متالوژی ومواد در موتور های فورمول یک

در طي برگزاري يک گراندپري فرمول يک هر اتفاقي که براي اتومبيل رخ بدهد بستگي مستقيم به موادي دارد که در ساختمان آن به کار رفته است. تمام موادي که در موتورهاي خودروهاي فرمول يک به کار ميرود.بدليل نيروها و دماي فوق العاده موتور بايد به دقت انتخاب شوند که حاصل تحقيقات وسيع سازندگان آن هستند. موفقيت در اينگونه تحقيقات دقيق علاوه بر اينکه موتوري پر قدرت و قابل اطمينان را به ارمغان مي آورد زمينه مناسبي براي ساخت موتورهاي بهتر جهت استفاده اتومبيلهاي خياباني را نيز فراهم مي سازد.مهندسان کمپاني هاي سازنده موتور مانند فراري، مرسدس بنز، بي ام و، کاس ورث، هوندا، رنو و تويوتا در مراکز طراحي و ساخت و آزمايش موتورهاي خود همواره در پي دستيابي به توازن بين حداقل وزن و حداکثر استحکام بوده که در نتيجه انتخاب بهترين مواد در موتور به دست مي آيد.از اصلي ترين مواد به کار رفته در موتورهاي گراندپري مي توان به آلومينيوم، منيزيم، تيتانيم، و آلياژهاي فولاد اشاره کرد مواد ديگري مانند سراميکها و ترکيبات کربن در حالتهاي خاص و نسبتاً کمتر مورد استفاده قرار مي گيرند.آلومينيم بيشترين و مهمترين کاربرد را در موتور دارد قطعات مختلفي مانند سرسيلندر بلوک سيلندر و پيستونها با توجه به سبکي سختي و هدايت گرمايي خوبي که اين فلز به طور ذاتي دارد از آلياژهاي پيشرفته آلومينيم مانند (mmc) ساخته می شوند. منيزيم با اينکه سبکتر از آلومينيم بوده ولي از نظر سختي ضعيف تر از آن است و در قطعاتي که کمتر تحت فشار هستند بکار گرفته مي شود. تيتانيم نيز در شاتونها و قطعات سيستم پنوماتيکي سوپاپها بکار مي رود. اين فلز با اينکه کمي سنگين تر از آلومينيم بوده ولي نسبت به آن سخت تر است. آلياژهاي فولاد نيز در قطعاتي مانند ميل لنگ که تحت تنشهاي فراوان قرار دارند و استحکام بالايي را طالب هستند به کار گرفته مي شوند و مواد مرکب مانند کامپوزيتهاي کربن نيز با توجه به قابليتهاي خاص و سبکي در قطعاتي مانند کوئل و ساير قسمتهاي برقي به وفور ديده ميشوند.سراميکها مانند مواد بالا به طور گسترده در موتور مورد استفاده قرار نمي گيرند و هنوز در مرحله تحقيقات قرار دارند. سبکي و عايق بودن آن از موارد مثبت سراميکها بوده ولي ترد و شکننده بودن اين مواد مسئله به کارگيري آنها را در تکنولوژي فرمول يک با مشکل مواجه ميکند البته بعضي از سازندگان موتور سراميکها را در روکش عايق سيستم اگزوز جهت جلوگيري از انتقال حرارت از منيفولدها به سر سيلندر مورد استفاده قرار ميدهند در مواردي نيز روکش لوله هاي اگزوز از اين مواد است. جديداً يک شرکت آلماني که تامين کننده قطعات سراميکي شاتلهاي فضايي بوده بلبرينگهاي مقاوم و سبک وزني از سراميک عرضه کرده که توجه بيشتر تيمهاي فرمول يک را به خود جلب کرده است. خود سيستم اگزوز از **** آلياژي به نام «اين******ل» ساخته مي شود که ترکيبي از روي، نيکل و کروم است، اين فلز بسيار سبک و نازک توليد ميشود و قابليتهاي رفتاري آن در مقابل حرارت بسيار عالي است و در دماي 800 تا 900 درجه سانتي گراد و تنشهاي شديد مقاومت فوق العاده اي از خود نشان ميدهد آلياژ اين******ل سالهاست که در ساختمان موتورهاي جت مورد استفاده قرار مي گيرد.تمام اين تلاشها براي اين است که موتور اتومبيل فرمول يک بتواند بيش از 1/5ساعت در مسابقه گراندپري دوام بياورد و طرز بکارگيري صحيح اين مواد است که براي راننده و تيم امتيارات قهرماني را به ارمغان مي آورد.