איך מרצדס הפכה את המנוע ההיברידי הטוב ביותר של F1 - ומדוע היא מצפה לשנת 2016

כיצד לחבר מחלוקת

תמונה 1 של10

בשנה שעברה שלטה מרצדס בפורמולה 1. החצים הכסופים ניצחו 16 מתוך 19 מירוצים, כשנהגיהם לואיס המילטון וניקו רוזברג סיימו את העונה במקום הראשון והשני. אבל איך שלטה מרצדס בשנתיים בפורמולה 1, ומדוע היא עדיין הפייבוריטית לזכות בעונת 2016? חלק מהתשובה טמון בנהגי ברמה העולמית ובשלדה המתוחכמת שלה, אך המנוע ההיברידי המניע אותם יכול להיות אחד התורמים הגדולים להצלחת הקבוצה.

המנוע הטוב ביותר ב- F1 הגיע מעמק מוטורספורט

ראה קרמי ג'רמי קלרקסון הקשור חושב שדלק מימן הוא העתיד של המכוניות המכוניות ההיברידיות הטובות ביותר בשנת 2018 בבריטניה: מ- i8 לגולף GTE, אלה ההיברידיות הטובות ביותר למכירה המכוניות החשמליות הטובות ביותר 2018 בריטניה: החשמליות הטובות ביותר למכירה בבריטניה

עוצב בתגובה לשינויים בכללי המנוע, מרצדס היברידית PU106A היא פרי תקופה מרוכזת של מחקר, פיתוח ולמידה. מופעל על ידי סינרגיה של טורבו, מנוע חשמלי וטכנולוגיית בעירה פנימית, זהו המנוע המורכב, היעיל והחזק ביותר שיצרה מרצדס אי פעם.

אף על פי שתוכנן להיות המנוע הטוב ביותר בעולם ה- F1, ה- PU106A מרוויח ידע מכל אורוות דיימלר - ממכוניות חשמליות ועד משאיות דיזל. והלקחים שהפיק מרצדס כבר עושים את דרכם למכוניות הכביש שלנו.כדי לגלות את תחנת הכוח החדישה שמאחורי שנתיים שובר שיאים, ישבתי עם אנדי קאוול, המנהל של מרצדס AMG High Performance Powertrains - והמוח שעומד מאחורי המנוע הטוב ביותר ב- F1.

ה- PU106 הוא המנוע החזק של מרצדס שיוצר אי פעם

בריקסוורת 'נמצא במרחק נסיעה קצר ממילטון קיינס, ויושב באזור בריטניה המכונה עמק מוטורספורט , אזור מרוכז מאוד של חברות קטנות ובינוניות המוקדש למירוצים. וזה גם ביתם של רכבי פאוסטרליין של מרצדס AMG.

כאן בבריטניה - ולא בגרמניה - התחילה מרצדס לעבוד על יחידת הכוח המתקדמת ביותר שפיתחה אי פעם.

שינויי כלל וצורך ברלוונטיות

פורמולה 1 כבר מזמן מוניטין של קשר עם טכנולוגיית הרכב המובילה, אך בשנת 2014 היא שינתה את הכללים.

Fהגוף המנהל 1, ה- Federation Internationale de l'Automobile (FIA), החליט להפוך את הספורט ליותר ידידותי לסביבה על ידי הוספת שני כללים בסיסיים אך יעילים במיוחד: מנועים לא יכלו להשתמש ביותר מ 100 ק'ג דלק למרוץ מירוץ, והם לא היו אסור לצרוך דלק ביותר מ 100 ק'ג לשעה. האתגר התחרותי הוא כיצד מפיקים את מירב האנרגיה מכמות הדלק ההיא ומניעים את המכונית, מוסיף קאוול. F1 הפך למירוץ יעילות.

השינוי הגדול ביותר היה בגודל המנוע: 2.4 ליטר V8 היו מחוץ, ויחידות 1.6 ליטר V6 ליטר קטנות יותר היו. כדי לפצות על הפחתת נפח המנוע, FIA העניקה ליצרני המנועים גישה לתיבה חדשה של טריקים. .

