Des secrets dévoilés sous le capot des F1 2021

Des secrets dévoilés sous le capot des F1 2021

A quelques jours du deuxième Grand Prix de la saison, levons un coin du voile – ou plus précisément le capot – à quelques découvertes techniques qui apparaissent sous le capot du châssis 2021, grâce à nos images exclusives.

LA DOUBLE BOSSE DU V6 MERCEDES

LA DOUBLE BOSSE DU V6 MERCEDES

En enlevant le capot de la Mercedes W12, il est possible de mieux voir à quel point le collecteur d’admission – produit par la célèbre extension de capot Mercedes et Aston Martin – s’est développé sur le bloc M12.

Comme on peut le voir, la forme trapézoïdale du pluriel est devenue cylindrique. Les deux collecteurs sont plus séparés visuellement, ainsi que la hauteur totale. Il semble donc être plus haut que le Honda V6, ce qui réduit l’angle des arbres à cames et l’espace entre les cylindres (voir ci-dessous).

En termes simples, le collecteur répartit uniformément, pour chaque cylindre, la quantité d’air nécessaire pour brûler complètement le carburant. Dans la Formule 1, plusieurs créneaux d’admission de longueur variable sont autorisés. Ils permettent de modifier à volonté la longueur du conduit d’entrée, profitant ainsi des vitesses de réglage.

La nouvelle forme du bloc M12 propage le travail des trompettes d’admission amovibles. Mais il faut pouvoir regarder à l’intérieur pour en savoir plus sur la nécessité de ce dentifrice.

Autre élément visible, en dessous de ce temps: le carter d’embrayage, boulonné au vilebrequin en sortie du moteur. Sur la Mercedes V6, l’embrayage est monté sur le moteur thermique plutôt que sur la boîte de vitesses. Le régime moteur relativement faible des V6 turbo (légalement limité à 15000 tr / min) permet de fixer l’embrayage au moteur, une solution vue précédemment et de préférence à la lumière de l’augmentation significative du couple par rapport aux V8 à aspiration naturelle seo auparavant.

Autour de la sortie d’échappement, le collecteur est enveloppé dans une coque en matériau composite (noire), doublée à l’intérieur d’une isolation thermique de type Zircotec (en blanc). Cette partie du moteur émet une chaleur intense, dont les autres pièces, notamment le radiateur trapézoïdal, qui est responsable du refroidissement de l’ERS (MGU-H et -K) doivent être protégées. Cet échangeur est installé juste au-dessus des deux sorties de wastegate.

LA SUSPENSION REHAUSSÉE DE LA RED BULL RB16B

LA SUSPENSION REHAUSSÉE DE LA RED BULL RB16B

Les ingénieurs de Red Bull ont modifié leurs signaux de développement sur la suspension arrière, pour des raisons à la fois dynamiques et aérodynamiques (évitant les calages soudains du flux d’air qui ont frappé le châssis 2020). Cette suspension fait suite au concept introduit en Allemagne l’année dernière en poussant jusqu’à ses frontières.

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L’os de minerai supérieur a été soulevé par une connexion très haute au carter de transmission en carbone et au support de moyeu de roue. Le clip est placé plus au milieu, pour fournir un passage pour le flux d’air, comme vu ci-dessus.

Sur le Red Bull, les trois éléments de la partie inférieure de la suspension (l’os de minerai, la roue motrice et le bras d’axe) sont harmonieusement alignés et forment un ensemble compact, situé suffisamment haut sur le boîtier d’entraînement. Cette installation offre un plus grand passage pour le flux d’air que la Mercedes, où l’unité, installée plus bas, laisse passer moins d’air en dessous.

A noter que le RB16B conserve le radiateur longitudinal installé en hauteur, tout comme son prédécesseur, une installation également entretenue par McLaren.

