Kako je Mercedes naredil najboljši hibridni motor F1 - in zakaj se veseli leta 2016

Windows 10 zamrzne vsakih nekaj sekund

Slika 1 od10.

Lani je Mercedes prevladoval v formuli 1. Silver Arrows je zmagal na 16 od 19 dirk, vozniki Lewis Hamilton in Nico Rosberg pa sta sezono končala na prvem in drugem mestu. Kako pa je Mercedes dve leti prevladoval v formuli 1 in zakaj je še vedno favorit za zmago v sezoni 2016? Del odgovora je na vrhunskih voznikih in dovršenem podvozju, a hibridni motor, ki jih poganja, bi lahko eden največ prispeval k uspehu ekipe.

Najboljši motor v F1 je prišel iz doline Motorsport

Glej povezano Jeremy Clarkson meni, da je vodikovo gorivo prihodnost avtomobilov. Najboljši hibridni avtomobili v letu 2018 v Veliki Britaniji: od i8 do Golfa GTE, to so najboljši hibridi v prodaji Najboljši električni avtomobili 2018 v Veliki Britaniji: Najboljši električni avtomobili na prodaj v Veliki Britaniji

Mercedes Hybrid PU106A, zasnovan kot odgovor na spremembe pravil motorja, je plod koncentriranega obdobja raziskav, razvoja in učenja. Poganja ga sinergija turbo, elektromotorja in tehnologije notranjega zgorevanja, je najbolj zapleten, učinkovit in najmočnejši motor, ki ga je kdajkoli izdelal Mercedes.

Čeprav je zasnovan kot najboljši motor na svetu F1, ima PU106A znanje iz vse Daimlerjeve hleve - od električnih avtomobilov do dizelskih tovornjakov. In lekcije, ki se jih je naučil Mercedes, se že prebijajo do naših cestnih avtomobilov.Da bi za dve rekordni leti odkril vrhunski agregat, sem sedel z Andyjem Cowellom, generalnim direktorjem Mercedes AMG High Performance Powertrains - in vodjo, ki stoji za najboljšim motorjem v F1.

PU106 je zmogljiv Mercedesov motor, kdajkoli izdelan

Brixworth je le kratko vožnjo od Milton Keynesa in leži na območju Združenega kraljestva, znanega kot Motorsport Valley , visoko koncentrirano področje MSP, namenjeno dirkanjem. In tu je tudi dom visokozmogljivih pogonskih sklopov Mercedes AMG.

Tukaj v Veliki Britaniji - ne v Nemčiji - je Mercedes prvič začel delati na najnaprednejši pogonski enoti, ki jo je kdaj razvil.

Spremembe pravil in potreba po ustreznosti

Formula 1 že dolgo slovi po tem, da ni v stiku z vrhunsko avtomobilsko tehnologijo, a je leta 2014 spremenila pravila.

FOrgan upravljanja 1, Federation Internationale de l'Automobile (FIA), se je odločil, da bo šport naredil bolj okolju prijazen z dodajanjem dveh osnovnih, a izjemno učinkovitih pravil: motorji za dirkalno razdaljo ne bi smeli porabiti več kot 100 kg goriva, pa tudi niso ne sme porabiti goriva več kot 100 kg na uro. Konkurenčni izziv je, kako iz te količine goriva izvlečete največ energije in poganjate avto, dodaja Cowell. F1 je postal dirka po učinkovitosti.

Največja sprememba se je zgodila z velikostjo motorja: zunaj je bilo 2,4-litrskih V8-jev in manjših 1,6-litrskih V6-litrskih enot. Da bi kompenzirala zmanjšanje prostornine motorja, je FIA ​​proizvajalcem motorjev omogočila dostop do novega sklopa trikov. .

Dovoljene so bile tehnologije, ki prej niso bile dovoljene; tako je bilo dovoljeno neposredno vbrizgavanje, turbokompresorski sklop [in] večji hibridni sistem, pojasnjuje Cowell. Motorji so zdaj imeli 120kW električnega pospeševalnika - dvakrat več moči kot stari sistemi za rekuperacijo kinetične energije (KERS), prvič vidni leta 2009, lahko pa tudi z električnim strojem pridobivajo odpadno toplotno energijo in povečajo turbo.

kako ustaviti blaženje na ognjenem prahu

Čeprav je to predstavljalo nov niz izzivov za inženirje F1, pa je pomenilo tudi, da so bili cilji F1 prvič po desetletjih usklajeni s širšo avtomobilsko industrijo. Da bi izdelali najboljši motor, bi si morale ekipe prizadevati za učinkovitost - točno tisto, kar želimo od svojih cestnih avtomobilov.

Nov sklop pravil in izzivi

Kljub zmanjšanju zmogljivosti je Mercedes lahko zaradi dodatka turbopuhala odstranil veliko konjev. Eden najučinkovitejših načinov za povečanje moči in učinkovitosti turbo deluje tako, da zajema odpadne izpušne pline in z njimi obrača kompresor, pritrjen na motor. Rezultat? V motor se vbrizga več zraka, kar povečuje moč in učinkovitost.

