Ako Mercedes vyrobil najlepší hybridný motor F1 - a prečo sa teší na rok 2016

ako odstrániť všetky kontakty na

Obrázok 1 z10

V minulom roku dominoval Mercedes vo Formule 1. Strieborné šípy zvíťazili v 16 z 19 pretekov. Jeho jazdci Lewis Hamilton a Nico Rosberg skončili sezónu na prvom a druhom mieste. Ako však Mercedes dominuje vo Formule 1 dva roky a prečo je stále obľúbeným vyhrávať sezónu 2016? Čiastočná odpoveď je na vodičoch svetovej triedy a prepracovaným podvozkom, ale hybridný motor, ktorý ich poháňa, môže byť jedným z najväčších prispievateľov k úspechu tímu.

Najlepší motor v F1 pochádzal z Motorsport Valley

Pozri súvisiace Jeremy Clarkson si myslí, že vodíkové palivo je budúcnosť automobilov Najlepšie hybridné vozidlá v roku 2018 Spojené kráľovstvo: Od i8 po Golf GTE sú to najlepšie hybridy v predaji Najlepšie elektromobily 2018 vo Veľkej Británii: Najlepšie elektromobily na predaj vo Veľkej Británii

Mercedes Hybrid PU106A, navrhnutý ako reakcia na zmeny v pravidlách motora, je ovocím koncentrovaného obdobia výskumu, vývoja a učenia sa. Je poháňaný synergiou turba, elektrického motora a technológie spaľovania a je to najkomplexnejší, najefektívnejší a najsilnejší motor, aký kedy Mercedes vyrobil.

Aj keď je PU106A navrhnutý ako najlepší motor na svete F1, ťaží z poznatkov z celej stajne Daimler - od elektrických automobilov až po naftové nákladné vozidlá. A ponaučenia, ktoré si Mercedes vzal, si už razia cestu k našim cestným automobilom.Aby som objavil špičkovú pohonnú jednotku, ktorá stojí za dvoma rekordnými rokmi, posadil som sa s Andy Cowellom, výkonným riaditeľom vysoko výkonných pohonných jednotiek Mercedes AMG - a strojcom najlepšieho motora v F1.

PU106 je výkonný motor značky Mercedes, aký bol kedy vyrobený

Brixworth je len kúsok od Milton Keynes a leží v oblasti Veľkej Británie známej ako Motorsport Valley , vysoko koncentrovaná oblasť malých a stredných podnikov zameraná na dostihy. A je tiež domovom vysoko výkonných pohonných jednotiek Mercedes AMG.

Práve tu vo Veľkej Británii - nie v Nemecku - začal Mercedes prvýkrát pracovať na najpokročilejšej pohonnej jednotke, akú kedy vyvinul.

Zmeny pravidiel a potreba relevantnosti

Formule 1 si už dlho získala reputáciu mimo špičkových automobilových technológií, ale v roku 2014 zmenila pravidlá.

FRiadiaci orgán federácie 1, Internationale de l'Automobile (FIA), sa rozhodol urobiť tento šport ekologickejším pridaním dvoch základných, ale mimoriadne efektívnych pravidiel: motory nedokázali na závodnú vzdialenosť spotrebovať viac ako 100 kg paliva a neboli Nie je dovolené spotrebovávať palivo viac ako 100 kg za hodinu. Konkurenčnou výzvou je, ako [extrahovať] z tohto množstva paliva maximum energie a poháňať auto pozdĺž, dodáva Cowell. F1 sa stala závodom efektivity.

Najväčšia zmena nastala s veľkosťou motora: 2,4-litrové V8 boli vyradené a menšie 1,6-litrové V6-litrové jednotky boli dovnútra. Na vyrovnanie zníženia objemu motora dala FIA výrobcom motorov prístup k novej krabici trikov .

Povolené boli technológie, ktoré predtým neboli prípustné. takže priame vstrekovanie, zostava turbokompresora a [a] väčší hybridný systém [boli povolené], vysvetľuje Cowell. Motory mali teraz na prívod elektrickej energie 120 kW - dvojnásobok sily oproti starým systémom na rekuperáciu kinetickej energie (KERS), ktoré boli prvýkrát uvedené v roku 2009, a mohli tiež použiť elektrický stroj na rekuperáciu energie z odpadového tepla a zvýšenie turba.

hlavný panel systému Windows 10 a ponuka Štart nefunguje

Aj keď to pre inžinierov F1 predstavovalo nový súbor výziev, znamenalo to tiež, že po prvýkrát za posledné desaťročia boli ciele F1 v súlade so širším automobilovým priemyslom. Aby bolo možné vyrobiť najlepší motor, museli by tímy presadzovať efektívnosť - presne to, čo od našich cestných automobilov požadujeme.

Nový súbor pravidiel a výziev

Napriek zníženiu kapacity dokázal Mercedes vďaka pridaniu turbodúchadla spätne získať späť vysoký výkon. Jedným z najefektívnejších spôsobov zvýšenia výkonu a účinnosti sú turbá, ktoré zachytávajú odpadové plyny a pomocou nich otáčajú kompresor pripevnený k motoru. Výsledok? Do motora sa vháňa viac vzduchu, čo zvyšuje výkon - a účinnosť.

