Tag Archives: kers

Motoarele turbo 1.6 V6 din 2014


Cand FIA a anuntat revenirea la motoarele turbo, odata cu sezonul 2014, o mare parte din fanii formulei 1 au simtit nostalgia sezoanelor din anii ’80 cand motorul BMW propulsa monopostul Brabham BT55 cu nu mai putin de 1.300 de cai putere in calificari. Spre deosebire de motoarele din acei ani, care nu erau fiabile si mai mult ineficiente, noile propulsoare au fost introduse pentru a fi mult mai eficiente, dar totodata necesita strategii exacte pentru a utiliza capacitatile limitate ale acestora, la maxim.

Motorul Mercedes-Benz pentru sezonul 2014
Motorul Mercedes-Benz pentru sezonul 2014

Federatia Internationala de Automobilism a intentionat initial ca trecerea sa se faca la motoare cu 4 cilindri in linie, dar echipe precum Ferrari au amenintat cu retragerea din Formula 1 neintelegand de ce aceasta competitie trebuie sa sprijine contextul scaderii motoarelor in comparatie cu cererile fanilor. Intr-un final s-a facut un compromis din ambele parti si s-a ajuns la configuratia cu 6 cilindri in V.

 

Pozitia arborelui cotit pentru 2014 a fost ridicata cu 90mm deasupra planului de referinta, cu 32 de mm mai sus fata de unitatile propulsoare de anul acesta. Aceasta schimbare a adus o alta modificare cu privire si la pozitia centrului de greutate al motorului, acesta necesitand a fi situat la nu mai putin de 200mm deasupra planului de referinta. Totodata centrul de greutate va fi afectat si de masa mai mare a ansamblului motor (motor + ERS), acesta avand o masa minima specificata in regulament de 145 kg.

Ansamblul propulsor propus de Renault pentru 2014 (motor+ERS)
Ansamblul propulsor propus de Renault pentru 2014 (motor+ERS)

Managementul energiei termice si al combustibilului pentru noile motoare va fi esential, inginerii estimand o crestere cu 40% a eficientei termice a motoarelor V6 cu turatiile limitate la 15.000 rpm. Pe de alta parte, noul regulament care prevede ca fluxul de combustibil nu trebuie sa depaseasca 100kg/h, iar sub 10500 rpm, nu trebuie sa depaseasca valoarea Q[kg/h]=0.009N(rpm) + 5, determina ca maximul potential al motorului sa fie atins aproximativ la 12.ooo rpm.

 

Puterea maxima a motoarelor se asteapta a fi undeva in jurul a 600-650 de cai putere, acestia fiind eliberati liniar de la 10.500 rpm in sus, fapt care va face diferenta dintre pilotii care reusesc sa se adapteze la noile motoare si ceilalti, diferenta critica pentru stabilirea campionului mondial. Totodata, din 2014 Pirelli s-a angajat in realizarea unor pneuri care sa poata oferi o mai mare miscare pe orizontala. Lipsa de putere a noilor motoare va fi compensata de noul Sistem de Recuperare al Energiei (ERS).

 

Din 2014, vechiul KERS (Sistemul de Recuperare al Energiei Cinetica) va fi inlocuit cu ERS. Acest nou sistem este capabil sa recupereze atat energie cinetica cat si energie termica. Valoarea maxima recuperata de KERS de 400kJ/tur a fost ridicata la 2MJ (2.000 kJ), determinand noi modificari in ceea ce priveste echilibrul franelor. 4 MJ pot fi eliberati pe tur, 2MJ recuperati din energia cinetica, iar ceilalti 2 din energia termica. TERS (Sistemul de Recuperare al energiei Termice) cuprinde recuperearea energiei din sistemul de supraalimentare. O unitate MGUH (Motor Generator Unit – Heat) este atasata turbocompresorului si recupereaza energia care altfel ar fi irosita. Recuperarea se face si cand motorul este la capacitate maxima dar si cand pilotul elibereaza pedala de acceleratie. In ambele cazuri, aceasta energie poate fi trimisa bateriilor (ES), pentru stocare, sau partajata impreuna cu MGUK prin unitatea de control MGU. In acelasi timp, puterea acestui sistem a fost ridicata la aproximativ 160 de cai putere disponibili pentru 33.33 secunde pe tur.

Magnetti Marelli

Noul sistem de stocare al energiei (ES) poate inmagazina pana la 4 MJ, de 10 ori mai mult decat bateria sistemului KERS din prezent. Aceasta energie poate fi utilizata fie de MGUH, pentru a invarti compresorul si a reduce lag-ul motorului, fie de MGUK, timp de 33.33 secunde pe tur, la o putere de 120 KW (aproximativ 160 de cai putere). Totusi, aceste doua sisteme MGUH si MGUK pot sa transmita energia recuperata de unul, celuilalt pentru utilizare, fara a folosi sistemul de stocare (ES). De exemplu este posibil ca MGUK sa recupereze energia cinetica din timpul franarii si sa fie eliberata instantaneu prin MGUH, oferind putere instantanee pentru iesirea din viraje cand pilotul apasa acceleratia, fara a depasi limita maxima de stocare de 4 MJ.

