Pudełko opóźnienia

„Delay Box” to powszechny slangowy termin używany w wyścigach dragsterów do opisania pokładowego zegara, który jest zegarem opóźnienia hamulca skrzyni biegów. Transbrake zmusza samochód wyścigowy do pozostania nieruchomym na linii startu, na biegu, niezależnie od zastosowanej mocy silnika. Gdy dawany jest wizualny sygnał rozpoczęcia wyścigu, kierowca uruchamia pole opóźnienia, aby rozpocząć pomiar czasu (dokładne odliczanie). Jeśli kierowca nie przerwie tego urządzenia do pomiaru czasu, samochód zostanie wypuszczony na tor wyścigowy w momencie, gdy upłynie czas (liczy się do zera). Korzystanie ze skrzynki opóźniającej było bardzo kontrowersyjne w latach 80. i 90. XX wieku, ponieważ usuwało część zalet, jakie mieli bardziej doświadczeni kierowcy. Był okres, w którym technolodzy dodawali i ukrywali domowe obwody wewnątrz skrzynki opóźniającej, co naruszało niektóre zasady stowarzyszeń wyścigowych. Stowarzyszenia wyścigowe nałożyły dziś surowe ograniczenia na skrzynki opóźniające, a producenci muszą poddać się procesowi zatwierdzania, co drastycznie zmniejszyło liczbę producentów tych urządzeń.

Mechanizm

Skrzynka opóźniająca działa jako pokładowy zegar dla hamulca przekładni (powszechnie określanego jako „hamulec transmisyjny”). Transbrake jest częścią wyścigowej automatycznej skrzyni biegów używanej w wyścigach drag i nie występuje w manualnych skrzyniach biegów . Elektroniczny zegar jest pakowany w metalową obudowę, gdy jest sprzedawany zawodnikom drag race, stąd slangowe pudełko opóźnienia. Ta skrzynka czasowa jest bardzo dokładnym typem multiwibratora monostabilnego (inżynierowie elektrycy nazywają ten typ multiwibratora również „jednostrzałowym”). Skrzynka timera działa jak przekaźnik z opóźnieniem czasowym. Wiele skrzynek opóźniających ma w rzeczywistości wewnętrzny przekaźnik do przełączania prądu wyjściowego, ale niektóre modele mają tranzystorowe obwody wyjściowe. Produkowany obecnie typ tranzystorowy prawie zawsze wykorzystuje obwody wyjściowe typu MOSFET mocy. Skrzynki opóźniające wyścigi drag są przeznaczone do działania z instalacji elektrycznej pojazdu 12 V DC. Niektóre samochody wyścigowe drag używają teraz systemów 16-woltowych prądu stałego, w takim scenariuszu skrzynka opóźniająca musi działać poprawnie przy napięciu 16 woltów prądu stałego, a także 12 woltów prądu stałego.

Kierowca wyścigowy trzyma elektryczny przycisk wciśnięty palcem lub kciukiem prawej lub lewej ręki, dopóki nie zobaczy określonej pożądanej wskazówki wizualnej. Ten elektryczny przełącznik przyciskowy jest monitorowany przez skrzynkę opóźniającą. Tak długo, jak kierowca samochodu wyścigowego przytrzymuje wciśnięty przycisk, skrzynka opóźniająca wysyła 12 woltów prądu stałego (lub 16 V prądu stałego) przy wielu amperach do przekładni samochodu wyścigowego (gdzie wewnętrzny elektromagnes elektromagnetyczny znajdujący się w skrzyni biegów lub na niej jest zasilany, co z kolei ustawia szpulę zawór sterujący ciśnieniem płynu hydraulicznego w sterowniku hydraulicznym skrzyni biegów, który blokuje przekładnię jednocześnie na biegu do przodu i do tyłu).

