Teknik analiz: Mercedes'in vites kutusu sorununun merkezinde ne var?

Vites kutusu sorunu, yüksek bordürlerden geçerken oluşan titreşim ve elektrik parazitlenmesi gibi sebeplerden ortaya çıktı ve takım, benzer olayın tekrarlanmasını engellemek için hafta içinde çözüm aradı. Bu kapsamda takım, bugünkü antrenman seanslarında ilgili sensörlerin ve kabloların yerini değiştirerek güçlendirdi ve neler olduğunu anlamaya çalıştı.

Takım bu sorunları tam olarak çözüp çözmediğini pazar günkü yarıştan önce göremeyecek. Muhtemelen rakipleri Mercedes aracının sorun yaşaması için pist üstünde zorlamaya çalışacaklardır.

Lewis Hamilton, Mercedes F1 W11 EQ Performance

Photo by: Mark Sutton / Motorsport Images

Valtteri Bottas, Mercedes F1 W11 EQ Performance, leads Lewis Hamilton, Mercedes F1 W11 EQ Performance, and Charles Leclerc, Ferrari SF1000

Photo by: Charles Coates / Motorsport Images

Mercedes, vites kutusu sorununu ilk olarak geçen hafta cuma günkü antrenmanlarda gördü ve yarışta hayatta kalmaya çalıştı. Bu yüzden yarışın henüz başında koruma moduna girdiler çünkü araçlardaki sensörler her tarafta alarm veriyordu. Bu sorun ilk olarak Bottas'ın aracında ortaya çıktı.

Mercedes'in Pist Üstü Mühendislik Bölümü Başkanı Andrew Shovlin, bunun kendi başına bir sorun olmadığını, ortaya çıkan sorunun elektrik parazitlenmesine neden olduğunu ve dolaylı olarak birçok sistemi etkilediğini söyledi.

Shovlin'in açıklamaları, sorunun zamanla büyüdüğünü ve bordürlerin sert yapısının kablo demetlerinin aşınmasına neden olduğunu işaret ediyor. Kablolarda oluşan bu bozulma daha sonra elektrik parazitlenmesine neden oluyor ve bu da vites kutusu sensörlerini etkiliyor.

Mercedes'in Strateji Direktörü James Vowles'ın durumu şu şekilde açıklıyor: "Avusturya pisti özellikle bordürlerle çok aşırı agresif bir yapıya sahip. İyi bir tur zamanı için bordürleri kullanmalısınız ancak bu bordürler aynı zamanda çok fazla vibrasyona neden oluyor ve araca çok fazla yük biniyor."

Teknik açıdan, bordürler gerçekten sorunun tetikleyici noktası olabilir mi ve daha fazla sorun ortaya çıkabilir mi?

Mercedes'in bu seneki aracın lansmanında yayınlamış olduğu bir videoda teknik patron James Allison şunları söylemişti: "Bu aracın arka süspansiyonları aşırı maceracı. Özellikle alt süspansiyon kolu yeni bir geometriye sahip. Bu tasarım bize daha fazla aerodinamik fırsat sağlıyor, dolayısıyla araçta daha fazla yere basma gücü üretebiliyoruz."

Lewis Hamilton, Mercedes F1 W11

Photo by: Andy Hone / Motorsport Images

Alt süspansiyon kolunun geometrisinde yapılan değişiklik, aynı zamanda tabandan daha yukarıda konumlandırılmasını sağladı. Böylece alt süspansiyon kolu, arkasındaki  şaft kolu kaplamasıyla aynı seviyeye geldi. Daha da önemlisi bu tasarım sayesinde kolun altı ile taban arasından daha iyi hava akışı sağlandı.

Alt süspansiyon kolunun vites kutusu kaplamasındaki bağlantı noktasının yükseltilmesi, takımın ilginç bir teknik çözümü kullanmasını sağladı. Takım geçen sene de bunu kullanıyordu ancak bu sene daha fazla kazanç sağlamaya çalıştı.

Bunun nasıl bir etkiye sahip olduğunu anlamak için, Mercedes'in kaset tarzı bağlantı adı verilen tasarıma sahip olduğunu hatırlatmakta fayda var. Yani bu tasarımda kaza yapısı ve dış kaplama, vites kutusunun kendisinden tamamen farklı bölümler olarak yer alıyorlar.

