Kuinka Mercedes teki F1: n parhaan hybridimoottorin - ja miksi se odottaa vuotta 2016

miten sulkea takaa-säästötili

Kuva 1 /10

Viime vuonna Mercedes hallitsi Formula 1: tä. Silver Arrows voitti 16 kilpailua 19 kilpailusta, ja kuljettajansa Lewis Hamilton ja Nico Rosberg päättivät kauden ensimmäisellä ja toisella sijalla. Mutta miten Mercedes on dominoinut Formula 1: tä kahden vuoden ajan, ja miksi se on edelleen suosikki voittaa kausi 2016? Osa vastauksesta on sen maailmanluokan kuljettajilla ja hienostuneella alustalla, mutta heitä käyttävä hybridimoottori voi olla yksi suurimmista avustajista joukkueen menestykseen.

Paras moottori F1: ssä tuli Motorsport Valleylta

Katso aiheeseen liittyvä Jeremy Clarkson ajattelee, että vetypolttoaine on autojen tulevaisuus. Parhaat hybridi-autot vuonna 2018 Iso-Britannia: i8: sta Golf GTE: hen nämä ovat parhaita myytäviä hybridejä Parhaat sähköautot 2018 UK: Parhaat myytävät sähköautot Yhdistyneessä kuningaskunnassa

Suunniteltu vastaamaan moottorisääntöjen muutoksiin, Mercedes Hybrid PU106A on keskittyneen tutkimus-, kehitys- ja oppimisjakson hedelmä. Turbo-, sähkömoottori- ja polttotekniikan synergian ansiosta se on kaikkien aikojen monimutkaisin, tehokkain ja tehokkain moottori.

Vaikka PU106A on suunniteltu F1: n maailman parhaaksi moottoriksi, se hyödyntää tietoa Daimlerin tallista - sähköautoista dieseautoihin. Ja Mercedesin opit ovat jo siirtymässä tieautoihimme.Löydän huippuluokan voimanlähde kahden ennätyksellisen vuoden takana, istuin istumaan Andy Cowellin, Mercedes AMG High Performance Powertrains -yhtiön toimitusjohtajan kanssa - ja F1: n parhaan moottorin takana.

PU106 on koskaan valmistettu tehokas Mercedes-moottori

Brixworth on vain lyhyen ajomatkan päässä Milton Keynesistä, ja se sijaitsee Ison-Britannian alueella, joka tunnetaan nimellä Motorsport Valley , erittäin keskittynyt kilpailuun keskittynyt pk-yritysten alue. Ja se on myös Mercedes AMG High Performance Powertrains -koti.

Täällä Yhdistyneessä kuningaskunnassa - ei Saksassa - Mercedes aloitti ensimmäisen kerran työskentelyn kehittyneimmän voimayksikön parissa.

Sääntömuutokset ja osuvuuden tarve

Formula 1: llä on pitkään ollut maine siitä, että se ei ole yhteydessä johtavaan autotekniikkaan, mutta vuonna 2014 se muutti sääntöjä.

F1: n hallintoelin, Federation Internationale de l'Automobile (FIA), päätti tehdä urheilusta ympäristöystävällisemmän lisäämällä kaksi perussääntöä, mutta erittäin tehokkaita: moottorit voisivat kuluttaa enintään 100 kiloa polttoainetta kilpailumatkalla, ja ne menivät ei saa kuluttaa polttoainetta yli 100 kg tunnissa. Kilpailuhaaste on, kuinka voit [poimia] eniten energiaa polttoainemäärästä ja ajaa autoa eteenpäin, lisää Cowell. F1: stä oli tullut hyötysuhde.

Suurin muutos johtui moottorin koosta: 2,4 litran V8: t olivat poissa ja pienempiä 1,6 litran V6 litran yksiköitä. FIA antoi moottorivalmistajille mahdollisuuden korvata moottorikapasiteetin väheneminen uudella temppulaatikolla .

