Majoritatea mașinilor de curse pe pistă au câteva trucuri în mânecă pentru a depăși competiția. Fiind apogeul sportului cu motor, mașinile de F1 nu sunt străine de sistemele complicate concepute pentru a face mașinile să meargă mai repede.
Un astfel de sistem este KERS. A fost introdus în 2009 pentru a sprijini strategia dublă a F1 de a promova dezvoltarea de tehnologii ecologice și relevante pentru mașini rutiere în cursele de F1, dar nu a fost adoptat pe scară largă până în 2011.
De atunci a fost prezent pe fiecare mașină.
Ce este KERS și cum funcționează?
KERS înseamnă Kinetic Energy Recovery System. De fiecare dată când frânați pentru a încetini mașina, energia cinetică se pierde sub formă de căldură din frecarea dintre plăcuțele de frână și roata reală. Un KERS valorifică în schimb această energie și o salvează pentru a fi instalată mai târziu, atunci când este benefică pentru șofer.
Există două tipuri majore de KERS - mecanice și electrice. În timp ce orice desfășurare a mașinilor rutiere ar putea folosi un KERS mecanic, constructorii de F1 au adoptat până acum toate sistemele electrice.
Acestea sunt alimentate de un generator electric numit Motor Generator Unit - Kinetic (MGU-K) care convertește căldura produsă de frânare în energie electrică. Energia electrică convertită este apoi stocată într-o baterie cu o capacitate reglementată de FIA de 2MJ pe tur, numită Energy Storage (ES).
Când este necesar, șoferul poate apăsa un buton de pe volan pentru a folosi această putere prin îmbinarea acesteia cu puterea motorului datorită unui motor electric situat în general la capătul frontal al arbore cotit.
Producția totală a MGU-K este, de asemenea, reglementată de FIA. Sistemele anterioare au fost limitate la 60 kW (aproximativ 80 CP), dar limita a fost ridicată ulterior la 120 kW (aproape 160 CP) în 2014 pentru a echilibra mai slab V6 de 1,6 litri, care îl înlocuia pe vechiul și mai puternic V8 de 2,4 litri. motor.
În timp ce specificațiile exacte ale sistemului KERS al unui constructor de F1, numit pur și simplu ERS în sport, ar fi un secret bine păzit, sistemul menționat mai sus formează elementele de bază ale unui electric KERS.
MGU-K vs MGU-H
Un MGU-K nu trebuie confundat cu un MGU-H (Heat), care este un dispozitiv electronic separat care formează partea rămasă a unui F1 ERS. Este un concept similar, dar în loc să capteze căldura de la frâne, captează în schimb energia termică generată de evacuarea motorului.
Combinarea celor două sisteme înseamnă că acum bateria poate fi încărcată chiar și atunci când mașina nu este activ în frânare. În plus, deoarece FIA nu impune nicio reglementare asupra MGU-H, orice energie generată de acesta poate fi alimentată direct către MGU-K, ocolind în esență orice reglementări privind acesta din urmă.
MGU-H rezolvă, de asemenea, întârzierea turbo prin utilizarea unui motor pentru a alimenta compresorul și, prin urmare, nu necesită ca turbina să aștepte gazele de eșapament. Cele două sisteme combinate formează ERS sau Sistemul de recuperare a energiei pe o mașină de F1.
După cum am menționat anterior, distribuirea puterii către roți este controlată de un buton de pe direcția șoferului. Echipele îi ajută adesea pe șoferi să frâneze mai agresiv sau să schimbe vitezele într-un anumit mod pentru a reîncărca cantitatea maximă de energie în fiecare tură sau pentru a o implementa mai tactic.
Este ERS diferit de frânarea regenerativă?
Până acum, dacă un ERS seamănă foarte mult cu frânarea regenerativă pe care o vezi la mașinile electrice pe șosea, nu te înșeli. Ele sunt în esență același lucru. Ambele sisteme folosesc frânarea vehiculului pentru a reîncărca bateria mașinii, care este apoi folosită pentru a alimenta roțile.
Cu toate acestea, un ERS este mult mai complicat și mai puternic decât aplicațiile simple de frânare regenerativă pe care le vedeți la mașinile rutiere. Mașinile rutiere au sisteme de frânare regenerativă care sunt orientate spre încărcarea bateriei cât mai mult posibil, fără ca șoferul să frâneze tot timpul pentru a scoate ceva din sistem.
Acest lucru a ajutat la realizarea ceea ce se numește conducere cu o singură pedală în majoritatea mașinilor electrice. Când dai drumul la gaz, sistemul pornește și încetinește mașina cu o agresivitate care este adesea controlabilă de șofer.
Acest lucru asigură că bateria este încărcată cât de mult posibil în timpul navetei zilnice și călătoriilor rutiere. Un ERS s-ar concentra în schimb pe încărcarea aceleiași baterii cu cât mai puțină frânare posibil, de unde și combinația dintre MGU-K și MGU-H. Desfăşurarea energiei stocate este, de asemenea, mult mai agresivă.
KERS în mașini rutiere
Așa că ai putea să introduci un KERS într-o mașină obișnuită și să ai vehicule cu o autonomie uimitoare? Nu tocmai, având în vedere că un ERS este mult mai agresiv decât frânarea regenerativă obișnuită, vor exista câteva probleme, începând cu bateria.
Bateriile folosite într-un ERS sunt mult mai rezistente la încărcarea și descărcarea rapidă, deoarece suportă greul unei mașini de F1 care aruncă mai mult de 60 de ture în jurul unei piste. Ele pot consuma cantități mari de putere pentru a se reîncărca rapid și apoi oferă o cantitate la fel de mare de putere pentru a o adăuga la puterea totală a mașinii.
Bateriile pentru mașini de drum sunt orientate spre durabilitate, durată de viață mai lungă pentru a susține mai multe cicluri de încărcare și, mai important, siguranță. Asta nu înseamnă că un ERS nu este sigur, ci doar că bateria unei mașini electrice sau hibride obișnuite nu va putea ține pasul cu sistemul.
De asemenea, sistemele de frânare regenerativă ale mașinilor nu generează atât de multă putere pentru a pune înapoi în baterie cât este nevoie pentru a muta mașina în sine. Aceasta înseamnă că taxa câștigată este mult mai mică decât ceea ce ar oferi un MGU-K.
În cele din urmă, utilizarea energiei este, de asemenea, destul de diferită, mai ales dacă conduceți o mașină hibridă, unde sistemele electrice sunt adesea menite să înlocuiască puterea produsă de motorul pe gaz a mașinii. La mașinile electrice, nu există nicio implementare electrică de făcut, deoarece sistemul încarcă doar bateria.
În schimb, ERS în F1 sau KERS, în general, se concentrează pe distribuirea energiei electrice stocate la puterea existentă a motorului.
Viitorul KERS
Pe măsură ce progresele din F1 fac bateriile și sistemele de regenerare mai eficiente, acestea ajung în cele din urmă la mașinile de drum pe care le conducem în fiecare zi. Aceasta înseamnă că vom obține mașini care se reîncarcă mai repede, cu o autonomie îmbunătățită.
Până atunci, poți fi mândru de sistemele de regenerare existente ale vehiculului tău pentru a economisi atâta energie cât o fac deja.
