Pit-Stop-uri, pistoale pneumatice si piulite


Patania celor de la Haas din week-end-ul trecut m-a facut sa scriu un scurt articol despre pit stop-uri in F1.

Pit-stop-urile au existat intotdeauna in motorsport. Fie pentru a inlocui o roata ce avea pana sau se distrusese, pentru a mentine nivelul aderentei la sol la cel mai inalt nivel prin montarea unui set de roti cu pneuri noi, pentru realimentare sau pentru ambele.  Cert este ca operatiunea trebuia mai tot timpul facuta in cel mai scurt timp.

Intrarile la boxe pentru schimbarea pneurilor au evoluat de la folosirea ciocanului pentru a slabi piulitele (de tip fluture) in anii de pionierat ai motorsportului la pistoale pneumatice (wheel gun), in ultimii 35-40 de ani.

Evolutie a fost si in cazul intrarilor la boxe pentru realimentare. Am trecut de la galeti de benzina cu care se umpleau rezervoarele prin palnii la canistre sub presiune sau la pompe de mare putere in ultimii ani in care realimentarea a fost permisa.

Formula 1 este un mediu extrem de competitiv. Astfel, echipele au incercat sa obtina avantaje inclusiv la pit-stop-uri. Ne aducem aminte incendiul de la boxele Bentton in 1994 cand mecanicii lui Briattore in incercarea de a scurta timpul de realimentare au scos filtrul de pe furtunul de combustibil pentru un debit crescut. Presiunea foarte mare a facut ca furtunul (nealiniat corespunzator) sa iasa din socket si astfel combustibilul s-a imprastiat pe monopostul fierbinte rezultand un incendiu spectaculos si extrem de periculos. In anii urmatori au mai fost o serie de incidente fapt care a determinat FIA sa renunte la realimentare in timpul curselor. Mecanicii trebuiau sa gaseasca alte metode de a scurta timpul petrecut de monoposturi la boxe. Si astfel, atentia a inceput sa se indrepte spre schimbul de pneuri.

Dupa cum spuneam, schimbul de pneuri a evoluat de la folosirea ciocanului (pentru slabirea piulitelor de tip fluture) la folosirea pistoalelor pneumatice. Daca in primul caz lucrurile sunt clare, timpul petrecut la boxe fiind direct proportional cu puterea mecanicului desemnat sa desfaca si sa stranga piulitele si de “incapatinarea” piulitei, in al doilea caz totul depinde de cuplul cheii pneumatice si de prinderea piulitei “din prima”.

Pistoalele pneumatice au fost alimentate mai tot timpul de butelii de aer comprimat. In 2011, Mercedes a inceput sa foloseasca Heliul pe post de “combustibil”. Avantajul moleculelor de dimensiuni mai mici este ca la aceeasi sectiune a furtunului debitul este mai mare. Iar un debit mai mare induce o rotatie de rotatie mai mare a cheii. Mai multe molecule in aceeasi sectiune inseamna si un cuplu crescut.

Problema este ca sistemul este extrem de costisitor in principal din cauza gazului care este extrem de scump fata  de un sistem clasic cu aer comprimat sau fata de sistemul folosit in prezent – azot comprimat. In plus s-a descoperit ca Heliul afecteaza pistoalele pneumatice, ele trebuind a fi inlocuite la fiecare 4 sau 5 curse. Pe parcursul lui sezon fiecare echipa foloseste undeva la 25 de pistoale, iar costul unui singur pistol poate ajunge si la 5000 de euro.

Si banalele piulite au evoluat. In motorsport ( cred ca doar Nascar-ul se incapataneaza sa foloseasca piulite clasice ) standard-ul este sistemul center-lock. Adica o singura piulita de dimensiuni generoase. Adoptat de foarte devreme, inca de la inceputurile curselor de automobile, sistemul center-lock a evoluat si el.

centerlock

S-a renuntat la piulitele de tip fluture in favoarea unora mai usoare, cu forme care mai de care mai ciudate.