Aikaisemmin kielletyt tekniikat olivat sallittuja; joten suora ruiskutus, turbokompressorikokoonpano [ja] suurempi hybridijärjestelmä [sallittiin], Cowell selittää. Moottoreilla oli nyt 120 kW: n sähköinen lisäys hanaan - kaksinkertainen verrattuna vuonna 2009 havaittuihin vanhoihin kineettisen energian talteenottojärjestelmiin (KERS), ja ne voisivat myös käyttää sähkökoneita hukkalämpöenergian talteenottamiseksi ja turbon lisäämiseksi.

kuinka kertoa, onko näytönohjain huono

Vaikka tämä tarjosi uuden haasteen F1: n insinööreille, se merkitsi myös sitä, että ensimmäistä kertaa vuosikymmenien ajan F1: n tavoitteet sovitettiin yhteen laajemman autoteollisuuden kanssa. Parhaan moottorin tuottamiseksi joukkueiden olisi pyrittävä tehokkuuteen - juuri siihen, mitä haluamme tieliikenteen autoiltamme.

Uudet säännöt ja haasteet

Kapasiteetin vähenemisestä huolimatta Mercedes pystyi perimään takaisin paljon hevosvoimaa turboahtimen lisäämisen ansiosta. Yksi tehokkaimmista tavoista lisätä tehoa ja tehokkuutta turbot toimivat kaappaamalla jätepakokaasut ja käyttämällä niitä moottoriin kiinnitetyn kompressorin kääntämiseen. Lopputulos? Lisää ilmaa pakotetaan moottoriin, mikä lisää tehoa ja tehokkuutta.

Mercedesillä ei ollut kokemusta turbosta - loppujen lopuksi viimeksi F1: ssä käytettiin ennen joukkueen päivitystä - joten he luottivat Daimler-yrityksen muualta tulleeseen tietoon. Vaikka Mercedes käyttää turboja tieliikenteen autoissaan, Daimlerin kuorma-autoyksikkö osoittautui hyödyllisimmäksi Cowellille ja hänen tiimilleen: F1-moottorin valtavat voimat tarkoittivat, että ne sopivat paremmin.

Moottoriin menevä ilmavirta ja poistoilmavirta ovat hyvin samanlaisia, joten kompressori- ja turbiinipyörät ovat samankokoisia, Cowell selittää. Jos katsot tieliikenteen kompressoripyörää, se istuu kätesi keskellä, pieni pieni asia. Jos katsot kuorma-autoa tai F1-ajoneuvoa, se roikkuu käden reunan yli. Ja sen avulla saat erilaisia ​​ominaisuuksia, erilaisia ​​asioita haastettaviksi.

Kun etsit enemmän tehoa, turbo oli kasvanut kooltaan, mutta se pahentaa tekniikan perustavanlaatuista ongelmaa: turbo-viive. Turbo-viive johtuu ajasta, jonka pakokaasu pyörii turbiinille, ja nykyään monissa tieliikenteen autoissa on turbo-viive. Koemme sen, kun istut liikennevaloissa ja painat poljinta ja hiipäät pois, Cowell sanoo. Ja sitten voima tulee yhtäkkiä erityisen hallitsemattomalla tavalla.

Mercedesillä oli ongelma. Vaikka turboajo voi olla hieno tieliikenteen autoille, se aiheuttaa mahdollisesti katastrofaalisen ongelman kilpa-autolle. Kuljettajat luottavat tasaiseen, hallittuun tehoon saadakseen kaiken irti autosta, ja turbo-viive heikentäisi sekä kuljettajan luottamusta että yleistä kierrosaikaa.

