Renault afslører Energy F1-2014-motoren

Renault afslører Energy F1-2014-motoren

I 2014 går Formel 1 ind i en ny æra. Efter tre års planlægning og udvikling introduceres den mest markante tekniske ændring, der har ramt sporten i mere end to årtier. Motorregler udgør hovedparten af ​​den kommende revolution, med introduktionen af ​​en ny generation af Power Units, der kombinerer en 1,6 liters V6 turboladet motor med energigenvindingssystemer, der vil øge effektiviteten ved at høste energi, der spredes som varme i udstødningen eller bremserne.

Den maksimale effekt af den nye Power Unit vil overstige outputtet af nuværende V8 F1-motorer, men brændstofeffektiviteten vil blive forbedret. Med kun 100 kg tilladt til løbet, vil de nye enheder bruge 35 % mindre brændstof end deres forgængere.Energy F1-2014 komplet Power-unit

'Fra 2014 vil vi bringe motorer frem og rette op på balancen i F1. En motor er hjertet i en bil, fra næste år vender den tilbage til hjertet af vores sport.” Sagde Alain Prost, Renault-ambassadør og fire gange Formel 1-verdensmester.

'Fra næste år vil en af ​​de største udfordringer i F1 være at maksimere energieffektiviteten og brændstoføkonomien og samtidig bevare den effekt og ydeevne, der forventes af F1-biler. Renault har været banebrydende med denne teknologi på sin vej bil motor række med Energy-serien. Navngivning af Power Unit Energy F1 skaber et ubrudt sortiment, fra Clio til vores konkurrenceafdeling.' Tilføjet Jean-Michel Jalinier, præsident for Renault Sport F1.



Energi F1-2014 Kraftenhedens egenskaber

RS27-2013ENERGI F1-2014
MOTOR
Forskydning2,4 l1,6 l
Omdrejningsgrænse18.000 rpm15.000 rpm
TrykladningNormalt aspireret, trykopladning er forbudtEnkelt turbolader, ubegrænset ladetryk (typisk maksimalt 3,5 bar abs på grund af brændstofflowgrænse)
Grænse for brændstofflowUbegrænset, men typisk 170 kg/t100 kg/t (-40 %)
Tilladt brændstofmængde pr. løbUbegrænset, men typisk 160 kg100 kg (-35 %)
Konfiguration90° V890° V6
BoreMax 98 mm80 mm
SlagIkke reguleret53 mm
HåndsvingshøjdeMin 58 mm90 mm
Antal ventiler4 per cylinder, 324 per cylinder, 24
UdstødningerDobbelt udstødningsudtag, en pr. cylinderbankEnkelt udstødningsudtag, fra turbine på bilens midterlinje
BrændstofIndirekte brændstofindsprøjtningDirekte brændstofindsprøjtning
Antal tilladte kraftenheder (motorer) pr. fører pr. år85
ENERGIGENVINDINGSSYSTEMER
MGU-K omdr./minUbegrænset (38.000 rpm)Max 50.000 rpm
MGU-K strømMax 60 kWMax 120 kW
Energi genvundet af MGU-KMax 0,4 MJ/omgangMax 2MJ / ark
Energi frigivet af MGU-KMax 0,4 MJ/omgangMax 4 MJ/omgang
MGU-H rpm>100.000 rpm
Energi genvundet af MGU-HUbegrænset (> 2 MJ/omgang)

Terminologi af energi-kraftenhedskomponenter

V6

Renault Energy F1 V6 har et slagvolumen på 1,6 liter og vil yde omkring 600 hk, eller mere end 3 gange så meget som en Clio RS.

AFFALD

En wastegate bruges i forbindelse med turboladeren til at styre systemet. Det er en kontrolenhed, der tillader overskydende udstødningsgas at omgå turbinen, for at matche den effekt, som turbinen producerer, til den, som kompressoren behøver for at levere den luft, som motoren kræver.

DIREKTE Brændstofindsprøjtning

Med direkte brændstofindsprøjtning (DI) sprøjtes brændstof direkte ind i forbrændingskammeret i stedet for ind i indløbskanalen opstrøms for indløbsventilerne. Brændstof-luftblandingen dannes inde i cylinderen, så der kræves stor præcision ved måling og styring af brændstoffet fra injektordysen.

MGU

Motorgeneratorenheden (MGU) er en elektrisk maskine. Når MGU'en fungerer som en motor, omdanner den elektrisk energi til mekanisk energi. Når den fungerer som en generator, omdanner MGU'en mekanisk energi til elektrisk. 2014 Power Unit bruger to MGU'er; en MGU-H (H for Heat – udstødningsenergigenvinding) og MGU-K (K for Kinetic – kinetisk energigenvinding under bremsning).

