Renault predstavil V6 F1 turbo motor

Avtomobilizem, Formula 1, Šport

Formula 1 bo z letom 2014 vstopila v novo obdobje. Po treh letih načrtovanj in razvoja se vrhunski športni razred sooča z uveljavitvijo najbolj prelomnih tehničnih sprememb v več kot dveh desetletjih.

Formula 1 bo z letom 2014 vstopila v novo obdobje. Po treh letih načrtovanj in razvoja se vrhunski športni razred sooča z uveljavitvijo najbolj prelomnih tehničnih sprememb v več kot dveh desetletjih.

Tehnični predpisi za motorje pomenijo večji del prihajajoče revolucije, saj zapovedujejo nov rod pogonskih sklopov. Ta združuje 1,6-litrski turbo motor in sisteme za povračanje energije, ki radikalno povečujejo energijsko učinkovitost, saj izkoriščajo doslej skozi izpuh in zavore zapravljeno energijo. Največja moč novega pogonskega sklopa bo presegala moč sedanjih V8 motorjev formule 1, vendar porabil bistveno manj goriva. Z omejitvijo količine goriva za dirko na le 100 kg bodo novi pogonski sklopi porabili za 35 odstotkov manj bencina kot njihovi predhodniki.

f1 renault v6 nov motor 2013

Renault je svoj novi pogonski sklop za formulo 1 poimenoval Energy F1, s čimer jasno opozarja na skupno gensko zasnovo pogonskega sklopa F1 in njegovih v serijska vozila vgrajenih sorodnikov.

2014: KAKŠNA SO PRAVILA?

– 1,6-litrski V6 motor s turbo puhalom in neposrednim vbrizgavanjem bencina.
– Zasnova z enostavnim prisilnim polnjenjem: eno samo turbo puhalo (dovoljena je uporaba elektromotorja).
– 5 pogonskih sklopov na voznika v celi sezoni 2014, v naslednjih letih omejitev na 4 pogonske sklope.

Ambiciozni cilji za energijsko učinkovitost dirkalnika in zmanjšanje porabe goriva:
– Količina goriva za dirko bo omejena na 100 kg (za 35 % manj kot zdaj, ko ni omejitve).
– Masa pretoka goriva bo omejena na največ 100 kg/h (zdaj neomejena).
– Dovoljeni bodo zmogljivejši sistemi za povračanje energije (ERS – Energy Recovery System).

ENERGY F1-2014

“Naslednji rod dirkalnikov formule 1 bodo poganjali 1,6-litrski V6 turbo motorji z največjo močjo okrog 600 KM in približno 160 KM električne pogonske moči, ki jo bo zagotavljal sistem za povračanje energije, kar pomeni, da beseda “motor” ne bo več zadovoljiv izraz za vir pogonske moči dirkalnika. Zaradi tega je “pogonski sklop” bolj ustrezno imenovanje celotnega sistema.” Rob White, namestnik generalnega direktorja (odgovoren za tehniko)

V6 je okrajšava za šestvaljni motor z notranjim zgorevanjem, ki ima dve vrsti po tri valje nad skupno ročično gredjo postavljene v obliki črke V. Renault Energy F1 V6 ima prostornino 1,6 litra, njegova največja moč bo znašala okrog 600 KM, kar je trikratnik moči motorja v modelu Clio RS.

Turbo puhalo ima turbino, ki jo poganjajo izpušni plini, in na isti gredi kompresor, ki povečuje gostoto v motor dovajanega zraka. Motor s turbo puhalom pri enaki prostornini dosega večjo moč. Toplotno energijo izpušnih plinov, ki je posledica zgorevanja, izpušna turbina pretvarja v mehansko energijo. Mehanska moč turbine je izkoriščena tako za pogon kompresorja kot tudi enote MGU-H (opis v nadaljevanju). Zaradi spreminjanja hitrosti vrtenja turbo puhala glede na potrebe motorja po zraku, lahko pride do zamude v odzivnosti in spreminjanju navora, kar je pogosto poimenovano “turbo luknja”. Eden poglavitnih izzivov pri novem pogonskem sklopu je zmanjševanje te zamude na najmanjšo možno raven, da bi zagotovili enako odzivnost in takojšnjo razpoložljivost navora kot pri sedanjih motorjih V8.

Obhodni ventil ali wastegate je pogosto dodan turbo puhalu zaradi boljšega nadzora delovanja. Ta ventil skrbi za obvod presežnih izpušnih plinov mimo turbine in tako moč turbine usklajuje s potrebami kompresorja, ki v motor vpihava svež zrak.

S sistemom neposrednega vbrizgavanja je gorivo vbrizgano naravnost v zgorevalni prostor valja in ne v sesalni vod nad ventili. Tako se mešanica goriva in zraka ustvarja v valju, kar terja izredno natančno odmerjanje količine vbrizganega goriva ter smeri in oblike curka iz vbrizgalnih šob. Ta tehnologija je ključna za optimiziranje porabe goriva in moči pogonskega sklopa.

Motor-generator MGU (Motor Generator Unit) je dvonamenska električna naprava. Kadar deluje kot elektromotor, električno energijo pretvarja v mehansko energijo, kadar pa deluje kot generator, mehansko energijo pretvarja v električno. Pogonski sklop za leto 2014 ima dve enoti MGU: MGU-H (H za Heat, za povračanje toplotne energije izpušnih plinov) in MGU-K (K za Kinetic, za povračanje kinetične energije med zaviranjem).

