O motor de competição da F1 2014 é uma motor de potência híbrido que desempenha gestão inteligente da energia , e não apenas de potência.
Por exemplo, o motor da Renault Energy F 1 híbrido que foi projetado e desenvolvido para o regulamento 2014 da FIA Formula One World Championship está pronto para a pista para a temporada que começa na Austrália em 16 de março. Novos regulamentos da FIA estão impulsionando os níveis de eficiência energética mais elevada este ano, com dois tipos de energia que impulsionam os carros. Um sendo o motor de combustão interna que irá produzir energia através do consumo de combustível tradicional à base de carbono , enquanto que a energia elétrica será colhida a partir de tanto escape e frenagem por duas unidades discretas geradoras de motores propulsores. Equipes e pilotos vão equilibrar o uso dos dois tipos de energia ao longo da corrida .
Este ano, a unidade de energia é dividida em seis elementos distintos : Motor (ICE) ; gerador Motor Unidade Cinética ( MGU -K ); Motor gerador de Unidade de Calor ( MGU -H); Reserva de Energia/Energy Stores (ES) ; Turbocharger ( TC ) e eletrônica de controle-"centralina" (CE). A combinação do motor turbo V6 de injeção direta de 1,6 litros ( giro máximo de 15.000 rpm) com as duas unidades geradoras de motor e armazenamento de energia da bateria fornecendo potência máxima combinada de 760 cv ( 567 kW), portanto em pé de igualdade com a geração anterior V8 .
Há uma restrição por regulamento duplo no consumo de combustível : quantidade de combustível para a corrida limitada a 100 kg ( -35% a partir de 2013 ) com uma taxa de fluxo de combustível limitado a 100 kg / hr max ( ilimitada nos termos da regulamentação V8 ) . Carros , portanto, precisam usar tanto combustível como energia elétrica combinada ao longo de uma volta .
Unidade de potência . O motor Renault F1 Energia V6 tem um deslocamento de 1,6 litros e vai fazer em torno de 600 cv ( 447 kW), ou mais de 3 vezes a potência de um Clio RS . Devido ao turbocompressor , as pressões no interior da câmara de combustão são quase o dobro do que o anterior V8 . O eixo de manivela e pistões estarão submetidos a tensões enormes e a pressão no interior da câmara de combustão está prevista atingir até 200 bar . A Renault observa que a pressão gerada pelo turbo pode produzir uma "batida de pino" de dentro da câmara de combustão de imprevisível controle. Vale a pena lembrar e muitos vão se assustar, pelo fato que, a famigerada batida de pino nada mais é do que o pino do pistão batendo no interior dos canais circulares que suportam os pinos no interior dos pistões onde se encontram ultra ajustados interligando os pistões com a biela....Um pouco o nosso "Flex"que se ajusta eletronicamente de acordo com o combustível retardando ou antecipando o fluxo de centelha da velas detonadoras ao combustível. Agora, a 200 bar de pressão ninguém ainda viu por onde sai o furo da bala.
De acordo com a Renault , a opção de implementar a desativação de cilindros para melhorar a eficiência e dirigibilidade nas curvas ainda permanece no campo elucubração cerebral justamente em função do problema relativo aos imprevisíveis 200 bar e como eles intercedem ao se somarem a potência de saída de curva aos motores elétricos ao se demandar potência.
Uma parte da energia dos gases de escape recuperado pelo turbocompressor será repassado para o MGU-H e convertida em energia elétrica que será armazenado e, posteriormente, podem ser redistribuídos para evitar que o turbo desacelere em excesso sua rotação mínima indispensável durante as frenagens, o famoso "timelag". Nesse fato vale apena lembrar o Emerson Fittipaldi e Colin Chapman com seu Lotus TURBINA. Emerson dizia que tinha que prever acelerar dois segundos antes...de terminar a curva. Mas apenas um paralelo no que parece ser em 2014 muito mais violento uma vez que o motor elétrico despeja torque constante máximo desde o inicial em que é solicitado, enquanto que o motor convencional tem uma curva ascensional de potência muito mais progressiva.
Em motores turbo convencionais , uma válvula de descarga, é utilizado em associação com um turbocompressor para controlar as velocidades de rotação elevadas do sistema. É um dispositivo de controle que permite que o gás em excesso by-passe a turbina e equalize a energia produzida pela turbina com aquela necessária para o compressor fornecer o ar requerido pelo motor. No motor Renault Energy F1, a velocidade de rotação turbo é controlada principalmente pela MGU -H , no entanto uma válvula de descarga - wastegate - , é necessária para manter o controle total em qualquer circunstância ( transitória rápida ou MGU -H desativação ) .
