Μπορεί να είναι η προοπτική. Μπορεί να είναι το γεγονός ότι πίσω του έχει έναν κινητήρα 1.6 λίτρων. Το σίγουρο είναι ότι αυτό είναι ένα μεγάλο τούρμπο.
Ένας V6 τούρμπο κινητήρας 1.6 λίτρων που φτάνει μέχρι τις 15,000 σαλ με απεριόριστη ώθηση που μετατρέπει μικρές σταγόνες καυσίμου σε 600 ίππους συνεπικουρούμενο από ένα ηλεκτρικό σύστημα το οποίο αντλεί 160 ηλεκτρικά φορτισμένα άλογα επιπλέον. Αυτή είναι η επιτομή στην ανάπτυξη των κινητήρων.
Καθώς μαθαίνουμε περισσότερα σχετικά με τους ολοκαίνουριους κινητήρες της φετινής σεζόν στην F1, στη Renault ανακοίνωσαν όλες τις πληροφορίες που θα μπορούσαν να μοιραστούν σχετικά με τον τελευταίας τεχνολογίας V6 κινητήρα τους. Αυτός ο κινητήρας τούρμπο δεν έχει καμιά απολύτως σχέση με τον παλιό.
Στην F1 έγινε η μετάβαση από τους 2.4 λίτρων V8 κινητήρες στους 1.6 λίτρων τούρμπο V6. Υπάρχουν επίσης αλλαγές στην τροφοδοσία καυσίμου και στο σύστημα μπαταριών του KERS. Ευτυχώς, η Ferrari είναι εδώ για να μας καθοδηγήσει σε όλες αυτές τις αλλαγές.
Από τα ενημερωτικά βίντεο (link στο τέλος) μαθαίνουμε πολλά σχετικά θέματα με τις επιπτώσεις των τεχνικών κανονισμών στον τρόπο σχεδιασμού των κινητήρων και των μονοθέσιων από το 2014.
Το σύστημα KERS είναι πλέον πολύ ισχυρότερο, και η ώθηση που προσφέρει μειώνει περίπου 3 δευτερόλεπτα τον απαιτούμενο χρόνο για ένα γύρο. Υπάρχει μια ανησυχία για την αξιοπιστία, καθώς και για τη ροή των καυσίμων και τους περιορισμούς στην ποσότητά τους. Και όπως σημειώνεται, θα έχει ενδιαφέρον να δούμε πώς οι οδηγοί θα διαχειριστούν τη σχέση του KERS και των τούρμπο.
Από τη σεζόν του 2014, η FIA υιοθέτησε έναν διπλό περιορισμό. Παρά το ότι η ποσότητα καυσίμου για τον αγώνα περιορίστηκε στα 100 kg (35% λιγότερα σε σχέση με το 2013), ο ρυθμός ροής του καυσίμου (που δεν είχε περιορισμό στους V8 κινητήρες) δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 100 kg/h. Αυτό σημαίνει ότι η «απεριόριστη» πίεση υπερπλήρωσης του τούρμπο θα έχει σαν μέγιστη τιμή τα 3.5 bar.
Ο σχεδιασμός του μικροσκοπικού V6 κινητήρα ήταν δύσκολος καθώς η αρχιτεκτονική είναι πολύ διαφορετική από τον V8. Οι πιέσεις μέσα στον θάλαμο καύσης είναι σχεδόν διπλάσιες έως και 200 bar — ή 200 φορές η μέση ατμοσφαιρική πίεση. Εάν οι μηχανικοί δεν μπορούν να αποτρέψουν το «κλώτσημα» του τούρμπο μέσα στον θάλαμο καύσης, ο κινητήρας θα εκραγεί, κάτι που δεν τους συμφέρει, καθώς μόνο πέντε κινητήρες ανά οδηγό επιτρέπονται σε κάθε σεζόν.
