เรโนลต์เผยเครื่องยนต์ Energy F1-2014

ในปี 2014 Formula 1 จะเข้าสู่ยุคใหม่ หลังจากสามปีของการวางแผนและการพัฒนา การเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดในการเข้าสู่วงการกีฬาชนิดนี้ในระยะเวลากว่าสองทศวรรษก็ได้รับการแนะนำ กฎระเบียบของเครื่องยนต์ถือเป็นส่วนสำคัญของการปฏิวัติที่กำลังจะเกิดขึ้น ด้วยการเปิดตัว Power Units รุ่นใหม่ที่รวมเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ V6 ขนาด 1.6 ลิตรเข้ากับระบบการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพโดยการเก็บเกี่ยวพลังงานที่กระจายไปตามความร้อนในไอเสียหรือเบรก

กำลังสูงสุดของ Power Unit ใหม่จะเกินกำลังของเครื่องยนต์ V8 F1 ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม จะปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ด้วยน้ำหนักที่อนุญาตเพียง 100 กก. สำหรับการแข่งขัน หน่วยใหม่จะใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่ารุ่นก่อนถึง 35%

“ตั้งแต่ปี 2014 เราจะนำเครื่องยนต์มาไว้ด้านหน้าและปรับสมดุลใน F1 เครื่องยนต์คือหัวใจของรถยนต์ ปีหน้าจะหวนคืนสู่หัวใจสปอร์ตของเรา” Alain Prost ทูตของ Renault และแชมป์โลก Formula 1 สี่สมัยกล่าว

“ตั้งแต่ปีหน้า หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดใน F1 คือการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานและการประหยัดเชื้อเพลิงสูงสุด ในขณะที่ยังคงกำลังขับและสมรรถนะที่คาดหวังของรถยนต์ F1 เรโนลต์เป็นผู้บุกเบิกเทคโนโลยีนี้ในท้องถนน เครื่องยนต์ของรถ กับชุดพลังงาน การตั้งชื่อ Power Unit Energy F1 จะสร้างช่วงที่ไม่ขาดตอนตั้งแต่ Clio ไปจนถึงแผนกการแข่งขันของเรา” เพิ่ม Jean-Michel Jalinier ประธานของ Renault Sport F1

พลังงาน F1-2014 ลักษณะหน่วยพลังงาน

คำศัพท์ของส่วนประกอบหน่วยพลังงานพลังงาน

V6

Renault Energy F1 V6 มีความจุ 1.6 ลิตรและจะทำได้ประมาณ 600 bhp หรือมากกว่ากำลังของ Clio RS มากกว่า 3 เท่า

WASTEGATE

มีการใช้เกทเกทร่วมกับเทอร์โบชาร์จเจอร์เพื่อควบคุมระบบ เป็นอุปกรณ์ควบคุมที่ช่วยให้ก๊าซไอเสียส่วนเกินผ่านกังหันได้ เพื่อให้ตรงกับกำลังที่ผลิตโดยกังหันกับพลังงานที่คอมเพรสเซอร์ต้องการเพื่อจ่ายอากาศที่เครื่องยนต์ต้องการ

การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงโดยตรง

ด้วยการฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง (DI) เชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยตรง แทนที่จะฉีดเข้าไปในช่องทางเข้าที่ต้นน้ำของวาล์วทางเข้า ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศเกิดขึ้นภายในกระบอกสูบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีความแม่นยำอย่างมากในการสูบจ่ายและควบคุมทิศทางเชื้อเพลิงจากหัวฉีดของหัวฉีด

MGU

หน่วยกำเนิดมอเตอร์ (MGU) เป็นเครื่องจักรไฟฟ้า เมื่อทำงานเป็นมอเตอร์ MGU จะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เมื่อทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า MGU จะแปลงพลังงานกลเป็นไฟฟ้า หน่วยพลังงานปี 2014 ใช้ MGU สองชุด; MGU-H (H สำหรับ Heat – การนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่) และ MGU-K (K สำหรับ Kinetic – การนำพลังงานจลน์กลับมาใช้ใหม่ในระหว่างการเบรก)

MGU-K

MGU-K เชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์สันดาปภายใน และสามารถกู้คืนหรือให้พลังงานได้ (ตามกฎจำกัดที่ 120 กิโลวัตต์หรือ 160 แรงม้า) ภายใต้การเบรก MGU-K ทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อชะลอรถ (ลดความร้อนที่กระจายไปในเบรก) และเพื่อกู้คืนพลังงานจลน์บางส่วนและแปลงเป็นไฟฟ้า ภายใต้การเร่งความเร็ว MGU-K จะได้รับพลังงาน (จาก Energy Store และ/หรือจาก MGU-H) และทำหน้าที่เป็นมอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนรถ

MGU-H

MGU-H เชื่อมต่อกับเทอร์โบชาร์จเจอร์ ทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยจะดูดซับพลังงานจากเพลากังหันเพื่อนำพลังงานความร้อนกลับคืนมาจากก๊าซไอเสีย พลังงานไฟฟ้าสามารถส่งไปยัง MGU-K หรือแบตเตอรี่เพื่อจัดเก็บเพื่อใช้ในภายหลัง MGU-H ยังใช้เพื่อควบคุมความเร็วของเทอร์โบชาร์จเจอร์ให้ตรงกับความต้องการอากาศของเครื่องยนต์ (เช่น เพื่อทำให้ช้าลงแทนเกทเกทหรือเพื่อเร่งความเร็วเพื่อชดเชยเทอร์โบแล็ก)

