Eriador
16-01-2007, 03:08
http://atlasf1.autosport.com/2000/eur/preview/grapevine1.jpg
Formula Bir araçlarının motorları 2.4 litreden daha büyük olamaz. 90 derece açıyla yerleştirilmiş 8 silindire sahip olmalı ve silindir başına 2 emme subabı ve 2 egzoz subabı olmalıdır. Atmosferik yapıda olmalı ve 95 kg.’dan daha hafif olmamalıdır. FIA, rekabetçi V8 üretme imkanı bulunmayan bazı takımların 2005 yapımı 3 litrelik V10 motorları kullanmalarına izin verebilir.
Turbo şarj, süper şarj ve silindire girecek havayı önceden soğutan donanımlara izin verilmez. Silindirlere enjektörlerden hava ve benzin dışında herhangi bir maddenin enjekte edilmesi yasaktır. Değişken zamanlı subap kullanımı yasak olduğu için, emme ve egzoz sistemlerinde farklı geometri kullanımı yasaktır. Her silindirde yakıt enjektörü ve ateşleme için tek bir buji ve enjektör kullanılması zorunludur.
Motor ve bileşenlerinin yapıldığı malzemeler sıkı kurallarla denetlenmektedir. Krank yatağı ve silindir bloğu dökme veya çekme alüminyum alaşımdan yapılmış olmalıdır, kompozit malzeme kullanımı yasaktır. Krank ve egzantirik demir alaşımlı malzemelerden üretilmeli ve pistonlar alüminyum alaşımdan sübaplar ise demir, nikel, kobalt veya titanium alaşımlı olmalıdır.
Formula Bir araçları kendilerine ait araç içi start sistemlerine sahip değildir. Pitlerde veya grid üzerinde ayrı start cihazı kullanılabilir. Eğer motor düşük devirlere düşmeyi önleyici bir sisteme sahipse, bu sistem herhangi bir kaza durumunda 10 saniye içinde motoru durduracak şekilde ayarlanmalıdır.
Transmisyon
Kendi bindiğiniz araç gibi, F1 araçlarında da bir debriyaj, bir şanzıman ve bir diferansiyel vardır ve bunlar 800 beygir gücünü arka tekerleklere aktarırlar. Normal bir araçta olduğu gibi aynı işleri yaparlarsa da, bir F1 aracındaki şanzıman sistemi son derece farklıdır.
Debriyaj
Motor, motor ile şanzıman arasına tespit edilmiş debriyaja direkt olarak bağlıdır. İki imalatçı AP Racing ile Sachs firmaları Karbon/Karbon F1 debriyajları imal ederler. Bunlar 500 dereceye kadar sıcaklıkları tolere edebilecek yapıdadırlar. Debriyaj elektro hidrolik olarak çalışır ve 1.5 kg gibi düşük bir ağırlıktadır. Bunlar motor devrini süratle alabilmek için çok plakalı olarak tasarlanmıştır. Hafif olmaları daha düşük atalete sahip olması ve vites değişiminin hızla yapılması anlamına gelir. İlk hareket dışında pilotlar debriyajı manuel olarak kullanmazlar. Vites değiştirirken, bir sonraki dişli oranına geçmek için sadece direksiyonun arkasındaki bir kola basarlar. Araçtaki bilgisayar otomatik olarak motorun bağlantısını keser, ve göz açıp kapayıncaya kadar vites değiştirir. Resimde AP Racing tarafından üretilen debriyaj tipleri görülmektedir. Sol taraftaki debriyajlar yol yarışları veya rali araçları için tasarlanmıştır. Sağdakiler ise F1 araçlarında kullanılmakta olup, çapları sadece 100 mm dir.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/trans1.jpg
----
Şanzıman
F1 araçlarının şanzımanları normal araçlara göre yarı otomatik olmaları ve senkromeç olmaması açısından farklıdır. Dişliler sıralıdır yani, bir motorsiklet şanzımanı gibi çalışır. Dişliler etrafında vites değiştirme çatalı bulunan döner bir silindir vasıtasıyla değiştirilir. Senkromeç olmaması şu anlama gelir: Motor elektroniği vites değiştirmeden önce motor devrini, şanzıman içi dişlilerin hızı ile senkronize etmektedir.
Her ekip kendi şanzımanını ya bağımsız olarak ya da X-trac gibi şirketlerle ortaklık yaparak geliştirmektedir. Kurallara göre araçların en az 4 en fazla 7 ileri vitesi ve bir geri vitesi olması gereklidir. Her ne kadar 7 vitesli araçlara doğru bir eğilim varsa da, bir çok araçta 6 ileri vites vardır. Eğer motorda dar bir güç bandı varsa yedi vites kullanılır. Şanzımanda daha fazla dişli oranı olması motorun bu ideal bantta kullanılmasını sağlar. Şanzıman motorun arka tarafına dört veya altı adet yüksek mukavemetli saplama ile bağlanır. Motor ile şanzıman aracın en fazla yük altında kalan kısımlarıdır. Arka tekerlek süspansiyonu direkt olarak şanzıman muhafazasına cıvatalanmıştır, ve aracın arka tarafının tüm yükünü çeker. Bunun sonucu, şanzıman son derece güçlü olmalıdır ve normal şartlar altında son derece mukavim magnezyumdan yapılır. 1998 yılında, Stewart ve Arrows karbon elyaftan yapılan bir şanzıman muhafazası ürettiler. Bu ağırlık dağılımına yardımcı oldu fakat süspansiyon kollarının yarattığı kuvvet ve ısı ile ilgili bir çok sorunun ortaya çıkmasına yol açtı. Minardi 2000 yılında şanzımanlarını titanyumdan imal eden ilk ekipti. Dökme magnezyuma göre ağırlıkta 5 kg azalma avantajı sağladı. Ferrari bunu takip etti ve 2001 araçlarında şanzımanda titanyum parçalar kullandı. CRP teknolojisi ile imal edilen 2000 Minardi şanzımanı yukarıda solda görülmektedir.