Τέλος εποχής για τους V8 κινητήρες F1
Η εποχή των V8 2.4 λίτρων στη Formula Ένα έχει τελειώσει και εδώ θα δείτε μια σπονδή με φλόγες και ήχο που τρυπάει τα αυτιά στους κινητήρες αυτούς… Ο άμεσος ψεκασμός χρησιμοποιείται για να βοηθήσει στην εξοικονόμηση καυσίμου, και στη Renault εξετάζουν το ενδεχόμενο απενεργοποίησης κυλίνδρων όταν το μονοθέσιο θα βρίσκεται σε στροφή.
Κατά κάποιο τρόπο, αυτό δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει καλά σε συνδυασμό με το τούρμπο, το οποίο περιστρέφεται στις 100,000 σαλ, διοχετεύοντας περίσσια θερμικής ενέργειας για μετατροπή σε ηλεκτρική ενέργεια η οποία αποθηκεύεται και μπορεί αργότερα να χρησιμοποιηθεί ώστε να αποτρέψει την υπερβολική επιβράδυνση του τούρμπο κατά το φρενάρισμα. Η πρόκληση είναι να μειωθεί η καθυστέρηση σε σχεδόν μηδενική ώστε να συμπίπτει στην άμεση ροπή που δίνει ο V8.
Το σύστημα επιτελεί την λειτουργία μιας τυπικής βαλβίδας διαφυγής (wastegate valve), αλλά για κάθε ενδεχόμενο, στον κινητήρα της Renault υπάρχει και μια συμβατική. Πρέπει να είναι ταυτόχρονα ανθεκτική και αρκετά μικρή για να μπορεί να τοποθετηθεί στον περιορισμένο χώρο. Εάν οι τεράστιες πιέσεις καταφέρουν να το ραγίσουν, ο κινητήρας είναι λίγο πολύ τελειωμένος για το υπόλοιπο του αγώνα. Το intercooler επίσης ανέλαβε περισσότερη δουλειά.
Το KERS αντικαταστάθηκε με δύο μονάδες γεννήτριας κινητήρα – την MGU-H, η οποία ανακτά ενέργεια από την εξάτμιση και την MGU-K η οποία ανακτά ενέργεια από το φρενάρισμα.
Η μονάδα MGU-K παράγει τρείς φορές περισσότερη θερμότητα από όσο η μονάδα KERS των V8, και εάν λιώσει, το μονοθέσιο εξαρτάται μονάχα στην εσωτερική καύση, κάνοντάς το έτσι μη ανταγωνιστικό.
Η μονάδα MGU-H απορροφά ενέργεια από τον άξονα της τουρμπίνας ώστε να μετατρέψει την ενέργεια της θερμότητας από τα καυσαέρια, χρησιμοποιείται όμως και για να ελέγχει την ταχύτητα του υπερσυμπιεστή ώστε αυτή να συμπίπτει στις απαιτήσεις αέρα του κινητήρα επιβραδύνοντάς τον, αντικαθιστώντας την βαλβίδα διαφυγής ή επιταχύνοντάς τον για να ανταπεξέλθει στην καθυστέρηση του τούρμπο.Παρά το γεγονός ότι το ηλεκτρικό σύστημα είναι μόνο δύο φορές ισχυρότερο σε σχέση με της προηγούμενης χρονιάς, η ενέργεια που συμβάλλει στην απόδοση του μονοθεσίου είναι δέκα φορές υψηλότερη.
Η μπαταρία έχει ελάχιστο βάρος 20kg, και το σύστημα παράγει μεγάλα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που μπορούν να επηρεάσουν την ακρίβεια των αισθητήρων. Ολόκληρο το σχέδιο είναι εντελώς πολύπλοκο.
Όλα αυτά σημαίνουν ότι τα καύσιμα από μόνα τους δεν επιτρέπουν στους οδηγούς να πηγαίνουν τέρμα γκάζι για περισσότερο από μια ώρα.
H θεωρία της Renault
Κατά την επιτάχυνση ο κινητήρας εσωτερικής καύσης χρησιμοποιεί το απόθεμα καυσίμου. Ο στροβιλοσυμπιεστής περιστρέφεται με τη μέγιστη ταχύτητα (100,000σαλ).