הותרה טכנולוגיות שקודם לכן לא היו מותרות; אז הזרקה ישירה, מכלול טורבו-קומפרסור, [ו] מערכת היברידית גדולה יותר [הותרו], מסביר קאוול. מנועים קיבלו כעת 120 קילוואט של דחיפה חשמלית מהברז - פי שניים מההספק של מערכות התאוששות האנרגיה הקינטית הישנות (KERS) שנראו לראשונה בשנת 2009, והן יכלו גם להשתמש במכונה חשמלית כדי לשחזר אנרגיית חום פסולת ולהגביר את הטורבו.

מדוע כפתור החלונות לא יעבוד

אף שהדבר הציג מערך אתגרים חדש למהנדסי F1, פירוש הדבר היה כי לראשונה זה עשרות שנים, יעדי F1 היו מותאמים לתעשיית הרכב הרחבה. כדי לייצר את המנוע הטוב ביותר, הצוותים יצטרכו לדחוף ליעילות - בדיוק מה שאנחנו רוצים ממכוניות הכביש שלנו.

מערכת חוקים ואתגרים חדשה

למרות צמצום הקיבולת, מרצדס הצליחה להחזיר כוח סוס רב בזכות תוספת מגדש טורבו. אחת הדרכים היעילות ביותר להגברת הספק והיעילות, טורבו פועל על ידי לכידת גזי פליטה פסולת, ושימוש בהם להפעלת מדחס המחובר למנוע. התוצאה? אוויר נוסף נאלץ למנוע, מה שמגביר את ההספק - ואת היעילות.

למרצדס לא היה ניסיון בטורבו - אחרי הכל, הפעם האחרונה בה השתמשו ב- F1 יצאה מראש עם הצוות - אז הם הסתמכו על ידע ממקומות אחרים בחברת דיימלר. למרות שמרצדס משתמשת בטורבו במכוניות הכביש שלה, הייתה זו חטיבת המשאיות של דיימלר שהוכיחה את התועלת הרבה ביותר עבור קאוול וצוותו: כמויות הכוח העצומות הכרוכות במנוע F1 הביאו לכך שהן מתאימות יותר.

זרימת האוויר שנכנסת למנוע וזרימת האוויר הפליטה דומה מאוד, כך שגלגלי המדחס והטורבינה הם בגודל דומה, מסביר קאוול. אם אתה מסתכל על גלגל מדחס לרכבי כביש, הוא ישב במרכז היד שלך, דבר קטנטן. אם אתה מסתכל על משאית אחת, או על F1, זה תלוי מעל קצה היד שלך. ועם זה אתה מקבל מאפיינים שונים, דברים שונים שיש לערער עליהם.

בחיפוש אחר כוח רב יותר, הטורבו גדל בגודלו, אך הדבר החמיר בעיה מהותית בטכנולוגיה: פיגור טורבו. נגרם על ידי הזמן שלוקח לגז הפליטה לסובב את הטורבינה, פיגור טורבו קיים כיום במכוניות רבות. אנו חווים זאת כאשר אתה יושב ברמזורים ולוחץ על הדוושה ואתה מתגנב משם, אומר קאוול. ואז הכוח בא פתאום בצורה לא מבוקרת במיוחד.

למרצדס הייתה בעיה. בעוד שפיגור טורבו עשוי להיות בסדר עבור מכוניות דרך, זה מהווה בעיה שעלולה להיות קטסטרופלית עבור מכונית מירוץ. נהגים מסתמכים על כוח חלק ומבוקר כדי להפיק את המרב ממכונית, ופיגור טורבו יפחית הן את ביטחון הנהג והן את זמן ההקפה הכללי.

