Mercedes สร้างเครื่องยนต์ไฮบริดที่ดีที่สุดของ F1 ได้อย่างไร – และเหตุใดจึงตั้งตารอปี 2016

วิธีแบนคนจากเพจธุรกิจ facebook ที่ยังไม่ถูกใจ

Image 1 of10

ปีที่แล้ว Mercedes ครอง Formula 1 Silver Arrows ชนะ 16 จาก 19 การแข่งขัน โดยนักแข่ง Lewis Hamilton และ Nico Rosberg จบฤดูกาลด้วยอันดับที่หนึ่งและสอง แต่เมอร์เซเดสครองสูตร 1 เป็นเวลาสองปีได้อย่างไรและเหตุใดจึงยังคงเป็นที่ชื่นชอบในการชนะฤดูกาล 2016? คำตอบส่วนหนึ่งอยู่ที่ไดรเวอร์ระดับโลกและแชสซีที่มีความซับซ้อน แต่เครื่องยนต์ไฮบริดที่ขับเคลื่อนพวกมันอาจเป็นหนึ่งในปัจจัยที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อความสำเร็จของทีม

เครื่องยนต์ที่ดีที่สุดใน F1 มาจาก Motorsport Valley

ดูข้อมูลที่เกี่ยวข้อง Jeremy Clarkson คิดว่าเชื้อเพลิงไฮโดรเจนคืออนาคตของรถยนต์ รถยนต์ไฮบริดที่ดีที่สุดในปี 2018 สหราชอาณาจักร: จาก i8 สู่ Golf GTE เหล่านี้เป็นรถไฮบริดที่ดีที่สุดในการขาย รถยนต์ไฟฟ้าที่ดีที่สุด 2018 UK: EVs ที่ดีที่สุดสำหรับขายในสหราชอาณาจักร

Mercedes Hybrid PU106A ได้รับการออกแบบเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงกฎของเครื่องยนต์ เป็นผลพวงของการวิจัย พัฒนา และการเรียนรู้ในช่วงเวลาที่เข้มข้น ขับเคลื่อนโดยการทำงานร่วมกันของเทอร์โบ มอเตอร์ไฟฟ้า และเทคโนโลยีการเผาไหม้ภายใน เป็นเครื่องยนต์ที่ซับซ้อน มีประสิทธิภาพ และทรงพลังที่สุดเท่าที่ Mercedes เคยทำมา

แม้ว่าจะได้รับการออกแบบให้เป็นเครื่องยนต์ที่ดีที่สุดในโลกของ F1 แต่ PU106A ก็ได้ประโยชน์จากความรู้ทั่วทั้งบริษัท Daimler ตั้งแต่รถยนต์ไฟฟ้าไปจนถึงรถบรรทุกดีเซล และบทเรียนที่เมอร์เซเดสได้เรียนรู้ก็มาถึงรถของเราแล้วเพื่อค้นพบขุมพลังล้ำสมัยที่อยู่เบื้องหลังการทำลายสถิติสองปี ฉันได้นั่งคุยกับ Andy Cowell กรรมการผู้จัดการของ Mercedes AMG High Performance Powertrains – และผู้บงการเบื้องหลังเครื่องยนต์ที่ดีที่สุดใน F1

PU106 คือเครื่องยนต์ Mercedes อันทรงพลังที่เคยทำมา

Brixworth อยู่ห่างจาก Milton Keynes โดยใช้เวลาเดินทางด้วยรถยนต์เพียงไม่นาน และตั้งอยู่ในพื้นที่ของสหราชอาณาจักรที่รู้จักกันในชื่อ หุบเขามอเตอร์สปอร์ต ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีความเข้มข้นสูงของ SMEs ที่ทุ่มเทให้กับการแข่งรถ และยังเป็นที่ตั้งของระบบส่งกำลังประสิทธิภาพสูง Mercedes AMG

ที่นี่ในสหราชอาณาจักร – ไม่ใช่เยอรมนี – ในตอนแรก Mercedes เริ่มทำงานกับหน่วยพลังงานที่ล้ำหน้าที่สุดเท่าที่เคยพัฒนามา

