Ежедневная доза Формулы 1
Вконтакте
Telegram

Самый, самый

Двигатель Mercedes F1 M09 EQ Power+ в фотографиях

Опубликовано 19 декабря 2018

Сердце машины Формулы 1 – это двигатель или, как принято говорить в эру гибридных технологий, силовая установка. Лучшей силовой установкой является Mercedes F1 M09 EQ Power+. О ней сегодня и речь.

Оригинальная архитектура

С момента появления в пелотоне гибридных моторов Mercedes V6 отличался от двигателей Renault и Ferrari компоновкой. Если у конкурентов турбина и компрессор располагались позади двигателя внутреннего сгорания, то у немецкого агрегата компрессор разместили перед двигателем, а турбину – позади. Это стало головной болью инженеров в Бриксворте. Оба элемента находились на одной оси, на которой также был размещен мотор-генератор тепловой энергии (MGU-H).

Воздухозаборник получил форму перископа. Воздух опускается вниз и тут же попадает в компрессор, расположенный посреди масляного бака. Команда воспользовалась ограниченным пространством перед силовой установкой и сумела разместить там компрессор.
Воздухозаборник получил форму перископа. Воздух опускается вниз и тут же попадает в компрессор, расположенный посреди масляного бака. Команда воспользовалась ограниченным пространством перед силовой установкой и сумела разместить там компрессор.

С другой стороны, эта оригинальная компоновка имеет ряд преимуществ. Главное — размещенный впереди алюминиевый компрессор не контактирует с нагретой турбиной и разогретой до 1000 °С выхлопной системой. Это облегчает работу с охлаждением установки.

Такая компоновка дает еще одно преимущество – укороченный, по сравнению с архитектурой соперников, промежуточный охладитель, к которому присоединяется компрессор. С другой стороны, это уменьшает количество тепловой энергии, регенерируемой MGU-H, который направляет ее в турбину, когда не нажата педаль акселератора. Проще говоря, для поддержания оптимальной скорости вращения турбины Mercedes использует меньше энергии, чем конкуренты. Впрочем, это преимущество в 2018 году уже не было таким очевидным, как в первые годы использования гибридных двигателей.

Все двигатели Mercedes: 2014 – PU106A Hybrid; 2015 – PU106B Hybrid; 2016 – PU106C Hybrid; 2017 – F1 M08 EQ Power+; 2018 – F1 M09 EQ Power+
Все двигатели Mercedes: 2014 – PU106A Hybrid; 2015 – PU106B Hybrid; 2016 – PU106C Hybrid; 2017 – F1 M08 EQ Power+; 2018 – F1 M09 EQ Power+

Следует понимать, что только архитектура мотора не определяет его конкурентность. Чтобы двигатель получился таким же идеальным, как на бумаге, необходимо реализовать проект. Honda, как и Mercedes, отделила компрессор от турбины, но не получила ожидаемого эффекта. В силовых установках Ferrari и Renault компрессор совмещен с турбиной, но у Скудерии мотор мощнее.

На W09, как и на предыдущих болидах, в нижней части монокока между двигателем и кокпитом расположен интеркулер. После охлаждения в нем воздух поднимается по воздуховоду и снабжает двигатель внутреннего сгорания сжатым воздухом.

На нижнем изображении стрелкой показана трубка, по которой воздух попадает из интеркулера (выделен синим цветом) в воздухозаборник.
На нижнем изображении стрелкой показана трубка, по которой воздух попадает из интеркулера (выделен синим цветом) в воздухозаборник.

Такая компоновка позволяет уменьшить длину компрессорных патрубков и освобождает место на боковых понтонах – это уменьшает лобовое сопротивление болида в целом. Очевидно, что заводская команда Mercedes имеет больше возможностей и времени для как можно лучшей адаптации машины под мотор и улучшения аэродинамики болида.

Force India и Williams воспользовались освободившимся пространством для размещения больших радиаторов.
Force India и Williams воспользовались освободившимся пространством для размещения больших радиаторов.

