Co tvoří základy převodovky F1?
Pat Symonds: I když vždy máme převodovým ústrojím na mysli převodovku, ve skutečnosti vykonává mnoho dalších funkcí, než ten název naznačuje. Kromě samozřejmého požadavku na zabudování převodových poměrů pro zvětšení a přenosu krouticího momentu z pohonné jednotky na kole také tváří strukturu zadní části vozu.
Při své funkci musí zvládat enormní síly zavěšení stejně jako aerodynamické zatížení ze zadního křídla. Tvoří také bezpečnostní strukturu vozu, protože musí přenést zátěž ze zadního tlumícího prvku a funguje i jako kotva pro lanka uchycující zadní kola.
K čemu auto potřebuje převodovku?
PS: Mám-li být puntičkář, tak auto převodovku nepotřebuje. Zabudování prostředku pro změnu poměru rychlosti mezi motorem a koly vyžadují bídné vlastnosti normálního pístového motoru. Vůz poháněný plynovým turbínovým motorem nebo elektrický motor mohou vesele fungovat s pevným poměrem mezi rychlostí motorů a rychlostí kol.
Současné, těžce hybridizované pohonné jednotky v F1 poskytují mnohem flexibilnější krouticí moment než předchozí V8 motory, a proto jsou mnohem méně závislé na množství převodových poměrů, které je udržovaly v úzkém výkonnostním pásmu.
Pohled na ozubená kola v převodovce (foto: Red Bull Racing)
V roce 2014 jsme se přesto setkali se změnou, kdy se u převodovek nyní požaduje osm rychlostí s fixními poměry. Co to způsobilo?
PS: Vypadá to nepřiměřeně, když s flexibilnějším motorem používáme více poměrů, skutečným rozdílem je ale nyní to, že jakmile si ty poměry vybereme, musí zůstat stejné po celý rok. To znamená, že stejné převodové poměry využíváme v ulicích Monaka stejně jako v Monze. Nebýt toho, klidně bychom si u hybridních vozů vystačili s pěti- či šestirychlostní převodovkou. Více převodových poměrů nám také pomáhá s palivovou ekonomií.
Účelem fixace poměrů na celou sezónu byla úspora nákladů. Není to tak dávno, co jsme si i u šestirychlostních převodovek vybírali z inventáře čítajícího kolem 70 rozdílných sad. V pozdějších letech byly pravidly omezeny, ale i tak to mělo smysl snížit dostupný počet a zajistit aby déle vydržely. Sada prvního rychlostního stupně (který je vysoustružen přímo na hřídel) stála kolem dvou tisíc liber (70 tisíc Kč) a každý jeden pár převodů stál kolem 700 liber (25 tisíc Kč).
Používají se v převodovce exotické materiály?
PS: Ani ne. Skříně se obvykle vyrábějí z uhlíkových vláken, i když některé jsou odlévány z titanu či hliníku. V rámci převodovky máme významné množství oceli - materiálu, který se jinde v F1 moc nepoužívá.
Tato ocel je velmi vysoké kvality a obecně je dvakrát vakuově tavená, aby se odstranily nečistoty. Ložiska musí vydržet vysoké zátěže a rychlosti, proto jsou obvykle vyráběny z velmi drahé keramiky.
Výroba závodní převodovky u Xtracu (foto: Xtrac)
Jak se F1 převodovka podobá té, která se používá v silničních vozech?
PS: Z F1 se do silničních vozů přeneslo řazení páčkami. Ty v počátcích řídily jednoduché hydraulické válce, které ovládaly běžný řadicí mechanismus. Brzy se to změnilo v systémy založené na válcích podobných těm, které se léta používaly u motorek. Tato konstrukce poskytuje sekvenční řazení, čímž eliminuje riziko zařazení špatného převodového poměru.
Týmy hovoří o "bezprodlevovém řazení." Co to znamená?
PS: U jednoválcového sekvenčního řazení a dobrých řídicích systémů bylo možné provádět extrémně rychlá přeřazení v řádu desetin milisekund. Přeřazení ale stále představovalo přerušení při přenosu krouticího momentu, proto akceleraci vozu omezovalo. Nyní se používá bezprodlevové řazení, které dokáže měnit rychlostní stupně bez měřitelného přerušení přenosu krouticího momentu. Pouze to vedlo ke zrychlení času na kolo o 0,3 sekundy.
Všechno to zavání pořádnou drahotou, je tomu tak?
PS: Jednoduchá odpověď zní ano. A dnes u jednotek s dlouhou životností očekáváme, že za převodovky utratíme minimálně 4 miliony liber (140 mil. Kč) ročně, pokud vezmeme v úvahu konstrukci, výrobu a údržbu. Výměna převodovky nás stojí 150 tisíc liber (5,25 mil. Kč), pokud počítáme jen součástky. A samozřejmě, že ty nejlepší nejsou nikdy nejlevnější.
Tip: Symonds o starších sedmirychlostních převodovkách, které se používaly do roku 2013