Kuidas Mercedes tegi F1 parima hübriidmootori - ja miks see ootab 2016. aastat

kuidas ühendada ebakõla tõmblemisega

Pilt 1 /10

Eelmisel aastal domineeris Mercedes Vormel 1. Hõbenooled võitsid 19 võistlusest 16, kusjuures sõitjad Lewis Hamilton ja Nico Rosberg lõpetasid hooaja esimesel ja teisel kohal. Kuid kuidas on Mercedes kaks aastat vormel-1 domineerinud ja miks on 2016. aasta hooaja võit ikkagi favoriit? Osa vastusest peitub selle maailmatasemel sõitjate ja keeruka veermikuga, kuid neid toitev hübriidmootor võiks olla meeskonna edu üks suurimaid panustajaid.

Parim mootor F1-s tuli Motospordi orust

Vaadake seotud Jeremy Clarksoni arvates vesinikkütus autode tulevikku Parimad hübriidautod 2018. aastal Suurbritannias: alates i8-st kuni Golf GTE-ni on need parimad müügil olevad hübriidid Parimad elektriautod 2018 Suurbritannias: parimad elektriautod müügil Ühendkuningriigis

Mootoriteeskirjade muutustele reageeriv Mercedes Hybrid PU106A on kontsentreeritud uurimis-, arendus- ja õppeperioodi vili. Turbo, elektrimootori ja sisepõlemistehnoloogia sünergia abil on see kõige keerulisem, tõhusam ja võimsam mootor, mida Mercedes on kunagi teinud.

Ehkki see on disainitud F1-maailma parimaks mootoriks, on PU106A-st kasu Daimleri talli teadmistele - alates elektriautodest kuni diiselmootoriga veokiteni. Ja Mercedese õppetunnid viivad juba meie maantee autodeni.Et leida tipptasemel jõuallikat kahe rekordilise aasta taga, istusin maha Andy Cowelli, Mercedese AMG High Performance Powertrainsi tegevdirektori ja F1 parima mootori taga.

PU106 on kunagi tehtud võimas Mercedese mootor

Brixworth on Milton Keynesist vaid lühikese autosõidu kaugusel ja asub Suurbritannia piirkonnas, mis on tuntud kui Autospordi org , võistlustele pühendunud VKEde väga kontsentreeritud piirkond. Ja see on ka Mercedese AMG kõrgjõudlusega jõuülekannete kodu.

Just siin Suurbritannias - mitte Saksamaal - alustas Mercedes esimest korda tööd kõige arenenuma jõuallika kallal, mis see kunagi välja on töötatud.

Reegli muudatused ja asjakohasuse vajadus

Vormel 1 on juba ammu tuntud selle poolest, et ei puutu kokku tipptasemel autotehnoloogiaga, kuid 2014. aastal muutis see reegleid.

F1 juhtorgan, Federal Internationale de l'Automobile (FIA) otsustas muuta selle spordiala keskkonnasõbralikumaks, lisades kaks põhilist, kuid äärmiselt tõhusat reeglit: mootorid võisid võistlusdistantsil kasutada mitte rohkem kui 100 kg kütust ja nad läksid ei tohi kütust tarbida rohkem kui 100 kg tunnis. Konkurentsivõimalus on see, kuidas sellest kütusekogusest kõige rohkem energiat välja tõmmata ja autot edasi liikuda, lisab Cowell. F1-st oli saanud efektiivsussõit.

Suurim muutus tulenes mootori suurusest: väljas olid 2,4-liitrised V8-d ja väiksemad 1,6-liitrised V6-liitrised seadmed. Mootori töömahu vähenemise kompenseerimiseks andis FIA mootoritootjatele juurdepääsu uuele trikkide kastile .

Varem lubamatu tehnoloogia oli lubatud; nii et otsene sissepritsimine, turbokompressori komplekt, [ja] suurem hübriidsüsteem [olid lubatud], selgitab Cowell. Mootoritel oli kraanil nüüd 120kW elektriline võimendus - kaks korda suurem kui 2009. aastal esmakordselt nähtud kineetilise energia taastamise süsteemide (KERS) võimsus, samuti said nad kasutada elektrimasinat jäätmesoojuse taastamiseks ja turbo võimendamiseks.

kuidas rakendusi firestickil värskendada

Ehkki see esitas F1 inseneridele uue väljakutse, tähendas see ka seda, et esimest korda aastakümnete jooksul olid F1 eesmärgid kooskõlas laiema autotööstusega. Parima mootori tootmiseks peaksid meeskonnad taotlema tõhusust - täpselt seda, mida me oma maanteesõiduautodelt soovime.

Uued reeglid ja väljakutsed

Vaatamata võimsuse vähenemisele suutis Mercedes tänu turbolaaduri lisamisele palju hobujõude tagasi saada. Üks tõhusamaid viise võimsuse ja tõhususe suurendamiseks töötab turbode abil heitgaaside heitmeid ja kasutab neid mootori külge kinnitatud kompressori keeramiseks. Tulemus? Mootorisse surutakse rohkem õhku, mis suurendab võimsust ja efektiivsust.