Dişliler veya dişli oranları sadece tek bir yarışta kullanılır. Arızayı önlemek için hafta sonunda düzenli olarak yenilenirler. Çünkü bunlar çok büyük yük altındadırlar. Dişli oranları her değişik pist için aracın genel yapısının önemli bir parçasıdır. Ekipler son dişli oranlarını (şanzımanlarında kaç vites bulunduğuna bağlı olarak altıncı veya yedinci) ayarlarlar ve böylelikle aracın bir düzlük sonunda azami devre çıkmasını sağlarlar (yarış için, başka bir aracın takibinde iken devrin artmasına izin verecek limitten biraz daha azdır). Sonra, pist üzerinde virajlarda en iyi hızlanmayı sağlamak için ihtiyaç duyulacak en düşük dişli oranı ayarlanır ve sonra diğer dişliler seçilir. Netice olarak iki önceden saptanan dişli arasında bunlar eşit olarak dağıtılır.
F1 araçlarında geri vites vardır ancak bunlar pratik kullanımdan çok yönetmelik hükümlerinin yerine getirilmesi için tasarlanmıştır. Bir çok ekip şanzımanın dışına, şanzımanın ağırlığını azaltmaya yardımcı olmak için çok küçük ve hafif geri vites dişlisi takar çünkü geri vites çok nadir olarak kullanılır (Monaco'daki bir kaçış yolundan geri çıkmak hariç). Vites değişimi bir bilgisayar tarafından kontrol edilir ve 20-40 mili saniye sürer. Şanzıman, dişli oranlarının teknisyenler tarafından kolayca değiştirilmesine imkan sağlayacak şekilde yapılır, çünkü bu oranlar rüzgar istikametine bile bağlıdır. Pitlerde altı dişli oranının değiştirilmesi yaklaşık 40 dakika alır.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/trans2.jpg
----
Diferansiyel
Bir virajda arka tekerleklerin farklı hızlarda dönmelerini sağlamak için, F1 araçlarında diğer motorlu araçların benzeri diferansiyeller kullanılır. Formula 1 araçlarında, normal arabalarda kullanılan açık diferansiyellere göre, virajlarda çekişi azamiye çıkarmada yardımcı olmak üzere, sınırlı kaymalı diferansiyeller kullanılır. Açık diferansiyel teorik olarak her zaman her iki çeker tekerleğe eşit tork iletir. Buna mukabil kaymalı diferansiyel çeker tekerlekler arasındaki tork ilişkisini devamlı değiştirmek üzere sürtünme kuvveti kullanır. Bir virajda farklı aşamalarda her iki çeker tekerlek üzerindeki torku sürekli değiştirmek için F1 de elektro hidrolik aygıtlar kullanılır. Bu tork ilişkisi aracın virajlarda yönetimi veya iç arka tekerleğin viraj sonrası ani hızlanma anında spin atmasını önlemek için değiştirilebilir. FIA bu aygıtların kullanılmasına, araç piste çıktığında özellikleri tespit edilmiş olmak kaydı ile izin verir. Bir Moog tipi valf, araç üzerindeki bilgisayara hangi özelliklerin girildiğine bağlı olarak aracın performansını azami seviyeye çıkarmak için pistte iki şaft arasındaki sürtünmeyi sürekli olarak değiştirir. Moog tipi valf yazılımın yapmasını söylediğine bağlı olarak açılır ve kapanır, ancak valf araç pitte iken önceden programlanan aynı özelliklere göre çalışmak zorundadır. Yani, örneğin 1993 lü yıllarda bir çok pilot için izin verildiği şekilde, pilot pist şartlarındaki değişiklik sonucu diferansiyel özelliklerini değiştiremez.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/trans4.jpg
----
Şasi
Aracın şasisi, F1 dünyasında anıldığı şekilde tüp veya monokok, arabanın merkezi ve bütün parçaların birleştiği bölümü oluşturur. Sürücüyü korur, dolayısıyla sert çarpışmalara dayanmalıdır, ancak aynı zamanda 35 kg gibi hafif bir ağırlığı olmalıdır. Tüp, F1 aracındaki bir çok malzeme gibi, karbon fiberden yapılmıştır. Bu malzeme havacılık endüstrisi için geliştirilmiştir ve çelikten beş kere daha hafif olmasına rağmen iki kere daha fazla dayanıklıdır. Bu sayede uçak ve yarış arabalarının yapımı için ideal malzemeyi oluşturur.
Tüp araç üzerinde viraj almalar, tümsekler ve aerodinamik baskıdan oluşan ağırlığa büyük güce dayanmalıdır. Tüp önce Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) programlarıyla tasarlanırlar, bilgisayar kontrollu makineler kalıbın yapılacağı malzemeyi keser. Malzeme tahta değildir, insan yapımı ve suyu emmeyen bir mazlemedir. Ayrıca daha az kumludur ve ısı altında genleşmez, dolayısıyla doğru bir şasi yapmak için ideal bir malzemedir. Bu şasi modeli daha sonra karbon fiber ile kaplanarak asıl şasinin yapılacağı kalıbı oluşturur. Kalıb yapıldıktan sonra kenarları düzeltilir ve içine özel bir kimyasal madde sürülerek karbon-fiber tüp üretildikten sonra kolayca yerinden çıkartılması sağlanır.
Daha sonra kalıbın için karbon fiber katmanları yerleştirilir. Malzeme kullanılmaya hazır olduğu zaman kumaş gibidir, ancak ısıtılıp şekil verilebilir. Katmanlar yerleştirilirken fiberin nasıl yerleştirildiği önemlidir, sonuçta fiberin yönü tüpün dayanıklılığına ve sertliğine direkt olarak etki eder. Fiber yerine koyulduğu zaman kalıbın şeklini tam olarak almalıdır. Bunun için saç kurutma makinası ile ısıtılıp konulduğu yerin şeklini tam olarak alması sağlanır. Bütün katmanlar yerleştirilirdikten sonra kalıp bir vakum makinesine konulup her şeyin hatasız olarak kalıbın şeklini alması sağlanır. Kalıp içine konulan katman sayısı tüpün neresine rastladığına göre değişir, ancak daha fazla strese maruz kalan yerlere daha fazla kat fiber konulur, yinede averaj olarak 12 kat fiber katmanı koyulur. Bu katmanların nerdeyse yarısında dayanıklılığı arttırmak için bal peteği şeklinde alüminyum parçlar konulur.