Kiedy transbrake jest włączony na linii startu toru drag race (kierowca trzyma wciśnięty przycisk), samochód pozostaje nieruchomy niezależnie od tego, ile mocy silnika jest dostarczane do układu napędowego. W tym momencie kierowca zwykle otwiera całkowicie przepustnicę, a samochód pozostaje nieruchomy na linii startu z pełną mocą silnika. Kiedy kierowca widzi przed sobą żądaną wskazówkę wizualną, natychmiast puszcza palec (lub kciuk) z przycisku. To zwolnienie przycisku otwiera styki w przełączniku przyciskowym, sygnalizując pole opóźnienia, a pole opóźnienia rozpoczyna teraz wewnętrzne odliczanie. Gdy zegar odliczający osiągnie zero, skrzynka opóźniająca zatrzymuje przepływ prądu do elektromagnesu w przekładni, co powoduje powrót zaworu suwakowego do normalnego położenia. Gdy zawór suwakowy znajduje się w normalnym położeniu, płynu hydraulicznego w skrzyni biegów jest usuwane z zespołu sprzęgła biegu wstecznego (ale utrzymywane w zespole sprzęgła do przodu), co powoduje „uruchomienie” samochodu wyścigowego drag (często z dużym ciągiem) od startu linii, szybko przyspieszając do przodu w kierunku mety.

Historia

Skrzynki opóźniające zaczęły pojawiać się w samochodach wyścigowych drag w latach 80-tych. Wczesne jednostki były timerami w blaszanym pudełku z analogowym potencjometrem i nakrętką zabezpieczającą, aby ustalić wartość zadaną bez odczytu lub informacji zwrotnej dla kierowcy. Te wczesne jednostki wykorzystywały schemat ładowania rezystora / kondensatora do wyzwalania tranzystora jednozłączowego w celu zwolnienia przekaźnika elektromechanicznego. Takie zegary opóźnienia wyścigów drag są bardzo prymitywne jak na dzisiejsze standardy. Nolenowi (IKE) Hammie przypisuje się wprowadzenie takich wczesnych urządzeń do wyścigów drag. (obecnie DBA jako Digital Delay, INC.) Ike Hamma nie żyje. Jego rodzinie przyznano patent na rodzaj opóźniacza czasowego, jego syn Charlie Hamma jest obecnym prezesem firmy Digital Delay Inc., producenta zegarów do wyścigów drag. Inne podmioty przyczyniły się do rozwoju technologii opóźniającej, a także posiadają własność intelektualną. Niektóre z tych innych podmiotów mają patenty opóźniające (Reid i Furrow), niektóre podmioty nie ubiegały się o patenty na swoje wynalazki, mimo że ich wynalazki mogły być starsze niż wynalazki znanych posiadaczy patentów.

Pod koniec lat 80. na rynku zaczęły pojawiać się jednostki o charakterze cyfrowym, przez co analogowy, jednozłączowy projekt zegara RC stał się przestarzały.

Nowe cyfrowe zegary opóźniające wykorzystywały pokrętła dziesiętne lub kodowane binarnie do ustawiania wartości timera odliczającego w logice cyfrowej. Pokrętła przekazywały również wizualną wartość liczbową, której kierowca wyścigowy mógł użyć, aby pomóc mu obliczyć właściwe ustawienia. Popularna wczesna jednostka cyfrowa tego typu została zaprojektowana i wyprodukowana przez Roberta Furrowa (BF Electronics z Weatherford, Oklahoma). Skrzynka opóźniająca Roberta Furrowa wykorzystywała kryształ kwarcu do dokładności pomiaru czasu i układów scalonych z logiką tranzystorowo-tranzystorową (TTL). Cyfrowe pudełko opóźniające Furrow było znaczną poprawą dokładności i ergonomii, ale ucierpiało na niezawodności. W Stanach Zjednoczonych wiele zegarów opóźniających BF Electronics było sprzedawanych w całym kraju.