Mercedestel polnud turboga kogemusi - lõppude lõpuks oli viimane kord, kui neid F1-s kasutati, enne meeskonna dateeringut - seega tuginesid nad Daimleri ettevõtte mujalt saadud teadmistele. Ehkki Mercedes kasutab oma maanteesõidukites turbosid, osutus Cowellile ja tema meeskonnale kõige kasulikumaks just Daimleri veoautodivisjon: F1-mootoriga seotud tohutu võimsus tähendas, et need sobivad paremini.

Mootorisse sisenev õhuvool ja heitõhu õhuvool on väga sarnased, seega on kompressori ja turbiini rattad sarnase suurusega, selgitab Cowell. Kui vaatate maantee autokompressori ratast, on see istunud keset kätt, pisike pisike asi. Kui vaatate veoautot või F1, siis see ripub üle käe serva. Ja sellega saate erinevad omadused, erinevad väljakutsed.

Suurema võimsuse otsimisel oli turbode suurus kasvanud, kuid see süvendas tehnoloogia põhiprobleemi: turbo lag. Põhjuseks aeg, mis kulub heitgaasi turbiini pöörlemiseks, on tänapäeval paljudes maanteesõiduautodes turbo lag. Kogeme seda siis, kui istute fooride juures ja vajutate pedaali ning pugete minema, ütleb Cowell. Ja siis tuleb võim järsku eriti kontrollimatul viisil.

Mercedesel oli probleem. Ehkki turba mahajäämus võib maanteesõiduautode jaoks hästi sobida, tekitab see võidusõiduautole potentsiaalselt katastroofilise probleemi. Autojuhtide maksimaalse kasu saamiseks tuginevad juhid sujuvale, kontrollitud võimsusele ning turbo viivitus vähendaks nii juhi enesekindlust kui ka üldist ringiaega.

Kuid ka sellele oli lahendus: elektrimootor sai turbot enne heitgaasi saabumist korralikult keerutada. Gaasipedaali vajutades saab elektrimasin oma kiire reageerimise ja väikese pöördemomendi võimega keerata kompressorit üles ja toita mootorit õhuga, enne kui heitgaasisüsteem heitgaasiga pingestatud on, selgitab Cowell. Ja ruumi kokkuhoiuks jagasid Mercedese insenerid turbiini ja kompressori ning integreerisid mootorigeneraatorploki kenasti kahe sõlme keskele.

Hübriidfaktoriga tegelemine

Ehkki 1,6L V6 ja turbomootor on keerukamad kui kõik, mida te teel näete, esindab F1 uute mootorite mõrvarrakendust just energia taastamise süsteemi (ERS) süsteem. Mõeldud üheaegselt jõudluse ja efektiivsuse suurendamiseks, oli Mercedese ERS-süsteem eelmisel aastal võrgu parimate seas - ja see arendab tehnoloogiat, mis on otseselt seotud tänapäevaste pistikprogrammidega hübriidsõidukitega.

ERS-süsteemi saab jagada mitmeks osaks - toiteallikaks, salvestamiseks ja taaskasutamiseks - ning need toimivad ühtsena, et saada maksimaalselt saadaolevat energiat.

Mootori akud on autos käsitsemise tõttu madalal tasemel ja need suudavad salvestada umbes neli megadžauli energiat - piisavalt 10000 20W lambipirni valgustamiseks. Seejärel antakse see võimsus 120kW mootorile, mis on ühendatud auto tagateljega, ja ainuüksi see süsteem on väärt hämmastavat 160 hj - umbes sama võimsusega kui pereauto. Ja taastumine? Aeglustamisel toimib auto 120kW mootor nagu dünamo, pannes kasutamata energia auto akudesse tagasi. Elektrimootor, mida kasutatakse turbo viivituse vältimiseks, võib ka energiat taastada, luues tõhusa liitmiku.

Legoklotsidest võistlusmootoriteni

Mootor pidi mahtuma konkreetsete nõuetega šassiisse ja see tähendas, et Cowelli insenerid pidid tegema koostööd ülejäänud Mercedese meeskonnaga. [Me] mõtlesime, mida me jõuallikast tegelikult tahame? Palju jõudu.

kuidas mõista, kas keegi blokeeris teid facebookis

Ja mida me ei taha toiteplokilt? Me ei taha, et see oleks ülekaaluline, sest ülekaalulised autod on aeglased autod. Me ei taha palju soojuse tagasilükkamist, sest suurel hulgal soojuse tagasilükkamiseks on vaja suuri radiaatoreid, mis aeglustavad aerodünaamikat.

Need kompromissid kujundasid lõpuks mootorit ning Brackley ja Brixworthi insenerid pidid kaaluma iga kompromissi. Cowell võtab kokku oma eetose: kui see muudab auto kiiremaks, jälitage seda ja kui ei, siis mitte.

Oma töö testimine

Kõik [esialgsed] testid pidid olema tehasepõhised, mis on meile miski, tunnistab Cowell. Juba pikka aega pole hooajal palju testitud ja hooajaeelseid teste on olnud vähe. Toiteseadme komponentide tarneajaga ei saa te talvel rajal katsetamise esimest päeva teha ega taastuda, kui enne esimest võistlust on probleeme. Kui leiate talvekatsete esimesel päeval midagi, on see halb - teil on hooaja esimene pool halb, just tarneaja tõttu.

JÄTKUB LEHEL 2: Uurige, kuidas Mercedes oma mootorile viimase lihvi pani ja mida järgmisel aastal plaanitakse.