Kalıba yeterli katman eklendikten sonra, kalıp ısıtılıp basınç uygulanacak autoclave makinasına konur. Yüksek ısı fiber içindeki yapıştırıcıyı dışarı atar ve yüksek basınçta (100 psi) katmanları birbirine iyice yapıştırır.İşlem sırasında fiber sertleşir ve şasi normal olarak ikibuçuk saat içinde hazır hale gelir. Pedallar, göğüs ve koltuk arkalığı gibi iç malzemeler epoxy ile yapıştırılıp dış yüzey sponsorun renklerine göre boyanır.Yakıt tankı, veya " hücre " şasinin içinde hemen sürücünün arkasına yerleştirilir. Hücre iki kat lastik, nitrate butadiene yapılmıştır ve dış yüzeyide yrtılmalara karşı kevlarla takviye edilmiştir. Hücre çanta gibidir yırtılmadan veya akıtmadan deforme edilebilir. Hücre, konulacağı yere göre ölçülüp yapılır ve yüksek g-baskısı altında oynamaması için yerine sabitlenir. Bu tankın içi çok komplex bir yapıya ve yakıtın tank içinde sağa sola sallanmaması için çeşitli bölmeler ayrılmıştır. Içerdeki yakıtı son damlasına kadar kullanabilmek için üç adet pompa görev yapar. Bu pompalar belli bir akıcılıkta yakıtı tek bir yakıt pompasına aktarır. Yakıt tankı ile motor arasındaki bağlantı ayrılabilir, böylece ağır bir kaza sonucu motorun kopması halinde yakıt akışı kesilir. Yakıt tanklarının büyüklükleri takımlara göre değişir, ancak Jordan'ın yakıt hücresi 135 litreliktir.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/sasi01.gif
Fren
320 km/h süratten 80 km/h sürate 3 saniyeden aşa bi sürede indirir. Arabanın yavaşlaması sırasında, sert frenlemelerde 4 g'ye kadar bir güç üretilir.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/fren2.jpg
F1 araçlarında da yol arabaları gibi disk frenler kullanılır, ancak bunlar 750° C'de çalışmaya göre tasarlanmışlardır ve her yarıştan sonra değiştirilirler. Sürücüler, sert fren yaptıklarında araçlarının düzgün bir çizgide yalpalama yapmadan durmasını isterler. Bunu sağlamak içinde direksiyon üzerinde bulunan bir düğme yardımıyla aracın ön ve arka fren baskı dengelerini ayarlarlar. Fren güçleri genelde %60 ön, %40 arka frenler olarak ayarlanır. Bunun sebebi sürücü frene asıldığı zaman araç ağırlığının öne yığılması ve arka kısmın hafiflemesidir. Eğer fren baskı güçleri 50/50 ayarlansaydı arka taraf daha hafif olacağı için tekerlekler kilitlenecekti. Aşağıdaki fotoğraflardan soldaki Ferrari F1-2002 önfrenini, ortadaki ise 1998 McLaren MP4/13'ün arka frenini göstermektedir:
Sıralama turları için fren disklerinin ömrü önemli olmadığı için daha ince diskler kullanılır, böylece aracın hareketsiz ağırlığı azaltılır. Yarış diskleri genelde 28mm (maksimum müsaade edilen) kalınlığında olmasına karşın sıralama turlarında kullanılanlar 21 mm kalınlığındadır. Ferrari ince disklere ilaveten sıralama turlarında ayrıca hafif kaliprelerde kullanıyor. Takımlar sıralama turları sırasında aerodinamik avantaj elde etmek için ön frenlerde diskleri soğutmak için kullanılan kanalları ya çok küçük tutarlar yada hiç kullanmazlar.
Fren pedalına basıldığında fren hidroliği pistonların içine aktarılır, pistonlarda balataları iterek diski sıkıştırır ve tekerleğin yavaşlamasını sağlar. Diskler çoğunlukla deliklidir, bu sayede içlerine giren hava akımı ısı seviyesini düşük tutar.
Sağ taraftaki resimde Ferrari F1-2000'deki iki fren ana silindirleri görülmekte. Bunlar ancak aracın burnu söküldüğünde ortaya çıkarlar. Bu silindirlerde ön ve arka frenler için gerekli olan sıvı (hidrolik) bulunur. Ön ve arka frenler ayrı ayrı bağlanmıştır. Bu sayede sistemlerden birinde arıza olursa pistte durabilmek için ön veya arka frenlerden birisi devrede kalır.
Fren üretimi
Bu frenler yüksek teknoloji ürünü karbon malzemelerden yapıldıkları için çok pahalıdır ve tek bir diskin üretilmesi yaklaşık beş ay sürer. Diski yapmanın ilk adımı beyaz polyacrylo nitrile (PAN) fiberlerini tamamen kararana kadar ısıtmakla başlar. Bu işlem malzemeyi ö-oksidasyona uğratır. Daha sonra şekil verilerek kesilir ve karbonize edilerek saf karbon fiber elde edilir. Daha sonra iki yoğunluk azaltıcı ısıl işlem yaklaşık 1000 derecede gerçekleştirilir. Bu işlem yüzlerce saat sürer ve bu sürede malzemenin içinde bulunduğu fırına hidrokarbon zengini gazlar enjekte edilir. Buda malzeme katmanlarının birbirlerine geçerek sert bir materyal oluşturmasını sağlar. İşlemleri biten diske ise daha sonra son şekli verilip araca takılacak hale getirilir.
