Formula 1'de hibrit teknoloji

2014 yılında Formula 1, “içten yanmalı motor” terimini kullanmayı bıraktı. Günümüzde motor sporlarının en üst liginde “güç üniteleri” demek yaygındır.


Bu kontrol sistemleri, turboşarjlı bir içten yanmalı motor ve aşağıdaki bileşenlerden oluşan bir Enerji Geri Kazanım Sistemi içerir:

? MGU-K Kinetik Enerji Geri Kazanım Sistemi
? Termal enerji geri kazanım sistemi MGU-H



İçten yanmalı motorlara gelince, teknolojiyle ilgisi olmayan biri için bile bunda olağandışı bir şey yok: Formula 1'de turboşarjla donatılmış, doğrudan yakıt enjeksiyonlu V6 motorlar kullanılıyor. Ancak hala birkaç temel farklılık var!

Büyük fark

Öncelikle Formula 1'de kullanılan ateşleme sistemi, geleneksel sivil motorlardan farklı tasarlanmış. "Formül" motorlarda, uzun zamandır unutulmuş olan "yanmanın çığ aktivasyonu" ilkesi kullanılır. SSCB'de böyle bir işlem, örneğin GAZ-51F kamyonlarının alev öncesi odacıklı motorlarında veya GAZ 3102 Volga arabalarında kullanıldı... Formula 1 arabalarında, hava-yakıt karışımı da bir yakıtla ateşlenir. ön odadan çıkan meşale, yani “motor sporlarının kraliçesi” elli yıl önceki Sovyet teknolojilerini kullanıyor!



Diğer bir fark ise daha iyi tepki sağlayan “pnömatik” valf yaylarının kullanılmasıdır. Bu teknoloji ilk kez 15 yılında Renault EF1986 motorunda kullanıldı ve buna “dağıtım pnömatiği” adı verildi. Metal valf yaylarının sıkıştırılmış gaz silindirleriyle değiştirilmesi, yüksek hızlı turboşarjlı motorlar için önemli olan valf kapanmasının daha hızlı olmasını sağladı.

Alışılmadık bir husus, Formula 1 motorlarının yüksek hızıdır. Yönetmeliklere göre hiçbir motor 15000 rpm'nin üzerine "hızlandırılamaz". Ancak gerçekte, üretim birimlerinin tipik performansının iki katı olan 12000 rpm'yi nadiren aşarlar. Motorların "yeterince devir yapmaması", yakıt tüketimine ilişkin katı gerekliliklerden kaynaklanmaktadır. Artık bir Formula 1 aracının üç yüz kilometrelik yarış mesafesini kat etmesi için 110 kilogram yakıta ihtiyacı var, bu da 140 litreye denk geliyor. Böylece ortalama tüketim 46 kilometrede 100 litre oluyor. Bunlar genel olarak Formula 1 motoru ile doğrudan yakıt enjeksiyonlu ve turboşarjlı sivil V6 arasındaki tüm farklardır.

Kinetik geri kazanım sistemi MGU-K

Ayrıca meraklı otomobil tutkunları için yeni bir şeyi temsil etmiyor. Frenleme sırasında benzer enerji geri kazanım yöntemleri "basit" hibrit otomobiller tarafından da kullanılıyor; örneğin, Formula 1'in mevcut geri kazanım sistemlerinin öncüsü olan KERS'i kullanmaya başlamasından çok önce ortaya çıkan Toyota Prius. MGU-K doğrudan içten yanmalı motorun krank miline bağlıdır ve frenleme sırasında kinetik enerjinin bir kısmını geri kazandıran bir jeneratör olarak çalışır. Daha sonra bunu tüm daire boyunca kullanılacak elektrik enerjisine dönüştürür.



Yönetmelik gereği ERS'nin gücü (MGU-K artı MGU-H) 120 kW veya 160 hp ile sınırlıdır. s, “Enerji Santralinin” geri kalan itiş gücü içten yanmalı motor tarafından sağlanmaktadır. Yani, Formula 1 içten yanmalı motorları 850 beygir geliştiriyor - 1.6 litrelik deplasman için etkileyici bir sonuç!

Isı geri kazanım sistemi MGU-H

Sivil otomotiv sektöründe buna benzer bir şey kullanılmıyor. Ancak dünya pratiğinde termal geri kazanım, bazı deniz dizel motorlarında kullanıldığı gibi Formula 1'e özel bir teknoloji değildir.

