Что такое дифференциал - и стоил ли неисправный дифференциал победы Ферстаппену в Бахрейне?

Макс Ферстаппен выигрывал у Льюиса Хэмилтона почти четыре десятых секунды на Гран-при Бахрейна, но в итоге уступил англичанину победу в день гонки. Водитель Mercedes применил умную стратегию, Ферстаппен обогнал Хэмилтона, но проблема с дифференциалом стоила ему скорости в гонке. Марк Хьюз объяснил, как эта проблема подорвала шансы Ферстаппена на победу.

По словам Хельмута Марко из Red Bull, из-за проблемы с дифференциалом Ферстаппена в Гран-при Бахрейна он терял около 0,3 секунды за круг в первом отрезке. Это помешало Ферстаппену держать хорошую скорость, которая могла бы быть, что, в свою очередь, привело к тому, что он проиграл гонку.


Что такое дифференциал и как он так серьезно повлиял на гонку Ферстаппена?

Дифференциал расположен внутри коробки передач между задними колесами и определяет пропорцию энергии, которую получают внутреннее и внешнее задние колеса. Внутреннему колесу (при левом повороте, левом заднем) потребуется меньше оборотов, чем внешнему колесу, чтобы сделать такой же оборот, а дифференциал - это механизм, который делает соответствующее разделение нагрузки на каждое колесо. Другими словами, при повороте колеса автомобиля проходят различный путь. Это приводит к сильному износу шин, пробуксовке и к ухудшению управляемости машины. Дифференциал нужен, чтобы компенсировать разность угловых скоростей колес.

Но дифференциал также может быть настроен более агрессивным образом, используя трение для изменения распределения крутящего момента между каждым колесом, чтобы фактически спровоцировать занос автомобиля или, напротив, стабилизировать автомобиль при торможении.

Полностью «открытый» дифференциал просто разделяет нагрузку одинаково на оба колеса. Полностью заблокированный дифференциал не допускает вращения, а колесо, находящееся с внутренней стороны поворота и которому передается больше энергии, чем ему необходимо, проходит поворот за счет трения по поверхности, при этом крутящий момент внешнего колеса фактически помогает поворачивать автомобиль.

Между этими двумя точками, полностью открытыми и полностью заблокированными, существует бесконечный диапазон. Использование электрогидравлического управления дифференциалом в F1 позволяет изменять сопротивление между заданными значениями с помощью переключателя на рулевом колесе. Это контролирует сопротивление трения, изменяя гидравлическое давление на фрикционный диск, то есть на элемент сцепления между передачами.

Полностью открытый дифференциал обеспечивает равный крутящий момент на каждое колесо, независимо от разницы в скорости каждого колеса. В конце концов в повороте внутреннее колесо начнет вращаться, и дифференциал снизит крутящий момент на обоих колесах. Это сделало бы вождение очень мягким за счет снижения мощности на повороте, низкого предела тяги и очень плавной, легко контролируемой пробуксовки.

Это обеспечило бы хороший контроль на поверхности с низким сцеплением, где в любом случае не так много тяговой мощности. Но более заблокированный дифференциал, сопротивляясь передаче крутящего момента на ограничивающее внутреннее колесо, будет передавать больше на внешнее колесо - и, таким образом, обеспечивать большую тягу для ускорения. При этом он заставляет автомобиль уходить в занос и разворачиваться.

Если одно из колёс теряет сцепление с дорогой — автомобиль теряет способность разгоняться. Происходит это из-за того, что устройство дифференциала приводит в движение колёса по принципу, какое легче крутить, то и крутится. И хорошо работает этот механизм только тогда, когда у обоих колес хорошее сцепление — тогда они работают в паре.

Как правило, чем больше сцепление с дорогой, тем большую степень блокировки дифференциала будет использовать водитель. Таким образом, более мягкие шины подталкивают водителя к использованию большей блокировки дифференциала, чтобы быстрее менять направление.

Уже на первом круге Ферстаппен обнаружил, что внутреннее колесо вращается на 1-2 поворотах. Поэтому он отреагировал, выбрав более высокую степень блокировки дифференциала. Показания на рулевом колесе подтвердили его выбор, но на самом деле поведение машины не изменилось. Поэтому ему пришлось соответствующим образом адаптировать свое вождение, менее агрессивно применяя мощность при выходе из этих низкоскоростных поворотов.

С одной стороны здесь было потеряно время круга, с другой стороны вращающееся внутреннее колесо также увеличивало температуру поверхности шины.


На такой трассе, как Сахир , которая в любом случае вызывает высокую скорость изменения тепловых характеристик, водителям приходится ехать с учётом температуры своих задних шин. Они не могут просто гнать изо всех сил - это вынудило бы их проигрывать катастрофически рано и много раз. Поскольку пробуксовка приводила к увеличению температуры шины, Ферстаппену приходилось проехать оставшуюся часть круга более сдержанно, чем он делал бы в противном случае, чтобы не допустить, чтобы температура перешла в неконтролируемое состояние постоянно растущих температур.

Вот почему Хэмилтон на Mercedes смог оставаться достаточно близко к Red Bull, и был в пределах досягаемости, когда настало время первого пит-стопа.