Iniezione d'acqua in Formula 1 Renault

Tag: Rally, Formula 1, competizione, iniettore, acqua, prestazioni, potenza, Ferrari, Renault, numero di ottano, detonazione, Turbo

Introduzione

L'iniezione di acqua sui motori ad alte prestazioni utilizzati nelle competizioni era una consuetudine comune negli anni '70 e '80.

Lo scopo di queste iniezioni di acqua aveva, almeno, 3 ruoli essenziali molto distinti:

- aumentare il tasso di ammissione, vale a dire la massa della miscela, raffreddando la miscela o l'aria aspirata per evaporazione di questa acqua. Così questo ha aumentato la potenza specifica del motore.

- aumentare la resistenza alla detonazione della miscela (in altre parole aumentare il numero di ottano della miscela). In questo senso, questo si unisce all'iniezione MW50 - Methanol Water - sugli aerei da combattimento della 2a guerra mondiale.

- componenti interni freschi (in particolare: camicia, valvola, sede, pistone, ecc.) del motore durante carichi pesanti.

Questi processi di iniezione dell'acqua sono stati tutti banditi nelle competizioni ufficiali di tipo Rally o Formula 1 per limitare la corsa al potere. Questi processi sono tuttavia ancora utilizzati in alcune gare di dragster o traino di trattori ...

Vediamo ora alcuni esempi concreti di iniezione d'acqua in competizione da parte di: Renault Sport in Formula 1, Ferrari e SAAB.

Renault Sport in Formula 1

Logo Renault Sport F1

Philippe Chasselut, responsabile delle "teste dei pistoni" nel team di ricerca e sviluppo di Renault Sport, ricorda in questi giorni:

Nel 1982, la Renault V6 Turbo sviluppò 585 cavalli, fu il primo motore utilizzato in F1. Nel 1977 produceva 525 cavalli, quindi il guadagno di potenza tra queste 2 versioni era minimo. Ma negli anni ci siamo concentrati su altri ambiti: affidabilità, smussamento della curva di potenza e riduzione dei tempi di risposta (command to power). Una volta raggiunti questi obiettivi, abbiamo cercato di aumentare la potenza e nel 1986 il V6 Turbo produceva 870 cavalli in condizioni di gara. Quindi, se tra il 1977 e il 1982, avevamo guadagnato 60 CV (11,5%), ne avevamo guadagnati quasi 300 (51,3%) tra il 1982 e il 1986.

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Formula 1 RE 30 1982
Formula 1 RE 30 1982

In teoria, tutto quello che c'era da fare per aumentare la potenza di un motore turbocompresso era aumentare la pressione di sovralimentazione. Tuttavia, i componenti del motore dovevano essere in grado di sopportare questa potenza in eccesso (e quindi le forze interne). Questa era la nostra principale preoccupazione quando abbiamo iniziato ad aumentare la potenza nel 1982. Il primo ostacolo è stata la detonazione, questo fenomeno si manifesta quando una grande quantità di miscela viene immessa nei cilindri e provoca una combustione anomala (non controllata). Sui veicoli stradali, la detonazione, nota anche come bussare, non provoca danni al motore. Ma in Formula 1, le forze di detonazione sono così grandi che il pistone può essere perforato, consentendo ai gas di combustione di passare nel carter ...

Vista di V6


Vista V6 di 1982

Per ridurre la capacità di detonazione di un motore, abbiamo pensato prima di trovare un modo per raffreddare l'aria nella miscela, che era stata compressa e quindi riscaldata dal Turbo. Questa era quindi la funzione degli scambiatori di calore (intercooler). Tuttavia, la loro efficacia era limitata quando la temperatura esterna era molto alta (GP del Brasile) o durante i Gran Premi eseguiti in alta quota (Sud Africa, Messico…).

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In queste condizioni, o l'ossigeno era rarefatto dall'altitudine o la massa d'aria che passava attraverso l'intercooler era ridotta dalla temperatura ambiente e quindi l'effetto di raffreddamento atteso era inferiore.