Рекуперация энергии

Что такое MGU? Это генератор, который преобразует тепловую (H) или кинетическую (K) энергию в электрическую, и мотор, который преобразует накопленную электрическую энергию в механическую. Неиспользованная тепловая энергия двигателя в виде выхлопных газов вращает турбину и рекуперируется с помощью MGU-H. Кинетическая энергия рекуперируется с помощью MGU-K. Кроме того, при нажатии педали тормоза болид тормозит также с помощью MGU-K, который создает более эффективное замедление машины, чем обычные тормоза. В режиме работы мотора в начале ускорения MGU-K приводит в движение коленчатый вал.

На силовой установке Mercedes, как и на всех остальных, MGU-K расположен чуть левее двигателя.
На силовой установке Mercedes, как и на всех остальных, MGU-K расположен чуть левее двигателя.

Вся рекуперированная MGU-H и MGU-K энергия накапливается в батарее (аккумуляторе). Эта батарея за круг не может передавать на MGU-K более 4 МДж. При мощности примерно 120 кВТ эта энергия передается на протяжении 33 секунд. При этом MGU-K не может зарядить батарею более чем 2 МДж за круг. Поэтому батарея частично заряжается от MGU-H – также не более 2 МДж. Кроме того, MGU-H может напрямую передавать энергию на MGU-K в неограниченном количестве.

Батарея состоит из множества литий-ионных элементов, весит 20–25 килограммов и является настоящей проблемой инженеров. Как и двигатель, ее следует предварительно разогреть, потому что она работает в определенном диапазоне температур. Батарея на болиде Mercedes расположена ниже, чем у Honda и Renault.

Сравнение с батареей Ferrari (внизу)
Сравнение с батареей Ferrari (внизу)

Сцепление

Частота вращения двигателя ограничена 15 000 оборотами в минуту. Это позволило соединить сцепление с двигателем. В сравнении с атмосферными V8 такое решение значительно увеличивает крутящий момент. Такой архитектурой воспользовались в Mercedes и Honda.

Внизу виден барабан сцепления, присоединенный на выходе двигателя к коленчатому валу. На фото барабан не закрыт и пустой. Обычно в этом месте установлены шесть карбоновых дисков. Три зубчатых диска крепятся к барабану и приводятся в движение коленчатым валом. К этим трем зубчатым дискам попеременно присоединяются три других диска. С помощью зубцов в середине эти три диска приводят в движение вал, который передает крутящий момент на ведущие колеса.
Внизу виден барабан сцепления, присоединенный на выходе двигателя к коленчатому валу. На фото барабан не закрыт и пустой. Обычно в этом месте установлены шесть карбоновых дисков. Три зубчатых диска крепятся к барабану и приводятся в движение коленчатым валом. К этим трем зубчатым дискам попеременно присоединяются три других диска. С помощью зубцов в середине эти три диска приводят в движение вал, который передает крутящий момент на ведущие колеса.

Уже не самый мощный

Как и соперники, Mercedes развивала свои двигатели в два этапа. В 2018 году первое обновление мотористы привезли во Францию. Третья модификация появилась в Бельгии. Немецкие силовые установки были в этом сезоне достаточно надежны. В заводской команде только на Гран-при Австрии возникли проблемы: на болиде Валттери Боттаса – с гидравликой мотора, а на машине Льюиса Хэмилтона – с давлением топлива, то есть не с двигателем. Финн получил свой третий мотор в Великобритании, а четвертый – в Спа. Британец обошелся без дополнительного двигателя.

Надежность силовой установки Mercedes вполне сопоставима с надежностью Ferrari 062 EVO. В Скудерии только Кими Райкконен воспользовался лишним мотором. Хотя на Гран-при Абу-Даби у него также возникли проблемы с силовой установкой. Правда, с электроникой. Впрочем, Ferrari впервые в эру гибридных технологий отыгралась и даже создала самый мощный двигатель в пелотоне, но не выиграла чемпионат. Будет ли Mercedes F1 M10 EQ Power+ вновь самым мощным в пелотоне? Узнаем через несколько месяцев.

Источник

По теме

Лучшее