Hvordan Mercedes lavede F1s bedste hybridmotor - og hvorfor det ser frem til 2016

spejlvinduer 10 til Amazon Fire TV

Billede 1 af10

Sidste år dominerede Mercedes Formel 1. Silver Arrows vandt 16 ud af 19 løb, hvor kørerne Lewis Hamilton og Nico Rosberg sluttede sæsonen på første og anden plads. Men hvordan har Mercedes domineret Formel 1 i to år, og hvorfor er det stadig favoritten at vinde 2016-sæsonen? En del af svaret ligger i drivere i verdensklasse og sofistikeret chassis, men hybridmotoren, der driver dem, kan være en af ​​de største bidragydere til holdets succes.

Den bedste motor i F1 kom fra Motorsport Valley

Se relaterede Jeremy Clarkson mener brintbrændstof er fremtiden for biler Bedste hybridbiler i 2018 UK: Fra i8 til Golf GTE, disse er de bedste hybrider til salg De bedste elbiler i Storbritannien 2018: De bedste elbiler til salg i Storbritannien

Designet som reaktion på ændringer i motorreglerne er Mercedes Hybrid PU106A frugten af ​​en koncentreret periode med forskning, udvikling og læring. Drevet af en synergi mellem turbo, elmotor og forbrændingsteknologi er det den mest komplekse, effektive og kraftfulde motor, Mercedes nogensinde har lavet.

Selvom PU106A er designet til at være den bedste motor i F1-verdenen, får den viden fra hele Daimler-stalden - fra elbiler til dieselbiler. Og de erfaringer, som Mercedes har lært, gør allerede deres vej til vores vejbiler.For at opdage det banebrydende kraftværk bag to rekordår, satte jeg mig ned med Andy Cowell, administrerende direktør for Mercedes AMG High Performance Powertrains - og hjernen bag den bedste motor i F1.

PU106 er den stærke Mercedes-motor, der nogensinde er fremstillet

Brixworth er kun en kort køretur fra Milton Keynes og sidder i det område i Storbritannien kendt som Motorsport Valley , et stærkt koncentreret område af SMV'er dedikeret til racing. Og det er også hjemmet til Mercedes AMG High Performance Powertrains.

Det er her i Storbritannien - ikke Tyskland - at Mercedes først begyndte at arbejde på den mest avancerede kraftenhed, den nogensinde har udviklet.

Regelændringer og behovet for relevans

Formel 1 har længe haft ry for at være ude af kontakt med førende bilteknologi, men i 2014 ændrede den reglerne.

F1's styrende organ, Federation Internationale de l'Automobile (FIA), besluttede at gøre sporten mere miljøvenlig ved at tilføje to grundlæggende, men ekstremt effektive regler: motorer kunne ikke bruge mere end 100 kg brændstof til en løbetur, og de var har ikke lov til at forbruge brændstof mere end 100 kg i timen. Den konkurrenceprægede udfordring er, hvordan man [udtrækker] mest energi ud af den brændstofmængde og driver bilen frem, tilføjer Cowell. F1 var blevet et effektivitetsløb.

Den største ændring kom med størrelsen på motoren: 2,4-liters V8'er var ude, og mindre 1,6-liters V6-litersenheder var i. For at kompensere for reduktionen i motorkapacitet gav FIA motorproducenter adgang til en ny kasse med tricks .

Teknologier, der tidligere ikke var tilladte, var tilladt; så direkte indsprøjtning, en turbokompressorsamling, [og] et større hybridsystem [var tilladt], forklarer Cowell. Motorer havde nu 120 kW elektrisk boost på hanen - dobbelt så stor som de gamle kinetiske energigenvindingssystemer (KERS), der først blev set i 2009, og de kunne også bruge en elektrisk maskine til at genvinde spildvarmenergi og øge turboen.

uenighed om, hvordan man tilføjer musik bot

Mens dette præsenterede et nyt sæt udfordringer for F1s ingeniører, betød det også, at F1's mål for første gang i årtier blev tilpasset den bredere bilindustri. For at producere den bedste motor skulle hold skubbe til effektivitet - præcis hvad vi vil have fra vores biler.

Et nyt sæt regler og udfordringer

På trods af kapacitetsnedskæringen var Mercedes i stand til at klø meget hestekræfter tilbage takket være tilføjelsen af ​​en turbolader. En af de mest effektive måder at øge kraften og effektiviteten på, turboer fungerer ved at opsamle affaldsgasser og bruge dem til at dreje en kompressor fastgjort til motoren. Resultatet? Mere luft tvinges ind i motoren, hvilket øger effekten - og effektiviteten.

Mercedes havde ingen erfaring med en turbo - trods alt sidste gang de blev brugt i F1 forud dateret holdet - så de stolede på viden fra andre steder i Daimler-firmaet. Selvom Mercedes bruger turboer i sine vejbiler, var det Daimlers lastbilsafdeling, der viste sig at være den mest nyttige for Cowell og hans team: de enorme mængder kraft involveret i F1-motoren betød, at de passede bedre.