Richard Beutnagel (Thorn Microsystems w Rochester, NY) przedstawił pierwszy zegar opóźniający oparty na mikroprocesorze . Projekt Richarda Beutnagela również wykorzystywał podstawę czasu z kryształu kwarcu dla dokładności, ale bez logiki kleju TTL. Jednostka Thorn Microsystems wykorzystywała jednoukładowy mikrokomputer firmy Intel, profesjonalnie wykonaną dwustronną płytkę drukowaną z platerowanymi otworami przelotowymi, dużymi przełącznikami tarczowymi BCD i wytrzymałym półprzewodnikowym bipolarnym obwodem wyjściowym (bez przekaźnika elektromechanicznego). Konstrukcja Thorn Microsystems zmniejszyła liczbę części do „jednego chipa”, a jeden tranzystor mocy znacznie zmniejszył liczbę połączeń lutowanych PCB (płytka drukowana), co znacznie zwiększyło niezawodność. Oprogramowanie układowe wbudowane w układ mikrokontrolera Intela wykonywało wszystkie funkcje taktowania i sterowania wymagane od modułu opóźniającego z cyfrową dokładnością kryształu kwarcu.

Wiele nowych projektów logiki kleju TTL i CMOS pojawiało się na rynku przez kilka kolejnych lat. Nazwiska takie jak Meziere, Terminator, K&R, ATI, Digital Delay (Ike Hamma), Biondo, Davis, D&D (Danny Duberry) i inni zajmują ważne miejsce w historii drag racing boxów opóźniających. Niektóre projekty typu logika kleju miały duże diody LED (diody elektroluminescencyjne) do wyświetlania ustawień timera, inne zawierały atrakcyjne podświetlane wyświetlacze LCD (wyświetlacze ciekłokrystaliczne), jeszcze inne wykorzystywały pokrętła o różnej wielkości i jakości. Wszystkie pudełka opóźniające dostępne na rynku były dokładne z kryształem kwarcu do roku 1990. Minęło kilka lat, zanim pojawiły się inne konstrukcje opóźniaczy z wbudowanymi mikroprocesorami.

Obecnie praktycznie wszystkie urządzenia opóźniające wyścigi drag są oparte na mikroprocesorach z inteligentnymi, podświetlanymi wyświetlaczami LCD. Najpopularniejsze modele wyposażone są w wewnętrzne obliczenia czasu zwrotnicy (pozwalające kierowcy wybrać wizualną wskazówkę z choinki po stronie przeciwnika, pole opóźnienia wykonuje wewnętrznie proste obliczenia matematyczne dla kierowcy), kompensację uderzeń w górę i w dół (pozwala kierowcy aby łatwo i szybko i zdalnie dokonać drobnych korekt synchronizacji plus lub minus), kompensacja zwrotnicy ( czas przesunięcia, który kierowca może ustawić podczas przejazdu), blokada bezpieczeństwa (zapobiega ponownej aktywacji skrzynki opóźniającej, gdy samochód wyścigowy jest w ruchu, cenna funkcja), obejście (funkcja, w której pole opóźnienia jest dezaktywowane, zanim zakończy odliczanie, w ten sposób natychmiast uruchamiając samochód) i inne funkcje.

Kontrowersyjne użycie

Używanie skrzynki opóźniającej było bardzo kontrowersyjne w latach 80. i 90. XX wieku, a szczyt kontrowersji przypadł na lata 1993-1994. Trwa to do dziś, ale kontrowersje znacznie spadły od szczytu. Użycie pola opóźniającego stało się kontrowersyjne, ponieważ doświadczeni zawodnicy stracili pewną przewagę nad młodszymi, mniej doświadczonymi rywalami. Weterani wyścigów, którzy byli przeciwni używaniu skrzynek opóźniających, skarżyli się właścicielom torów wyścigowych i organom sankcjonującym wyścigi drag, że skrzynki opóźniające są niesprawiedliwe. Korzystanie ze skrzynki opóźniającej zapewnia mniej doświadczonemu kierowcy poprawę dokładności czasu reakcji, której nauczenie się przez bardziej doświadczonych kierowców wymagało czasu i pieniędzy. Ci dawni kierowcy wyścigowi powiedzieli, że użycie pola opóźniającego stanowiło oszustwo. Określenie „pudełka oszustów” było słyszane na wyścigach dragsterów przez wiele lat. Właściciele torów w całych Stanach Zjednoczonych zaczęli tworzyć oddzielne wyścigi tego samego dnia wyścigu w swoim obiekcie, dzieląc kierowców na dwie grupy lub klasy, klasę pudełkową i klasę bez pudełka. „Niektórzy” zawodnicy zaczęli ukrywać pole opóźnienia i wchodzić do klasy bez pudełka, a więc faktycznie oszukiwać.