RADIATEUR HAUT PERCHÉ SUR LA McLAREN MCL35M

RADIATEUR HAUT PERCHÉ SUR LA McLAREN MCL35M

Sur la McLaren MCL35M, les barges et le fond sont assez unifiés, comme sur la Mercedes. Ce n’est pas le cas de la Ferrari ou de la Red Bull, par exemple. Une solution n’est pas meilleure que l’autre: les équipes ont leurs choix, ce qui crée également un équilibre de diversité dans un cadre réglementaire très strict.

Contrairement à la Mercedes W12 et à l’Aston Martin AMR21, le capot de la McLaren, comme la Williams, d’ailleurs, n’a pas de dent mais pour une raison autre que celle-ci.

L’explication réside dans le système de refroidissement choisi par Woking. En fait, le MCL35M conserve le grand radiateur central installé au-dessus du moteur. Ainsi le haut du capot moteur n’est pas adossé, mais une partie qui est déjà large, de sorte que la protubérance n’émerge pas au niveau du collecteur.

DES NUMÉROS SOUS LA FERRARI SF21

DES NUMÉROS SOUS LA FERRARI SF21

Sur l’image du haut, vous pouvez voir à quel point les pontons des voitures de F1 d’aujourd’hui sont complets!

On voit les deux structures en carbone chargées d’absorber l’énergie des effets secondaires: une montée au niveau du fond plat et une autre montée plus haut (traditionnellement celle-ci était placée plus haut, au niveau du cockpit, mais Ferrari a abaissé l ‘pour la première fois sur SF70H 2017 pour servir de base à l’entrée d’air des pontons).

On voit aussi, sous le radiateur, une série de boîtiers électroniques (les transpondeurs FIA semblent être les éléments en or), ainsi que des pompes hydrauliques.

L’image du bas montre deux objets relativement rares. Le premier élément: l’ensemble des générateurs de vortex installés sur le bord d’attaque du fond plat. Comme leur nom l’indique, ceux-ci génèrent de petits tourbillons, qui se déplacent vers les bords du fond plat, vers l’extérieur (ce qui explique leur orientation), afin de suivre la perturbation provoquée par la rotation des roues avant.

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Le deuxième élément: les capteurs de pression sur le fond plat. En fait, les petits signes blancs correspondent à des chiffres indiquant les capteurs de pression installés dans le fond plat. La pression collectée par chaque sonde est transmise à travers un mince tube en plastique à un transducteur situé à l’intérieur de l’ailette. La télémétrie des données en direct est envoyée au garage.

UN V6 HONDA TRÈS COMPACT PROPULSE L’ALPHATAURI AT02

UN V6 HONDA TRÈS COMPACT PROPULSE L’ALPHATAURI AT02

L’AlphaTauri AT02 utilise le même système de refroidissement que sa grande sœur, la Red Bull RB16B, avec un radiateur longitudinal. Comparé aux deux protubérances d’un moteur Mercedes, le collecteur d’admission (plénum) d’un bloc Honda semble être beaucoup plus proche.

Sur le bloc RA621H, les motoristes japonais ont mis au point un nouveau revêtement pour la culasse qui améliore sa résistance aux frottements et aux températures élevées lors de la combustion. Cette innovation nous a permis de modifier la chambre de combustion du V6 thermique pour augmenter la compression en abaissant l’angle de la soupape. Cela nous a également permis de rapprocher les arbres à cames et de réduire la taille du moteur (d’autant que l’espacement entre les cylindres a été réduit) tout en abaissant son centre de gravité.

Le décalage des bancs de cylindres est également inversé et la rive droite est maintenant plus élevée que la gauche. Cela explique pourquoi la sortie du compresseur se trouve désormais à droite et non plus à gauche (voir image ci-dessus), comme c’était toujours le cas sur les hybrides V6 précédents.

LA COMPLEXITÉ DES V6 HYBRIDES DANS L’ASTON MARTIN AMR21

L’hybride V6 se compose généralement d’un moteur à combustion conventionnel et de l’ERS, qui se compose à son tour de quatre composants: le MGU-H, le MGU-K, la batterie et deux boîtiers de conversion électroniques.

