(News.oto-hui.com) – Đua xe F1, công thức 1 hay thể thức 1 có thể coi là giải đua xe danh giá và đắt đỏ bậc nhất hành tinh khi tất cả những công nghệ tinh túy nhất của ngành ô tô thế giới đều được gói gọn trên một chiếc xe đua F1. Vậy thì chiếc xe này có gì đặc biệt, hãy cùng tìm hiểu thông qua bài viết này nhé.
Ở phần 1 chúng ta đã tìm hiểu về những khái niệm cơ bản, các luật lệ của giải đua và thiết kế khí động học của chiếc xe đua F1. Nối tiếp ở phần 2 này chúng ta sẽ bóc tách lớp vỏ khí động học bên ngoài và tìm hiểu những bộ phân bên trong của chiếc xe đua đắt đỏ này nhé.
– Tất tần tật về xe đua F1: Giải đua xe danh giá và đắt đỏ bậc nhất hành tinh (Phần 1)
– Tất tần tật về xe đua F1: Giải đua xe danh giá và đắt đỏ bậc nhất hành tinh (Phần 3)
1. Cấu trúc giá đỡ của xe đua F1:
Bên dưới lớp vỏ xe là phần cấu trúc giá đỡ của xe có vai trò là nơi chứa đựng, liên kết và nâng đỡ những bộ phận, hệ thống khác trên chiếc xe. Có thể chia cấu trúc giá đỡ của xe thành 3 phần đó là:
- Monocoque: Đây là một lớp vỏ được làm từ sợi cacbon bao quát khu vực đầu và thân xe. Có vai trò là giá đỡ cho hệ thống treo trước, là nơi chứa khoang người lái, bình nhiên liệu,…và những bộ phận, hệ thống có trong khu vực đầu và thân xe.
- Khung cố định động cơ: Nối tiếp với phần khung Monocoque là khung cố định động cơ có vai trò nâng đỡ và cố định động cơ của chiếc xe.
- Vỏ bọc hộp số: Cuối cùng là phần vỏ bọc hộp số. Phần vỏ này cũng được chế tạo từ sợi cacbon có vai trò là nơi chứa đựng hộp số và giá đỡ cho hệ thống treo sau của xe.
Monocoque và vỏ bọc hộp số được chế tạo từ sợi cacbon để làm giảm khối lượng của xe nhưng vẫn có thể đảm bảo được độ cứng vững. Còn khung cố định động cơ được làm bằng kim loại để có thể chịu được nhiệt độ cao tỏa ra từ động cơ khi xe hoạt động.
2. Hệ thống treo xe đua F1:
Hệ thống treo là một trong những hệ thống phức tạp nhất trên xe đua F1 khi nó phải đảm bảo được các yêu cầu về độ cứng vững, bền bỉ và khả năng làm việc linh hoạt trong quá trình vận hành của xe.
Có thể chia hệ thống treo xe đua F1 thành 3 phần là:
- Phần nằm bên trong thân xe: bao gồm các bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn, thanh chống lật và bộ phận điều chỉnh.
- Phần nằm bên trong bánh xe: bao gồm cùm bánh, các vòng bi và trục bánh xe.
- Phần nằm lộ thiên bên ngoài: bao gồm các tay đòn và thanh kéo.
Đầu tiên hãy tìm hiểu về hệ thống treo phía trước. Bánh xe được liên kết với phần giá đỡ (Monocoque) thông qua các tay đòn hình chữ V. Vì không phải nằm gần động cơ nên các tay đòn chữ V được liên kết với giá đỡ bằng các khớp uốn có kết cấu đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được độ vững chắc và linh hoạt. Các tay đòn được chế tạo từ các vật liệu kim loại có độ bền cao và được bọc một lớp vỏ có thiết kế khí động học ở bên ngoài, giúp nâng cao tính khí động học chung của xe.
Thanh đẩy là bộ phận tương tác trung gian giữa cùm bánh xe với các bộ phận đàn hồi. Một bộ phận liên kết đa điểm bằng kim loại sẽ kết nối thanh đẩy với ống lò xo đàn hồi.
Khi trục bánh xe dao động theo phương thẳng đứng để cân bằng thân xe, cùm bánh xe sẽ tác động vào một đầu của thanh đẩy làm cho đầu còn lại chuyển động quay quanh bộ phận liên kết. Ống lò xo đàn hồi sẽ đảm nhiệm vai trò hấp thụ và điều chỉnh cân bằng các lực tác dụng này. Ngoài ra trên bộ phận liên kết còn có các đầu nối với bộ phận giảm chấn, giúp dập tắt những dao động không cần thiết sinh ra từ lò xo đàn hồi.