Enota MGU-K je povezana z ročično gredjo motorja z notranjim zgorevanjem in je zmožna moč tako zajemati kot tudi oddajati, njen obseg pa pravila omejujejo na 120 kW oziroma 160 KM. Med zaviranjem MGU-K deluje kot generator in upočasnjuje dirkalnik, s čimer zmanjšuje izgube energije preko segrevanja zavor in na ta način zajema del kinetične energije, ki jo spreminja v električno. Ob pospeševanju se MGU-K napaja iz akumulatorja in/ali enote MGU-H in kot dodaten motor pomaga gnati dirkalnik.

Enota MGU-H je povezana s turbo puhalom. Deluje kot generator, energijo zajema preko gredi turbo puhala in tako skrbi za povračanje toplotne energije izpušnih plinov. Električna energija je lahko usmerjena v MGU-K ali pa se shranjuje v akumulator. Enota MGU-H tudi skrbi za nadzor hitrosti turbo puhala, ki jo uravnava glede na potrebe motorja. Tako lahko z odprtjem obvodnega ventila (wastegate) upočasni vrtenje turbine, za premostitev “turbo luknje” pa ga lahko tudi pospeši.

Sistem za povračanje energije ERS (Energy Recovery System) obsega enoti MGU-H in MGU-K, akumulator Energy Store in več močnostnih in kontrolnih elektronskih sklopov. Zajeta toplotna in kinetična energija je po potrebi lahko porabljena sproti preko druge enote MGU, ali pa shranjena v akumulator. Shranjena energija je lahko uporabljena za pogon dirkalnika preko enote MGU-K ali za pospeševanje turbo puhala preko enote MGU-H. V primerjavi s letos uporabljanim sistemom KERS ima ERS pogonskega sklopa za leto 2014 dvakrat tolikšno moč (120 kW namesto 60 kW) in desetkrat tolikšen učinek na zmogljivosti (čas kroga).

Renault objavlja prvi uraden zvočni posnetek pogonskega sklopa Energy F1-2014. Simulacija kroga v Singapurju dokazuje, da bo zvok motorja ostal pomemben sestavni del spektakla, ki ga bo zagotavlja formula 1 z novo generacijo pogonskih sklopov.

“Zvok motorja je seštevek treh glavnih sestavin: trušča izpuha, sesanja in mehanike. Med delovanjem motorja prevladuje trušč izpuha, vendar ostala dva vira nista zanemarljiva in prispevata k celotni zaznavi zvoka motorja. Vsi trije viri ostajajo tudi pri novem motorju V6. Ob vsaki eksploziji se sicer sprosti več energije, vendar ima motor dva valja manj, deluje z manjšim številom vrtljajev, sesalni in izpušni trušč pa sta zadušena s turbo puhalom. V celoti je tlak zvoka in s tem zaznavna hrupnost manjši, barva zvoka pa odraža drugačno zasnovo motorja. Dirkalniki bodo še vedno izjemno naglo pospeševali in zavirali, prestavljanje pa bo tako rekoč hipno. Motorji bodo še vedno delovali pri visokih vrtljajih ter dosegali izjemno moč in zmogljivosti. V bistvu bo zvok motorja še naprej zelo močan in bo lahko prebujal ljudi v bližini dirkališč. Trušč motorja bo po novem značilen trušč turbo ne pa atmosferskega motorja. To pomeni da, ko bo dirkač spustil stopalko za plin in bo število vrtljajev motorja upadalo, bo slišati predvsem turbino. Prepričan sem, da se bodo nekateri z obžalovanjem spominjali zvoka motorjev iz prejšnjih obdobij, vključno s sedanjimi V8, vendar bo zvok novih pogonskih sklopov le drugačen. To je podobno kot vprašanje, katero glasbeno skupino imate raje, Motörhead ali AC/DC. Na koncu gre za vprašanje osebnega okusa. Vsekakor so koncerti obeh precej glasni.” – Rob White, namestnik generalnega direktorja (odgovoren za tehniko)

f1 2014 renault motor

Ključni datumi

Januar 2012: Po sedmih mesecih razvoja in sestavljanja je bil prvi valj novega motorja preskušen na preskusni mizi za posamezne valje v Viry-Chatillonu. Ta izjemno natančna preskusna miza omogoča podrobno analizo procesa zgorevanja in porabe goriva znotraj enega valja, kar olajšuje popravke
zasnove, ki jih je brez dodatne izgube časa in nepotrebnih stroškov možno uporabiti za vse valje.

Junij 2012: Po šestmesečnem preskušanju na mizi za enovaljnike so na preskusni mizi opravili prvi preskus celotnega motorja V6. Začetni preskusi so bili osredotočeni na zagotavljanje zanesljivosti na kratke razdalje, število simuliranih prevoženih kilometrov pa so postopoma povečevali. Prvi
preskus delovanja skozi celotno območje vrtljajev in s tem prvo krivuljo moči, je bil opravljen konec avgusta.

Februar 2013: Sistema za povračanje energije MGU-H in MGU-K sta dodana V6 motorju z notranjim zgorevanjem, celoten sklop pa preskušen na testni mizi. Tehnični pravilnik terja radikalne in zelo kompleksne tehnične rešitve, zato sta snovanje in izdelava sestavnih delov trajala veliko dlje
kot pri običajnem motorju z notranjim zgorevanjem.

Junij 2013: Opravljen je bil prvi laboratorijski preskus dirkanju namenjenega pogonskega sklopa skupaj s sistemom za povračanje energije. Po dveh letih načrtovanja in priprav se je ekipa približala cilju. Celoten sklop, ki je že zelo blizu končnemu izdelku, je pripravljen na postopek optimizacije
pred prvim preskusom na dirkališču.

Naslednji koraki
– zgodaj januarja 2014: Pogonski sklopi bodo vgrajeni v dirkalnike partnerskih moštev, pripravljeni za zagon in uporabo.
– sredi januarja 2014: Preskusne vožnje prvih dirkalnikov za sezono 2014.
– marca 2014: Prva Velika nagrada sezone 2014.