Symonds en TrulliSymonds en TrulliMaleisi� is een van de warmste races op de kalender, en het is van levensbelang dat de teams hun wagens kunnen koelen. Pat Symonds van Renault gaat dieper in op die uitdaging.

Hitte en ineffici�ntie
Een van de unieke kenmerken van de GP van Maleisi� is de verschrikkelijke hitte. De eerste ronde in Melbourne kan je vergelijken met een typische Europese zomer. Maar in Maleisi� ligt de temperatuur ongeveer 10 graden hoger. Dit zorgt ervoor dat we de betrouwbaarheid en de a�rodynamische prestaties voorzichtig moeten plannen.

De nood aan koeling is essentieel, maar is afhankelijk van de ineffici�ntie van de motor. Zelfs een geavanceerde F1 motor is relatief ineffici�nt als het aankomt op het omzetten van de brandstof/lucht mix naar kracht op de achterste wielen. Dit wordt gemeten als de �temperatuurseffici�ntie�, en dat ligt gemiddeld rond de 30%. Als een F1 motor rond de 650KW (850pk) op de dynamometer produceert, gaat er ongeveer 1500KW (of een potentieel van 2000pk) aan energie verloren.

Waar gaat dat potentieel naartoe? Een klein percentage wordt omgezet naar het aparte geluid van een F1 wagen. Het grote merendeel verdwijnt als hitte. De olie �verdwijnt� ongeveer 120KW en het water systeem 160KW. Door de ineffici�nties in de versnellingsbak verliezen we rond de 15KW, en de hydraulica is goed voor ongeveer 3KW. Ongeveer 34% van de rest gaat verloren door de uitlaat als warmte. En zo�n 15% van de onbenutte energie zit in de overschotten aan brandstof.

Wiskunde in de praktijk
Deze verspilling aan energie zorgt voor grote uitdagingen als je de temperatuur onder controle wil houden. De hitte uitwisselsystemen zijn zeer effici�nt, maar hun prestaties hangen af van de �air side capacity�. Makkelijker gezegd: De grote van de massa van de lucht die je door een radiator van een bepaald gebied kan sturen. Dit hangt af van de luchtsnelheid in de opnamemond van de radiator. Die snelheid is iets van een 10-15% van de snelheid die de wagen heeft. Dus als een wagen tegen 300km/u rijdt, dan is de luchtsnelheid in de kanalen iets van een 30-35km/u.

De temperaturen van de olie- en watersystemen hangen af van verschillende criteria. De watertemperatuur is een functie van de gemiddelde kracht die je gebruikt op het circuit, terwijl de olietemperatuur een functie is van de kracht en de gemiddelde motorsnelheid van een lap.

De ballans zoeken
Je ziet hoe moeilijk het koelen is, en dan heb je een goede reden nodig om zoveel elkaar tegensprekende problemen aan te pakken. Die reden is: a�rodynamica. We moeten de correcte ballans vinden tussen koelen en de a�rodynamische prestatie. Want hoe meer lucht we door de verschillende kanalen moeten sturen, hoe minder effici�nt de a�rodynamica wordt. Een wissel tussen een minimum en maximum aan koeling betekend een verlies van neerwaartse druk van ongeveer 5%, wat ongeveer 4 tienden van een seconde per lap is.

De luchtstroom wordt bediend door verschillende configuraties van de radiator uitlaat, en de R24 heeft 13 verschillende configuraties om met zowat alle condities rekening te houden. De configuratie op een bepaald circuit hangt af van de lucht temperatuur, �circuitfactoren� (bvb hoeveel en hoelang wordt er plankgas gegeven), en de temperatuurslimiet van de motor.

Over het algemeen gebruiken we een olie temperatuur die hoger ligt dan 100�C.  Zetten we het water onder een druk van 3,75bar, daardoor wordt het kookpunt uitgesteld tot 120�C. Door deze hoge temperaturen te gebruiken kunnen we met minder luchtstroom door de radiators rijden. Hierdoor verbetert de a�rodynamische prestatie van de wagen. Maar dat heeft wel tot gevolg dat iedere extra 5�C die we gebruiken, ongeveer 1pk van de motor wegneemt.

Tegenwoordig is a�rodynamica een van de belangrijkste factoren in de F1. Daarom steken we veel tijd en middelen in luchttunnel tijd voor de koeling. De prijs die we nu betalen in a�rodynamische effici�ntie, voor een daling van 10�C van de wagentemperatuur is nu 80% kleiner dan 4 jaar geleden.

Alles weten over Formule 1 in 2022?
Hier, op GP Pits brengt Formule 1 nieuws eneen F1 Magazine F1-seizone 2021 lees je alles over de races, voorbeschouwingen, nabeschouwingen en het brekende nieuws.
Op ons gratis forum lees je alles over formule 1 en nog veel meer. Meld je gratis aan en neem deel aan discussies over de mooiste sport van de wereld!

By peter