
こんばんは
今日は晴れた函館です。
気温はー2℃と寒めです。
今シーズンのF1はマシンのレギュレーションがかなりの部分で変わり、各チームは苦慮しているところです。
特にエンジンの圧縮比が従来の18:1から16:1に下げられたことで、馬力も10馬力程度下がる模様。
しかし、F1は魑魅魍魎の世界。
その抜け道をメルセデスとレッドブルが見つけたようです。
その抜け道とは、常温で計測すると16:1、エンジンが暖まると18:1になる仕組みだそうです。
一部報道ではコンロッドを熱膨張の大きい材質を使い長くするのだそうです。
ではその理論とはどんなものでしょう。予想してみました。
まず圧縮比18:1と16:1の違いを見てみましょう。
F1は排気量1600ccの6気筒。1気筒あたりの排気量は266.7ccです。
なので、燃焼室の容積は、18:1が14.8cc、16:1が16.7となり、その差2ccです。
つまり熱膨張で燃焼室容積を2cc減らせば良いということになります。
F1のピストン径は8cmなので、面積が50.3cm²です。これで2ccを割ると0.04cm=0.4mmとなります。
って事は常温から作動温度になったときにコンロッドが0.4mm伸びれば良いということになります。
※ピストンが0.4mm燃焼室に食い込み、圧縮比が上がる。
コンロッドの長さはだいた100mm前後だそうで、それに熱膨張係数と、常温と作動温度の温度差をかければ伸びが求められます。
温度差はわかりませんが、クランク室にオイルが入っていることを考えるとせいぜい150℃でしょう。
なので温度差は150℃-20℃=130℃として計算します。
例として各チームが採用しているであろうチタンで計算してみます。熱膨張係数は8.5×10マイナス6乗×130℃×100mmなので、0.111mmです。
逆に0.4mm延びるには熱膨張率が30.77必要です。そんな金属あるか!と思いますが、ジュラルミンが27.3と近い値です。
強度は不足しますが、スチール繊維を内部に鋳込むと強度が増す例があるので、(Fiber Reinforced Metal)工夫次第で現実味はあります。
また、合金になると強くて熱膨張が多い金属がきっとあると思います。
それにしてもメルセデスはどんな金属を使っているんでしょうか。
興味は尽きません。
ここまで書きましたが、もし間違いがあれば指摘してください。
Posted at 2026/01/28 23:04:22 | |
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