Jednoduché vysvětlení, co to škrtící klapka je?
Škrtící klapka bývá spojováná s každou částí motoru, která kontroluje sílu motoru - třeba jako plynový pedál. Ale ve skutečnosti je to hydraulicky řízený mechanismus používaný pro zvýšení nebo snížení množství vstupujících plynů do motorů. V případě motoru V8 máme 8 škrtících klapech umístěných na horní části jednotky, které omezují přísun vzduchu vstupujícího do válců z airboxu. Když jsou škrtící klapky otevřené, tak do motoru proudí vzduch.
Palivo je do válce vstříknuto těsně před otevřením klapky do spalovací komory, ve které dojde k zážehu směsi paliva s příměsí vzduchu. Škrtící klapka tedy určuje množství směsi paliva spalované při každém cyklu, ze kterého se produkuje síla motoru.
Pokud jsou klapky zavřeny, do motoru nevstupuje žádný vzduch a spalovací proces je dočasně zastaven. Všechny škrtící klapky jsou kontrolovány pomocí plynového pedálu ale poptávka po síle motoru je řízená z ECU (elektronická řídící jednotka). Ta [ECU] posléze určuje pomocí rozlišných map motoru přesnou pozici škrtící klapky.
Jaké typy klapek jsou v F1 používány?
Technická pravidla týkající se škrtících klapek určují spíše využitelnost kroutící síly motoru a jeho mapování. Je například pravidly stanoveno, že když je plynový pedál sešlápnutý na podlahu, tak musí být škrtící klapky otevřeny na maximum, zatímco při nulovém sešlápnutí plynu nesmí motor produkovat žádný kroutící moment, což odpovídá otevření klapek v rozmezí 0 - 30 %. Ve skutečnosti pravidla týkající se přímo klapek jsou docela volná a můžete použít více systémů.
Obecně ale můžeme řící, že od 90. let se v F1 používají tři typy klapek. První je gilotinová klapka, ve které je proud vzduchu rozdělen klapkou, který se zvětšuje a smrštuje na stejném principu jako samotná gilotina. Dále existuje motýlí klapka, kde se klapka sklápí.
Při plném plynu je ventil ve vertikální pozici, po ubrání se jeho pozice změní na horizontální. Mechanismus funguje na principu otevírání a zavírání křídel motýla. A konečně máme ještě sudové klapky. Zde rolující barel ve válci roluje a zabraňuje tak průtoku vzduchu. Jakýkoliv z těchto systémů může být použit, ale výrobci v poslední době využívají motýlí klapku.
Takto vypadá stavba motoru pro rok 2014
Jaký systém klapky používá RS27?
RS27 používá motýlí (butterfly) klapku. V počátcích vývoje motoru V10 i V8 Renault zkoušel experimentovat se sudovou klapkou, ale nakonec se rozhodl pro motýlá. Sudový systém umožňuje motoru produkovat více síly při naplno sešlápnutém plynu díky většímu proudu vzduchu.
Motýlí řešení je více citlivější a umožňuje lepší přípravu směsi paliva, což zlepšuje jízdní vlastnosti. Rozdíl mezi oběma systémy je v řádu 4 až 5 koňských sil a Renault Sport věří, že více se dá vytěžit z motýlího systému, hlavně díky vyšší stabilitě, kontrole prokluzu pneumatik a gripu v pomalých zatáčkách - při malém sešlápnutí plynu.
Jak se funkce klapky změnila, respektive byla předefinováná, od zavední V8 v roce 2006?
Motýlí klapka byla zúžena, na začátku tisíciletí byla klapka přibližně třikrát širší, než je tomu dnes. Došlo ke změnám v používaných materiálech - od oceli jsme se přesunuly k titanu a od hliníku ke kompozitním plastům. Díky jejich výraznému zúžení ztrácíme na sudovovou klapku pouze 4 koně v porovnání s původními 10.
Spojení s klapkou také bylo zjednodušeno. V prvním roce motorů V8 byly klapky spojeny složitým oddělovacím mechanismem. Celé řešení bylo těžké, obtížné na údržbu ale velmi přesné. Teď jsou všechny klapky spojeny s válci jednoduchým mechanismem, což ubralo na váze a zjednodušilo celý proces. Přesnost, o kterou jsme přišli, byla vynahrazena možností, aby motor fungoval na méně než 8 válců, díky tomu nepotřebujeme tak velkou přesnost při nízkých rychlostech.
Nebýt zmražení motorů, k jakým změnám by došlo v designu klapek?
Vlastně nebýt regulace, už bychom klapky asi neměli. V roce 2011, kdy týmy využívaly mapování motorů k tomu, aby foukaly horké výfukové plyny do difuzorů, zůstávaly klapky více či méně otevřeny po celou dobu, aby tak nedošlo k narušení proudu plynů.
Točivý moment byl kontrolován pouze mapováním motoru. Pokud by nedošlo k upřesnění pravidel, tak by sání zůstalo plně otevřené a točivý moment by zůstal regulován pouze zážehem. Takto by vznikla velmi účinná auta.
Motor Renault tepe i na zádi vítězného Lotusu E21
Nějaká zajímavá fakta a statistky...
Klapka se může změnit z pozice plně zavřené na plně otevřenou za 10 až 15 milisekund, to je zhruba doba záblesku světla. Na tratích jako je Sepang, kde se jede na plný plyn zhruba 60 % okruhu, to znamená zhruba 110 změn za kolo (od plně otevřené klapky k nějakému způsobu zavření). Uvážíme-li čas na kolo zhruba 1:36, pak nám vychází, že ke změně pozice dojde každých 0,87s. Pro srovnání, to je čas, za který člověk ani nestačí mrknout.