Mercedes nemal s turbom žiadne skúsenosti - koniec koncov, naposledy, keď boli použité v F1, boli staršie ako starý tím - stavili teda na znalostiach z iných spoločností spoločnosti Daimler. Aj keď Mercedes používa vo svojich cestných automobiloch turba, bola to práve Daimlerova divízia nákladných vozidiel, ktorá sa Cowellovi a jeho tímu ukázala ako najužitočnejšia: obrovské množstvo sily obsiahnuté v motore F1 znamenalo, že sa lepšie hodili.

Prúd vzduchu smerujúci do motora a prúd výfukového vzduchu je veľmi podobný, takže kolesá kompresora a turbíny majú podobnú veľkosť, vysvetľuje Cowell. Ak sa pozriete na koleso kompresora cestného automobilu, je to uprostred vašej ruky, maličkosť. Ak sa pozriete na nákladný automobil alebo F1, visí vám to nad okrajom ruky. A s tým získate rôzne vlastnosti, rôzne veci, ktoré treba napadnúť.

Pri hľadaní väčšej sily sa turbo zväčšilo, ale to prehĺbilo zásadný problém s technológiou: turbo lag. Spôsobené časom, kým výfukové plyny roztočia turbínu, je dnes v mnohých cestných automobiloch prítomné turbo lag. Zažívame to, keď sedíte na semafore a stlačíte pedál a plazíte sa preč, hovorí Cowell. A potom sila zrazu prichádza obzvlášť nekontrolovaným spôsobom.

Mercedes mal problém. Aj keď turbo lag môže byť pre cestné vozidlá v poriadku, pre závodné auto predstavuje potenciálne katastrofický problém. Vodiči sa spoliehajú na plynulý a kontrolovaný výkon, aby z auta vyťažili maximum. Turbo oneskorenie by znížilo dôveru vodiča aj celkový čas na kolo.

Ale aj pre to existovalo riešenie: elektrický motor mohol dobre roztočiť turbo skôr, ako dorazili výfukové plyny. Keď stlačíte plynový pedál, elektrický stroj s okamžitou odozvou a schopnosťou krútiaceho momentu pri nízkych otáčkach dokáže roztáčať kompresor a nasávať vzduch vzduchom skôr, ako bude výfukový systém napájaný výfukovými plynmi, vysvetľuje Cowell. Z dôvodu úspory miesta rozdelili inžinieri Mercedesu turbínu a kompresor a agregát generátora motora úhľadne integrovali do stredu oboch zostáv.

Zaoberanie sa hybridným faktorom

Aj keď sú 1.6L V6 a turbo sofistikovanejšie ako čokoľvek, čo by ste na cestách videli, je to vražedná aplikácia nových motorov F1 práve vďaka systému Energy Recovery System (ERS). Systém Mercedes ERS, ktorý bol navrhnutý na súčasné zvýšenie výkonu a efektívnosti, bol v minulom roku jedným z najlepších v sieti - a vyvíja technológiu priamo súvisiacu s dnešnými hybridnými vozidlami typu plug-in.

Systém ERS možno rozdeliť na niekoľko častí - napájanie, skladovanie a zotavenie - a tieto fungujú ako jedna jednotka, aby získali maximálnu dostupnú energiu.

Batérie motora sú z dôvodu manipulácie v aute nízko uložené a môžu ukladať zhruba štyri megajouly energie - dostatok na zapálenie 10 000 20 W žiaroviek. Táto sila sa potom dodáva do 120kW motora pripojeného k zadnej náprave vozidla a samotný tento systém má hodnotu ohromujúcich 160 koní - približne rovnaký výkon ako rodinný automobil. A zotavenie? Pri spomalení motor s výkonom 120 kW funguje ako dynamo a vracia nepoužitú energiu späť do batérií vozidla. Elektrický motor používaný na zabránenie oneskoreniu turbo dokáže tiež rekuperovať energiu a vytvárať efektívnu zmesovú slučku.

Od lego blokov až po závodné motory

Motor musel zapadnúť do podvozku so špecifickými požiadavkami, čo znamenalo, že inžinieri spoločnosti Cowell museli spolupracovať so zvyškom tímu Mercedes. [Mysleli sme si], čo vlastne od pohonnej jednotky chceme? Veľa sily.

môžete získať miestne kanály na amazonskej paličke?

A čo nechceme od pohonnej jednotky? Nechceme, aby to malo nadváhu, pretože autá s nadváhou sú pomalé autá. Nechceme veľa odvádzania tepla, pretože veľa odvádzania tepla vyžaduje veľké radiátory, čo spomaľuje aerodynamiku.

Tieto kompromisy nakoniec formovali motor a inžinieri z Brackley a Brixworthu museli zvážiť každý kompromis. Cowell zhŕňa ich étos: Ak má byť auto rýchlejšie, prenasledujte ho, a ak nie, nerobte to.

Testovanie vašej práce

Všetko [počiatočné] testovanie muselo prebiehať v továrni, čo nám vyhovuje, pripúšťa Cowell. Sezónne testovanie už dlho nebolo veľa a predsezónne testovanie bolo obmedzené. S dodacími lehotami komponentov pohonnej jednotky nemôžete absolvovať prvý deň testovania na trati v zime a zotaviť sa, ak sa vyskytnú problémy pred prvými pretekmi. Ak nájdete niečo v prvý deň zimného testovania, je to zlé - bude vás čakať zlá prvá polovica sezóny, a to len kvôli priebežným časom.

POKRAČOVANIE NA STRANE 2: Zistite, ako Mercedes dotvoril svoj motor a čo plánuje v budúcom roku.