 

Stocarea energiei va avea loc in baterii cu o masa minima de 20 kg si maxima de 25 kg, pozitionata intr-o celula de siguranta la fel ca bateriile sistemul KERS din prezent. Realizarea acestor noi baterii este inca o provocare pentru ingineri. Bateriile trebuie sa fie capabile sa stocheze o energie de 10 ori mai mare decat cele de anul acesta si sa o elibereze foarte rapid atunci cand este necesar. Este posibil sa se renunte la bateriile Litiu Ion care sunt folosite in acest an, optandu-se pentru bateriile cu anod din otel si nanofire din silicon sau cele Litiu Aer.

Formula 1: ce trebuie să urmărim în 2011, partea a 2-a


KERS. Sistemul de recuperare al energiei cinetice va fi din nou folosit din acest sezon, după o pauză de un an. Din păcate, nici anul acesta nu toate echipele vor avea posibilitatea să-l folosească, echipele “sărace” neavînd mijloace să-şi permita acest dispozitiv.

Asa cum îi spune şi numele, KERS înmagazinează o parte din energia care se pierde la frînare, această energie fiind stocată în nişte baterii. La momentul oportun (şi reglementat pe o perioadă limitată de cîteva secunde în fiecare tur) această energie poate fi eliberată către sistemul de propulsie (în diferite configuraţii) adăugînd maşinii o putere suplimentară – de maximum 60 kW – şi va putea creşte viteza pe liniile drepte, facilitînd depăşirile.

În 2009, primul sezon în care a fost folosit sistemul KERS, doar McLaren şi Ferrari au avut o soluţie eficientă şi relativ fiabilă, care i-a şi ajutat să obţină victorii, cea mai relevantă fiind a lui Kimi Raikkonen la Spa, care l-a depăşit cu ajutorul acestui sistem pe Giancarlo Fisichella, care pilota un Force India, fără KERS. Renault a fost altă echipă care a folosit sistemul la unele curse, dar nu a extras prea multe avantaje din aceasta.

Team-ul Williams dezvoltase in 2009 un sistem care înmagazinează energia într-o volantă care se roteşte cu mare viteză, dar a renunţat să-l utilizeze, ei preferînd pentru acest an tot varianta cu baterii. Această soluţie a fost utilizată anul trecut de Porsche pe un model 911 GT2.

La integrarea KERS pe maşină se pot ivi unele probleme. Una este de natură termică, bateriile încălzindu-se în timpul folosirii, ceea ce face necesară o soluţie de răcire eficientă. Altă problemă este amplasarea, deoarece aşa cum ştim bateriile nu sînt deloc uşoare, iar la un monopost de F1 este foarte importantă distribuţia maselor şi menţinerea unui centru de greutate cît mai jos. De asemenea, amplasarea sistemului şi a bateriilor nu trebuie să influenţeze prea mult aerodinamica maşinii, astfel că toţi constructorii încearcă sa le “ascundă” cît mai adînc sub capote. Ultimul, dar nu cel din urma aspect îl reprezintă siguranţa, fiindcă sistemul lucrează cu curenţi mari, existînd pericolul electrocutării. Mecanicii care ating maşinile echipate cu KERS trebuie să poarte mănuşi din cauciuc speciale.

Pînă în acest moment, Team Lotus, Marussia Virgin şi HRT sînt echipele care au anunţat că nu vor folosi KERS. Decizia acestora este foarte clar legată de problemele financiare, costurile pentru dezvoltarea sistemului fiind foarte mari. Din păcate, cred că este şi nejustificat, el contribuind doar la imaginea “eco” a Formulei 1, dar cu costuri enorme care nu se regăsesc în economia reală de combustibil.

ELERONUL SPATE REGLABIL. O altă modificare importantă pentru acest sezon este posibilitatea reglării unui element al aripii deportante din spate. Dacă anul trecut se putea regla aripa faţă, anul acesta se poate ajusta o parte din eleronul spate, în ideea scăderii rezistenţei la înaintare şi cresterii vitezei pe liniile drepte. Aceasta se poate face doar în anumite situaţii, şi în funcţie de configuraţia fiecarui circuit, astfel: în cazul in care doi piloţi se luptă pentru poziţie, dacă cel din spate ajunge la mai putin de o secundă faţă de cel urmărit, el poate regla eleronul pe următoarea linie dreaptă astfel încît să faciliteze depăşirea adversarului din faţă, acestuia din urmă nefiindu-i permisă acţionarea eleronului.

Pînă acum, în teste, acest sistem nu a fost testat în situaţii reale, astfel că rezultatul rămîne o necunoscută, iar piloţii şi-au exprimat temerea că ar putea periclita siguranţa prin scăderea deportanţei pe spate. De asemenea, “munca” driver-ilor în cockpit devine din ce în ce mai complicată, ei avînd de acţionat mai multe butoane (KERS, eleron reglabil) ceea ce impune o concentrare suplimentară care poate deveni problematică în cazul unor bătălii “roată la roată”. Mai există temerea că depăşirile vor deveni prea uşoare, pilotul urmărit devenind “victimă sigură”, el neputînd să se apere în aceste situaţii.

În concluzie, sîntem în faţa unui sezon foarte interesant, modificările de regulament avînd ca scop principal îmbunătăţirea spectacolului, eliminînd astfel “monotonia” din unele curse, destul de criticată de spectatori.

Prima cursă a sezonului are loc duminica aceasta, pe circuitul de la Albert Park din Melbourne, în Australia. Merită să vă treziţi devreme pentru a-l vedea!