Η μονάδα MGU-H συμπεριφέρεται ως γεννήτρια και ανακτά ενέργεια από την θερμότητα και την ενέργεια που χάνεται στην εξάτμιση και την μεταφέρει στη μονάδα MGU-K (ή στην μπαταρία στην περίπτωση που χρειάζεται φόρτιση).
Η μονάδα MGU-K, η οποία συνδέεται στον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα εσωτερικής καύσης, λειτουργεί ως μοτέρ και αποδίδει επιπρόσθετη ισχύ για να τραβήξει περισσότερο ή να εξοικονομήσει καύσιμα, ανάλογα πώς έχουν διαμορφωθεί τα ηλεκτρονικά ελέγχου. (4)
Στο τέλος μιας ευθείας, ο οδηγός σηκώνει το πόδι από το γκάζι για να φρενάρει για μια στροφή. Στο σημείο αυτό, η μονάδα MGU-K μετατρέπεται σε γεννήτρια και ανακτά την σπαταλούμενη ενέργεια κατά το φρενάρισμα, η οποία αποθηκεύεται στην μπαταρία (1).
Κατά το φρενάρισμα, η μονάδα MGU-H μετατρέπεται σε μοτέρ για να διατηρήσει την ταχύτητα περιστροφής του στροβιλοσυμπιεστή αρκετά υψηλά ώστε να αποφευχθεί καθυστέρηση στο τούρμπο (2). Αυτό είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται κατά το φρενάρισμα όταν η ταχύτητα του στροβιλοσυμπιεστή μειώνεται καθώς παράγεται μικρότερος όγκος αερίων.
Όταν ο οδηγός επιταχύνει και παράγονται περισσότερα αέρια, το τούρμπο μπορεί να χρειαστεί λίγο χρόνο ώστε να επανέλθει σε πλήρη ταχύτητα περιστροφής. Για την αποφυγή αυτής της καθυστέρησης, η μονάδα MGU-H μετατρέπεται σε μοτέρ και τροφοδοτεί το τούρμπο, διατηρώντας την ταχύτητα περιστροφής όσο το δυνατόν πιο κοντά στη βέλτιστη.
Όταν το μονοθέσιο βγαίνει από τη στροφή και ο οδηγός επιταχύνει ξανά, η μονάδα MGU-H μετατρέπεται ξανά σε γεννήτρια και ανακτά την ενέργεια από τον στροβιλοσυμπιεστή και τα καυσαέρια (3). Η ανακτημένη ενέργεια μπορεί τότε είτε να τροφοδοτήσει την μονάδα MGU-K ώστε να διατηρήσει χαμηλά την κατανάλωση καυσίμου ή να φορτίσει την μπαταρία (4).
Κατά τη διάρκεια του γύρου, η ισορροπία αυτή μεταξύ ανάκτησης ενέργειας, απόδοσης ενέργειας και κατανάλωσης καυσίμου παρακολουθείται προσεκτικά.
Τη διαχωριστική γραμμή μεταξύ του φυσικά δυνατού και του απίθανού την ονομάζουν «το όριο του ελάχιστου χρόνου γύρου». Καθώς η πλήρης ώθηση μπορεί να διατηρηθεί για έναν έως δύο γύρους, αυτό που χρειάζονται οι ομάδες είναι η λειτουργία σε αυτό το όριο και να βρίσκονται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο απίθανο μπορούν.
Ένα πραγματικά σύνθετο πρόβλημα που απαιτεί εξελιγμένο σχεδιασμό.
4 καταπληκτικά videos με animation που έχουμε υποτιτλίσει, (Renault, Mercedes-Petronas, Red Bull και φυσικά Ferrari, εξηγούν τα πάντα για τους νέους κανονισμούς που ισχύουν στην F1 από το 2014, όμως κυρίως παρουσιάζουν τις προοπτικές στις τεχνολογίες ανάκτησης ενέργειας που ήδη ενσωματώνουν:
