoru

Zdvihový objem Toyota RVX-07 2398 cm3 Ford Cosworth XFE 4 2650 cm3 BMW K1200RS 1171 cm3 Audi R10 TDi 5500 cm3 Judd GV4 72º V 10 3997 cm3 Judd GV5 72° V 10 4997 cm3 Lamborghini Type 5998 cm3 535 60° V12 Porsche 911 RSR 3800 cm3 (type 997) NASCAR Camry V8 5867,6 cm3 Mercedes C-class 4000 cm3 DTM

Váha vozu 530 kg 709,9 kg 465 kg 935 kg 912 kg 900 kg 1100 kg

Aspirace

1224,7 kg

Normální

1542,2 kg 1000 kg

Normální Normální

Normální Turbodmychadlo Normální 2 Turbodmychadla Normální Normální Normální

Tab.13 Vypočtené parametry motorů

Typ motoru

Výkon Váhový výkon vztažený na 1l objemu Toyota RVX-07 227,1 kW/l 1,021 kW/kg Ford Cosworth XFE 4 208,3 kW/l 0,776 kW/kg BMW K1200RS 88 kW/l 0,223 kW/kg Audi R10 TDi 88,2 kW/l 0,518 kW/kg Judd GV4 72º V 10 112,1 kW/l 0,491 kW/kg Judd GV5 72° V 10 89,7 kW/l 0,497 kW/kg Lamborghini Type 535 72,4 kW/l 0,395 kW/kg 60° V12 Porsche 911 RSR (type 93,9 kW/l 0,291 kW/kg 997) NASCAR Camry V8 106,6 kW/l 0,405 kW/kg Mercedes C-class DTM 86,5 kW/l 0,346 kW/kg

Střední pístová rychlost 28,5 m/s 22 m/s 22,5 m/s 15,3 m/s nezjištěno nezjištěno 18,2 m/s 21,6 m/s 20,7 m/s 21,5 m/s

strana

51

9 POROVNÁNÍ POHONNÝCH JEDNOTEK VZÁJEMNĚ MEZI SEBOU SDADDASDASDA

Graf výkonu v závislosti na zdvihovém objemu 700 Toyota RVX-07 600

Ford Cosworth XFE 4 BMW K1200RS

Výkon P [kW]

500

Audi R10TDi 400

Judd GV4 72° V10

300

Judd GV5 72° V10 Lamborghini Type 535 60° V12

200

Porsche 911 RSR (type 997)

100

NASCAR Camry V8 Mercedes C-class DTM

0 0

1

2

3

4

5

6

7

Zdvihový objem Vz [l]

Obr.22 Graf závislosti P-Vz

Graf výkonu v závislosti na hmotnosti vozu 700 Toyota RVX-07 600

Ford Cosworth XFE 4 BMW K1200RS

Výkon P [kW]

500

Audi R10TDi 400

Judd GV4 72° V10

300

Judd GV5 72° V10 Lamborghini Type 535 60° V12

200

Porsche 911 RSR (type 997) NASCAR Camry V8

100

Mercedes C-class DTM 0 0

500

1000 Hmotnost vozu [kg]

Obr.23 Graf závislosti P-m

strana

52

1500

2000

9 POROVNÁNÍ POHONNÝCH JEDNOTEK VZÁJEMNĚ MEZI SEBOU

9.1 Porovnání pohonných jednotek

9.1

9.1.1

9.1.1

Formule 1 vs. Champ Car

Výhoda F1 oproti formuli Champ Car je, že má o 30 kg lehčí motor, menší objem motoru o 250 cm3 a přitom všem, dokáže bez použití přeplňování motoru turbodmychadlem, vyvinout stejný výkon. Motor formule Champ Car má nesrovnatelně nižší náklady oproti nákladům na motor F1. Motory formule Champ Car jezdí na Methanol. Methanol oproti benzínu je méně hořlavý a v přeplňovaných motorech je vidět znatelné zvýšení výkonu. 9.1.2