ERS

ERS (ระบบกู้คืนพลังงาน) ของหน่วยพลังงานใช้ MGU-H และ MGU-K บวกกับ Energy Store รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังและการควบคุม ความร้อนและพลังงานจลน์ที่นำกลับมาใช้ได้ทันทีหาก ​​MGU อื่นต้องการ หรือใช้เพื่อชาร์จ Energy Store พลังงานที่เก็บไว้สามารถใช้ขับเคลื่อนรถโดย MGU-K หรือเพื่อเร่งเทอร์โบชาร์จเจอร์โดย MGU-H เมื่อเปรียบเทียบกับ KERS ปี 2013 ERS ของ Power Unit ปี 2014 จะมีกำลังสองเท่า (120 kW เทียบกับ 60 kW) และให้ประสิทธิภาพมากกว่า 10 เท่า

การจัดการพลังงาน

''มีสองแหล่งพลังงานในการขับเคลื่อนรถ; เชื้อเพลิงในถังและพลังงานไฟฟ้าในแหล่งพลังงานหรือแบตเตอรี่ การใช้พลังงานทั้งสองประเภทจำเป็นต้องมีการจัดการที่ชาญฉลาด เนื่องจากการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงที่อนุญาตในการแข่งขันนั้นจำกัดไว้ที่ 100 กก. และแบตเตอรี่จำเป็นต้องชาร์จซ้ำเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้แบตเตอรี่หมด' นาโอกิ โทคุนากะ ผู้อำนวยการด้านเทคนิคของ Power Units รุ่นใหม่ อธิบาย .

'สำหรับปี 2014 การไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกจำกัดไว้ที่ 100 กก./ชม. และปริมาณเชื้อเพลิงสำหรับการแข่งขันคือ 100 กก. ดังนั้นหากรถใช้น้ำมันในอัตราสูงสุดที่อนุญาต 100 กก./ชม. ก็สามารถทำได้เพียง 1 ชั่วโมงเท่านั้น ดิสมรรถนะของรถตั้งใจให้คล้ายกับปี 2013 ดังนั้นอันที่จริงการแข่งจะใช้เวลามากกว่า 1 ชั่วโมง 30 นาที แน่นอนว่าวงจรและลักษณะของรถจะไม่ยอมให้รถวิ่งด้วยกำลังสูงสุดตลอดรอบ ในทุกสนามคาดการณ์ว่าอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงตามธรรมชาติสำหรับระยะทางการแข่งขันจะใกล้เคียงกับ 100 กก. ที่อนุญาต ในบางกรณีอาจต่ำกว่า ในบางกรณีอาจสิ้นสุดลง หากเพิ่งหมดไป ก็จำเป็นต้องตัดสินใจว่าจะใช้เชื้อเพลิงที่มีอยู่อย่างไร

'รถยนต์ F1 สำหรับปี 2014 อาจจัดอยู่ในประเภทรถยนต์ไฟฟ้าแบบไฮบริด (HEV) ซึ่งรวมเอาแบบธรรมดา เครื่องยนต์สันดาปภายใน ด้วยระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า มากกว่ารถยนต์ไฟฟ้าเต็มรูปแบบ (EV) เช่นเดียวกับ HEVs บนท้องถนน แบตเตอรี่ใน F1 รถค่อนข้างเล็ก ขนาด ข้อบังคับทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องหมายความว่าหากแบตเตอรี่คายพลังงานสูงสุดที่อนุญาตไว้รอบ ๆ ตัก แบตเตอรี่จะแบนหลังจากผ่านไปสองสามรอบ เพื่อรักษา 'สถานะการชาร์จ' (SOC) ของแบตเตอรี่ การจัดการพลังงานไฟฟ้าจะมีความสำคัญพอๆ กับการจัดการเชื้อเพลิง

'วัตถุประสงค์โดยรวมคือเพื่อลดเวลาในการเดินรอบของวงจรสำหรับงบประมาณด้านพลังงานที่กำหนด นี่อาจฟังดูไม่เกี่ยวข้องกับถนน แต่โดยพื้นฐานแล้วนี่เป็นปัญหาเดียวกับรถยนต์บนท้องถนน: การลดการใช้เชื้อเพลิงสำหรับการเดินทางที่กำหนดในช่วงเวลาที่กำหนด - อินพุตและเอาต์พุตเป็นเพียงวิธีอื่น

''คำถามจะกลายเป็นที่ที่จะใช้พลังงานบนตัก ฤดูกาลนี้ KERS ถูกใช้เพียงไม่กี่แห่งบนตัก แต่จากปี 2014 พลังงานทั้งหมดจากเชื้อเพลิงและแบตเตอรี่มีค่ามากจนเราจะต้องระบุว่าการนำพลังงานไปใช้งานจะเป็นประโยชน์ต่อทั้งรอบที่ใดและการประหยัดจะเป็นอันตรายน้อยที่สุดสำหรับเวลาเป็นรอบ เราเรียกว่า 'การจัดตารางกำลัง ” สิ่งนี้จะถูกตัดสินร่วมกันระหว่างแผนกไดนามิกของยานยนต์ของทีมแชสซีและ Renault Sport F1 ใน Viry-Châtillon

'การเลือกส่วนที่ดีที่สุดระหว่างเครื่องยนต์ที่ฉีดเชื้อเพลิงกับมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อดึงกำลังออกจากชุดจ่ายกำลังจะส่งผลให้การทำงานของส่วนประกอบเหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงสุด แต่อีกครั้ง การจัดการ SOC นำเสนอข้อจำกัดในการใช้ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า และทางออกที่ดีที่สุดจะแตกต่างกันไปตามแต่ละวงจร ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ รวมถึงเปอร์เซ็นต์ของปีกผีเสื้อเปิดกว้าง ความเร็วในการเข้าโค้ง และการกำหนดค่าตามหลักอากาศพลศาสตร์ของรถ