Инновации без революции: Ferrari готовит новый мотор

После того сокрушительного удара, каким стало для Скудерии соглашение с FIA, отобравшее у моторов из Маранелло несколько десятков лошадиных сил, команда намерена отыграться за счет агрессивных конструкторских решений.

Это долгий процесс, особенно в условиях нынешних ограничений на доработки. Главными изменениями по сравнению с нынешним двигателем станут турбина уменьшенного размера, более эффективный мотор-генератор MGU-H и промежуточный охладитель воздуха (интеркулер) инновационной конструкции. 

 
Недавно глава Ferrari Маттиа Бинотто оценил нынешнее отставание от Mercedes в 40-50 лошадиных сил. В Маранелло ожидают, что предпринятые меры позволят к 2022 году отыграть как минимум 30 из них (правда к тому времени чемпионы наверняка прибавят ещё столько же). 

В настоящее время обновленная силовая установка Ferrari уже активно тестируется на стенде, и пока, как говорят наши источники, все выглядит весьма позитивно. Ожидается, что новый мотор увидет свет в 2022 году, но некоторые из изменений будут внесены в конструкцию уже в 2021. При этом, к работе на более дальнюю перспективу главный моторист Скудерии Вольф Циммерман привлек специалистов австрийской компании AvL.

Как сообщает Scuderia Fans, в Маранелло разработали новый двигатель внутреннего сгорания с предельно короткой фазой зажигания, благодаря чему топливо попадает в двигатель быстрее и расходуется более эффективно. По этой причине установка получила рабочее название «Superfast» («супербыстрый»).

Hеализация «супербыстрого» сгорания топлива в цилиндрах станет одним из ключевых направлений в работе над новым мотором. Ferrari всегда была лидером в этой области, именно итальянцы несколько лет назад реализовали на своих машинах «реактивный поджиг» горючего.

Теперь же технологии продвинулись настолько, что бензиновые моторы приблизились по своему устройству к дизельным: воспламенение происходит от сжатия по технологии HCCI, а традиционная свеча зажигания по сути становится вспомогательным элементом. 

Такой подход даст возможность изменить саму концепцию сгорания и за счёт переделки впускного и выпускного каналов вернуться к принципу вертикального вихря при наполнении цилиндров, отказавшись от нынешнего горизонтально-спирального подхода. Разница между вариантами показана на иллюстрации ниже (текущий – слева, потенциальный новый – справа).

В случае успеха такой шаг позволит вернуться к более простой конструкции, а за счёт последних изысканий в области материалов даст возможность снизить риск возникновения проблем с надёжностью. Правда тут стоит отметить, что мотористы Mercedes уже некоторое время также ведут активные поиски именно в этом направлении. 

Благодаря конструкции впускных и выпускных камер, а также использованию нескольких распределительных валов, вертикальный вихрь должен повысить стабильность в камере сгорания к концу такта сжатия. Это, в свою очередь, стабилизирует начальную фазу процесса сгорания топливной смеси.

Формирующиеся в фазе впуска завихрения в цилиндре (в данном случае речь идет о гидродинамическом вихре) при сжатии уменьшаются в размерах, но становятся более интенсивными. 

Чтобы повысить их кинетическую энергию, впускной канал должен быть спроектирован так, чтобы не просто разгонять поток, но и направлять его максимально точно. Это позволит добиться, чтобы в момент зажигания пламя распространялось наилучшим образом, не допуская опасной детонации. 

Немецкая компания Mahle уже дорабатывает по просьбе Ferrari конструкцию поршней. Для реализации концепции потребуются весьма значительные изменения.

Кроме того, по слухам, отдельная группа занимается мотор-генератором MGU-H, чтобы повысить его энергоэффективность. Турбина должна стать меньше в размерах – это сократит время её отклика. Наконец, теплообменник системы промежуточного охлаждения воздуха должен быть доработан как концептуально, так и конструктивно.

Стоит отметить, что при этом в Ferrari всё же отказались от настоящей революции. Турбина и компрессор не будут разнесены – именно так с самого начала поступили Mercedes и Honda, – то есть архитектура итальянского двигателя останется неизменной. Однако и без этого масштаб переделок, несомненно, будет очень велик. 

Одновременно группа главного специалиста по аэродинамике Энрико Гуалтери ведет серьезные работы по повышению эффективности шасси SF1000 к новому чемпионату. 

Опираясь на изложенную выше информацию, можно понять, почему Ferrari столь категорически отказалась принимать предложение Red Bull о полной заморозке моторов в конце 2021 года. Скудерии жизненно важны месяцы до старта следующего сезона, чтобы успеть окончательно подготовить свои новые силовые установки и получить шанс после перехода на новый регламент шасси хотя бы попытаться вернуться в спор за ведущие позиции на трассах Ф1. 

По материалам