В этом году Формула 1 вступает в новую турбо-эру. Основной упор делается на увеличение эфективности, вместе с тем на экономию топлива и использование систем рекуперации энергии. Рассмотрим технические характеристики, которые коснулись силового агрегата.

Силовой агрегат

Это теперь не просто двигатель внутреннего сгорания, а полноценная гибридная силовая установка состоящая из шести частей: ДВС, системы рекуперации кинетической (MGU-K) и тепловой (MGU-H) энергии, система накопления энергии, турбокомпрессора и управляющей электроники. В этом сезоне доступны моторы Mercedes-Benz PU106A Hybrid, Renault Sport Energy F1-2014 и Ferrari 059/3 (в следующем ожидаем моторов от Honda).

Двигатель Mercedes-Benz

ДВС

Мотор представляет из себя бензиновый 1.6 литровый турбированный V6 (с развалом блоков в 90°) с непосредственным впрыском (давление топлива доходит до 500 атмосфер). Регламент допускает использование коленвала из стали и не допускает использование углеродосодержащих материалов для блока цилиндров и головки блока. Максимальные обороты — 15000 об/мин позволяющие получить 550 л.с. В этом году регламент жестко определяет диаметр — 80 мм и ход поршня — 53 мм, а также ход коленвала — 90 мм.

Двигатель Renault Sport

Система рекуперации кинетической энергии

Система KERS знакома еще по предыдущему поколению моторов, но если там это была пришлепка на уже имеющийся ДВС, то нынешний вариант силовой установки проектировался как единое целое. Разработка и тестирования длились три года (Renault начала испытания некоторых частей еще в начале 2012 года). Система состоит из мотор-генератора, который, работая как генератор во время торможения, запасает энергию в аккумулятор. Во время ускорения же система работает как электро-мотор и помогает раскручивать основной двигатель, используя запасенную энергию. Мотор-генератор механически связан с коленвалом ДВС и достигает скоростей вращения до 50000 оборотов в минуту. И может давать прибавку к основному двигателю в 163 л.с. (что в два раза больше чем в прошлом году). В силу своей компактности и сравнительно высокой мощности использует водяное охлаждение.

Система MGU-K

Brake-by-wire

Тормозная система претерпела значительные изменения. Виной тому возросшая производительность системы KERS. Болид формулы имеет два независимых тормозных контура — передний и задний. Поскольку система KERS накапливает энергию при торможении только с задних колес, при увеличившейся в двое производительности системы, теперь для управления балансом между торможением системой KERS и тормозными дисками приходится использовать электронику. Особенностью и технической сложностью является ограничение на количество накопленной энергии, по превышению этого количества KERS отключается и торможение осуществляется задними тормозными дисками. Также не стоит забывать про то что карбоновые тормоза, применяемые в формуле, эффективно работают только при определенных температурах, то есть их всегда нужно держать горячими. Передний тормозной контур по-прежнему управляется усилием нажатия на педаль тормоза.

Расширительные бачки и главный тормозной цилиндр

Система рекуперации тепловой энергии

Система представляет из себя мотор-генератор, сидящий на одном валу с турбокомпрессором. Выпускные газы используются не только для раскручивания турбинуы но и для заряда аккумулятора через этот мотор-генератор. Запасенная энергия, в свою очередь, дополнительно помогает раскручивать турбину во время разгона болида (100000 об/мин) и помогает бороться с так называемом турболагом. В первую эпоху прихода турбомоторов в формулу в 80-х годах турболаг составлял 2-3 секунды и пилотам приходилось подстраивать под это свой стиль вождения — в поворотах раньше тормозить, и раньше разгоняться чтобы поймать подхват в нужное время. Сейчас же турболаг сведен практически до нуля. Также мотор-генератор позволяет контролировать скорость вращения турбины, заменяя собой так называемый вейстгейт, также контролируя максимальный наддув (и соответственно максимальный расход топлива). Регламент не ограничивает давление наддува, но из-за ограничения потребления топлива не более, чем 140 л/час максимальный наддув составляет 3.5 атмосферы. Но за наддув приходится расплачиваться. Формула потеряла свой самый узнаваемый атрибут, свою визитную карточку — кричащий и оглушающий рев атмосферного мотора.

Система MGU-H

С одной стороны формула стала технологичнее, экономичнее, снизился уровень вредных выбросов. А с другой нововведения сильно повлияли на расклад уже по ходу первого Гран-При. Из-за проблем с KERS-ом были вынуждены сойти с гонки оба Лотуса. Действующий чемпион и обладатель поула — оба сошли из-за проблем с их моторами в самом начале гонки. А занявшего второе место Рикьярдо дисквалифицировали из-за превышения расхода топлива.

Материалы:
Описание двигателя Mercedes-Benz
Пресс-релиз Renault Sport
Brake-by-wire