8-biegowa manualno-sekwencyjna skrzynia biegów F1 Ferrari to układ zaprojektowany do bolidów F1 i supersamochodów drogowych. Zapewnia czas zmiany przełożeń poniżej 100 milisekund. Sterowanie odbywa się łopatkami przy kierownicy. System bazuje na własnym oprogramowaniu Ferrari – obsługiwany jest przez sterownik TCU. Skrzynia ma mechanizm różnicowy o ograniczonym poślizgu E-diff3. Najnowsza wersja ma 8 przełożeń, układ hydrauliczny oraz inteligentne chłodzenie oleju. Konstrukcja wykorzystuje lekkie materiały jak tytan i magnez dla redukcji masy. Całość jest zintegrowana z systemami kontroli trakcji i stabilizacji F1-Trac.
Skrzynie biegów w bolidach Formuły 1 to prawdziwe arcydzieła inżynierii, które przeszły niezwykłą ewolucję na przestrzeni ostatnich dekad. W nowoczesnych maszynach Ferrari zastosowano półautomatyczną przekładnię sekwencyjną, która umożliwia zmianę przełożeń w czasie krótszym niż 50 milisekund. Technologia ta wykorzystuje zaawansowane systemy hydrauliczne i elektroniczne, które współpracują ze sobą w świetnej harmonii. Aktualnie skrzynie biegów F1 są wykonane z ultralekkiego stopu tytanu i magnezu, co pozwala zredukować masę całego zespołu napędowego. Jak działa ten skomplikowany mechanizm w warunkach ekstremalnego wyścigu? System zarządzania skrzynią biegów wykorzystuje zaawansowane algorytmy, które w czasie rzeczywistym analizują dziesiątki parametrów.
Najważniejsze komponenty systemu transmisji aktualnego bolidu to:
- Hydrauliczny układ aktywacji
- Elektroniczny moduł sterujący (ECU)
- Tytanowa obudowa przekładni
- System chłodzenia oleju
- Wielotarczowe sprzęgło karbonowe
Innowacyjne rozwiązania w układzie przeniesienia napędu
Konstruktorzy Ferrari opracowali unikalny system synchronizacji międzystopniowej, który minimalizuje straty mocy podczas zmiany biegów. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu specjalnych czujników położenia wału i precyzyjnych siłowników hydraulicznych (działających pod ciśnieniem nawet 300 barów). Cały mechanizm jest bardzo kompaktowy – waży zaledwie 40 kilogramów przy zachowaniu wyjątkowej wytrzymałości. „To prawdziwy majstersztyk inżynierii precyzyjnej” – tak określają to rozwiązanie specjaliści z padoku. Czy możemy jeszcze bardziej udoskonalić ten system? Inżynierowie nieustannie pracują nad optymalizacją.
Zaawansowane systemy kontroli trakcji
Zintegrowany system zarządzania momentem obrotowym współpracuje z przekładnią poprzez szereg czujników i modułów elektronicznych. Mechanizm różnicowy o ograniczonym poślizgu – wykonany z wykorzystaniem najnowocześniejszych stopów – daje nam optymalną trakcję w każdych warunkach. Układ przeniesienia napędu musi wytrzymać ekstremalne przeciążenia – nawet do 5G podczas hamowania i przyspieszania. Inżynierowie zastosowali tu rozwiązania rodem z lotnictwa wojskowego. Wszystkie elementy są poddawane rygorystycznym testom wytrzymałościowym na specjalnych stanowiskach badawczych (symulujących warunki wyścigowe).
Rewolucyjna technologia F1 Ferrari – skrzynia biegów, która zmienia zasady wyścigów
Skrzynie biegów w bolidach Ferrari F1 należą do najbardziej zaawansowanych technologicznie elementów samochodu wyścigowego. Aktualnie jednostki napędowe wykorzystują 8-biegowe, półautomatyczne przekładnie sekwencyjne, które są w stanie zmienić bieg w czasie krótszym niż 0,05 sekundy. Konstrukcja ta jest wykonana głównie z tytanu i stopów magnezu, co pozwala na spore obniżenie masy przy zachowaniu wyjątkowej wytrzymałości. System zarządzania skrzynią biegów jest zintegrowany z zaawansowanym oprogramowaniem, które analizuje parametry jazdy w czasie rzeczywistym.
Inżynierowie Ferrari opracowali unikalny system chłodzenia przekładni, który utrzymuje optymalną temperaturę pracy nawet w najbardziej ekstremalnych warunkach wyścigowych. Regulacje FIA wymagają, aby zespoły używały tej samej skrzyni biegów przez sześć kolejnych weekendów wyścigowych, co stanowi ogromne wyzwanie dla konstruktorów.