F1 araçlarında kullanılan frenleri yapan iki ana şirket vardır, AP Racing ve Brembo (Brembo AP Racing'i satın aldığı için aslında tek şirket de denilebilir). Karbon diskler ve balatalar çelikten daha fazla aşındırıcıdır ve ısıyıda daha rahat dağıtırlar. Çelik frenler CART yarışlarında kullanılıyor ve ısı transferi ve yüksek ısı altında şekil değiştirmeleri yüzünden F1'de tercih edilmiyorlar. Aynı zamanda metal fren diskleri yaklaşık 3 kg gelirken, tipik bir karbon fren sistemi 1.4 kg ağırlığındadır. Ancak metal frenler karbonlara göre sürücü tarafından daha fazla hissedilir. Balataların ve disklerin performansı ısılarına çok bağlıdır. Frenlerin normal çalışma ısıları 400-800 derece arasındadır. Bu ısıyı araçlar virajı alırken jantın içinden kıpkırmızı olan disk sayesinde görebilirsiniz.
Elektronik Sitemler
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/ecu.gifhttp://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/elec1.jpg
Pistte yer alan 22 Formula 1 araçlarının her birisinin, kendi karmaşık elektronik sistemlerinin çoğunu idare edecek gelişmiş elektronik sistemlere ihtiyacı vardır. Her bir Formula 1 aracında aracın bir çok parçasını izleyen ve kontrol eden yaklaşık 100 değişik sensör ve tetikleyiciye bağlı bir kilometre kablosu vardır. Elektrik sorunu ile bir aracın yarışı terk etmediğini yarış çok azdır. Bu ise, bu teknolojinin modern F1 araçlarındaki önemli rolünü göstermektedir.
Motor Yönetimi
Modern F1 motorunun 800 beygir gücü önemli ölçüde bir motorun içindeki bir çok sistemi kontrol eden karmaşık elektronik kontrol ünitesinin (ECU) bir sonucudur ve bunun sonucu turların her noktasında azami gücü ile çalışabilmektedir. Pistin özelliklerine bağlı olarak motor değerleri pistten piste tamamen değişmektedir. Örneğin Monaco'da motor kontrol sistemi pedal hareketinin ilk yarısını son derece hassas diğer yarısını ise daha az hassas hale getirerek pilotun gaz üzerinde daha fazla kontrol sağlamasında yardımcı olur. Yani, pilot virajlı köşelerde gaz üzerinde daha büyük bir kontrole sahiptir, böylelikle tekerleklerin spin atmaması için köşelerde hızı sınırlamak çok daha kolaydır. Hockenheim gibi pistlerde, pilot yavaş yavaş tam gaza geçmek yerine, şikanlarda gaza tam yüklenmelidir. Gaz öyle ayarlanmış olacaktır ki, küçük bir hareket tam gaz hızlanma sağlayacaktır. Ayrıca pilot bir kasisten geçerken ve ayağı hafifte oynadığında gazın istenmeyen hareketlerini de kesmek mümkündür. Motor Kontrol Sistemi gazın ani hareketini önleyebilir ve hatta kasisli pistlerde bile sürekli tam gazda tutabilir. Motor ile gaz pedalı arasında direkt bağlantı olmadığı için bunun hepsi mümkündür. Gaz pedalının konumu bir tetikleyici ile algılanır ve sonra bu sinyal motor kontrol sistemine gönderilir ve orada motora iletilir. Bir Motor Elektronik Kontrol Sistemi, gazı daha fazla veya daha az hassas yapmanın çok ötesinde bir sistemdir. ECU, motordan azami torku almak için diğer özellikleri arasında emme itecek yüksekliğini ve yakıt enjeksiyonunu kontrol eder. Modern elektronik dünyasında, ECU, motorun tork çıkışını kontrol etmek için RPM dahil motorun bir çok parametresini izler. Yani, modern çağın F1 gaz pedalları, sadece yakıt girişini kontrol etmenin ötesinde bir tork sviçi olarak ta görev yapar. F1 motorları o kadar karmaşıktır ki, 15000 ile 18000 aralığındaki düşük güçlerde de çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Motoru bu güç aralığında tutmak için motor parametrelerinin izlenmesi ve kontrolü son derece önemlidir. Bu çalışma aralığı torkun hemen hemen sabit olduğu alandır ve motorun alt sınırların altına gitmesi, motor tekrar çalışma alanı içinde devir alıncaya kadar torkta ani bir düşüş meydana getirir ve bu noktada tork aniden yükselerek belki de spin atmaya yol açar.
Egzost
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/egzost.jpg
Egzost kullanılmış gazları motordan atmaya yararken, aynı zamanda motorun gerçek gücünü ortaya çıkarır. Motor içindeki komplike karakteristiklerden dolayı egzost borusunun uzunluğu motorun gücüne direkt etki eder. 1998 yılında Ferrari vites kutusunun ve motorun üstünden çıkan egzost sistemini tanıttı (şeklinden dolayı periskop olarak adlandırılmıştı). Bundan önce bütün takımlar dağıtıcılardan çıkan egzostlar kullanıyorlardı, ancak bu sistem sürücünün tam gaza baıp basmamasına göre araç üstündeki baskıya etki ediyordu. Artık McLaren, Williams ve BAR dışındaki bütün takımlar bu sisteme geçti. Periskop sistemini kullanan araçlar çoğunlukla altın veya gümüş film kullanarak süspansiyonları ve arka kanatın alt parçalarını yüksek ısıdaki egzost gazlarından korurlar. Michael Schumacher 2000 yılındaki Monaco yarışından, egzost gazının aşırı ısısı nedeniyle süspansiyonun kırılmasından dolayı yarış dışı kalmıştı.
---
Hava Girişi
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/havagirisi.gif
Sürücünün tam başının üstünde bulunan açıklık motora hava sağlamaya yarar. Genelde burada havanın sıkıştırılarak motora basınçla pompalandığı düşünülür, aksine hava kutusu tam aksini yapar. Hava kutusu ile motor arasında karbon fiberden motora doğru genişleyen bir kanal vardır. Genişlik arttıkça hava akımının yavaşlaması sağlanır buda havayı motora doğru iter.