Doğru, burada bir fark var: Formula 1'de motor jeneratörleri kullanılıyor ve bu da turboşarjın "turbo gecikmesinin" üstesinden gelmesini sağlıyor. Renault, Ferrari, Honda gibi şirketler MGU-H konusunda "dişlerini kırdılar"... ve Volkswagen endişesi, ısı geri kazanımının tamamen reddedilmesini Dünya Şampiyonasına katılımının bir koşulu olarak görüyor!



MGU-H, bir turboşarjla aynı eksene kuruludur ve çeşitli çalışma algoritmalarına sahiptir. İlk olarak, egzoz gazlarının termal enerjisini elektriğe dönüştürmek için turboşarj şaftından güç alarak bir jeneratör görevi görür. Bu enerji ya MGU-K'ye ya da bataryaya ya da her iki yöne yönlendiriliyor. İkinci olarak, MGU-H aynı zamanda turboşarjı kontrol etmek, "turbo gecikmesini" telafi etmek ve normal turboşarjı elektrikli süper şarja dönüştürmek için de kullanılıyor.

Termal enerji geri kazanım sistemi alternatif akım üretiyor ancak piller ve MGU-K doğru akımı kullanıyor, bu nedenle karmaşık bir yüksek voltaj voltaj dönüştürücüsü gerekiyor. Elektrik çarpması riski nedeniyle Formula 1 aracına çıplak elle dokunmak yasaktır!

MGU-H'nin yaratılması ve yapılandırılmasının karmaşıklığı, yeni otomobil üreticilerinin Formula 1'e girişini engellemektedir. Honda'nın motor sporlarındaki tüm deneyimine rağmen rekabetçi bir enerji santrali inşa edebilmesi uzun yıllar aldı. Başarı geçen yıl Japonlara geldi ve ilk çıkıştan şampiyonluk unvanına giden yol beş yıllık sürekli yatırım gerektirdi!

1'da Formula 2026'i neler bekliyor?

Bu sezondan itibaren Formula 1, güç ünitelerindeki değişikliklerin 2026 yılına kadar dondurulmasını ve homologasyonun zorunlu olmasını öngörüyor. Takımlar önümüzdeki dört sezon boyunca bu sezon kullanılan güç üniteleriyle yarışacak.

? 1 Mart'ta üreticiler şu bileşenleri homologe etti ve "dondurdu": içten yanmalı motor, turboşarj, MGU-H, egzoz ve yakıtlar ve yağlayıcılar
? 1 Eylül 2022'de kontrol elektroniği, enerji depolama (pil) ve MGU-K yükseltmelerine yönelik yasak yürürlüğe girecek
? 2023'ten 2025'e kadar hiçbir değişikliğe izin verilmiyor

Modifikasyona yönelik bu tür katı kısıtlamaların Formula 1 tarihinde hiçbir benzeri yoktur ve gerekli bir önlemdir. Birincisi, mevcut enerji santrallerinin gelişme potansiyeli pratikte tükenmiştir; gelişme sınırına ulaşmışlardır. Mevcut teknik düzenlemelerle daha fazla verimlilik artışı son derece pahalıdır.

İkinci olarak, dondurma, Dünya Kupası katılımcılarının, mevcut enerji santrallerinde yapılan değişikliklerle dikkatleri dağılmadan, yeni teknik düzenlemelerin getirilmesine hazırlanmaya konsantre olmalarına olanak tanıyacak. Bu, yeni üreticilerle oyun alanını eşitleyecektir. Örneğin, büyük olasılıkla 2026'da piyasaya çıkacak olan ve mevcut düzenlemelere göre çalışarak zaman ve para israf etmeyecek olan Audi ile!

Artık ısı geri kazanım sistemleri ömrünü tamamlıyor: 2026'dan itibaren Formula 1 bu karmaşık ve pahalı teknolojinin kullanımından vazgeçecek. Güç kayıplarını telafi etmek için yeni enerji santralleri daha verimli kinetik geri kazanım sistemleriyle donatılacak. Güç 350 kW'a çıkarılacak ve santralin toplam itme gücü hâlâ 1000 atlık sihirli işaret civarında dalgalanacak.