การเปลี่ยนแปลงกฎและความจำเป็นสำหรับความเกี่ยวข้อง

ฟอร์มูล่า 1 มีชื่อเสียงมาอย่างยาวนานว่าขาดการติดต่อกับเทคโนโลยียานยนต์ชั้นนำ แต่ในปี 2014 ได้เปลี่ยนกฎเกณฑ์

Fหน่วยงานกำกับดูแลของ 1 คือ Federation Internationale de l'Automobile (FIA) ตัดสินใจที่จะทำให้กีฬาประเภทนี้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นโดยการเพิ่มกฎพื้นฐานสองข้อ แต่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่ง: เครื่องยนต์สามารถใช้เชื้อเพลิงได้ไม่เกิน 100 กิโลกรัมสำหรับระยะทางการแข่งขัน ห้ามกินน้ำมันเกิน 100 กก. ต่อชั่วโมง ความท้าทายในการแข่งขันคือคุณจะ [ดึง] พลังงานออกจากปริมาณเชื้อเพลิงนั้นให้มากที่สุดและขับเคลื่อนรถได้อย่างไร Cowell กล่าวเสริม F1 ได้กลายเป็นการแข่งขันที่มีประสิทธิภาพ

การเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่ที่สุดคือขนาดของเครื่องยนต์: เครื่องยนต์ V8 2.4 ลิตรหมดแล้ว และเครื่องยนต์ขนาด 1.6 ลิตร V6 ลิตรที่เล็กลงก็เข้ามา เพื่อชดเชยการลดความจุของเครื่องยนต์ FIA ให้ผู้ผลิตเครื่องยนต์เข้าถึงกลเม็ดใหม่ .

เทคโนโลยีที่ก่อนหน้านี้ไม่อนุญาตได้รับอนุญาต ดังนั้นการฉีดโดยตรง ชุดประกอบเทอร์โบคอมเพรสเซอร์ [และ] ระบบไฮบริดที่ใหญ่กว่า [ได้รับอนุญาต] Cowell อธิบาย ขณะนี้เครื่องยนต์มีกำลังไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 120kW ซึ่งเป็นสองเท่าของระบบกู้คืนพลังงานจลน์แบบเก่า (KERS) แบบเก่าที่พบครั้งแรกในปี 2009 และยังสามารถใช้เครื่องจักรไฟฟ้าเพื่อนำพลังงานความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่และเพิ่มเทอร์โบได้อีกด้วย

ไอคอนแบตเตอรี่หายไป windows 10 เป็นสีเทา

แม้ว่าสิ่งนี้จะนำเสนอความท้าทายชุดใหม่สำหรับวิศวกรของ F1 แต่ก็หมายความว่าเป็นครั้งแรกในรอบหลายทศวรรษที่เป้าหมายของ F1 สอดคล้องกับอุตสาหกรรมยานยนต์ในวงกว้าง ในการผลิตเครื่องยนต์ที่ดีที่สุด ทีมงานจะต้องผลักดันให้เกิดประสิทธิภาพ นั่นคือสิ่งที่เราต้องการจากรถยนต์บนท้องถนนของเราอย่างแท้จริง

กฎและความท้าทายชุดใหม่

แม้ว่าความจุจะลดลง แต่ Mercedes ก็สามารถดึงแรงม้ากลับมาได้มากด้วยการเพิ่มเทอร์โบชาร์จเจอร์ หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการเพิ่มกำลังและประสิทธิภาพ เทอร์โบทำงานโดยดักจับก๊าซไอเสียของเสีย และใช้เพื่อหมุนคอมเพรสเซอร์ที่ติดอยู่กับเครื่องยนต์ ผลลัพธ์? อากาศถูกบังคับเข้าสู่เครื่องยนต์มากขึ้น เพิ่มกำลัง – และประสิทธิภาพ