Giờ hãy đến với hệ thống treo phía sau xe đua F1. Hệ thống treo sau cũng có các bộ phận giống với hệ thống treo trước của xe như bộ phận đàn hồi, giảm chấn, các tay đòn chữ V trên và dưới,…
Vì có vị trí nằm ngay cạnh động cơ nên các khớp nối giữa tay đòn và giá đỡ lúc này đã được thay bằng các ổ trục hình cầu để hạn chế sự ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao. Các tay đòn chữ V cũng được chế tạo bằng kim loại và bọc lớp vỏ khí động học ở bên ngoài.
Điểm khác nhau tiếp theo đó là hệ thống treo sau sử dụng thêm một bộ phận đàn hồi bằng thanh xoắn. Khi bánh xe chuyển động tịnh tiến lên xuống sẽ tác động vào thanh xoắn thông qua bộ phận liên kết. Các thanh xoắn được chế tạo bằng vật liệu có khả năng đàn hồi cao sẽ hấp thụ các lực tác dụng từ thanh đẩy và giúp cân bằng thân xe.
Việc sử dụng các thanh xoắn thay cho các cơ cấu lò xo đàn hồi truyền thống có kích trước lớn giúp cho xe tiết kiệm được rất nhiều không gian bên trong và làm giảm khối lượng của xe.
Ngoài ra, bộ phận lò xo đàn hồi cũng sẽ chịu trách nhiệm hấp thụ và cân bằng các tác động chung với thanh xoắn. Độ cứng của lò xo đàn hồi có thể được điều chỉnh bằng cách thêm bớt các vòng đệm vào trong lò xo để phù hợp với các tính toán của chiếc xe.
Liên kết giữa hai cơ cấu đàn hồi là một thanh cuộn có vai trò giống như thanh cân bằng giúp điều tiết hoạt động hệ thống treo ở hai bên để hạn chế hiện tượng lật thân xe.
Tất cả các bánh xe đều được gắn với thân xe bằng những sợi dây cáp cực kì chắc chắn. Các sợi dây cáp này được luồn bên trong các tay đòn với nhiệm vụ giữ các bánh xe không được văng ra ngoài khi xảy ra va chạm trong chặng đua. Nếu xảy ra va chạm và hệ thống treo bị gãy, phá hủy. Các bánh xe sẽ bị văng ra xung quanh và làm ảnh hưởng đến các chiếc xe khác. Với một chiếc xe đua có tốc độ cao như vậy thì việc có vật thể lạ xuất hiện ở giữa đường đua một cách bất chợt là cực kì nguy hiểm nên đây là giải pháp để hạn chế tình xuống không mong muốn trên.
3. Hệ thống lái của xe đua F1:
Kết cấu hệ thống lái của xe đua F1 không có gì quá khác biệt so với hệ thống lái trên các dòng xe thương mại. Chúng đều có các bộ phận như vô lăng, trục lái, cơ cấu lái, các đòn kéo,…
Điểm khác nhau dễ nhìn thấy nhất trên hệ thống lái trên xe đua F1 đó có lẽ là về hình dáng của chiếc vô lăng. Chúng nhìn giống như những chiếc tay cầm của các thiết bị chơi game chứ không hề có hình tròn như những chiếc vô lăng thông thường. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu nguyên nhân cho vấn đề này ở phần vô lăng nhé.
4. Hệ thống phanh xe đua F1:
Hệ thống phanh trên xe đua F1 là hệ thống phanh thủy lực, có kết cấu và hoạt động giống như trên các dòng xe thương mại trên thị trường. Hệ thống phanh của xe đua F1 sử dụng hai xylanh chính một buồng để điều khiển hai cụm phanh trước và sau của xe. Điều này cho phép tay đua có thể điều chỉnh momen phanh ở phanh trước và phanh sau khác nhau tùy vào từng trường hợp.
Bàn đạp phanh liên kết với ti đẩy của xylanh chính bằng một khớp nối đơn giản. Hai đầu còn lại của xylanh chính liên kết với một trục vít có thể chuyển động tịnh tiến bằng cách quay quanh tâm trục của ổ đỡ được đặt ở giữa. Trục vít này được điều khiển quay bằng điện tử và tuân theo sự chỉ dẫn của tay đua để có thể điều chỉnh momen phanh khác nhau giữa phanh trước và phanh sau. Tay đua sẽ điều khiển độ tăng giảm momen phanh giữa các cụm phanh thông qua nút điều chỉnh có trên vô lăng của xe.
