Jak NASCAR Race Cars fungují

  • Phillip Hopkins
  • 0
  • 5448
  • 573
Automobil č. 22 sponzorovaný společností Caterpillar. Zobrazit další obrázky NASCAR. Foto s laskavým svolením Caterpillar

Zpočátku to bylo to, co znělo jako závodní auto. Řidiči skutečně koupili zbrusu nová auta od prodejců a šli závodit. Národní asociace pro automobilové závody na vozidlech (NASCAR), který byl uspořádán v roce 1947, vytvořil standardizovaný soubor pravidel pro závody na vozidlech a vytvořil systém pro výběr národního šampiona na základě výkonu na závodech po celé zemi..

Původní závody probíhaly na prašných cestách, které byly roztrhané a hrbolaté. Nemodifikovaná auta nebyla pro tento druh zneužití dostatečně tvrdá, a tak NASCAR začal umožňovat úpravy vozů pro zvýšení jejich životnosti. V průběhu let bylo provedeno stále více úprav, někdy za účelem zvýšení bezpečnosti (podrobnosti viz Jak NASCAR Safety Works) a někdy za účelem zlepšení konkurence. NASCAR přísně řídí všechny tyto modifikace, které jsou podrobně popsány v knize pravidel NASCAR. Při každém závodě jsou automobily kontrolovány z hlediska dodržování těchto pravidel.

Dnes mají závodní vozy NASCAR s pouličními vozy velmi málo společného. Téměř každý detail automobilu NASCAR je vyráběn ručně. Tělesa jsou vyrobena z plochého plechu, motory jsou sestaveny z holého bloku a rám je vyroben z ocelových trubek.

V tomto článku se podíváme na to, jak se tyto závodní vozy vyrábějí, počínaje komponentou, která je klíčová pro bezpečnost řidičů a poskytuje základ pro vše, co je v autě: rám.

Zvláštní poděkování Housenka® a Bill Davis Racing Rám závodního automobilu NASCAR před instalací karoserie

-

Abychom prozkoumali, jak se závodní auta NASCAR staví, navštívili jsme Bill Davis Racing v High Point, NC.

Tento obchod nakupuje své rámy prefabrikované od dodavatele rámečků. Rám se skládá ze struktury kulatých a čtvercových ocelových trubek různé tloušťky. Převážná část struktury obklopuje řidiče. Tato část rámu - rolovací klec -- je vyroben z nejsilnější hadičky a je navržen tak, aby zůstal pohromadě, chrání řidiče během jakéhokoli typu srážky (podrobnosti viz Jak NASCAR Safety funguje).

Přední a zadní část rámu, nazývaná přední klip a zadní klip, jsou vyrobeny z tenčí ocelové trubky, takže se rozdrví, když auto zasáhne jiné auto nebo zeď. Kromě sklopení je přední spona navržena tak, aby při nehodě vytlačila motor ze spodní části automobilu - nikoli do prostoru pro řidiče - během nehody..

Když rám přijde do obchodu, firewall (kovový panel oddělující motorový prostor od prostoru pro řidiče) a podlahové panely jsou svařovány spolu s různými montážními držáky pro věci jako motor, zavěšení, sedadlo, palivový článek a tělo.

Dalším krokem je stavba těla a jeho instalace na rám. Tento proces je úžasný - téměř každá část těla je vyrobena ručně z plochého plechu.

Některé z 30 šablon použitých k určení tvaru těla

-

Proces výroby těla pro závodní vůz NASCAR je neuvěřitelně náročný na práci. Výroba a instalace bo-dyu pro jeden z těchto vozů trvá 10 pracovních dnů.

Tvar vozu je většinou určen pravidly NASCAR. Tato pravidla jsou zapouzdřena v sadě 30 šablon, z nichž každá je tvarována tak, aby odpovídala jinému obrysu automobilu. Například největší šablona se vejde přes střed vozidla zepředu dozadu. Když je šablona umístěna na vozidle, nemůže mezera mezi šablonou a vozidlem překročit stanovenou toleranci. Každá šablona je na okraji označena barevnou čarou. Pokud je čára červená, musí být mezera menší než 0,18 cm. Pokud je čára modrá, musí být mezera menší než 0,64 palce (0,64 cm). Pokud je čára zelená, musí být mezera menší než 1,27 cm.

Šablony ve skutečnosti umožňují trochu volnosti v designu vozu. Protože 30 šablon nestačí k pokrytí každého palce těla, NASCAR nese některé oblasti mezi umístěními šablon přísně.

Konstrukce jednoho z těchto aut nemá nic společného s tím, jak se vyrábí pouliční auto. S výjimkou střechy, kapoty a víka paluby (dodávané společností Dodge) jsou všechny panely karoserie vyráběny oříznutím a následným ručním válcováním plochého plechu mezi válci Anglické kolo, který pomalu ohýbá a zakřivuje kov, dokud se kontura neshoduje se šablonami a nezapadá do auta.