Mutta siihen oli myös ratkaisu: sähkömoottori pystyi pyörittämään turboa hyvin ennen pakokaasun saapumista. Kun painat kaasupoljinta, sähkökone, jolla on välitön vaste ja pienen vääntömomentin kyky, voi pyörittää kompressoria ylös ja syöttää moottoria ilmalla ennen kuin pakojärjestelmään syötetään pakokaasua, Cowell kertoo. Ja säästääkseen tilaa Mercedes-insinöörit jakavat turbiinin ja kompressorin ja integroivat siististi moottorin generaattoriyksikön kahden kokoonpanon keskelle.

Hybriditekijän käsittely

Vaikka 1,6 litran V6 ja turbo ovat kehittyneempiä kuin mitä tahansa tien päällä nähdäksesi, se on Energy Recovery System (ERS) -järjestelmä, joka edustaa F1: n uusien moottoreiden tappajasovellusta. Suunniteltu parantamaan samanaikaisesti suorituskykyä ja tehokkuutta, Mercedesin ERS-järjestelmä oli viime vuonna yksi verkon parhaimmista - ja se kehittää tekniikkaa, joka liittyy suoraan nykypäivän plug-in-hybridiautoihin.

ERS-järjestelmä voidaan jakaa useaan osaan - teho, varastointi ja hyödyntäminen - ja nämä toimivat yhtenä kokonaisuutena saadakseen maksimaalisen käytettävissä olevan energian.

Moottorin akut ovat varastoituna matalassa autossa käsittelyyn liittyvistä syistä, ja ne voivat varastoida noin neljä megajoulea energiaa - riittävästi 10000 20 W: n hehkulamppujen sytyttämiseen. Tämä teho syötetään sitten 120 kW: n moottoriin, joka on kytketty auton taka-akseliin, ja pelkkä järjestelmä on hämmästyttävän 160 hevosvoiman arvoinen - samaa tehoa kuin perheauto. Ja toipuminen? Hidastettaessa auton 120 kW: n moottori toimii kuin dynamo, joka kuluttaa käyttämätöntä energiaa takaisin auton akuihin. Sähkömoottori, jota käytetään turbo-viiveen estämiseen, voi myös hyödyntää energiaa ja luoda tehokkaan sekoituspiirin.

Lego-lohkoista kilpailumoottoreihin

Moottorin täytyi sopia alustaan, jolla oli erityisvaatimukset, ja tämä tarkoitti sitä, että Cowellin insinöörien oli työskenneltävä muun Mercedes-tiimin kanssa. [Luulimme], mitä me todella haluamme voimayksiköltä? Paljon voimaa.

miten muuttaa Google-kalenterin taustaa

Ja mitä emme halua tehoyksiköltä? Emme halua sen olevan ylipainoisia, koska ylipainoiset autot ovat hitaita autoja. Emme halua paljon lämmön hylkäämistä, koska paljon lämmön hylkäämistä vaatii suuria pattereita, mikä hidastaa aerodynamiikkaa.

Nämä kompromissit päätyivät muokkaamaan moottoria, ja Brackleyn ja Brixworthin insinöörien oli harkittava kutakin kompromissia. Cowell tiivistää eetoksensa: Jos se tekee autosta nopeamman, jahtaa sitä, ja jos ei, älä.

Testaa työsi

Kaikkien [alkuperäisten] testausten oli oltava tehdaspohjaisia, mihin olemme tyytyväisiä, Cowell myöntää. Jo kauan ei ole ollut paljon kauden sisäisiä testejä, ja ennen kauden testaamista on ollut rajoitetusti. Voimayksikön komponenttien läpimenoaikoilla et voi tehdä ensimmäistä radan testauspäivää talvella ja palautua, jos on ongelmia ennen ensimmäistä kilpailua. Jos löydät jotain talvitestauksen ensimmäisenä päivänä, se on huono - kauden ensimmäinen puoli tulee olemaan huono pelkästään läpimenoaikojen takia.

JATKUU SIVULLA 2: Ota selvää, kuinka Mercedes pisti moottorinsa viimeisen silauksen ja mitä se on suunniteltu ensi vuonna.