Ligado ao turbocompressor , o MGS - H atua como um gerador , absorção de energia a partir do eixo da turbina para converter a energia térmica a partir dos gases de escape . A energia eléctrica pode ser dirigida ou para a MGS - K ou para a bateria durante o armazenamento para uso posterior . O MGS - H também é utilizado para controlar a velocidade do turbocompressor para corresponder ao requisito de ar do motor (por exemplo, a retardá-lo no lugar de uma válvula de descarga, ou a acelerar para compensar o turbo lag.) Elevadas velocidades de rotação são um desafio como o MGS - H que é acoplado a um turbocompressor girando a velocidades de até 100.000 rpm .
O MGS - K está ligado ao eixo de manivela do motor de combustão interna. Sob frenagem, o MGU -K atua como um gerador, recuperando parte da energia cinética dissipada durante a frenagem . Ele converte essa em eletricidade que pode ser solicitada nos percursos em todas as voltas (limitado a 120 kW ou 160 cv pelas regras ). Em aceleração , o MGU -K é alimentado a partir da reserva de energia e / ou a partir do MGU -H e atua como um motor para impulsionar o carro .
O calor e a energia cinética recuperada pode ser consumida imediatamente, se necessário, ou usada para carregar e armazenar energia ou a bateria . A energia armazenada pode ser usada para impelir o carro com o MGS - K ou para acelerar o turbocompressor com o MGS - H. Em comparação com 2013 o KERS , o ERS da unidade de potência 2014 terá o dobro da potência ( 120 kW vs 60 kW ) e a energia que contribui para o desempenho é dez vezes maior .
A bateria tem um peso mínimo de 20 kg para alimentar um motor que produz 120kW .
A presença de um trocador de calor ( usado para arrefecer o ar de admissão do motor depois de ter sido comprimida pelo turbocompressor, e portanto, ausentes nos motores V8 normalmente aspirado ), juntamente com o aumento da potência dos sistemas de recuperação de energia faz com que se torne um processo de integração complicado uma vez que a área total da superfície do sistema de arrefecimento e radiadores aumentou significativamente sobre 2013.
Em aceleração (por exemplo, na reta), o motor de combustão interna estará usando a sua reserva de combustível. O turbocompressor será girando à velocidade máxima (100.000 rpm). O MGS - H, agindo como um gerador, irá recuperar a energia dos gases de escape e passar para o MGS - K ( ou da bateria, no caso de que necessita de recarga ) . O MGU -K , que é ligado ao virabrequim do ICE, atuará como um motor a fornecer energia adicional ou economizar combustível , dependendo da estratégia escolhida .
No final da reta o piloto desacelera para frear ao atacar a curva. Neste ponto, o MGS - K se converte num gerador e recupera a energia dissipada na frenagem, a qual se armazena na bateria.
Sob frenagem a velocidade de rotação do turbo cai devido à falta de energia nos gases de escape que, em motores tradicionais, promove o "turbo lag". Este fenômeno ocorre quando o piloto acelera novamente: a injeção de combustível começa de novo e gera gases de escape quentes que aceleram o turbo, mas ele precisa de tempo para voltar à velocidade de rotação de potência, onde o motor produz 100% de sua energia. Para evitar este atraso, o MGU-H atua como um motor por um curto período para acelerar instantaneamente o turbo ao nível de sua velocidade ideal .
Ao longo da volta , este equilíbrio entre a captação de energia, a implantação de energia e a queima de combustível (carbono) deverá ser cuidadosamente monitoradas.
A utilização dos dois tipos de energia requer uma gestão especial. A gestão de energia elétrica será tão importante quanto a gestão do combustível. O sistema de gerenciamento de energia ostensivamente decide quando e quanto de combustível para sacar do tanque e quando e quanto de energia para consumir ou recarregar de volta para a bateria.
O objetivo geral agora é o de minimizar o tempo de dar a volta a volta do circuito em relação a um determinado consumo de energia. Obviamente, se você usar menos energia, você vai ter um tempo de volta mais lento. Isso é bom mas não é corrida. Entretanto, o que não é bom é ser penalizado mais do que a física determina ser necessário. Na relação entre o combustível utilizado em relação ao tempo de volta, há uma linha divisória entre o que é fisicamente possível e a "fronteira - tempo de volta mínimo ' impossível, a essa altura de ser estimado. Uma grande incógnita.