Anglické kolo se používá k tvarování plochého plechu na zakřivené panely karoserie.

Poté, co jsou kusy tvarovány, jsou přivařeny k autu ak sobě navzájem pomocí šablon ke kontrole jejich umístění. Švy mezi kusy jsou přivařeny a následně broušeny, takže po dokončení vozu je to hladký a bezproblémový kus. Dveře se ani neotevírají.

Tělo, které je téměř připravené k malování

Poté, co je karoserie namontována a hladká, je vozidlo opatřeno základním nátěrem a natřeno. Všechny štítky jsou nainstalovány, včetně štítků světlometů (auta NASCAR nemají světlomety), což pomáhá, aby závodní auto vypadalo spíše jako pouliční auto.

Ne všechna auta jsou vyrobena podle stejných specifikací. Některá auta jsou vyhrazená krátkodobá auta, a další jsou oddaní super rychlostní vozy. Mezi těmito dvěma typy existují velké rozdíly.

Střecha

Střecha závodního automobilu NASCAR má bezpečnostní zařízení, které zabrání převrácení vozidla. Pokud se vůz roztočí, rozloží se klapky ve střeše. Tyto klapky mění tvar vozu a eliminují vznikající výtah. Další podrobnosti viz Jak NASCAR Safety funguje.

Krátkodobé auto

-

Týmy NASCAR staví dva typy aut. Staví automobily pro krátké tratě, jako je Bristol Motor Speedway v Tennessee, kde jsou nejvyšší rychlosti nižší a zatáčky jsou přísnější. Také staví automobily pro super rychlostní dráhy, jako je Talladega v Alabamě, kde jsou nejvyšší rychlosti vyšší, ale výkon motoru je omezený.

Krátkodobá auta

Cílem při navrhování vozu s krátkými dráhami je vytvořit co nejvíce přítlak jak je to možné. Přítlak je aerodynamická síla, která má tendenci tlačit auta těsně proti zemi, což umožňuje pneumatikám uchopit dráhu s větší silou. Díky tomu se vozy pohybují v těsnějších zatáčkách co nejrychleji. Downforce přichází s pokutou za zvýšený odpor, ale na krátkých tratích není snížení odporu tak důležité, protože motory jsou schopny dosáhnout plného výkonu (nejsou omezeny omezovacími deskami) a rychlosti jsou obecně nižší.

Rozsáhlé testování se provádí ve větrném tunelu pro optimalizaci konstrukce karoserie pro maximální přítlak. Karoserie je namontována co nejdále zpět na rám - asi 5 palců (12,7 cm) zpět od místa karoserie na superrychlém voze. To pomáhá vozidlu vytvořit další přítlak.

Přední blatníky na krátkých tratích jsou mnohem výraznější a zakřivené, což také pomáhá vytvářet přítlak.

Vzhledem k tomu, že na krátkých tratích jsou rychlosti nižší, může být výzvou dostat dostatek chladicího vzduchu do motoru a brzd - zejména proto, že motory a brzdy generují během krátkých závodů více tepla. Otvor grilu na přední straně krátkokolejkového vozu je větší než u superrychlostního vozu a další otvory odvádějí vzduch přímo na brzdy.

Superrychlostní auto

Super rychlostní vozy

Na super rychlostních drahách je trať mnohem delší a rovnější a bankovnictví je vysoké, což umožňuje automobilům udržovat vysokou rychlost po celou cestu. Cílem při stavbě automobilu pro superrychlostní dráhy je co nejvíce snížit odpor. Tyto stopy vyžadují použití omezovací desky které snižují výkon motoru z přibližně 750 koní (hp) na 450 koní.

Protože motor nevyrábí svůj plný výkon, je důležité co nejlépe využít energii snížením odporu. Karoserie na superrychlém vozidle je namontována dopředu na rámu, aby se snížil odpor. Boky a blatníky jsou méně tvarované a otvor grilu je pečlivě testován ve větrném tunelu, aby se našel nejmenší otvor, který zajistí potřebné proudění chladicího vzduchu..

Toto zařízení je umístěno za grilem během zkoušek ve větrném tunelu, aby se určila rychlost vzduchu vstupujícího do motorového prostoru.

Při vyšších rychlostech superrychlostní dráhy je dostatek proudu vzduchu pro chlazení brzd a mnohem menší otvor mřížky může zajistit dostatečné chlazení motoru.

Dodge NASCAR motor během montáže v prodejně motorů v Bill Davis Racing

Motor v závodním autě NASCAR je pravděpodobně nejdůležitější součástí. Na konci musí udělat obrovské množství energie bez jakýchkoli poruch.