Formula Bir araçlarının motorları 2.4 litreden daha büyük olamaz. 90 derece açıyla yerleştirilmiş 8 silindire sahip olmalı ve silindir başına 2 emme subabı ve 2 egzoz subabı olmalıdır. Atmosferik yapıda olmalı ve 95 kg.’dan daha hafif olmamalıdır. FIA, rekabetçi V8 üretme imkanı bulunmayan bazı takımların 2005 yapımı 3 litrelik V10 motorları kullanmalarına izin verebilir.
Turbo şarj, süper şarj ve silindire girecek havayı önceden soğutan donanımlara izin verilmez. Silindirlere enjektörlerden hava ve benzin dışında herhangi bir maddenin enjekte edilmesi yasaktır. Değişken zamanlı subap kullanımı yasak olduğu için, emme ve egzoz sistemlerinde farklı geometri kullanımı yasaktır. Her silindirde yakıt enjektörü ve ateşleme için tek bir buji ve enjektör kullanılması zorunludur.
Motor ve bileşenlerinin yapıldığı malzemeler sıkı kurallarla denetlenmektedir. Krank yatağı ve silindir bloğu dökme veya çekme alüminyum alaşımdan yapılmış olmalıdır, kompozit malzeme kullanımı yasaktır. Krank ve egzantirik demir alaşımlı malzemelerden üretilmeli ve pistonlar alüminyum alaşımdan sübaplar ise demir, nikel, kobalt veya titanium alaşımlı olmalıdır.
Formula Bir araçları kendilerine ait araç içi start sistemlerine sahip değildir. Pitlerde veya grid üzerinde ayrı start cihazı kullanılabilir. Eğer motor düşük devirlere düşmeyi önleyici bir sisteme sahipse, bu sistem herhangi bir kaza durumunda 10 saniye içinde motoru durduracak şekilde ayarlanmalıdır.
Transmisyon
Kendi bindiğiniz araç gibi, F1 araçlarında da bir debriyaj, bir şanzıman ve bir diferansiyel vardır ve bunlar 800 beygir gücünü arka tekerleklere aktarırlar. Normal bir araçta olduğu gibi aynı işleri yaparlarsa da, bir F1 aracındaki şanzıman sistemi son derece farklıdır.
Debriyaj
Motor, motor ile şanzıman arasına tespit edilmiş debriyaja direkt olarak bağlıdır. İki imalatçı AP Racing ile Sachs firmaları Karbon/Karbon F1 debriyajları imal ederler. Bunlar 500 dereceye kadar sıcaklıkları tolere edebilecek yapıdadırlar. Debriyaj elektro hidrolik olarak çalışır ve 1.5 kg gibi düşük bir ağırlıktadır. Bunlar motor devrini süratle alabilmek için çok plakalı olarak tasarlanmıştır. Hafif olmaları daha düşük atalete sahip olması ve vites değişiminin hızla yapılması anlamına gelir. İlk hareket dışında pilotlar debriyajı manuel olarak kullanmazlar. Vites değiştirirken, bir sonraki dişli oranına geçmek için sadece direksiyonun arkasındaki bir kola basarlar. Araçtaki bilgisayar otomatik olarak motorun bağlantısını keser, ve göz açıp kapayıncaya kadar vites değiştirir. Resimde AP Racing tarafından üretilen debriyaj tipleri görülmektedir. Sol taraftaki debriyajlar yol yarışları veya rali araçları için tasarlanmıştır. Sağdakiler ise F1 araçlarında kullanılmakta olup, çapları sadece 100 mm dir.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/trans1.jpg
----
Şanzıman
F1 araçlarının şanzımanları normal araçlara göre yarı otomatik olmaları ve senkromeç olmaması açısından farklıdır. Dişliler sıralıdır yani, bir motorsiklet şanzımanı gibi çalışır. Dişliler etrafında vites değiştirme çatalı bulunan döner bir silindir vasıtasıyla değiştirilir. Senkromeç olmaması şu anlama gelir: Motor elektroniği vites değiştirmeden önce motor devrini, şanzıman içi dişlilerin hızı ile senkronize etmektedir.
Her ekip kendi şanzımanını ya bağımsız olarak ya da X-trac gibi şirketlerle ortaklık yaparak geliştirmektedir. Kurallara göre araçların en az 4 en fazla 7 ileri vitesi ve bir geri vitesi olması gereklidir. Her ne kadar 7 vitesli araçlara doğru bir eğilim varsa da, bir çok araçta 6 ileri vites vardır. Eğer motorda dar bir güç bandı varsa yedi vites kullanılır. Şanzımanda daha fazla dişli oranı olması motorun bu ideal bantta kullanılmasını sağlar. Şanzıman motorun arka tarafına dört veya altı adet yüksek mukavemetli saplama ile bağlanır. Motor ile şanzıman aracın en fazla yük altında kalan kısımlarıdır. Arka tekerlek süspansiyonu direkt olarak şanzıman muhafazasına cıvatalanmıştır, ve aracın arka tarafının tüm yükünü çeker. Bunun sonucu, şanzıman son derece güçlü olmalıdır ve normal şartlar altında son derece mukavim magnezyumdan yapılır. 1998 yılında, Stewart ve Arrows karbon elyaftan yapılan bir şanzıman muhafazası ürettiler. Bu ağırlık dağılımına yardımcı oldu fakat süspansiyon kollarının yarattığı kuvvet ve ısı ile ilgili bir çok sorunun ortaya çıkmasına yol açtı. Minardi 2000 yılında şanzımanlarını titanyumdan imal eden ilk ekipti. Dökme magnezyuma göre ağırlıkta 5 kg azalma avantajı sağladı. Ferrari bunu takip etti ve 2001 araçlarında şanzımanda titanyum parçalar kullandı. CRP teknolojisi ile imal edilen 2000 Minardi şanzımanı yukarıda solda görülmektedir.