Un MGU est un équipement électrique qui agit comme un générateur (il convertit l’énergie mécanique qui lui est fournie en électricité), ou vice versa comme un moteur (il convertit l’énergie électrique qui lui est fournie en énergie mécanique).

Les V6 hybrides sont livrés avec deux MGU.

Le MGU-H, installé entre les deux bancs de cylindres, récupère l’énergie de l’axe de la turbine entraînée par la détente des gaz d’échappement. Dans l’image ci-dessus, nous voyons les câbles électriques orange émergeant du centre du bloc qui relie le MGU-H au boîtier de commande électronique. Cela convertit le courant alternatif à travers la phase des deux générateurs (MGU-H et -K) en courant continu que la batterie est capable de stocker.

Pour le MGU-K, il récupère de l’énergie lors du freinage. Le MGU-K est généralement installé sur le côté gauche du bloc thermique.

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Lorsque le conducteur appuie sur la pédale, les freins ne ralentissent plus la voiture: le MGU-K en mode générateur intervient, comme un frein moteur beaucoup plus puissant. Il ralentit la voiture en mettant une résistance sur la roue motrice (comme un vélo dinimo). Inversement, en fonctionnement en mode moteur (généralement au début de la phase d’accélération en ligne droite), le MGU-K entraîne le vilebrequin, auquel il est connecté via les pignons de distribution.

BOÎTE RETOUCHÉE SUR L’ALPINE A521

Comme indiqué lors de la présentation de l’A521 Alpine, les ingénieurs d’Alpine ont jeté leurs deux panneaux de développement sur la suspension arrière, dont les souhaits ont été soulevés.

Grâce à la comparaison avec la boîte Renault RS20 ci-dessus, on peut clairement distinguer les modifications apportées à la boîte en carbone contenant la boîte de vitesses. Le point de connexion précédent du triangle supérieur (flèche jaune) a été relevé, grâce à l’ajout d’une pièce (flèche blanche). Logiquement, les porte-moyeux ont été relevés (comparez les flèches rouges), ainsi que le point d’attache arrière du triangle supérieur (flèches vertes).

Grâce à ces modifications, la géométrie de la suspension est différente (bien que le triangle inférieur ne soit pas connecté sur les photos) et donne plus d’espace pour le mouvement du flux d’air (comparez les lignes jaunes), afin d’optimiser le travail du diffuseur.

On a expliqué ailleurs pourquoi l’Alpine avait un si grand capot.

SUR LA FW43, LA DERNIÈRE TRANSMISSION WILLIAMS ?

Pour un seul siège Grove, le boîtier dans lequel la transmission est réalisée est toujours en alliage métallique et non en carbone, comme pour tous les autres sièges simples. Anachronisme à une époque où les boîtes de vitesses sont en matériaux composites et jouent un rôle structurel en F1.

C’est toujours le cas avec la FW43, bien que la voiture de l’année prochaine devrait recevoir non seulement le moteur, mais aussi la transmission et l’hydraulique de Mercedes.

INSTALLATION CLASSIQUE SUR L’ALFA ROMEO C41

Comme la Mercedes et les autres sièges simples, l’Alfa Romeo dispose d’un radiateur trapézoïdal placé au-dessus du silencieux. L’air pour cet échangeur de chaleur est fourni par les deux conduits autour du conduit central, qui se termine à l’entrée d’air triangulaire au-dessus du casque du pilote.

HORMIS LE MOTEUR, PEU DE CHANGEMENTS SUR LA HAAS VF-21

L’équipe Haas est la seule à ne pas avoir porté de signes de développement, et une saison de transition dans la saison 2021 jusqu’à ce que la situation technique soit prévue pour l’année prochaine.

Si la carrosserie a subi un certain nombre de retouches, rendues obligatoires par le règlement technique 2021, les tripes de Mick Schumacher et la monoplace de Nikita Mazepin n’ont guère changé par rapport à la saison dernière, à part le moteur.

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