Možná si myslíte, že tyto motory NASCAR nemají nic společného s motorem v autě. To, co jsme se naučili, bylo trochu překvapivé: Tyto motory vlastně sdílejí mnoho funkcí s motory pouličních vozidel.

Dodge poskytuje blok motoru a hlavu válce pro motory používané Bill Davis Racing. Jsou založeny na designu motoru V-8 o objemu 5,57 litru, který byl vyroben v 60. letech 20. století..

Skutečné bloky motoru a hlavy nejsou vyrobeny z původního nástroje. Jsou to bloky závodních motorů na zakázku, ale s původními motory mají něco společného. Mají stejné středové osy válců, stejný počet válců a začínají ve stejné velikosti (během výstavby se trochu zvětšují). Stejně jako původní motory z šedesátých let jsou ventily poháněny tlačnými tyčemi (informace o různých typech uspořádání ventilů naleznete na této stránce).

Motory v dnešních závodních vozech NASCAR produkují více než 750 koňských sil a dělají to bez turbodmychadel, přeplňovačů nebo zvláště exotických součástí. Jak dokážou využít všechnu tu moc?

Zde jsou některé z faktorů:

  • Motor je velký - 358 kubických palců (5,87 L). Málo pouličních vozů má takové velké motory a ty, které obvykle generují více než 300 koní.
  • Motory NASCAR mají extrémně radikální vačkové profily, které otevírají sací ventily mnohem dříve a udržují je otevřené déle než v motorech tramvají. To umožňuje, aby se do válců dostalo více vzduchu, zejména při vysokých rychlostech (další informace viz Jak fungují vačkové hřídele).
  • Sací a výfukové plyny jsou vyladěny a testovány, aby poskytovaly posílení při určitých otáčkách motoru. Jsou také navrženy tak, aby měly velmi nízké omezení -- to znamená, poskytnout malý odpor plynům proudícím dolů potrubím. Neexistují žádné tlumiče výfuku ani katalyzátory, které by zpomalily výfuk.
  • Mají karburátory, které mohou pustit velké množství vzduchu a paliva - na těchto motorech nejsou žádné vstřikovače paliva.
  • Mají programovatelné zapalovací systémy s vysokou intenzitou, které umožňují přizpůsobení načasování jisker tak, aby poskytovaly co největší výkon.
  • Všechny subsystémy, jako jsou chladicí čerpadla, olejová čerpadla, řídicí čerpadla a alternátory, jsou navrženy tak, aby fungovaly při trvale vysokých rychlostech a teplotách.

Když jsou tyto motory obrobeny a smontovány, velmi těsné tolerance jsou používány (díly jsou vyráběny přesněji), takže vše perfektně sedí. Pokud je navržen motor (nebo jakákoli jeho část), jsou uvedeny zamýšlené rozměry součásti spolu s přípustnou chybou v těchto rozměrech. Zmenšení přípustné chyby - zpřísnění tolerancí - pomáhá motoru dosáhnout maximálního potenciálního výkonu a také snižuje opotřebení. Pokud jsou součásti příliš velké nebo příliš malé, může dojít ke ztrátě energie v důsledku dalšího tření nebo úniku tlaku přes větší než nezbytné mezery..

Po smontování motoru se provede několik testů a kontrol:

  1. Je spuštěn na dynamometru (který měří výkon motoru) po dobu 30 minut, aby se vloupal. Motor je poté zkontrolován. Filtry jsou zkontrolovány na nadměrné kovové oholení, aby nedošlo k nadměrnému opotřebení.
  2. Pokud tento test vyhoví, vrátí se na dynamometr zpět na další dvě hodiny. Během tohoto testu se nastaví načasování zapalování, aby se maximalizoval výkon, a motor se cykluje v různých rozsazích rychlosti a výkonu.
  3. Po této zkoušce je motor důkladně zkontrolován. Sestava ventilů se zatáhne a zkontrolují se vačkové hřídele a zvedáky ventilů. Vnitřky válců jsou vyšetřeny na abnormální opotřebení. Válečky jsou pod tlakem a měří se rychlost úniku, aby se zjistilo, jak dobře písty a těsnění udržují tlak. Všechny potrubí a hadice jsou zkontrolovány.

Teprve po dokončení všech těchto testů a kontrol je motor připraven jít na závody. Zajištění spolehlivosti motoru je kritické - téměř každé selhání motoru během závodu vylučuje šanci na výhru.

Goodyear poskytuje pneumatiky pro automobily NASCAR Winston Cup. Foto s laskavým svolením Goodyear

-

Pneumatiky jsou další důležitou součástí závodního automobilu. Vysokorychlostní výbuch může být neuvěřitelně nebezpečný.

Stejně jako pneumatiky na vašem automobilu, i pneumatiky NASCAR jsou radiální pneumatiky, ale to je asi jediná podobnost. Pneumatiky na závodním voze NASCAR mají některé velmi speciální požadavky. Musí zůstat stabilní při velmi vysokých teplotách a rychlostech, zajistit neuvěřitelnou trakci a velmi rychle se měnit.