אבל גם לזה היה פיתרון: מנוע חשמלי יכול היה לסובב את הטורבו היטב לפני שהגיע גז הפליטה. כשלוחצים על דוושת ההאצה, המכונה החשמלית עם התגובה המיידית שלה ויכולת המומנט שלה במהירות נמוכה יכולה לסובב את המדחס ולהאכיל את המנוע באוויר לפני שמערכת הפליטה מפעילה גז פליטה, מסביר קאוול. וכדי לחסוך מקום, מהנדסי מרצדס פיצלו את הטורבינה והמדחס, ושילבו בקפידה את יחידת גנרטור המנוע באמצע שתי המכללות.

התמודדות עם הגורם ההיברידי

אף על פי ש 1.6L V6 והטורבו משוכללים יותר מכל מה שתראו על הכביש, מדובר במערכת התאוששות אנרגיה (ERS) שמייצגת את אפליקציית הרוצחים של המנועים החדשים של F1. מערכת ה- ERS של מרצדס, שתוכננה להגביר את הביצועים והיעילות בו זמנית, הייתה אחת הטובות ברשת בשנה שעברה - והיא מפתחת טכנולוגיה שקשורה ישירות לרכבים ההיברידיים התוספים של ימינו.

ניתן לפרק את מערכת ה- ERS למספר חלקים - כוח, אחסון והתאוששות - ואלה פועלים כאחד להשגת האנרגיה המרבית הזמינה.

הסוללות של המנוע מאוחסנות ברכב מסיבות טיפול, ויכולות לאחסן סביב ארבעה מגה-ג'ואלים אנרגיה מסיבית - מספיק להדליק 10,0000 נורות 20W. כוח זה מוזרם לאחר מכן למנוע 120 כ'ס המחובר לציר האחורי של המכונית, ומערכת זו בלבד שווה 160 כ'ס מדהימים - בערך באותו כוח כמו מכונית משפחתית. וההחלמה? בעת האטה, המנוע של 120 כ'ס ברכב פועל כמו דינמו, ומחזיר אנרגיה שאינה מנוצלת לסוללות המכונית. המנוע החשמלי המשמש למניעת פיגור טורבו על ידי יכול גם להחזיר אנרגיה וליצור לולאה מורכבת יעילה.

החל מגושי לגו ועד מנועי מירוץ

המנוע היה צריך להשתלב בשלדה עם דרישות ספציפיות, וזה אומר שמהנדסי קאוואל נאלצו לעבוד עם שאר צוות מרצדס. [חשבנו], מה אנחנו באמת רוצים מיחידת הכוח? הרבה כוח.

להמיר קובץ wav לנגן המדיה של Windows

ומה אנחנו לא רוצים מיחידת הכוח? אנחנו לא רוצים שזה יהיה עודף משקל, כי מכוניות עם עודף משקל הן מכוניות איטיות. אנחנו לא רוצים הרבה דחיית חום, כי הרבה דחיית חום דורשת רדיאטורים גדולים, מה שמאט את האווירודינמיקה.

בסופו של דבר פשרות אלה עיצבו את המנוע, ומהנדסים מברקלי ובריקסוורת 'נאלצו לשקול כל פשרה. קאוול מסכם את האתוס שלהם: אם זה יהפוך את המכונית למהירה יותר, רדפו אחריה, ואם לא, לא.

בודק את עבודתך

כל הבדיקות [הראשוניות] היו צריכות להיות מבוססות מפעל, וזה משהו שנוח לנו איתו, מודה קאוול. כבר הרבה זמן שלא היו הרבה בדיקות בעונה והיו בדיקות מוגבלות לפני העונה. עם זמני ההובלה של רכיבי יחידת הכוח, אינך יכול לעשות את היום הראשון של בדיקת מסלולים בחורף ולהתאושש אם יש בעיות לפני המירוץ הראשון. אם אתה מוצא משהו ביום הראשון של בדיקות החורף, זה רע - תהיה לך מחצית ראשונה גרועה של העונה, רק בגלל זמני ההובלה.

ממשיך בעמוד 2: גלה כיצד מרצדס שמה את גימור המנוע שלה, ומה היא תוכננה לשנה הבאה.