Początkowo sądzono, że użycie skrzyni opóźniającej ogranicza się do samochodów wyposażonych w hamulec transgraniczny. Używanie skrzyni opóźniającej przez kierowców motocykli dragsterów pozostawało daleko w tyle za tymi używanymi przez kierowców samochodów. Czynniki te przyczyniły się do kontrowersji związanych z pudełkami opóźniającymi, ponieważ niektórzy zawodnicy uważali, że wybrany przez nich sprzęt jest niezgodny z używaniem pudełek opóźniających. To była nieprawda, a edukowanie społeczności wyścigowej zajęło trochę czasu.

Istotnym powodem, dla którego motocykliści wyścigowi drag race opóźniali się we wdrażaniu elektroniki opóźniającej, jest duża różnorodność konfiguracji układu napędowego w motocyklach drag. Spośród samochodów wyścigowych, które odniosły sukces w wyścigach drabinkowych, większość miała automatyczne skrzynie biegów wyposażone w hamulce trans. Innowacyjność szybko dostosowała opóźniacz do samochodów z podwójnymi blokadami linek (urządzenia, które elektrycznie blokowały hamulce na wszystkich czterech kołach) oraz manualnymi skrzyniami biegów z wykorzystaniem hydraulicznego łożyska oporowego do rozsuwania tarcz sprzęgła, a także przystosowana do dragbike'ów, które wzrostem obrotów silnika na minutę (RPM). W przypadku stosowania skrzynki opóźniającej w motocyklu ze sprzęgłem suwakowym, obroty silnika są sterowane elektronicznie (ograniczone) przez elektroniczny ogranicznik obrotów podłączony do skrzynki opóźniającej. Kiedy upłynie limit czasu opóźnienia, silnik może swobodnie zwiększać obroty, włączając sprzęgło i ruszając motocyklem w dół. Jak widać, opóźniacze mogą być stosowane zarówno w samochodach, jak i motocyklach. Hamulec skrzyni biegów nie jest wymagany do korzystania ze skrzynki opóźniającej w wyścigach drag. Kiedy wyszkolono kierowców w tym zakresie, a także pokazano sposoby wykorzystania skrzynek opóźniających w motocyklach, wczesne kontrowersje zostały w pewnym stopniu złagodzone.

Skrzynki opóźniające poprawiają dokładność czasu reakcji kierowców na linii startu. Skrzynki opóźniające nie robią tego autonomicznie. Do uruchomienia pojazdu nadal wymagana jest interakcja kierowcy, a uzyskanie korzystnego czasu reakcji wymaga umiejętności kierowcy. Niewielka liczba kierowców wyścigowych zajęła się zwiększaniem skrzynek opóźniających lub opłacaniem technologów za obwody, aby to zrobić. Ci zawodnicy ukryli niestandardowe domowe obwody elektroniczne w obudowie skrzynki opóźniającej w ukradkowy sposób, co naruszyło niektóre zasady wyścigów drag. Modyfikacje obejmowały obwody, które poprawiły spójność czasu upływu samochodu wyścigowego. Upływający czas pojazdu to osobna, ale równie istotna zmienna, która wpływa na wygranie wyścigu drabinkowego. Nieetyczne, ukryte obwody warzenia piwa wykonały kontrolę w pętli zamkniętej nad upływającym czasem (ET) samochodu wyścigowego dragster. Ten rodzaj elektronicznego sterowania pojazdem został zakazany, ponieważ narusza przepisy, automatycznie wykonując zadania na pokładzie, które nie są inicjowane przez kierowcę. Ten zespół obwodów elektrycznych został umieszczony przez użytkownika końcowego w komercyjnej obudowie skrzynki opóźniającej jako preferowana kryjówka. Takie obwody do domowego parzenia wywołały „rozbłysk” kontrowersji związanych z elektroniką w wyścigach drag, dodatkowo i niesprawiedliwie niszcząc pole opóźnienia. Gdyby te nieetyczne obwody warzenia piwa w domu były ukryte gdzie indziej (lub nigdy nie zostały stworzone), skrzynka opóźniająca najprawdopodobniej oszczędziłaby działań regulacyjnych.