Dişliler veya dişli oranları sadece tek bir yarışta kullanılır. Arızayı önlemek için hafta sonunda düzenli olarak yenilenirler. Çünkü bunlar çok büyük yük altındadırlar. Dişli oranları her değişik pist için aracın genel yapısının önemli bir parçasıdır. Ekipler son dişli oranlarını (şanzımanlarında kaç vites bulunduğuna bağlı olarak altıncı veya yedinci) ayarlarlar ve böylelikle aracın bir düzlük sonunda azami devre çıkmasını sağlarlar (yarış için, başka bir aracın takibinde iken devrin artmasına izin verecek limitten biraz daha azdır). Sonra, pist üzerinde virajlarda en iyi hızlanmayı sağlamak için ihtiyaç duyulacak en düşük dişli oranı ayarlanır ve sonra diğer dişliler seçilir. Netice olarak iki önceden saptanan dişli arasında bunlar eşit olarak dağıtılır.
F1 araçlarında geri vites vardır ancak bunlar pratik kullanımdan çok yönetmelik hükümlerinin yerine getirilmesi için tasarlanmıştır. Bir çok ekip şanzımanın dışına, şanzımanın ağırlığını azaltmaya yardımcı olmak için çok küçük ve hafif geri vites dişlisi takar çünkü geri vites çok nadir olarak kullanılır (Monaco'daki bir kaçış yolundan geri çıkmak hariç). Vites değişimi bir bilgisayar tarafından kontrol edilir ve 20-40 mili saniye sürer. Şanzıman, dişli oranlarının teknisyenler tarafından kolayca değiştirilmesine imkan sağlayacak şekilde yapılır, çünkü bu oranlar rüzgar istikametine bile bağlıdır. Pitlerde altı dişli oranının değiştirilmesi yaklaşık 40 dakika alır.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/trans2.jpg
----
Diferansiyel
Bir virajda arka tekerleklerin farklı hızlarda dönmelerini sağlamak için, F1 araçlarında diğer motorlu araçların benzeri diferansiyeller kullanılır. Formula 1 araçlarında, normal arabalarda kullanılan açık diferansiyellere göre, virajlarda çekişi azamiye çıkarmada yardımcı olmak üzere, sınırlı kaymalı diferansiyeller kullanılır. Açık diferansiyel teorik olarak her zaman her iki çeker tekerleğe eşit tork iletir. Buna mukabil kaymalı diferansiyel çeker tekerlekler arasındaki tork ilişkisini devamlı değiştirmek üzere sürtünme kuvveti kullanır. Bir virajda farklı aşamalarda her iki çeker tekerlek üzerindeki torku sürekli değiştirmek için F1 de elektro hidrolik aygıtlar kullanılır. Bu tork ilişkisi aracın virajlarda yönetimi veya iç arka tekerleğin viraj sonrası ani hızlanma anında spin atmasını önlemek için değiştirilebilir. FIA bu aygıtların kullanılmasına, araç piste çıktığında özellikleri tespit edilmiş olmak kaydı ile izin verir. Bir Moog tipi valf, araç üzerindeki bilgisayara hangi özelliklerin girildiğine bağlı olarak aracın performansını azami seviyeye çıkarmak için pistte iki şaft arasındaki sürtünmeyi sürekli olarak değiştirir. Moog tipi valf yazılımın yapmasını söylediğine bağlı olarak açılır ve kapanır, ancak valf araç pitte iken önceden programlanan aynı özelliklere göre çalışmak zorundadır. Yani, örneğin 1993 lü yıllarda bir çok pilot için izin verildiği şekilde, pilot pist şartlarındaki değişiklik sonucu diferansiyel özelliklerini değiştiremez.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/trans4.jpg
----
Şasi
Aracın şasisi, F1 dünyasında anıldığı şekilde tüp veya monokok, arabanın merkezi ve bütün parçaların birleştiği bölümü oluşturur. Sürücüyü korur, dolayısıyla sert çarpışmalara dayanmalıdır, ancak aynı zamanda 35 kg gibi hafif bir ağırlığı olmalıdır. Tüp, F1 aracındaki bir çok malzeme gibi, karbon fiberden yapılmıştır. Bu malzeme havacılık endüstrisi için geliştirilmiştir ve çelikten beş kere daha hafif olmasına rağmen iki kere daha fazla dayanıklıdır. Bu sayede uçak ve yarış arabalarının yapımı için ideal malzemeyi oluşturur.
Tüp araç üzerinde viraj almalar, tümsekler ve aerodinamik baskıdan oluşan ağırlığa büyük güce dayanmalıdır. Tüp önce Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) programlarıyla tasarlanırlar, bilgisayar kontrollu makineler kalıbın yapılacağı malzemeyi keser. Malzeme tahta değildir, insan yapımı ve suyu emmeyen bir mazlemedir. Ayrıca daha az kumludur ve ısı altında genleşmez, dolayısıyla doğru bir şasi yapmak için ideal bir malzemedir. Bu şasi modeli daha sonra karbon fiber ile kaplanarak asıl şasinin yapılacağı kalıbı oluşturur. Kalıb yapıldıktan sonra kenarları düzeltilir ve içine özel bir kimyasal madde sürülerek karbon-fiber tüp üretildikten sonra kolayca yerinden çıkartılması sağlanır.
Daha sonra kalıbın için karbon fiber katmanları yerleştirilir. Malzeme kullanılmaya hazır olduğu zaman kumaş gibidir, ancak ısıtılıp şekil verilebilir. Katmanlar yerleştirilirken fiberin nasıl yerleştirildiği önemlidir, sonuçta fiberin yönü tüpün dayanıklılığına ve sertliğine direkt olarak etki eder. Fiber yerine koyulduğu zaman kalıbın şeklini tam olarak almalıdır. Bunun için saç kurutma makinası ile ısıtılıp konulduğu yerin şeklini tam olarak alması sağlanır. Bütün katmanlar yerleştirilirdikten sonra kalıp bir vakum makinesine konulup her şeyin hatasız olarak kalıbın şeklini alması sağlanır. Kalıp içine konulan katman sayısı tüpün neresine rastladığına göre değişir, ancak daha fazla strese maruz kalan yerlere daha fazla kat fiber konulur, yinede averaj olarak 12 kat fiber katmanı koyulur. Bu katmanların nerdeyse yarısında dayanıklılığı arttırmak için bal peteği şeklinde alüminyum parçlar konulur.