9.1.2

Formule 1 vs. Formule BMW

Není prakticky možné porovnávat tyto dvě závodní disciplíny, jednak z důvodu technologické vyspělosti F1 vůči FBMW a také finančních nákladů. Například za jeden motor Formule si můžete pořídit přibližně 4 monoposty Formule BMW. 9.1.3

Formule 1 vs. LeMans P1 (Audi R10 TDi)

9.1.3

Formule 1 dokáže vyvinout o 100 koní větší výkon, přičemž má o 3100 cm3 menší objem motoru a není přeplňována 2 turbodmychadly jako Audi. Má také o 105 kg lehčí konstrukci motoru. Audi má jednu z nejmenších hodnot střední pístové rychlosti a to 15 m/s. To značí, že jeho součásti motoru budou jedny z nejméně opotřebovávajících se, toto je z toho důvodu, že musí motor vydržet podstatně více kilometrů, jak motor Formule 1. 9.1.4

NASCAR vs. Champ Car

9.1.4

Motory vozů NASCAR nejsou přeplňované a dosahují přibližně stejného výkonu jako motory formule Champ Car, které mají přeplňování motoru turbodmychadlem. Aby tohoto výkonu vozy NASCAR dosáhly, musejí mít víc jak dvakrát větší objem motoru, a to je také jeden z činitelů, který způsobuje podstatně vetší hmotnost celého vozu, než formule Champ Car. Zajímavostí série NASCAR je, že mají skoro dvojnásobný kroutící moment, než formule Champ Car. 9.1.5

DTM vs. NASCAR

9.1.5

Motory vozů DTM mají přibližně o 2000 cm3 menší objem, ale dosahují výrazně nižšího výkonu, i kroutícího momentu, jak motory vozů NASCAR. Můžeme tvrdit, že opotřebovávání součástí obou motorů, bude prakticky stejné, a to z důvodu podobných hodnot středních pístových rychlostí. Vozy DTM jsou o více jak 500 kg lehčí, než vozy NASCAR. Vozy NASCAR jsou uzpůsobeny především na závody na oválu, vozy DTM zase na klasické okruhy.

strana

53

10 ZÁVĚR

10 ZÁVĚR V této bakalářské práci bylo hlavním cílem porovnání moderních závodních automobilových motorů. Pro porovnání jsem motory rozdělil na motory užívané ve formulových vozech a vozech kapotovaných. V jednotlivých kategoriích byly porovnány vozy, které soutěží podle evropských a severoamerických pravidel. Parametry, které se porovnávaly, byly jednak konstrukční (objem motoru, použité palivo, přeplňování) a za druhé výkonové (výkon na 1 kg hmotnosti vozu, výkon vztažený na 1 litr objemu motoru, střední pístová rychlost). K porovnání byly vybrány za „formule“ vozy Formule 1, Champ Car a Formule BMW. Za kapotované vozy jsou zde zástupci motorů pro závody LeMans, DTM a NASCAR. Součástí práce je i výtah z pravidel pro danou soutěž. Z porovnání jednotlivých motorů je patrné, že americké soutěže uplatňují vysoký zdvihový objem motorů a použití paliva na alkoholové bázi. Evropské soutěže jsou spíše pro používání motorů od více výrobců. Z hlediska porovnání výkonových parametrů jasně dominuje Formule 1. Ale zde je tento efekt dosažen za vysoké finanční náročnosti.

strana

54

11 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ (LITERATURA)

11 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ (LITERATURA)