Rozporządzenie

Manipulowanie stało się tak powszechne w latach 90., że National Hot Rod Association (NHRA) zażądało od producentów skrzynek opóźniających, aby utrudnili modyfikowanie skrzynek opóźniających przez użytkowników końcowych i zmniejszyli obudowy, aby nie było miejsca na dodatkową zawartość. Częścią procesu było również uszczelnienie obudowy skrzynki opóźniającej, aby łatwo było zobaczyć, czy została naruszona. NHRA stworzyła również zasady określające, w jaki sposób zawodnik drag race podłącza elektrycznie swój samochód wyścigowy, wymagając od kierowców pozostawienia rozpuszczonych przewodów, aby można je było szybko i łatwo prześledzić wzrokiem. Stworzono również zasady ograniczające liczbę interkonektów, które można podłączyć do przewodu między skrzynką opóźniającą a transmisją. Urzędnicy NHRA zostali upoważnieni do sprawdzenia okablowania, aby upewnić się, że spełnia ono nowe przepisy. NHRA zaczęła również wymagać od producentów skrzynek opóźniających wniesienia opłaty i przedłożenia projektów skrzynek opóźniających do zatwierdzenia przez NHRA. Następnie NHRA ustanowiła zasady, które zezwalały na tory wyścigowe tylko zatwierdzonym przez NHRA boksom opóźniającym. Obejmowało to ujawnienie NHRA tajemnic handlowych, podczas gdy NHRA odmówiła zawarcia umów o zachowaniu poufności z producentami skrzynek opóźniających. Po przesłaniu do zatwierdzenia przez NHRA i uiszczeniu opłaty, producenci skrzynek opóźniających nie mogli dokonywać żadnych zmian w projekcie z jakiegokolwiek powodu bez ponownego przedłożenia NHRA w celu ponownego zatwierdzenia i uiszczenia kolejnej opłaty. Aby uzyskać zgodę NHRA, producenci skrzynek opóźniających musieli dostosować się do NHRA, wprowadzając wszelkie zmiany projektowe wymagane przez NHRA. Zasadniczo NHRA projektowała teraz skrzynki opóźniające przez pełnomocnika. Co więcej, zawodnikom drag race nie wolno było używać żadnego pola opóźniającego, które zrobili sami w domu. To zmieniło oblicze wyścigów drag w ogromny sposób. Tradycyjnie oddolne wyścigi drag racing polegały na tym, że zawodnicy mogli zbudować własne podwozie, silnik, skrzynię biegów, mechanizm różnicowy, hydraulikę pojazdu i okablowanie pojazdu itp. Wykwalifikowani kierowcy mogli zbudować własny samochód wyścigowy własnymi rękami z części, gdziekolwiek je nabyli. Kierowcy nie musieli kupować niczego gotowego, jeśli nie chcieli. Te dni przeszły do ​​historii niemal z dnia na dzień. Praktycznie każda innowacja wyścigowa (elektroniczna lub mechaniczna) została teraz zakwestionowana i mogła spowodować dyskwalifikację. Tor NHRA mógłby odmówić możliwości ścigania się na ich torze, gdyby zobaczyli coś domowej roboty w samochodzie wyścigowym. Ścieżka do ścigania się bez obaw o dyskwalifikację polegała na zakupie wszystkiego do samochodu od zatwierdzonych producentów NHRA (inne organy sankcjonujące szybko poszły w ich ślady, takie jak IHRA, NMCA i inne).

