Red Bull Racing вместе с мотористами Renault Sport F1 вновь вернулась к теме новых силовых установок и ещё раз в популярной форме рассказала об их отличиях от привычных гоночных моторов V8, уже фактически ставших частью истории.
Силовая установка, как следует из технического регламента FIA, делится на шесть подсистем: двигатель внутреннего сгорания (ICE); мотор-генератор кинетический (MGU-K); мотор-генератор тепловой (MGU-H); накопитель энергии (ES); турбонагнетатель (TC) и управляющая электроника (CE), благодаря которой все компоненты взаимодействуют друг с другом.
ICE
Сердце новой силовой установки – 1,6-литровый двигатель V6. Новый, более компактный мотор оснащён непосредственным впрыском, а частота вращения коленчатого вала ограничена 15000 об/мин. Чтобы компенсировать потерю мощности и скорости, в Формуле 1 вновь применяются турбонагнетатели – впервые с 80-х годов.
Чтобы максимально снизить стоимость новых двигателей, параметры нового мотора приближены к общим стандартам, и при их производстве запрещено использовать целый ряд дорогостоящих материалов.
TC
Технический регламент 2014 года допускает использование одноступенчатых турбин с неограниченным давлением наддува. Во многих отношениях Формула 1 старается быть ближе к тенденциям мирового автопрома, взявшего курс на более экономичные двигатели уменьшенного рабочего объёма, в которых дефицит мощности компенсируется за счёт турбонаддува.
MGU-K
Силовая установка образца 2014 года оснащена двумя системами рекуперации энергии, объединёнными в систему ERS, частью которой является усовершенствованная KERS. Мотор-генератор MGU-K соединён с коленчатым валом и служит для рекуперации энергии при торможениях - она преобразуется в электрическую и используется для подзарядки батарей ES.
При разгонах MGU-K работает как мотор, передавая энергию трансмиссии машины. Если в предыдущие годы система KERS оснащалась мотором в 60 кВт, то в 2014-м мощность ERS возросла до 120 кВт, и мотор может использовать на каждом круге до 4 мегаджоулей энергии – т.е. в 10 раз больше, чем в 2013-м. Всё это, вместе взятое, означает, что новая ERS стала вдвое мощнее, и на каждом круге эту дополнительную мощность можно использовать в пять раз дольше, чем раньше. На большинстве трасс MGU-K будет работать в качестве генератора или мотора на значительной части круга.
MGU-H
Хотя MGU-K может передавать трансмиссии машины 4 мегаджоуля энергии на круге, рекуперирует он только 2 мегаджоуля на круге. Ещё столько же поступает от MGU-H, соединённого с валом турбонагнетателя и преобразующего энергию выхлопных газов в электрическую.
MGU-H решает две задачи. Количество энергии, которое он позволяет запасать, регламентом не лимитировано, и эта энергия может быть использована либо для зарядки батарей, либо направлена в MGU-K. Но также MGU-H контролирует скорость вращения турбины, не позволяя ей вращаться слишком быстро, но при этом поддерживая определённое число оборотов, за счет чего предотвращается такое явление, как «турбояма».
ES
Оба мотор-генератора заряжают батареи накопителя энергии, которые используются MGU-K. Техническим регламентом 2014 года вес ES ограничен 20-25 кг.
CE
Управляющая электроника связывает все системы силовой установки друг с другом и следит за их работой. Весь процесс накопления и использования энергии максимально автоматизирован, и по ходу каждого круга электроника многократно меняет режимы работы ERS.
«Использование двух типов энергии требует интеллектуального управления и контроля, – объясняет Наоки Токунага, технический директор Renault Sport F1, отвечающий за все вопросы, связанные с мотор-генераторами. – Использование электрической энергии так же важно, как и контроль расхода топлива. Можно сказать, что система управления энергией “решает”, где и какое количество топлива необходимо использовать, а также когда и сколько забрать энергии от батарей, или наоборот, подзарядить их.
Суть в том, что раньше производители двигателей соревновались в достижении максимальной мощности, а теперь будут соревноваться в наиболее рациональном использовании энергии».