This slideshow requires JavaScript.

In trecut piulitele riscau sa scape din cheia pistolului pneumatic. Dar nu era o problema pentru ca realimentarea dura mai mult decat schimbul de pneuri, iar mecanicii aveau timp sa puna o piulita de rezerva. Odata cu interzicerea realimentarilor, timpul efectiv pierdut la boxe il reprezenta timpul in care mecanicii reuseau sa schimbe pneurile. Si astfel, atentia s-a indreptat spre grabirea acestui proces.

In primul rand s-au redus numarul de spire al filetului. S-a ajuns la un filet cu pas destul de mare si cu numar mic de spire. Standard-ul actual este de 3 spire. Astfel, este indeajuns ca piulita sa faca 2 rotiri complete si sa ajunga la capatul cursei.

FIA ceruse ca piulitele sa aiba un sistem de siguranta care sa le mentina pe butuc chiar daca ele se desurubeaza. Inginerii au introdus asa numitul pin-lock.

Mecanicul trebuia sa traga manual o tija pentru a asigura piulita. Dar asta insemna o operatiune in plus de efectuat la pit-stop.

pin2

Inginerii au trebuit sa vina cu o solutie pentru inlaturarea acestei operatiuni. Si astfel au modificat butucul, iar in varful acestuia au aparut 2 sau 3 opritoare cu arc. Cand pistolul este impins pe piulita, el impinge si opritoarele in butuc si astfel piluta poate fi scoasa. Dupa strangere, la retragerea pistolului, arcurile imping opritoarele in afara, piulita fiind acum asigurata.

pin-lock

Toate bune si frumoase, insa riscul de a pierde piulita la scoaterea rotii inca exista. Si cum cuvantul cheie era viteza inginerii au mai facut cateva modificari. Au aparut asa numitele floating wheel-nuts. Adica piulite care “plutesc” in jante. Un sistem de oprire le mentine in gaura centrala a jantei, Astfel, la fiecare schimbare de roata, se schimba janta cu tot cu piulita. In plus, un nou sistem de asigurare al piulitelor a trebuit sa fie “inventat” pentru ca au aparut butucii cu rol aerodinamic (blown axle).

FW-hub

Apar 2 canale inaintea filetului iar piulita are un clichet cu arc armat de pistolul pneumatic care impiedica iesirea piulitei.

Sistemul acesta este folosit deja de cel putin 3 ani ca sistem standard de prindere al piulitei. Si da, de cele mai multe ori functioneaza ireprosabil. Exista insa cazuri in care planetele se aliniaza in asa fel incat apar erori.

Piulitele si filetul de pe butuc sunt in asa fel construite incat la momentul introducerii rotii pe butuc acestea se aliniaza, riscul unei incalecari a filetului fiind minim. Nu acelasi lucru s-a intamplat si in week-end-ul trecut in pit-box-ul echipei Haas.

Ambele roti (stanga fata si dreapta spate) nu au fost prinse corect din cauza incalecarii filetului.

paoli

In F1, toate pistoalele pneumatice sunt furnizare de o companie italiana numita Dino Paoli. Ele au un senzor de cuplu care decupleaza sistemul in momentul in care se atinge valoarea nominala. Cand piulita incaleca filetul iar pistolul functioneaza la o turatie de peste 10.000 rpm, mecanicul nu-si poate da seama de problema. Iar cuplul de peste 3000 nm al pistolului strange piulita imediat.

Problema apare cand monopostul este coborat de pe cric. Greutatea acestuia face ca piulita sa sa slabeasca, dar in acel moment semaforul pentru pilot arata deja culoarea verde pentru ca toate cele 4 pistoale pneumatice (cate unul pentru fiecare roata) a raportat deja strangerea piulitei la cuplul nominal. Exact asta s-a intamplat si cu Haas F1.

Este o problema care apare extrem de rar. Iar aparitia ei la doua pitstop-uri consecutive este si mai rara. Dar se intampla.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.