Hvordan Mercedes laget F1s beste hybridmotor - og hvorfor det gleder seg til 2016

hvordan du tar opp lyd fra uenighet

Bilde 1 av10

I fjor dominerte Mercedes Formel 1. Silver Arrows vant 16 av 19 løp, med førerne Lewis Hamilton og Nico Rosberg som endte sesongen på første og andre plass. Men hvordan har Mercedes dominert Formel 1 i to år, og hvorfor er det fortsatt favoritten å vinne sesongen 2016? En del av svaret ligger i drivere i verdensklasse og sofistikert chassis, men hybridmotoren som driver dem, kan være en av de største bidragsyterne til lagets suksess.

Den beste motoren i F1 kom fra Motorsport Valley

Se beslektede Jeremy Clarkson mener hydrogenbrensel er fremtiden til biler Beste hybridbiler i 2018 Storbritannia: Fra i8 til Golf GTE, disse er de beste hybridene som er til salgs De beste elektriske bilene i Storbritannia: De beste elektriske bilene til salgs i Storbritannia

Designet som svar på endringer i motorreglene, er Mercedes Hybrid PU106A frukten av en konsentrert periode med forskning, utvikling og læring. Drevet av en synergi av turbo, elektrisk motor og forbrenningsteknologi, er den den mest komplekse, effektive og kraftige motoren Mercedes noensinne har laget.

Selv om PU106A er designet for å være den beste motoren i F1-verdenen, får den kunnskap fra hele Daimler-stallen - fra elektriske biler til dieselbiler. Og leksjonene Mercedes har allerede gjort veien til bilene våre.For å oppdage det banebrytende kraftverket bak to rekordår, satte jeg meg ned med Andy Cowell, administrerende direktør for Mercedes AMG High Performance Powertrains - og hjernen bak den beste motoren i F1.

PU106 er den kraftige Mercedes-motoren som noen gang er laget

Brixworth er bare en kort kjøretur fra Milton Keynes, og sitter i området i Storbritannia kjent som Motorsport Valley , et høyt konsentrert område av SMB dedikert til racing. Og det er også hjemmet til Mercedes AMG High Performance Powertrains.

Det er her i Storbritannia - ikke Tyskland - at Mercedes først begynte å jobbe med den mest avanserte kraftenheten den noensinne har utviklet.

Regelendringer og behovet for relevans

Formel 1 har lenge hatt rykte for å være ute av kontakt med ledende bilteknologi, men i 2014 endret den reglene.

F1s styrende organ, Federation Internationale de l'Automobile (FIA), bestemte seg for å gjøre sporten mer miljøvennlig ved å legge til to grunnleggende, men ekstremt effektive regler: motorer kunne ikke bruke mer enn 100 kg drivstoff i løpet, og de var ikke har ikke lov til å forbruke drivstoff i mer enn 100 kg i timen. Den konkurransedyktige utfordringen er hvordan du [henter] mest energi ut av den drivstoffmengden og driver bilen sammen, legger Cowell til. F1 hadde blitt et effektivitetsløp.

Den største endringen kom med størrelsen på motoren: 2,4-liters V8-er var ute, og mindre 1,6-liters V6-litersenheter var i. For å kompensere for reduksjonen i motorkapasitet ga FIA motorprodusenter tilgang til en ny boks med triks. .

Teknologier som tidligere ikke var tillatt var tillatt; så direkte injeksjon, en turbokompressorsamling, [og] et større hybridsystem [var tillatt], forklarer Cowell. Motorer hadde nå 120kW elektrisk boost på kran - dobbelt så kraften som de gamle kinetiske energigjenvinningssystemene (KERS) ble sett første gang i 2009, og de kunne også bruke en elektrisk maskin for å gjenvinne spillvarmeenergi og øke turboen.

hvordan stille inn automatisk svar på iPhone

Selv om dette ga et nytt sett med utfordringer for F1s ingeniører, betydde det også at F1s mål ble tilpasset den bredere bilindustrien for første gang på flere tiår. For å produsere den beste motoren, må teamene presse på for effektivitet - akkurat det vi vil ha fra bilene våre.

Et nytt sett med regler og utfordringer

Til tross for kapasitetsreduksjonen klarte Mercedes å klo tilbake mye hestekrefter takket være tillegg av en turbolader. En av de mest effektive måtene å øke kraften og effektiviteten på, turboer fungerer ved å fange avgasser og bruke dem til å vri en kompressor festet til motoren. Resultatet? Mer luft tvinges inn i motoren, noe som øker kraften og effektiviteten.