Ferrari F2004 and Mercedes W04 gearboxes

Photo by: Giorgio Piola

Bu, takım için tamamen yeni bir çözüm değil. İlk olarak 2013'te bu sistemi kullanmaya başlayan Mercedes, o dönemden beri tasarımı geliştiriyor. Bu sistemin Mercedes'te kullanılmasında, 2004'te Ferrari'nin sistemi kullandığı dönemde takımda olan Aldo Costa'nın etkisi oldu. Bu tür çözümleri kullanma gereksinimleri, seneler ilerledikçe arttı. Ancak asıl nedeni takımların vites kutusunu değiştirmeden yani ceza almadan kaza yapısını ve vites kutusu kaplamasını değiştirebiliyor olmaları.

Bu tasarım ayrıca vites kutusunun ve kaplamasının birbirinden bağımsız bir şekilde test edilebilmesini sağlıyor. Bu sayede geliştirme ve üretim süresi azaltılıyor. Yani takım ayarlar ve tasarım konusunda çok ciddi esnek davranabiliyor. Mercedes, Ferrari'nin geçen seneki tasarımlarından bazı konularda esinlenmiş gibi görünüyor.

Ferrari SF15-T gearbox and exhausts design

Photo by: Giorgio Piola

Bu ekstrem paketleme çözümü sayesinde Ferrari, ve şimdi Mercedes, güç ünitesi ve vites kutusu kaplaması arasında, kaplamayı egzozları yeniden paketlerken şekillendirebilmek için 6 yerine 4 direk kullanıyor. Bunun zincirleme etkisi olarak, bu bölgeyi kaplayan karoser büzülerek sıkı bir şekilde sarılıyor ve bu sayede aerodinamik avantaj sağlanıyor.

Ancak bu kazançlar kolay elde edilmiyor. Bunun için kaplama kaza yapısına kadar götürülüyor çünkü normalde baskıya ve torsiyon yüklerine yardımcı olan orta direkler bu tasarımda kaldırılmış oluyor.

Aşağıdaki çizimde Mercedes'in 2014 güç ünitesi yerleşimini ve normalde bağlantı direklerinin nerede olduğunu görüyorsunuz. Sol alt resimde mavi ok ile gösterilen direğin kaldırılmasıyla daha pahalı egzoz çözümü için yer açılmış oluyor. Sağ alttaki resimde Racing Point'in 2019 aracındaki yerleşimi görüyorsunuz.

Mercedes PU106 powerunit, pipework from compressor at the front of the ICE suggests Williams FW36

Photo by: Giorgio Piola

Lance Stroll, Racing Point RP19, returns to the pits without an engine cover

Photo by: Mark Sutton / Motorsport Images

İlginç bir şekilde FIA, 2021 kurallarında bu kuraldaki belirsizliği ortadan kaldırmak için değişiklik yaptı. Eskiden 6 direk kullanılması gerektiği yazarken şimdi 4 ya da 6 direk kullanılabileceği belirtildi.

Mercedes'in yaşadığı sorunlar karşısında büyük ölçüde Mercedes aracını kullanan Racing Point'in neden benzer sorun yaşamadığını merak ediyor olmalısınız. Takım parçaların çoğunu Mercedes'ten alıyor olsa da, bazı parçaları yine de kendisi üretmek zorunda. Geçen seneki Mercedes aracını büyük ölçüde kopyalayan Racing Point, araçta yer alan arka süspansiyon geometrisini de kopyalamış durumda. Yani arka süspansiyon kolu geometrisi, bu seneki Mercedes'in arka süspansiyon geometrisinden farklı.

Sergio Perez, Racing Point RP20

Photo by: Mark Sutton / Motorsport Images

Üçlü sorun

Bu iki yeniliği birleştiren Mercedes'in W11 aracında, alt süspansiyon kollarının vites kutusu kaplamasına daha yüksek pozisyondan bağlandığını, alt ayar direklerinden daha uzakta bir yerde bulunduğunu görebilirsiniz.

Sparks from the rear of Valtteri Bottas, Mercedes F1 W11 EQ Performance

Photo by: Charles Coates / Motorsport Images

Yük yollarını değiştirilmesi birlikte bu değişiklik, bordürlerde araca uygulanan şok dalgalarıyla birleştiğinde rezonans sorunu ortaya çıkıyor ve bu, aracın sensörlerinde ve elektronik bileşenlerinde, nihai olarak ise vites kutusu çalışmasında olumsuz etkiye neden oluyor.