Ví dụ như khi trục vít được điều khiển quay dịch chuyển sang bên phải. Xylanh chính của cụm phanh sau di chuyển lại gần với ổ đỡ hơn, chiều dài tổng thể của xylanh chính khi chưa đạp phanh được rút ngắn lại. Từ đó hành trình của ti đẩy được tăng lên và làm tăng momen phanh cho cụm phanh sau.
Ngược lại, xylanh chính của cụm phanh trước bị đẩy ra xa ổ đỡ. Chiều dài tổng thế của xylanh chính bị tăng lên và làm giảm momen phanh của cụm phanh phía trước.
Nhiệt độ sinh ra tại các cơ cấu phanh là rất lớn. Chính vì thế nên việc làm mát các chi tiết và đảm bảo nhiệt độ làm việc ổn định trong hệ thống phanh là vô cùng quan trọng. Toàn bộ cơ cấu phanh của bánh xe được bao phủ bên trong một tấm che làm cacbon. Trên tấm che được thiết kế một đường dẫn để đưa không khí đi vào làm mát các chi tiết của hệ thống.
Tại sao phanh xe đua F1 đắt gấp 100 lần với phanh thông thường?
Đĩa phanh của xe đua F1 được làm từ vật liệu tổng hợp và gia cố bằng sợi cabon. Điều này giúp cho đĩa phanh có được độ cứng vững và bền bỉ đáng kinh ngạc. Nhiệt độ làm việc của đĩa phanh dao động từ 400 đến 1200oC (gần bằng nhiệt độ của dung nham). Trên đĩa phanh có hàng ngàn các lỗ tản nhiệt kéo từ tâm đĩa ra ngoài. Không khí đi qua các lỗ này sẽ giúp cho đĩa phanh đạt được hiệu quả làm mát tốt nhất.
Hệ thống phanh phía sau cũng có thiết kế và hoạt động tương tự như hệ thống phanh phía trước nhưng có kích thước nhỏ hơn.
5. Bình nhiên liệu của xe đua F1:
Bình nhiên liệu của xe đua F1 được chế tạo bằng vật liệu Kevlar và gần như không thể bị đục thủng. Đây là loại vật liệu có độ bền gấp 5 lần thép, được sử dụng để chế tạo áo chống đạn, lốp xe, thuyền,…
Nhiên liệu sử dụng trong xe đua F1 có gì đặc biệt: Quy định, cấu tạo, hạn chế?
Bình nhiên liệu được đặt trong khoang Monocoque, ngay sau lưng người lái. Hình dạng của bình nhiên liệu không có mẫu cố định mà luôn có xu hướng lấp vào toàn bộ những khoảng trống xung quanh nó để có thể tăng thể tích của bình chứa lên mức cao nhất. Lí do là bởi vì từ mùa giải năm 2010 trở đi, các xe đua sẽ không được phép cung cấp thêm nhiên liệu trong quá trình diễn ra chặng đua.
Bình nhiên liệu của xe đua F1 có thể chứa từ 115 đến 150L nhiên liệu. Trong bình chứa có nhiều vách ngăn với các van một chiều với mục đích giữ cho lượng nhiên liệu trong bình không bị dao động khi xe đang di chuyển. Nếu như nhiên liệu trong bình dao động và tạo sóng, các bọt khí có thể được sinh ra và làm đói bơm nhiên liệu. Từ đó làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của bơm và công suất của động cơ.
Bài viết liên quan:
- Những lốp xe đua F1 đã qua sử dụng sẽ được dùng để làm gì?
- Lực Downforce là gì và tầm quan trọng của nó trong xe đua F1?
- Những điều cần biết về: Sự phát triển của động cơ xe đua F1
- Lớp nước sơn xe đua F1: Có phải để làm đẹp?
- Động cơ tăng áp Mercedes-AMG mới có thể tận dụng nhiệt khí thải như trên xe đua F1
- Các đội đua F1 sử dụng bao nhiêu lốp xe trong suốt chặng đua?
- Hệ thống hồi phục năng lượng Kinetic trên xe đua F1
- Tìm hiểu về đội ngũ kỹ thuật Pit Stop – Đua xe công thức F1