Kalıba yeterli katman eklendikten sonra, kalıp ısıtılıp basınç uygulanacak autoclave makinasına konur. Yüksek ısı fiber içindeki yapıştırıcıyı dışarı atar ve yüksek basınçta (100 psi) katmanları birbirine iyice yapıştırır.İşlem sırasında fiber sertleşir ve şasi normal olarak ikibuçuk saat içinde hazır hale gelir. Pedallar, göğüs ve koltuk arkalığı gibi iç malzemeler epoxy ile yapıştırılıp dış yüzey sponsorun renklerine göre boyanır.Yakıt tankı, veya " hücre " şasinin içinde hemen sürücünün arkasına yerleştirilir. Hücre iki kat lastik, nitrate butadiene yapılmıştır ve dış yüzeyide yrtılmalara karşı kevlarla takviye edilmiştir. Hücre çanta gibidir yırtılmadan veya akıtmadan deforme edilebilir. Hücre, konulacağı yere göre ölçülüp yapılır ve yüksek g-baskısı altında oynamaması için yerine sabitlenir. Bu tankın içi çok komplex bir yapıya ve yakıtın tank içinde sağa sola sallanmaması için çeşitli bölmeler ayrılmıştır. Içerdeki yakıtı son damlasına kadar kullanabilmek için üç adet pompa görev yapar. Bu pompalar belli bir akıcılıkta yakıtı tek bir yakıt pompasına aktarır. Yakıt tankı ile motor arasındaki bağlantı ayrılabilir, böylece ağır bir kaza sonucu motorun kopması halinde yakıt akışı kesilir. Yakıt tanklarının büyüklükleri takımlara göre değişir, ancak Jordan'ın yakıt hücresi 135 litreliktir.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/sasi01.gif
Fren
320 km/h süratten 80 km/h sürate 3 saniyeden aşa bi sürede indirir. Arabanın yavaşlaması sırasında, sert frenlemelerde 4 g'ye kadar bir güç üretilir.
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/fren2.jpg
F1 araçlarında da yol arabaları gibi disk frenler kullanılır, ancak bunlar 750° C'de çalışmaya göre tasarlanmışlardır ve her yarıştan sonra değiştirilirler. Sürücüler, sert fren yaptıklarında araçlarının düzgün bir çizgide yalpalama yapmadan durmasını isterler. Bunu sağlamak içinde direksiyon üzerinde bulunan bir düğme yardımıyla aracın ön ve arka fren baskı dengelerini ayarlarlar. Fren güçleri genelde %60 ön, %40 arka frenler olarak ayarlanır. Bunun sebebi sürücü frene asıldığı zaman araç ağırlığının öne yığılması ve arka kısmın hafiflemesidir. Eğer fren baskı güçleri 50/50 ayarlansaydı arka taraf daha hafif olacağı için tekerlekler kilitlenecekti. Aşağıdaki fotoğraflardan soldaki Ferrari F1-2002 önfrenini, ortadaki ise 1998 McLaren MP4/13'ün arka frenini göstermektedir:
Sıralama turları için fren disklerinin ömrü önemli olmadığı için daha ince diskler kullanılır, böylece aracın hareketsiz ağırlığı azaltılır. Yarış diskleri genelde 28mm (maksimum müsaade edilen) kalınlığında olmasına karşın sıralama turlarında kullanılanlar 21 mm kalınlığındadır. Ferrari ince disklere ilaveten sıralama turlarında ayrıca hafif kaliprelerde kullanıyor. Takımlar sıralama turları sırasında aerodinamik avantaj elde etmek için ön frenlerde diskleri soğutmak için kullanılan kanalları ya çok küçük tutarlar yada hiç kullanmazlar.
Fren pedalına basıldığında fren hidroliği pistonların içine aktarılır, pistonlarda balataları iterek diski sıkıştırır ve tekerleğin yavaşlamasını sağlar. Diskler çoğunlukla deliklidir, bu sayede içlerine giren hava akımı ısı seviyesini düşük tutar.
Sağ taraftaki resimde Ferrari F1-2000'deki iki fren ana silindirleri görülmekte. Bunlar ancak aracın burnu söküldüğünde ortaya çıkarlar. Bu silindirlerde ön ve arka frenler için gerekli olan sıvı (hidrolik) bulunur. Ön ve arka frenler ayrı ayrı bağlanmıştır. Bu sayede sistemlerden birinde arıza olursa pistte durabilmek için ön veya arka frenlerden birisi devrede kalır.
Fren üretimi
Bu frenler yüksek teknoloji ürünü karbon malzemelerden yapıldıkları için çok pahalıdır ve tek bir diskin üretilmesi yaklaşık beş ay sürer. Diski yapmanın ilk adımı beyaz polyacrylo nitrile (PAN) fiberlerini tamamen kararana kadar ısıtmakla başlar. Bu işlem malzemeyi ö-oksidasyona uğratır. Daha sonra şekil verilerek kesilir ve karbonize edilerek saf karbon fiber elde edilir. Daha sonra iki yoğunluk azaltıcı ısıl işlem yaklaşık 1000 derecede gerçekleştirilir. Bu işlem yüzlerce saat sürer ve bu sürede malzemenin içinde bulunduğu fırına hidrokarbon zengini gazlar enjekte edilir. Buda malzeme katmanlarının birbirlerine geçerek sert bir materyal oluşturmasını sağlar. İşlemleri biten diske ise daha sonra son şekli verilip araca takılacak hale getirilir.
