Как новые датчики крутящего момента IMSA меняют баланс производительности

Баланс производительности (BoP) часто был запретной дискуссией в гонках спортивных автомобилей, потому что каждый хочет найти преимущество над своими конкурентами и иметь возможность его использовать. Но новые технологии, появившиеся в паддоке, могут оставить эти дебаты в прошлом.

Правила гонок спортивных автомобилей в WEC и IMSA уникальны, поскольку для поддержания конкурентоспособности гонок они предпочитают «балансировать» характеристики почти дюжины различных типов двигателей для данного класса. Раньше это делалось с помощью различных методов: от данных, полученных от производителей, до анализа данных, собранных в ходе динамометрических испытаний двигателей. В этом году IMSA стремится улучшить баланс своих автомобилей класса Grand Touring (GT) за счет внедрения датчиков крутящего момента к сезону 2025 года.

В 2023 году на выставке IMSA была представлена ​​первая версия этих датчиков крутящего момента: был представлен класс Grand Touring Prototype (GTP). Этим гибридным прототипам, входящим в их «спецификационную» серию, требовался метод измерения совокупного крутящего момента, создаваемого их двигателями внутреннего сгорания (предоставляется производителем) и электродвигателями (спецификация). Чтобы добиться этих измерений, имело смысл измерить крутящий момент (выходную мощность) на карданном валу, чтобы получить реалистичный показатель выходной мощности. Эта система, похоже, хорошо зарекомендовала себя в классе GTP, поскольку дискуссии о балансе производительности, похоже, гораздо менее распространены среди членов паддока и даже в средствах массовой информации, чем то, что мы видели в предыдущих итерациях высшего класса IMSA.

Датчик крутящего момента на карданном валу автомобиля Vasser Sullivan Racing Lexus GTD Pro №14.

Фото: Лалита Чемелло

Успешное внедрение датчиков крутящего момента на прототипах в конечном итоге привело к их появлению на автомобилях GT WEC в классе LMGT3 в сезоне 2024 года. Его успех проложил путь к тому, чтобы те же самые датчики появились в GTD и GTD Pro в IMSA.

До этого IMSA основывала свои первоначальные настройки трансмиссии на базовых данных двигателя производителя, собственных данных испытаний двигателя на динамометрическом стенде IMSA и на всем, что будет предоставлено органом по омологации GT3, который решает, какие компоненты необходимы, чтобы сделать автомобиль GT3 совместимым для участия в соревнованиях. серия спортивных автомобилей. Как только автомобиль выезжал на трассу, они затем контролировали и регулировали мощность двигателя, используя такие параметры, как давление наддува, размер ограничителя впускного воздуха, угол зажигания, соотношение воздух-топливо, запас топлива и данные, основанные на моделировании трансмиссии IMSA.

Как это работает

Датчики крутящего момента IMSA, установленные на карданном валу, призваны снизить некоторые из этих требований и даже исключить такие вещи, как динамометрическое тестирование двигателя, когда это возможно, путем измерения выходной мощности непосредственно на карданных валах, что чаще всего называют «мощностью на колесах». Датчики крутящего момента приводного вала MagCanica UHA (сверхвысокая точность) представляют собой небольшие цилиндры, которые устанавливаются на карданные валы, ведущие от коробки передач к ступице колеса. Для этих датчиков крутящего момента требуются специальные карданные валы с приподнятой кромкой для фиксации датчиков на месте, а также дополнительный метод крепления, такой как небольшой стержень стойки, чтобы предотвратить вращение датчика на карданном валу.

Фото: MagCanica

Фото: MagCanica

Когда автомобиль движется, карданный вал создает магнитное поле, которое обнаруживается окружающим его датчиком крутящего момента. Это магнитное поле преобразуется в измеримое напряжение, которое соответствует заданному значению крутящего момента. После регистрации напряжения оно передается по сети передачи данных автомобиля в регистратор данных IMSA, где крутящий момент рассчитывается в реальном времени на основе данных датчика крутящего момента, а также таких факторов, как скорость колеса.

Эти данные интерпретируются IMSA, и на основании этого орган, налагающий санкции, может установить базовые уровни мощности, уравнивая одиннадцать производителей, которые в настоящее время соревнуются в классах GT, предлагая все, от двигателей V6 с турбонаддувом до безнаддувных двигателей V8. Датчики крутящего момента также позволяют IMSA отслеживать данные на протяжении всей гонки и налагать штрафы, если автомобиль превышает контролируемые параметры трансмиссии, указанные в правилах.

Передатчик данных, который отправляет информацию о крутящем моменте в IMSA, в автомобиле Vasser Sullivan Racing Lexus GTD Pro № 14.

Фото: Лалита Чемелло

Датчики крутящего момента по сути действуют как портативный динамометрический стенд и не только измеряют пиковый крутящий момент, но и могут нарисовать кривую диапазона крутящего момента автомобиля, который регулирует IMSA. Если автомобиль в любой момент превышает нормативную кривую, может быть вынесено предупреждение или штраф. И эти маленькие приборы на самом деле настолько чувствительны, что водителям пришлось адаптироваться к этой новой нормативной среде и ездить на бордюрах более осторожно, поскольку некоторые удары могут вызвать сбои в показаниях датчика крутящего момента, что может привести к предупреждению или штрафу.

Десять из одиннадцати производителей, участвующих в чемпионате IMSA WeatherTech Sportscar Championship, уже имели некоторый опыт работы с этими датчиками, поскольку они уже завершили сезон в WEC на автомобилях GT и исправили некоторые ошибки, связанные с взаимодействием с отдельным автомобилем. компьютеры. Mercedes-Benz, который не участвовал в WEC в прошлом году, является единственным производителем, который впервые изучает здесь систему.

IMSA очень строго следит за точностью датчиков. Даже вне гоночных условий механикам требуется несколько раз выполнить тест на вращение во время соревнования, чтобы убедиться, что датчики считывают правильные показания. Во время этих испытаний они перемещают датчик вокруг карданного вала в обоих направлениях, а полученные данные затем передаются официальным лицам IMSA для сравнения с их базовым набором данных.

Гонки спортивных автомобилей, возможно, не являются последним рубежом для этих датчиков крутящего момента. Если датчики окажутся успешными для автомобилей GT в IMSA, мы, вероятно, увидим их испытания в NASCAR, поскольку эта серия надеется изменить формулу своего двигателя в будущем. Эти датчики могут затем обеспечить возможность для двигателей, выходящих за рамки нынешних строгих параметров V8, конкурировать, но поддерживать конкуренцию даже во всех областях, что сделает серию более привлекательной для новых, будущих производителей. Имея это в виду, все внимание будет приковано к Rolex 24, представленному на этих выходных, чтобы увидеть, как работают новые датчики и как реализуется последний баланс требований к производительности.