Tylko kilku producentów skrzynek opóźniających było skłonnych zapłacić opłaty za zatwierdzenie skrzynki opóźniającej NHRA i przesłać projekty do zatwierdzenia przez NHRA bez uzyskania umowy o zachowaniu poufności. Również wielu producentów skrzynek opóźniających nie chciało być zmuszanych do przestrzegania wymagań dotyczących zmian projektowych NHRA. Ci producenci szybko zbankrutowali lub przeszli na rynki niezwiązane z wyścigami. W rezultacie bardzo niewiele firm produkuje obecnie pudełka opóźniające do wyścigów drag, a każdy projekt jest zbliżony pod względem funkcjonalności do następnego. Zmniejszona konkurencja pozwala tym nielicznym firmom cieszyć się całym rynkiem dla siebie. Innowacje praktycznie ustały na rynku. Zatwierdzeni producenci opóźniaczy korzystają również z premii wynikającej ze zmniejszonej konkurencji na rynku w przypadku innych pokładowych zegarów wyścigowych, takich jak: liczniki zatrzymania przepustnicy, rejestratory danych (rejestratory danych), liczniki zmiany biegów, przełączniki obrotów, elektroniczne kontrolery wtrysku podtlenku azotu i inne urządzenia. Producenci skrzynek opóźniających, którzy nie otrzymają aprobaty NHRA, są wykluczeni z całego rynku elektroniki do wyścigów drag.

Jak wspomniano powyżej, w akapicie pierwszym pod „Kontrowersyjne użycie”, wielu operatorów torów wyścigów drag race zaczęło dzielić dzień wyścigu na klasy „box” i „no box”, przy czym „no box class” nie mógł używać żadnego typu opóźniacza w ich samochody wyścigowe. Jednak elektroniczne systemy pomiaru czasu na torze były nadal używane w „klasie bez boksów”, co oznaczało, że kierowca chcący oszukiwać mógł raczej łatwo ukryć skrzynkę opóźniającą gdzieś w swoim samochodzie (lub przy sobie) i mieć nieuczciwą przewagę nad swoimi konkurentami. W związku z tym operatorzy torów wyścigowych postawili sobie przed sobą ogromne zadanie polegające na egzekwowaniu przepisów dotyczących urządzeń elektronicznych w wyścigach Bracket Racing „no box class” i jako tacy rzadko dążą do egzekwowania. Czasami operator toru próbuje złapać oszustów za pomocą liczników opóźnienia w klasie „bez pudełka”, zadanie egzekwowania prawa może być znacznie złożone, a wyniki są zwykle kontrowersyjne. Stwarza to napięcie między wszystkimi zawodnikami, a także między zawodnikami a operatorami torów.

Popularny program telewizji kablowej w Stanach Zjednoczonych „Pinks” (Speed ​​Channel) wykorzystuje gospodarza programu telewizyjnego jako chorążego z techniką opuszczania ręki na linii startu (plus obserwatorzy na linii mety i „wykańczanie zdjęć” aparatem podobne do tych używanych w przypadku koni wyścigi i wyścigi psów). Symuluje to historyczne korzenie wyścigów ulicznych po II wojnie światowej z lat czterdziestych XX wieku oraz nieelektroniczne wyścigi drag strip z lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku. Pole opóźnienia jest bezużyteczne w różowych, ponieważ pierwsze przejście odbywa się z drzewkiem Pro (0,400 trzy bursztyny) zamiast standardowego drzewa (0,500 za światło), a drugie przejście i wszystkie eliminacje są prowadzone z upuszczeniem ręki, co zmusza kierowcę do uruchomienia na polecenie gospodarza, a nie przez pole opóźniające.