11

[1] Oficiální web Formule 1 http://www.formula1.com [2] Encyklopedie Wikipedia, souhrnné informace http://en.wikipedia.org/wiki/Formula_One [3] Oficiální stránky Toyota F1 týmu http://www.toyota-f1.com [4] Technické parametry vozů Formule 1 http://www.f1technical.net [5] Stránky mezinárodní závodní asociace FIA http://www.fia.com [6] Oficiální web série Champ Car http://www.champcarworldseries.com [7] Encyklopedie Wikipedia – souhrnné informace http://en.wikipedia.org/wiki/Champ_Car [8] Oficiální web Formule BMW USA http://www.formulabmwusa.com [9] Encyklopedie Wikipedia – souhrnné informace http://en.wikipedia.org/wiki/Formula_BMW [10] Oficiální web série LeMans, pravidla, závody http://www.lemans.org [11] Oficiální web americké série LeMans http://www.americanlemans.com [12] Encyklopedie Wikipedia, souhrnné informace http://en.wikipedia.org/wiki/24_Hours_of_Le_Mans [13] Oficiální web evropské ligy série LeMans http://www.lemans-series.com [14] Oficiální web série NASCAR http://www.nascar.com [15] Encyklopedie Wikipedia, souhrnné informace http://en.wikipedia.org/wiki/NASCAR [16] Oficiální stránky Toyota pro vývoj motorů, pro série NASCAR http://www.toyota.com/motorsports/nextel/index.html [17] Oficiální web série DTM http://www.dtm.com [18] Encyklopedie Wikipedie, souhrnné informace http://en.wikipedia.org/wiki/Deutsche_Tourenwagen_Masters [19] Technické parametry motorů závodních vozů http://www.ultimatecarpage.com [20] Technické parametry motorů závodních vozů http://www.conceptcarz.com

strana

55

12 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK, SYMBOLŮ A VELIČIN

12 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK, SYMBOLŮ A VELIČIN -

strana

56

atd., apod., popř., tj., tzv., aj., např.

13 SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ

13

13 SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ Obr.1 Motor Toyota RVX-07 F1 Obr.2 Toyota FT 107 F1 Obr.4 Formule Champ Car Obr.5 Motor Formule BMW Obr.6 Formule BMW USA Obr.7 Rozměry Formule BMW Obr.8 Třída LMP1 (Audi R10 TDi) Obr.9 Třída LMP2 (Porsche RS Spyder) Obr.10 Třída LMGT1 (Corvette C6.R) Obr.11 Třída LMGT2 (Porsche 911 GT3 RSR) Obr.12 Motor vozu Audi R10 TDi Obr.13 Audi R10 TDi Obr.14 DOME S101 Judd Obr.15 Pescarolo Courage C60 EVO 04 Judd Obr.16 Lamborghini Murcielago R-GT Obr.17 Porsche 911 GT3 RSR (type 997) Obr.18 Motor vozu Toyota Camry V8 Obr.19 Toyota Camry V8 Obr.21 Mercedes-Benz C-class DTM Obr.20 Motor vozu Mercedes-Benz C DTM Obr.22 Graf závislosti P-Vz Obr.23 Graf závislosti P-m

15 15 21 25 25 26 30 30 30 30 31 32 33 34 35 36 45 45 48 48 52 52

strana

57

14 SEZNAM TABULEK

14 SEZNAM TABULEK Tab.1 Specifikace motoru Toyota RVX-07 Tab.2 Specifikace motoru vozu Champ Car Tab.3 Specifikace motoru Formule BMW Tab.4 Specifikace motoru vozu Audi R10 TDI quattro závodní třídy „LM“ P1 Tab.5 Specifikace motoru vozu DOME S101 Judd závodní třídy „LM“ P1 Tab.6 Specifikace motoru vozu Pescarolo Courage C60 EVO 04 Judd závodní třídy „LM“ P2 Tab.7 Specifikace motoru vozu Lamborghini Murcielago R-GT závodní třídy „LM“ GT1 Tab.8 Specifikace motoru vozu Porsche 911 GT3 RSR (type 997) závodní třídy „LM“ GT2 Tab.9 Povolené motory pro třídy LM P1 a LM P2 Tab.10 Specifikace motoru vozu Toyota Camry NASCAR V8 Tab.11 Specifikace motoru vozu Mercedes-Benz C DTM Tab.12 Základní parametry motorů Tab.13 Vypočtené parametry motorů

strana

58

16 22 27 32 33 34 35 36 43 46 49 51 51

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE

Recommend Documents