Mercedes ไม่มีประสบการณ์เกี่ยวกับเทอร์โบเลย เพราะครั้งสุดท้ายที่พวกเขาใช้ F1 มาก่อนทีม – ดังนั้นพวกเขาจึงอาศัยความรู้จากที่อื่นในบริษัท Daimler แม้ว่า Mercedes จะใช้ turbos ในรถยนต์ทั่วไป แต่ส่วนรถบรรทุกของ Daimler นั้นพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์มากที่สุดสำหรับ Cowell และทีมของเขา: กำลังมหาศาลที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ F1 หมายความว่าพวกมันเหมาะสมกว่า

กระแสลมที่ไหลเข้าสู่เครื่องยนต์และกระแสลมออกนั้นใกล้เคียงกันมาก ดังนั้นคอมเพรสเซอร์และล้อกังหันจึงมีขนาดใกล้เคียงกัน Cowell อธิบาย หากคุณดูที่ล้อคอมเพรสเซอร์สำหรับรถใช้ถนน ล้อนั้นจะอยู่ตรงกลางมือของคุณ เป็นสิ่งเล็กๆ น้อยๆ หากคุณดูที่รถบรรทุกหรือ F1 มันจะห้อยอยู่ที่ขอบมือของคุณ และด้วยเหตุนี้ คุณจะได้รับคุณลักษณะที่แตกต่าง สิ่งต่าง ๆ ที่จะท้าทาย

ในการค้นหากำลังที่มากขึ้น เทอร์โบมีขนาดเพิ่มขึ้น แต่นั่นก็ทำให้ปัญหาพื้นฐานของเทคโนโลยีแย่ลง นั่นคือ เทอร์โบแล็ก เกิดจากเวลาที่ก๊าซไอเสียใช้ในการหมุนกังหัน เทอร์โบแล็กมีอยู่ในรถถนนหลายคันในปัจจุบัน เราสัมผัสได้เมื่อคุณนั่งอยู่ที่สัญญาณไฟจราจรและคุณเหยียบคันเร่งและคลานออกไป Cowell กล่าว แล้วพลังก็เข้ามาในลักษณะที่ไม่สามารถควบคุมได้โดยเฉพาะอย่างยิ่ง

เมอร์เซเดสมีปัญหา แม้ว่าเทอร์โบแล็กอาจจะดีสำหรับรถที่ใช้บนท้องถนน แต่ก็ก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงสำหรับรถแข่ง ผู้ขับขี่พึ่งพากำลังที่ราบรื่นและควบคุมได้เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากรถยนต์ และเทอร์โบแล็กจะลดทั้งความมั่นใจของผู้ขับขี่และเวลารอบโดยรวม

แต่ก็มีวิธีแก้ปัญหาเช่นกัน: มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถหมุนเทอร์โบได้ดีก่อนที่ก๊าซไอเสียจะมาถึง ในขณะที่คุณเหยียบคันเร่ง เครื่องไฟฟ้าที่มีการตอบสนองทันทีและแรงบิดที่ความเร็วต่ำสามารถหมุนคอมเพรสเซอร์ขึ้นและป้อนอากาศให้กับเครื่องยนต์ก่อนที่ระบบไอเสียจะมีพลังงานจากก๊าซไอเสีย Cowell อธิบาย และเพื่อประหยัดพื้นที่ วิศวกรของ Mercedes ได้แยกกังหันและคอมเพรสเซอร์ออก และรวมชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามอเตอร์ไว้ตรงกลางของชุดประกอบทั้งสองอย่างเรียบร้อย

การจัดการกับปัจจัยไฮบริด

แม้ว่า 1.6L V6 และเทอร์โบจะซับซ้อนกว่าทุกอย่างที่คุณเห็นบนท้องถนน แต่เป็นระบบ Energy Recovery System (ERS) ที่แสดงถึงแอปนักฆ่าของเครื่องยนต์ใหม่ของ F1 ระบบ ERS ของ Mercedes ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพไปพร้อม ๆ กัน ระบบ ERS ของ Mercedes เป็นหนึ่งในระบบที่ดีที่สุดในปีที่แล้ว และกำลังพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับรถยนต์ปลั๊กอินไฮบริดในปัจจุบัน