F1 araçlarında kullanılan frenleri yapan iki ana şirket vardır, AP Racing ve Brembo (Brembo AP Racing'i satın aldığı için aslında tek şirket de denilebilir). Karbon diskler ve balatalar çelikten daha fazla aşındırıcıdır ve ısıyıda daha rahat dağıtırlar. Çelik frenler CART yarışlarında kullanılıyor ve ısı transferi ve yüksek ısı altında şekil değiştirmeleri yüzünden F1'de tercih edilmiyorlar. Aynı zamanda metal fren diskleri yaklaşık 3 kg gelirken, tipik bir karbon fren sistemi 1.4 kg ağırlığındadır. Ancak metal frenler karbonlara göre sürücü tarafından daha fazla hissedilir. Balataların ve disklerin performansı ısılarına çok bağlıdır. Frenlerin normal çalışma ısıları 400-800 derece arasındadır. Bu ısıyı araçlar virajı alırken jantın içinden kıpkırmızı olan disk sayesinde görebilirsiniz.
Elektronik Sitemler
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/ecu.gifhttp://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/elec1.jpg
Pistte yer alan 22 Formula 1 araçlarının her birisinin, kendi karmaşık elektronik sistemlerinin çoğunu idare edecek gelişmiş elektronik sistemlere ihtiyacı vardır. Her bir Formula 1 aracında aracın bir çok parçasını izleyen ve kontrol eden yaklaşık 100 değişik sensör ve tetikleyiciye bağlı bir kilometre kablosu vardır. Elektrik sorunu ile bir aracın yarışı terk etmediğini yarış çok azdır. Bu ise, bu teknolojinin modern F1 araçlarındaki önemli rolünü göstermektedir.
Motor Yönetimi
Modern F1 motorunun 800 beygir gücü önemli ölçüde bir motorun içindeki bir çok sistemi kontrol eden karmaşık elektronik kontrol ünitesinin (ECU) bir sonucudur ve bunun sonucu turların her noktasında azami gücü ile çalışabilmektedir. Pistin özelliklerine bağlı olarak motor değerleri pistten piste tamamen değişmektedir. Örneğin Monaco'da motor kontrol sistemi pedal hareketinin ilk yarısını son derece hassas diğer yarısını ise daha az hassas hale getirerek pilotun gaz üzerinde daha fazla kontrol sağlamasında yardımcı olur. Yani, pilot virajlı köşelerde gaz üzerinde daha büyük bir kontrole sahiptir, böylelikle tekerleklerin spin atmaması için köşelerde hızı sınırlamak çok daha kolaydır. Hockenheim gibi pistlerde, pilot yavaş yavaş tam gaza geçmek yerine, şikanlarda gaza tam yüklenmelidir. Gaz öyle ayarlanmış olacaktır ki, küçük bir hareket tam gaz hızlanma sağlayacaktır. Ayrıca pilot bir kasisten geçerken ve ayağı hafifte oynadığında gazın istenmeyen hareketlerini de kesmek mümkündür. Motor Kontrol Sistemi gazın ani hareketini önleyebilir ve hatta kasisli pistlerde bile sürekli tam gazda tutabilir. Motor ile gaz pedalı arasında direkt bağlantı olmadığı için bunun hepsi mümkündür. Gaz pedalının konumu bir tetikleyici ile algılanır ve sonra bu sinyal motor kontrol sistemine gönderilir ve orada motora iletilir. Bir Motor Elektronik Kontrol Sistemi, gazı daha fazla veya daha az hassas yapmanın çok ötesinde bir sistemdir. ECU, motordan azami torku almak için diğer özellikleri arasında emme itecek yüksekliğini ve yakıt enjeksiyonunu kontrol eder. Modern elektronik dünyasında, ECU, motorun tork çıkışını kontrol etmek için RPM dahil motorun bir çok parametresini izler. Yani, modern çağın F1 gaz pedalları, sadece yakıt girişini kontrol etmenin ötesinde bir tork sviçi olarak ta görev yapar. F1 motorları o kadar karmaşıktır ki, 15000 ile 18000 aralığındaki düşük güçlerde de çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Motoru bu güç aralığında tutmak için motor parametrelerinin izlenmesi ve kontrolü son derece önemlidir. Bu çalışma aralığı torkun hemen hemen sabit olduğu alandır ve motorun alt sınırların altına gitmesi, motor tekrar çalışma alanı içinde devir alıncaya kadar torkta ani bir düşüş meydana getirir ve bu noktada tork aniden yükselerek belki de spin atmaya yol açar.
Egzost
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/egzost.jpg
Egzost kullanılmış gazları motordan atmaya yararken, aynı zamanda motorun gerçek gücünü ortaya çıkarır. Motor içindeki komplike karakteristiklerden dolayı egzost borusunun uzunluğu motorun gücüne direkt etki eder. 1998 yılında Ferrari vites kutusunun ve motorun üstünden çıkan egzost sistemini tanıttı (şeklinden dolayı periskop olarak adlandırılmıştı). Bundan önce bütün takımlar dağıtıcılardan çıkan egzostlar kullanıyorlardı, ancak bu sistem sürücünün tam gaza baıp basmamasına göre araç üstündeki baskıya etki ediyordu. Artık McLaren, Williams ve BAR dışındaki bütün takımlar bu sisteme geçti. Periskop sistemini kullanan araçlar çoğunlukla altın veya gümüş film kullanarak süspansiyonları ve arka kanatın alt parçalarını yüksek ısıdaki egzost gazlarından korurlar. Michael Schumacher 2000 yılındaki Monaco yarışından, egzost gazının aşırı ısısı nedeniyle süspansiyonun kırılmasından dolayı yarış dışı kalmıştı.
---
Hava Girişi
http://www.f1turkiye.com/f1tur/teknik/images/havagirisi.gif
Sürücünün tam başının üstünde bulunan açıklık motora hava sağlamaya yarar. Genelde burada havanın sıkıştırılarak motora basınçla pompalandığı düşünülür, aksine hava kutusu tam aksini yapar. Hava kutusu ile motor arasında karbon fiberden motora doğru genişleyen bir kanal vardır. Genişlik arttıkça hava akımının yavaşlaması sağlanır buda havayı motora doğru iter.