MGU-K

MGU-K er forbundet til forbrændingsmotorens krumtapaksel og er i stand til at genvinde eller levere effekt (begrænset til 120 kW eller 160 hk af reglerne). Under bremsning fungerer MGU-K som en generator, der bremser bilen (reducerer varmen, der afgives i bremserne) og genvinder således noget af den kinetiske energi og omdanner den til elektricitet. Under acceleration drives MGU-K (fra Energilageret og/eller fra MGU-H) og fungerer som en motor til at drive bilen frem.

MGU-H

MGU-H er forbundet til turboladeren. Den fungerer som en generator og absorberer strøm fra turbineakslen for at genvinde varmeenergi fra udstødningsgasserne. Den elektriske energi kan enten ledes til MGU-K eller til batteriet til opbevaring til senere brug. MGU-H bruges også til at styre turboladerens hastighed, så den matcher motorens luftbehov (f.eks. for at bremse den i stedet for wastegate eller for at accelerere den for at kompensere for turboforsinkelse).

ERS

Power Units ERS (Energy Recovery System) bruger MGU-H og MGU-K plus et energilager, plus noget strøm- og kontrolelektronik. Genvundet varme og kinetisk energi kan forbruges med det samme, hvis det kræves af den anden MGU, eller bruges til at oplade energilageret. Den lagrede energi kan bruges til at drive bilen frem med MGU-K eller til at accelerere turboladeren af ​​MGU-H. Sammenlignet med 2013 KERS vil ERS fra 2014 Power Unit have dobbelt så stor effekt (120 kW vs 60 kW) og en ydeevneeffekt 10 gange større.

Energistyring

’’Der er to energikilder til at drive bilen frem; brændstof i tanken og elektrisk energi i energilageret eller batteriet. Brugen af ​​de to energityper kræver en intelligent styring, da det tilladte brændstofforbrug i løbet er begrænset til 100 kg, og batteriet skal genoplades for at undgå, at det bliver fladt,' forklarer teknisk direktør for den nye generation af Power Units, Naoki Tokunaga. .

''For 2014 er brændstofflowet begrænset til 100 kg/t, og brændstofmængden for løbet til 100 kg. Så hvis bilen bruger brændstof med den maksimalt tilladte hastighed på 100 kg/t, kan den kun gøre det i 1 time. Detbilens ydeevneer beregnet til at ligne 2013, så faktisk vil løbene vare mere som 1 time og 30 min. Naturligvis vil kredsløbet og bilens egenskaber ikke tillade bilerne at køre med maksimal kraft hele vejen rundt. På alle baner forudsiges det, at det naturlige brændstofforbrug for løbsdistancen vil være tæt på de tilladte 100 kg, i nogle tilfælde lige under, i nogle tilfælde lige over. Hvis lige over, så vil det være nødvendigt at beslutte, hvordan man bruger det tilgængelige brændstof.

''F1-bilerne for 2014 kan kategoriseres som et hybrid elbil (HEV), som kombinerer en konventionel forbrændingsmotor med et elektrisk fremdriftssystem i stedet for et fuldt elektrisk køretøj (EV). Ligesom vejgående HEV'er, batteriet i F1 biler er relativt små størrelse. De relevante tekniske forskrifter betyder, at hvis batteriet afladede den maksimalt tilladte energi rundt om omgangen, ville batteriet blive fladt lige efter et par omgange. For at opretholde batteriets 'ladningstilstand' (SOC) vil elektrisk energistyring være lige så vigtig som brændstofstyring.

''Det overordnede mål er at minimere den tid, der går rundt en omgang af kredsløbet for et givet energibudget. Dette lyder måske ikke som vejrelevant, men i bund og grund er dette det samme problem som landevejsbilerne: at minimere brændstofforbruget for en given rejse på en given tid – input og output er lige omvendt.

’’Spørgsmålet bliver så, hvor man skal bruge energien i skødet. I denne sæson bruges KERS kun få pladser i en omgang. Men fra 2014 er al energien, fra brændstof og batteri, så værdifuld, at vi bliver nødt til at identificere, hvor anvendelsen af ​​energien vil være gavnlig over hele omgangen, og besparelse vil være mindst skadelig for omgangstiden - vi kalder det 'strømplanlægning ”. Dette vil blive afgjort i fællesskab mellem chassisholdenes køretøjsdynamikafdelinger og Renault Sport F1 i Viry-Châtillon.

''Valg af den bedste fordeling mellem den brændstofindsprøjtede motor og den elektriske motor for at få strømmen ud af Power Unit vil komme ned til, hvor driften af ​​disse komponenter er mest effektiv. Men igen præsenterer SOC-ledelsen en begrænsning for brugen af ​​den elektriske fremdrift. Og den optimale løsning vil variere meget fra kredsløb til kredsløb, afhængig af faktorer, herunder procentdel af åben gas, svinghastigheder og bilens aerodynamiske konfiguration.