ระบบ ERS สามารถแบ่งออกเป็นหลายส่วน - พลังงาน การจัดเก็บและการกู้คืน - และการทำงานเหล่านี้เป็นส่วนเดียวเพื่อให้ได้พลังงานสูงสุด

แบตเตอรี่ของเครื่องยนต์ถูกเก็บไว้ในรถในระดับต่ำเพื่อเหตุผลในการจัดการ และสามารถเก็บพลังงานได้มากถึงสี่เมกะจูล ซึ่งเพียงพอสำหรับให้แสงสว่างกับหลอดไฟขนาด 20W ขนาด 10,0000 20W จากนั้นพลังนี้จะถูกส่งไปยังมอเตอร์ขนาด 120kW ที่เชื่อมต่อกับเพลาล้อหลังของรถ และระบบนั้นเพียงอย่างเดียวก็คุ้มกับ 160hp ที่ส่าย ซึ่งใกล้เคียงกับกำลังเดียวกับรถครอบครัว และการฟื้นตัว? เมื่อลดความเร็วลง มอเตอร์ 120kW ของรถจะทำหน้าที่เหมือนไดนาโม โดยนำพลังงานที่ไม่ได้ใช้กลับเข้าไปในแบตเตอรี่ของรถ มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ป้องกันเทอร์โบแล็กสามารถกู้คืนพลังงานได้เช่นกัน สร้างวงจรการทบต้นที่มีประสิทธิภาพ

จากบล็อกเลโก้ไปจนถึงเครื่องยนต์แข่ง

เครื่องยนต์ต้องพอดีกับแชสซีที่มีข้อกำหนดเฉพาะ และนั่นหมายความว่าวิศวกรของ Cowell ต้องทำงานร่วมกับทีม Mercedes ที่เหลือ [เรา] คิดว่าเราต้องการอะไรจากหน่วยพลังงานจริงๆ? พลังเยอะ.

วิธีสร้าง dvd การกู้คืนสำหรับ windows 10

และเราไม่ต้องการอะไรจากหน่วยพลังงาน? เราไม่ต้องการให้น้ำหนักเกิน เพราะรถที่มีน้ำหนักเกินคือรถที่ขับช้า เราไม่ต้องการให้ระบายความร้อนจำนวนมาก เนื่องจากการปฏิเสธความร้อนจำนวนมากต้องใช้หม้อน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้แอโรไดนามิกช้าลง

การประนีประนอมเหล่านี้จบลงด้วยการสร้างเครื่องยนต์ และวิศวกรจาก Brackley และ Brixworth ต้องพิจารณาถึงการแลกเปลี่ยนกัน Cowell สรุปร๊อคของพวกเขา: ถ้ามันจะทำให้รถเร็วขึ้น ไล่มัน และถ้ามันไม่ได้ ก็อย่าทำ

ทดสอบการทำงานของคุณ

โคเวลล์ยอมรับการทดสอบ [เบื้องต้น] ทั้งหมดต้องเป็นไปตามโรงงาน ซึ่งเป็นสิ่งที่เราพอใจ เป็นเวลานานแล้วที่การทดสอบในช่วงเปิดฤดูกาลมีไม่มากและมีการทดสอบช่วงปรีซีซันที่จำกัด ด้วยระยะเวลารอคอยของส่วนประกอบหน่วยกำลัง คุณไม่สามารถทำการทดสอบสนามแข่งในวันแรกในฤดูหนาวและกู้คืนได้หากมีปัญหาใดๆ ก่อนการแข่งขันครั้งแรก หากคุณพบบางสิ่งในวันแรกของการทดสอบฤดูหนาว นั่นถือว่าแย่ คุณกำลังจะมีช่วงครึ่งแรกของฤดูกาลที่แย่ เพียงเพราะเวลานำ

มีต่อในหน้า 2: ค้นหาว่า Mercedes ปรับปรุงเครื่องยนต์อย่างไร และวางแผนสำหรับปีหน้าอย่างไร