Nel 1982 fu Jean Pierre Boudy ad avere l'idea di abbassare la temperatura dell'aria in uscita dal Turbo iniettando acqua nell'aspirazione. Una volta che l'acqua fosse a contatto con l'aria calda, vaporizzerebbe e quindi pomperebbe calore a quell'aria. La temperatura della miscela di aspirazione (benzina e aria) è quindi diminuita durante il suo passaggio attraverso il collettore di aspirazione. Siamo così riusciti a ridurre la temperatura dell'aria compressa in aspirazione da 10 a 12 ° C, che prima era intorno ai 60 ° C. Bastava per impedire la detonazione!

Un serbatoio d'acqua da 12 litri ...

cabina di pilotaggio
cabina di pilotaggio

Durante il round di apertura della stagione 1983, il Gran Premio del Brasile, Renault divenne così il primo costruttore a utilizzare l'iniezione di carburante in Formula 1 per ridurre la temperatura della miscela di aspirazione.

Il sistema comprendeva un serbatoio dell'acqua da 12 litri, fissato su un lato dell'auto e un'unità di controllo installata dietro la testa del guidatore. Questa centralina era composta da una pompa elettrica, un regolatore di pressione e un sensore di pressione. Questo sensore ha attivato il sistema quando la pressione di sovralimentazione in aspirazione ha superato i 2,5 bar. Al di sotto di questa pressione, non c'era rischio di detonazione, quindi l'iniezione di acqua non era utile. L'acqua veniva aspirata dalla pompa e fatta passare attraverso il regolatore che manteneva costante il flusso prima di essere iniettata nel collettore.

Questo sistema richiedeva di iniziare ogni gara con un sovrappeso di 12 L. Questo handicap di peso ci ha fatto perdere 3 decimi al giro nelle sessioni di prove libere. Ma questo era un inconveniente minore rispetto al metodo "classico" dei veicoli stradali per ritardare l'anticipo dell'accensione. Renault è stata quindi la prima casa costruttrice ad aver adottato l'iniezione di acqua per preservare i motori turbo-compressi dalla detonazione (che era distruttiva per i motori).

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Una volta risolto questo problema di detonazione, la Renault è stata in grado di concentrarsi sull'aumento della potenza ...

Per quali risultati?

È in 1977 che viene lanciato 'Régie' in F1. La regolazione del tempo offre due possibilità ai produttori di motori: un 3 litri atmo o un 1,5 turbo litri. Mentre tutte le squadre optano per i grandi tre litri, Renault scommette sul turbo con un piccolo V6.

A Silverstone, la 17 di luglio, la Renault RS01 fa i suoi primi round. Punto basso del motore turbo, l'affidabilità è gravemente carente durante le prime gare, tanto che la RS01 è soprannominata la teiera gialla a causa dei suoi motori rotti in una nuvola di fumo. Ma a poco a poco, la tecnologia Renault sta diventando più completa. In 1978, Renault impone il turbo 24 Hours di Le Mans e 1979 è la prima vittoria del Diamond F1 al Grand Prix de France.

Da questi primi successi, tutti i team seguiranno Renault nella tecnologia turbo fino a diventare inevitabili da 1983. Nei primi anni 90, la Renault vinse il titolo mondiale per sei anni come automobilista.

Una Renault RS01 rotola sempre.

cabina di pilotaggio
Formula 1 Renault RS01

Renault RS01:

Motore: Cilindri a V 6 in posizione centrale, turbocompressore, 1 492 cm3, 525 hp a 10 500 rpm, velocità massima ca. 300 km / h

Trasmissione: alle ruote posteriori - scatola 6 + rapporti MA

Freni: dischi ventilati su tutte e quattro le ruote

Dimensioni: lungo. 4,50 m - larghezza. 2,00 m - peso 600 kg

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