Как Mercedes создал лучший гибридный двигатель Формулы-1 и с нетерпением ждет 2016 года

как узнать, кто преследует ваш инстаграм

Изображение 1 из10

В прошлом году Mercedes доминировал в Формуле 1. «Серебряные стрелы» выиграли 16 из 19 гонок, а их пилоты Льюис Хэмилтон и Нико Росберг завершили сезон на первом и втором месте. Но как Mercedes доминировал в Формуле-1 в течение двух лет и почему до сих пор остается фаворитом на победу в сезоне 2016 года? Частично ответ кроется в драйверах мирового класса и сложном шасси, но гибридный двигатель, на котором они работают, может стать одним из самых важных факторов успеха команды.

Лучший двигатель в Формуле-1 пришел из Motorsport Valley

Смотрите также Джереми Кларксон считает, что водородное топливо - это будущее автомобилей Лучшие гибридные автомобили 2018 года в Великобритании: от i8 до Golf GTE, это лучшие гибриды в продаже Лучшие электромобили 2018 в Великобритании: лучшие электромобили для продажи в Великобритании

Автомобиль Mercedes Hybrid PU106A, созданный в ответ на изменения в правилах двигателей, стал результатом интенсивных исследований, разработок и обучения. Созданный на основе сочетания турбонаддува, электродвигателя и технологий внутреннего сгорания, это самый сложный, эффективный и мощный двигатель, который когда-либо производил Mercedes.

Несмотря на то, что PU106A разработан как лучший двигатель в мире F1, он основан на знаниях всей конюшни Daimler - от электромобилей до дизельных грузовиков. И уроки, извлеченные Mercedes, уже применяются в наших дорожных автомобилях.Чтобы открыть для себя передовую силовую установку за два рекордных года, я сел с Энди Коуэллом, управляющим директором Mercedes AMG High Performance Powertrains - и вдохновителем лучшего двигателя в Формуле-1.

PU106 - самый мощный двигатель Mercedes из когда-либо созданных

Бриксворт находится всего в нескольких минутах езды от Милтона Кейнса и находится в районе Великобритании, известном как Motorsport Valley , сфера с высокой концентрацией малых и средних предприятий, занимающихся гонками. И это также дом для высокопроизводительных силовых агрегатов Mercedes AMG.

Именно здесь, в Великобритании, а не в Германии, Mercedes впервые начал работу над самым передовым силовым агрегатом из когда-либо созданных.

Изменения правил и необходимость актуальности

Формула 1 долгое время имела репутацию вне связи с передовыми автомобильными технологиями, но в 2014 году правила изменились.

FРуководящий орган 1, Международная автомобильная федерация (FIA), решила сделать спорт более экологичным, добавив два основных, но чрезвычайно эффективных правила: двигатели могут использовать не более 100 кг топлива на гоночной дистанции, а они не Не разрешается расход топлива более 100 кг в час. «Конкурентная задача состоит в том, как [извлечь] максимальную энергию из этого количества топлива и продвигать машину вперед», - добавляет Коуэлл. Формула 1 превратилась в гонку за эффективностью.

Самым большим изменением стал размер двигателя: 2,4-литровые двигатели V8 были исключены, и появились более мелкие 1,6-литровые двигатели V6. Чтобы компенсировать уменьшение объема двигателя, FIA предоставила производителям двигателей доступ к новому набору уловок. .

Разрешены ранее недопустимые технологии; поэтому прямой впрыск, узел турбокомпрессора [и] более крупная гибридная система [были разрешены], - объясняет Коуэлл. Двигатели теперь имели 120 кВт электрического наддува, что вдвое превышало мощность старых систем рекуперации кинетической энергии (KERS), впервые представленных в 2009 году, и они также могли использовать электрическую машину для рекуперации отработанной тепловой энергии и повышения турбонаддува.

как продавать игру в Steam

Хотя это поставило перед инженерами F1 новый набор проблем, это также означало, что впервые за десятилетия цели F1 были согласованы с более широкой автомобильной промышленностью. Чтобы создать лучший двигатель, командам придется стремиться к эффективности - именно этого мы и хотим от наших дорожных автомобилей.

Новый набор правил и задач

Несмотря на снижение мощности, Mercedes удалось вернуть много лошадиных сил благодаря добавлению турбонагнетателя. Один из наиболее эффективных способов повышения мощности и эффективности - турбины, улавливающие отработанные выхлопные газы и использующие их для вращения компрессора, прикрепленного к двигателю. Результат? В двигатель нагнетается больше воздуха, что увеличивает мощность и эффективность.

У Mercedes не было опыта работы с турбонаддувом - в конце концов, в последний раз они использовались в Формуле-1 до команды, поэтому они полагались на знания других сотрудников компании Daimler. Хотя Mercedes использует турбины в своих дорожных автомобилях, именно подразделение грузовиков Daimler оказалось наиболее полезным для Коуэлла и его команды: огромное количество энергии, задействованное в двигателе F1, означало, что они лучше подходят.