Dusík místo vzduchu

Většina týmů odstraní vzduch z pneumatik a nahradí jej dusíkem. Stlačený dusík obsahuje méně vlhkosti než stlačený vzduch. Když se pneumatika zahřeje, vlhkost v pneumatice se vypařuje a rozšiřuje, což způsobuje zvyšování tlaku v pneumatice. Dokonce i malé změny tlaku v pneumatikách mohou výrazně ovlivnit ovládání vozidla. Použitím dusíku místo vzduchu mají týmy větší kontrolu nad tím, jak se tlak zvýší, když se pneumatiky zahřejí.

Vnitřní a vnější pneumatiky

Na tratích dlouhých více než 1,6 km, kde jsou rychlosti vyšší, vyžadují pravidla NASCAR, aby pneumatiky obsahovaly vnitřní vložka. Toto je v podstatě druhá pneumatika namontovaná uvnitř první pneumatiky. Připevňuje se k ráfku a má vlastní přívod vzduchu. Pokud vnější pneumatika fouká, vnitřní pneumatika je stále neporušená, což řidiči umožňuje uvést vozidlo na řízené zastavení.

Různé sloučeniny pro různé skladby

NASCAR reguluje, které směsi pneumatik jsou použity na každé stopě. Pneumatika je materiál, ze kterého je pneumatika vyrobena - měkčí směs může poskytnout větší přilnavost, ale rychlejší opotřebení, zatímco tvrdší směs vydrží déle. Každá dráha způsobuje, že se pneumatiky opotřebovávají odlišně, a vnitřní pneumatiky se opotřebovávají jinak než vnější pneumatiky. Povrch vozovky, počet zatáček, těsnost zatáček a typ svazku jsou faktory, které určují, jak se pneumatika opotřebuje. Protože pneumatiky jsou tak důležité pro bezpečnost, NASCAR a Goodyear určily nejlepší směsi pro vnitřní a vnější pneumatiky pro každou stopu, a to jsou směsi pneumatik, které jsou týmy povinny používat.

Bezšvový design

Pneumatiky NASCAR vypadají úplně holohlavě, ale to není proto, že jsou opotřebované. Je to záměrné. Na suché trati mohou pneumatiky generovat větší trakci, pokud je více lepivé gumy v kontaktu se zemí. Nasazení dezénu na pneumatiku pomáhá za mokra, ale za suchého počasí je lepší nechat celou pneumatiku dotýkat se země. Proto se závody NASCAR zastavují vždy, když je trať mokrá.

Rychlá změna

Jak rychle zapínají a vypínají pneumatiky??

Možná jste už dříve viděli zastávku boxu NASCAR. Za 12 až 14 sekund se sedmi lidem podaří úplně doplnit palivo a vyměnit všechny čtyři pneumatiky. To vyžaduje neuvěřitelnou koordinaci rukou a očí, ale existuje několik triků, které týmy používají, aby věci trochu usnadnily. Když je nová pneumatika umístěna na vozidle, je pět matic již připevněno ke kolu lepidlem. Cvočky jsou dlouhé a nemají žádné závity pro první tři čtvrtiny palce. Tím je zajištěno, že matice nejsou opatřeny křížovým závitem, což usnadňuje umístění pneumatiky.

Související články

  • Kvízový koutek: Kvíz NASCAR
  • Jak Nascar Safety funguje
  • Jak Racef / x funguje
  • Jak fungují pneumatiky
  • Jak funguje Crash Testing
  • Jak funguje Horsepower
  • Jak Champ Cars fungují
  • Jak fungují automobilové motory
  • Jak mohu změřit odpor automobilu?
  • Jak systém bodů Nextel Cup funguje?
  • Jaký je rozdíl mezi přeplňovačem a přeplňovačem na motoru automobilu?
  • Jak funguje hybrid Aptera
  • Vysvětlení nehod při převrácení
  • Pontiac GTO z roku 1967 vysvětlil
  • 1969 Dodge Charger vysvětlil
  • 1965 Oldsmobile Cutlass 442
  • 1967 Shelby GT 500

Další skvělé odkazy

  • Bill Davis Racing
  • Jayski: Rozdíly mezi vozidly řady CUP, BGN a TRUCK
  • Jayski je NASCAR Racing FAQ
  • Výroba karoserie závodního automobilu
  • Morgan-McClure Motorsports
  • Hendrick Motorsports



Zatím žádné komentáře

Nejzajímavější články o tajemstvích a objevech. Spousta užitečných informací o všem
Články o vědě, prostoru, technologii, zdraví, životním prostředí, kultuře a historii. Vysvětlete tisíce témat, abyste věděli, jak všechno funguje