Luftstrømmen, der går ind i motoren, og udstødningsluftstrømmen er meget ens, så kompressoren og turbinehjulene har samme størrelse, forklarer Cowell. Hvis du ser på et bilbilkompressorhjul, sidder det midt i din hånd, en lille lille ting. Hvis du ser på en lastbil eller en F1, hænger den over kanten af ​​din hånd. Og med det får du forskellige egenskaber, forskellige ting der skal udfordres.

I jagten på mere kraft var turboen vokset i størrelse, men det forværrede et grundlæggende problem med teknologien: turboforsinkelse. Forårsaget af den tid, det tager for udstødningsgassen at dreje turbinen, er turboforsinkelse til stede i mange vejbiler i dag. Vi oplever det, når du sidder ved trafiklysene, og du trykker på pedalen, og du kryber væk, siger Cowell. Og så kommer strømmen pludselig på en særlig ukontrolleret måde.

Mercedes havde et problem. Selvom turboforsinkelse kan være fint for vejbiler, udgør det et potentielt katastrofalt problem for en racerbil. Chauffører er afhængige af jævn, kontrolleret kraft for at få mest muligt ud af en bil, og turboforsinkelse vil reducere både førerens tillid og den samlede omgangstid.

Men der var også en løsning på det: En elektrisk motor kunne dreje turboen godt op, inden udstødningsgassen ankom. Når du trykker på speederpedalen, kan den elektriske maskine med dets øjeblikkelige respons og dens lave hastighed drejningsmomentfunktion dreje kompressoren op og føde motoren med luft, før udstødningssystemet får energi med udstødningsgas, forklarer Cowell. Og for at spare plads delte Mercedes-ingeniører turbinen og kompressoren og integrerede motorgeneratorenheden pænt midt i de to enheder.

Håndtering af hybridfaktoren

Selvom 1.6L V6 og turbo er mere sofistikerede end noget, du ville se på vejen, er det ERS-systemet (Energy Recovery System), der repræsenterer dræber-appen til F1's nye motorer. Mercedes 'ERS-system, der er designet til at øge ydeevnen og effektiviteten samtidigt, var et af de bedste på nettet sidste år - og det udvikler teknologi, der er direkte relateret til nutidens plug-in hybridbiler.

ERS-systemet kan opdeles i flere dele - strøm, lagring og genopretning - og disse fungerer som en for at få den maksimale tilgængelige energi.

Motorens batterier opbevares lavt i bilen af ​​håndteringsmæssige årsager og kan lagre omkring en massiv fire megajoule energi - nok til at tænde 10,0000 20W pærer. Denne effekt tilføres derefter til en 120 kW motor tilsluttet bilens bagaksel, og det system alene er en svimlende 160 hk værd - omkring den samme effekt som en familiebil. Og opsvinget? Når motoren sænkes, fungerer bilens 120 kW motor som en dynamo, der sætter ubrugt energi tilbage i bilens batterier. Den elektriske motor, der bruges til at forhindre turboforsinkelse, kan også genvinde energi og skabe en effektiv blandingssløjfe.

Fra legoblokke til racermotorer

Motoren skulle passe ind i et chassis med specifikke krav, og det betød, at Cowells ingeniører måtte arbejde med resten af ​​Mercedes-teamet. [Vi] tænkte, hvad ønsker vi virkelig af kraftenheden? Masser af strøm.

snapchat hvordan man får flere filtre

Og hvad vil vi ikke have fra kraftenheden? Vi ønsker ikke, at det skal være overvægtigt, fordi overvægtige biler er langsomme biler. Vi ønsker ikke masser af varmeafvisning, fordi masser af varmeafvisning kræver store radiatorer, hvilket sænker aerodynamikken.

Disse kompromiser endte med at forme motoren, og ingeniører fra Brackley og Brixworth måtte overveje hver afvejning. Cowell opsummerer deres etos: Hvis det vil gøre bilen hurtigere, skal du jage den, og hvis den ikke gør det, skal du ikke.

Test af dit arbejde

Al den [indledende] test skulle være fabriksbaseret, hvilket vi er fortrolige med, indrømmer Cowell. I lang tid nu har der ikke været meget test i sæsonen, og der har været begrænset test før sæsonen. Med ledetiderne for kraftenhedskomponenter kan du ikke udføre den første dag med banetest om vinteren og komme sig, hvis der er problemer før det første løb. Hvis du finder noget på den første dag i vintertesten, er det dårligt - du får en dårlig første halvdel af sæsonen, bare på grund af ledetiderne.

FORTSÆTTER PÅ SIDE 2: Find ud af, hvordan Mercedes lægger sidste hånd på motoren, og hvad den har planlagt til næste år.