A estratégia é se assujeitar nos seus próprios limites , ou seja, a capacidade dos componentes de PU e regulamentos técnicos . A potência do motor está sujeita a limites regulamentares, além de poder MGU -K e a energia que a bateria pode lhe fornecer, estão todos restritos pelas regras. É um problema complexo. A solução é portanto, determinada pela modelagem matemática e otimização e vamos chamar isso de "administração de potência".
Como resultado, haverá uma troca complexa de energia acontecendo entre os componentes do sistema, em diferentes níveis de energia ao longo de uma volta. Isto é completamente invisível para o piloto, pois é tudo controlado eletronicamente pelos sistemas. O piloto será capaz de senti-lo, mas sem intervenção do mesmo e poderá se concentrar no desempenho da pilotagem. Claro, haverá certos modos acionados pelo condutor para permitir-lhe substituir o sistema de limitação, por exemplo, para plenos poderes para ultrapassar. Utilizando este modo dependerá, naturalmente, a estratégia de corrida. Em teoria, você pode implementar quantas vezes quiser, mas se você usar mais combustível ou mais energia elétrica, em seguida, você tem que recuperar depois. O "impulso máximo" pode ser sustentada por uma ou duas voltas, mas que não pode ser mantido.
No entanto o que é absolutamente certo para quem já pilotou monopostos é o fato de que transição entre frenagem e aceleração ao longo da competição em se considerando as variáveis propulsoras, certo desiquilíbrio de "convocação"entre o motor a explosão e o elétrico que é máximo absoluto ao entrar me ação não importando o quanto é solicitado (motor elétrico tem torque máximo e constante) vão exigir para início de conversa um revisão visceral (das vísceras) da alma do monoposto que se chama no linguajar do esporte motor: pneus.
Com o torque não previsto, mas imaginado a esta altura e data, da soma de todos os "poderes"de propulsão lá no toque do pedal da direita, no mínimo mais duas lonas internas de kelvlar, aço inox ou barbante vão ter que ser colocadas na estrutura de construção dos pneus. Algo não importa o nome ou material vai ter que ser inserido nos pneus da F 1. E como todos nós sabemos, a única engenharia que não tem o engenheiro máximo é a dos pneus e quem duvida disso precisa ler mais sobre essa matéria ..se encontrar leitura. É uma babel literal. Uma furiosa improvisação com muito "know-how" com a diferença que este "know-how" dificilmente se escreve ou melhor...repete. Não se iludam que não é calibrar a "escalonagem" de uma caixa de câmbio e ano que vêm no máximo altera-se um dente para cima ou para baixo. Nessa matéria, se cuspir bem no chão muda o desempenho do pneu. Pode até rodar mais rápido mas vai acabar mais cedo. E vai por aí. Pode até classificar no último minuto do treino porque a pressão atmosférica ficou mais favorável para encher os cilindros de O2. Mas com os pneus, tem disso não. Na Fórmula 1 tradicionalmente se usa de 14 a 18 libras de pressão nos pneus. Os mais peitudos e sensíveis usam pressão baixa, entre outras a única maneira de conseguir controlar melhor as saídas de frente nas entradas de curvas baixa a intermediárias (por ausência de pressão/down force no bico da peste). Essa Formula 1 já chegou no ponto de ajustar desempenho do carro baixando uma libra de pressão nos pneus...dianteiros. Uma pneu de construção mais dura, vejam bem, isso nada tem a ver com coeficiente de aderência relativa ao "compound"dos pneus. Um pneu de construção mais robusta para aguentar esse torque eletro-explosão que vem aí é também um pneu muito menos ao solo. Isso você não enxerga na visual. Mas os imperceptíveis quiques do pneu ao solo com suas ondulações mínimas reduzem intermitentemente o peso/massa gravidade que mantem o carro no chão...colado, e portanto você pode ter uma perda de aderência somada de té 70% do coeficiente de gripp/garra ao solo. Pressão de pneu! É assim que esses pilotos estão ajustando os carros agora. Vai "dechapar" pneu em saída de curva ou vão andar no mínimo com uma variante de seis segundos pior em pista de referência. Vamos ficar com Spa.
Ricardo Achcar