Воздушный поток, поступающий в двигатель, и поток выхлопного воздуха очень похожи, поэтому колеса компрессора и турбины имеют одинаковый размер, объясняет Коуэлл. Если вы посмотрите на компрессорное колесо дорожного автомобиля, то увидите, что оно находится в центре вашей руки, крошечный предмет. Если вы посмотрите на грузовик или автомобиль F1, он свисает через край вашей руки. И с этим вы получаете разные характеристики, разные вещи, которые нужно решать.

В поисках большей мощности турбина увеличилась в размерах, но это усугубило фундаментальную проблему технологии: турбо-лаг. Из-за времени, которое требуется выхлопным газам для раскрутки турбины, сегодня во многих дорожных автомобилях присутствует турбо-лаг. «Мы чувствуем это, когда вы сидите на светофоре, нажимаете на педаль и уползаете», - говорит Коуэлл. А затем сила внезапно приходит особенно неконтролируемым образом.

У Mercedes возникла проблема. Хотя турбо-лаг может быть нормальным для дорожных автомобилей, он представляет собой потенциально катастрофическую проблему для гоночного автомобиля. Водители полагаются на плавную управляемую мощность, чтобы получить максимальную отдачу от автомобиля, а турбо-задержка снизит как уверенность водителя, так и общее время круга.

Но для этого тоже было решение: электродвигатель мог раскрутить турбонаддув до того, как поступят выхлопные газы. Когда вы нажимаете педаль акселератора, электрическая машина с ее мгновенным откликом и способностью к крутящему моменту на низкой скорости может раскрутить компрессор и подать в двигатель воздух до того, как выхлопная система будет запитана выхлопными газами, объясняет Коуэлл. А для экономии места инженеры Mercedes разделили турбину и компрессор и аккуратно встроили мотор-генератор в середину двух узлов.

Как справиться с гибридным фактором

Хотя 1,6-литровый V6 и турбонаддув более сложны, чем все, что вы видели на дороге, именно система рекуперации энергии (ERS) представляет собой потрясающее приложение для новых двигателей F1. Система Mercedes ERS, разработанная для одновременного повышения производительности и эффективности, была одной из лучших в сети в прошлом году - и она развивает технологию, непосредственно связанную с современными подключаемыми гибридными автомобилями.

Систему ERS можно разделить на несколько частей - питание, накопление и восстановление - и они работают как одно целое для получения максимальной доступной энергии.

Батареи двигателя размещены в машине на низком уровне по соображениям управляемости и могут хранить около четырех мегаджоулей энергии - этого достаточно, чтобы зажечь 10 000 лампочек мощностью 20 Вт. Затем эта мощность подается на двигатель мощностью 120 кВт, подключенный к задней оси автомобиля, и одна эта система дает ошеломляющие 160 л.с. - примерно такую ​​же мощность, как у семейного автомобиля. А рекавери? При замедлении двигатель автомобиля мощностью 120 кВт действует как динамо-машина, возвращая неиспользованную энергию обратно в аккумуляторные батареи автомобиля. Электродвигатель, используемый для предотвращения турбо-лага, также может восстанавливать энергию, создавая эффективный цикл компаундирования.

От кубиков лего до гоночных двигателей

Двигатель должен был соответствовать шасси с особыми требованиями, а это означало, что инженерам Коуэлла приходилось работать с остальной частью команды Mercedes. [Мы] подумали, а чего мы на самом деле хотим от силового агрегата? Много силы.

как поставить origin игры в Steam

А чего не хотим от блока питания? Мы не хотим, чтобы он был тяжелым, потому что тяжелые автомобили - это медленные автомобили. Мы не хотим большого отвода тепла, потому что для отвода большого количества тепла требуются большие радиаторы, что замедляет аэродинамику.

Эти компромиссы привели к формированию двигателя, и инженерам из Брэкли и Бриксворта пришлось учитывать каждый компромисс. Коуэлл резюмирует их идеал: если он хочет сделать машину быстрее, гонитесь за ней, а если нет, не делайте этого.

Тестируем свою работу

Все [первоначальные] испытания должны были проводиться на заводе, и это то, что нам нравится, - признает Коуэлл. В течение долгого времени внутрисезонные тесты проводились нечасто, а предсезонное тестирование проводилось в ограниченном объеме. С учетом сроков поставки компонентов силового агрегата вы не сможете провести первый день тестов на трассе зимой и восстановиться, если возникнут какие-либо проблемы до первой гонки. Если вы что-то найдете в первый день зимних тестов, это плохо - у вас будет плохая первая половина сезона только из-за сроков выполнения.

ПРОДОЛЖЕНИЕ НА СТРАНИЦЕ 2: Узнайте, как Mercedes завершает работу над двигателем и что у него запланировано на следующий год.