Zwróćmy uwagę, że skrzynia biegów w bolidzie F1 Ferrari jest połączona bezpośrednio z silnikiem i stanowi element nośny całej konstrukcji tylnego zawieszenia. Masa całego zespołu napędowego wraz ze skrzynią biegów nie może przekraczać 150 kilogramów, co wymaga stosowania innowacyjnych rozwiązań materiałowych i konstrukcyjnych. Zespół z Maranello nieustannie pracuje nad ulepszaniem tego podstawowego elementu, który ma bezpośredni wpływ na osiągi bolidu i jego konkurencyjność na torze.
Mechaniczny majstersztyk z Maranello – tajemnice skrzyni biegów Ferrari F1-75
Ferrari F1-75 to bolid Formuły 1, który zadebiutował w sezonie 2022, wyposażony w innowacyjną 8-biegową sekwencyjną skrzynię biegów. Jednostka ta została zaprojektowana przez zespół inżynierów Ferrari przy współpracy z ekspertami z Magenti Marelli, wykorzystując najnowsze osiągnięcia w dziedzinie materiałoznawstwa i elektroniki. System zarządzania zmianą biegów wykorzystuje zaawansowane algorytmy, które optymalizują moment zmiany przełożenia zależnie wielu parametrów, np. prędkość, obciążenie silnika czy kąt nachylenia toru.
- Masa skrzyni biegów: 42 kg
- Czas zmiany biegu: 0,001 sekundy
- Liczba przełożeń: 8 + wsteczny
- Materiał obudowy: stop tytanu
- System chłodzenia: olejowy z wymiennikiem
- Sterowanie: elektro-hydrauliczne
- Moment obrotowy max: 1200 Nm
- Żywotność: 4000 km
Konstrukcja skrzyni została zoptymalizowana pod kątem maksymalnej wydajności termicznej, co pozwala na utrzymanie optymalnej temperatury pracy nawet w najbardziej wymagających warunkach. System synchronizacji wykorzystuje innowacyjne rozwiązania zmniejszające straty mechaniczne i poprawiające efektywność przeniesienia napędu.
Sekrety innowacyjnego systemu smarowania F1-75
Inżynierowie Ferrari opracowali unikalny system smarowania, wykorzystujący specjalnie skomponowany olej o zmiennej lepkości. System ten adaptuje się do warunków pracy, dają namc optymalne smarowanie przy różnych prędkościach i temperaturach. Zastosowano także nowatorskie rozwiązanie recyrkulacji oleju, które minimalizuje straty energii i zwiększa sprawność całego układu napędowego. Specjalna konstrukcja kanałów olejowych daje nam wydajne odprowadzanie ciepła i równomierne rozprowadzanie środka smarnego.
Pojedynek gigantów: Skrzynie biegów w supersamochodach – Ferrari vs McLaren
Systemy przekładniowe stosowane w supersamochodach Ferrari i McLaren stanowią szczyt inżynieryjnej doskonałości. W najnowszych modelach Ferrari, np. SF90 Stradale czy F8 Tributo, stosowana jest 8-biegowa przekładnia dwusprzęgłowa (DCT), która została zaprojektowana w celu zapewnienia błyskawicznych zmian biegów w czasie poniżej 100 milisekund. System ten wyróżnia się niezwykłą precyzją i płynnością działania, a jednocześnie jest lżejszy od poprzednich generacji o około 7 kilogramów.
McLaren jednak w swoich najnowszych modelach, w tym w 720S i Artura, wykorzystuje 7-biegową skrzynię SSG (Seamless Shift Gearbox) także w układzie dwusprzęgłowym. Ta przekładnia oferuje wyjątkowo szybkie zmiany biegów i może pracować w kilku trybach, dostosowując charakterystykę działania do preferencji kierowcy i warunków jazdy. Można zauważyć, że McLaren zoptymalizował swoją skrzynię pod kątem działania z silnikami hybrydowymi, co jest szczególnie widoczne w modelu Artura.
Obie marki stosują zaawansowane algorytmy sterujące, które przewidują kolejne zmiany biegów na podstawie szyku jazdy kierowcy. Ferrari a jeszcze wprowadziło innowacyjny system Variable Boost Management, który optymalizuje moment obrotowy na poszczególnych przełożeniach, podczas gdy McLaren zastosował technologię Pre-Cog, pozwalającą na wstępny dobór następnego biegu jeszcze przed jego faktyczną zmianą. W testach na torze skrzynie obu producentów wykazują minimalne różnice w czasie zmiany przełożeń, oscylujące w granicach tysięcznych części sekundy.