Mercedes s turbo turbo ni imel izkušenj - navsezadnje je bil nazadnje zadnjič uporabljen v F1 pred ekipo - zato se je zanašal na znanje od drugod v podjetju Daimler. Čeprav Mercedes v svojih cestnih avtomobilih uporablja turbo, se je prav Daimlerjeva oddelka za tovornjake najbolj izkazala Cowellu in njegovi ekipi: ogromne količine moči, ki jih je imel motor F1, so pomenile, da so bolj primerni.

Pretok zraka v motor in izpušni zrak sta si zelo podobna, zato sta kompresorja in turbinska kolesa podobne velikosti, pojasnjuje Cowell. Če pogledate kolo za kompresor cestnega avtomobila, je v sredini vaše roke, drobna malenkost. Če pogledate tovornjaka ali F1, vam visi čez rob roke. In s tem dobiš različne značilnosti, različne stvari, ki jih je treba izzvati.

V iskanju večje moči se je turbo povečal, vendar je to poslabšalo temeljni problem s tehnologijo: turbo lag. Danes je v številnih cestnih avtomobilih prisoten turbo-zaostanek, ki je potreben, da izpušni plin zavrti turbino. Doživimo to, ko sedite na semaforju in pritisnete na pedal in se odplazite, pravi Cowell. In potem moč nenadoma pride na posebno nenadzorovan način.

Mercedes je imel težave. Turbo zaostajanje je sicer v redu za cestne avtomobile, vendar predstavlja potencialno katastrofalno težavo za dirkalnik. Vozniki se zanašajo na gladko, nadzorovano moč, da kar najbolje izkoristijo avtomobil, turbo zamik pa bi zmanjšal tako voznikovo samozavest kot celoten čas kroga.

Toda tudi za to je obstajala rešitev: električni motor je lahko turbo zavrtel še pred prihodom izpušnih plinov. Ko pritisnete stopalko za plin, lahko električni stroj s takojšnjim odzivom in zmožnostjo navora pri nizki hitrosti zavrti kompresor in napaja motor z zrakom, preden se izpušni sistem napaja z izpušnimi plini, pojasnjuje Cowell. Da bi prihranili prostor, so Mercedesovi inženirji razdelili turbino in kompresor ter na sredini obeh sklopov lepo integrirali agregat motorja.

Ukvarjanje s hibridnim faktorjem

Čeprav sta 1.6L V6 in turbo bolj dovršena kot kar koli, kar bi videli na cesti, je sistem za obnovo energije (ERS) tisti, ki predstavlja ubijalsko aplikacijo novih motorjev F1. Mercedesov sistem ERS, zasnovan za sočasno povečanje zmogljivosti in učinkovitosti, je bil lani eden najboljših v omrežju - in razvija tehnologijo, neposredno povezano z današnjimi priključnimi hibridnimi vozili.

Sistem ERS je mogoče razčleniti na več delov - moč, shranjevanje in predelava - in ti delujejo kot eno, da dobijo največjo razpoložljivo energijo.

Akumulatorji motorja so zaradi razlogov za shranjevanje v avtomobilu nizko nameščeni in lahko shranijo približno štiri megajujle energije - dovolj, da prižge 10.0000 20W žarnic. Ta moč se nato napaja na 120kW motor, povezan z zadnjo osjo avtomobila, in samo ta sistem je vreden neverjetnih 160 konjskih moči - približno enako moč kot družinski avtomobil. In okrevanje? Ob upočasnitvi avtomobila 120kW motor deluje kot dinamo in neporabljeno energijo vrača nazaj v akumulatorje avtomobila. Električni motor, ki se uporablja za preprečevanje turbo zaostajanja, lahko povrne tudi energijo in ustvari učinkovito mešalno zanko.

Od lego blokov do dirkalnih motorjev

Motor se je moral vgraditi v podvozje s posebnimi zahtevami, kar je pomenilo, da so morali Cowellovi inženirji sodelovati z ostalo Mercedesovo ekipo. [Mislili smo], kaj v resnici želimo od agregata? Veliko moči.

kako nekoga blokirati na moji facebook poslovni strani

In česa ne želimo od pogonske enote? Nočemo, da je pretežek, saj so avtomobili s prekomerno težo počasni avtomobili. Ne želimo veliko zavračanja toplote, ker veliko odvajanja toplote zahteva velike radiatorje, kar upočasni aerodinamiko.

Ti kompromisi so na koncu oblikovali motor, inženirji iz Brackleyja in Brixwortha pa so morali razmisliti o vsakem kompromisu. Cowell povzema njihov etos: Če bo avto pospešil, ga preganjajte, če pa ne, pa ne.

Testiranje svojega dela

Vsa [začetna] testiranja so morala biti tovarniška, kar nam je všeč, priznava Cowell. Že dolgo ni bilo veliko medsezonskih testiranj in predsezonskih testiranj je bilo malo. S časi izvedbe komponent pogonske enote ne morete opraviti prvega dne preizkušanja proge pozimi in si opomoreti, če obstajajo težave pred prvo dirko. Če prvi dan na zimskih preizkušnjah kaj najdete, je to slabo - v prvi polovici sezone boste imeli slabo, samo zaradi preteklih časov.

NADALJUJE NA STRANI 2: Ugotovite, kako je Mercedes dodelal svoj motor in kaj načrtuje za naslednje leto.