Mercedes hadde ingen erfaring med en turbo - tross alt, forrige gang de ble brukt i F1, daterte teamet - så de stolte på kunnskap fra andre steder i Daimler-selskapet. Selv om Mercedes bruker turboer i bilene sine, var det Daimlers lastebilavdeling som viste seg å være den mest nyttige for Cowell og hans team: de enorme mengder kraft involvert i F1-motoren gjorde at de passet bedre.

Luftstrømmen som går inn i motoren og eksosluftstrømmen er veldig lik, så kompressoren og turbinhjulene er av samme størrelse, forklarer Cowell. Hvis du ser på et bilbilkompressorhjul, sitter det midt i hånden, en liten liten ting. Hvis du ser på en lastebil, eller en F1, henger den over kanten av hånden. Og med det får du forskjellige egenskaper, forskjellige ting som skal utfordres.

I jakten på mer kraft hadde turboen vokst i størrelse, men det forverret et grunnleggende problem med teknologien: turbolag. Forårsaket av tiden det tar for eksosgassen å snurre turbinen, er turboforsinkelse til stede i mange biler i dag. Vi opplever det når du sitter ved trafikklysene og du trykker på pedalen og du sniker deg bort, sier Cowell. Og så kommer kraften plutselig på en særlig ukontrollert måte.

Mercedes hadde et problem. Selv om turbolag kan være bra for biler, utgjør det et potensielt katastrofalt problem for en racerbil. Førere er avhengige av jevn, kontrollert kraft for å få mest mulig ut av en bil, og turboforsinkelse vil redusere både førerens selvtillit og den totale rundetiden.

Men det var også en løsning på det: En elektrisk motor kunne spinne turboen godt før eksosen kom. Når du trykker på gasspedalen, kan den elektriske maskinen med øyeblikkelig respons og lavhastighets dreiemomentfunksjon spinne kompressoren opp og mate motoren med luft før eksosanlegget får energi med eksos, forklarer Cowell. Og for å spare plass delte Mercedes-ingeniører turbinen og kompressoren, og integrerte motorgeneratorenheten pent i midten av de to enhetene.

Håndterer hybridfaktoren

Selv om 1.6L V6 og turbo er mer sofistikerte enn noe du vil se på veien, er det Energy Recovery System (ERS) -systemet som representerer drapsmannen i F1s nye motorer. Designet for å øke ytelsen og effektiviteten samtidig, var Mercedes ’ERS-system et av de beste på nettet i fjor - og det utvikler teknologi som er direkte relatert til dagens plug-in hybridbiler.

ERS-systemet kan deles inn i flere deler - strøm, lagring og gjenoppretting - og disse fungerer som en for å få maksimal tilgjengelig energi.

Motorens batterier er lagret lite i bilen av håndteringsmessige årsaker, og kan lagre rundt en massiv fire megajoule energi - nok til å tenne 10,0000 20W lyspærer. Denne kraften blir deretter matet til en 120 kW motor koblet til bilens bakaksel, og det systemet alene er verdt en svimlende 160 hk - omtrent samme kraft som en familiebil. Og utvinningen? Når motoren bremser, fungerer bilens 120 kW motor som en dynamo, og legger ubrukt energi tilbake i bilens batterier. Den elektriske motoren som brukes til å forhindre turboforsinkelse, kan også gjenvinne energi og skape en effektiv blandingssløyfe.

Fra legoklosser til racermotorer

Motoren måtte passe inn i et chassis med spesifikke krav, og det betydde at Cowells ingeniører måtte jobbe med resten av Mercedes-teamet. [Vi] tenkte, hva ønsker vi egentlig fra kraftenheten? Mye kraft.

hvordan du ser på twitch chat mens du streamer

Og hva vil vi ikke fra kraftenheten? Vi vil ikke at den skal være overvektig, fordi overvektige biler er tregebiler. Vi ønsker ikke mye varmeavvisning, fordi mye varmeavvisning krever store radiatorer, noe som reduserer aerodynamikken.

Disse kompromissene endte med å forme motoren, og ingeniører fra Brackley og Brixworth måtte vurdere hver avveining. Cowell oppsummerer deres etos: Hvis det kommer til å gjøre bilen raskere, jage den, og hvis den ikke gjør det, ikke gjør det.

Tester arbeidet ditt

All [innledende] testing måtte være fabrikkbasert, noe vi er komfortable med, innrømmer Cowell. I lang tid har det ikke vært mye test i sesongen, og det har vært begrenset test før sesongen. Med ledetider for kraftenhetskomponenter, kan du ikke gjøre den første dagen med banetesting om vinteren og gjenopprette hvis det er noen problemer før det første løpet. Hvis du finner noe på den første dagen av vinterprøven, er det dårlig - du får en dårlig første halvdel av sesongen, bare på grunn av ledetider.

FORTSETTER PÅ SIDE 2: Finn ut hvordan Mercedes setter prikken over i’en på motoren, og hva den har planlagt til neste år.