Renault revela el motor Energy F1-2014

Renault revela el motor Energy F1-2014

En 2014, la Fórmula 1 entrará en una nueva era. Después de tres años de planificación y desarrollo, se introduce el cambio técnico más importante que ha afectado al deporte en más de dos décadas. Las regulaciones del motor forman la parte principal de la próxima revolución, con la introducción de una nueva generación de unidades de potencia que combinan un motor turboalimentado V6 de 1.6 litros con sistemas de recuperación de energía que aumentarán la eficiencia al recolectar la energía disipada en forma de calor en el escape o los frenos.

La potencia máxima de la nueva unidad de potencia superará la potencia de los motores V8 F1 actuales, sin embargo, se mejorará la eficiencia del combustible. Con solo 100 kg permitidos para la carrera, las nuevas unidades utilizarán un 35 % menos de combustible que sus predecesores.Energy F1-2014 unidad de potencia completa

“A partir de 2014 pondremos los motores en primer plano y restableceremos el equilibrio en la F1. Un motor es el corazón de un coche, a partir del año que viene vuelve al corazón de nuestro deporte”. Dijo Alain Prost, embajador de Renault y cuatro veces campeón mundial de Fórmula 1.

“A partir del próximo año, uno de los mayores desafíos en la F1 será maximizar la eficiencia energética y el ahorro de combustible mientras se mantiene la potencia y el rendimiento que se espera de los autos de F1. Renault ha sido pionera en esta tecnología en su carretera motor del coche gama con la serie Energy. Nombrar la Power Unit Energy F1 crea una gama ininterrumpida, desde el Clio hasta nuestro departamento de competencia”. Agregó Jean-Michel Jalinier, presidente de Renault Sport F1.



Energía F1-2014 Características de la unidad de potencia

RS27-2013ENERGÍA F1-2014
MOTOR
Desplazamiento2.4l1.6l
Límite de revoluciones18,000 rpm15,000 rpm
Carga de presiónNormalmente aspirado, la carga a presión está prohibidaTurbocompresor único, presión de sobrealimentación ilimitada (máximo típico de 3,5 bar abs debido al límite de flujo de combustible)
Límite de flujo de combustibleIlimitado, pero típicamente 170 kg/h100kg/h (-40%)
Cantidad de combustible permitida por carreraIlimitado, pero típicamente 160 kg100kg (-35%)
Configuración90° V890° V6
AburrirMáx. 98 mm80 mm
CarreraNo regulado53 mm
Altura de la manivelaMín. 58 mm90 mm
Número de válvulas4 por cilindro, 324 por cilindro, 24
escapesSalidas de escape gemelas, una por banco de cilindrosSalida de escape única, desde la turbina en la línea central del automóvil
GasolinaInyección indirecta de combustibleInyección directa de combustible
Número de Unidades de Potencia (motores) permitidas por conductor por año85
SISTEMAS DE RECUPERACIÓN DE ENERGÍA
MGU-K rpmIlimitado (38.000 rpm)50.000 rpm máx.
Potencia MGU-K60 kW máx.120 kW máx.
Energía recuperada por MGU-KMáx. 0,4 MJ/vueltaMáx. 2MJ/hoja
Energía liberada por MGU-KMáx. 0,4 MJ/vueltaMáx. 4 MJ/vuelta
MGU-H rpm>100,000 rpm
Energía recuperada por MGU-HIlimitado (> 2 MJ/vuelta)

Terminología de los componentes de la unidad de potencia Energy

V6

El Renault Energy F1 V6 tiene una cilindrada de 1,6 litros y generará alrededor de 600 CV, o más de 3 veces la potencia de un Clio RS.

DESCARGA

Se utiliza una válvula de descarga en asociación con el turbocargador para controlar el sistema. Es un dispositivo de control que permite que el exceso de gas de escape se desvíe de la turbina, para igualar la potencia producida por la turbina con la que necesita el compresor para suministrar el aire requerido por el motor.

INYECCIÓN DIRECTA DE COMBUSTIBLE

Con la inyección directa de combustible (DI), el combustible se rocía directamente en la cámara de combustión en lugar de en el conducto de entrada aguas arriba de las válvulas de entrada. La mezcla de aire y combustible se forma dentro del cilindro, por lo que se requiere una gran precisión en la dosificación y dirección del combustible desde la boquilla del inyector.

UGM

La unidad motor generador (MGU) es una máquina eléctrica. Cuando funciona como motor, la MGU convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Cuando funciona como generador, la MGU convierte la energía mecánica en eléctrica. La Unidad de Energía de 2014 utiliza dos MGU; un MGU-H (H para Heat - recuperación de energía de escape) y MGU-K (K para Kinetic - recuperación de energía cinética durante el frenado).

MGU-K

El MGU-K está conectado al cigüeñal del motor de combustión interna y es capaz de recuperar o proporcionar energía (limitado a 120 kW o 160 bhp por las reglas). Al frenar, el MGU-K funciona como un generador para reducir la velocidad del automóvil (reduciendo el calor disipado en los frenos) y así recupera parte de la energía cinética y la convierte en electricidad. Bajo aceleración, el MGU-K recibe energía (desde el almacén de energía y/o desde el MGU-H) y actúa como un motor para propulsar el automóvil.

MGU-H

El MGU-H está conectado al turbocompresor. Actuando como generador, absorbe energía del eje de la turbina para recuperar la energía térmica de los gases de escape. La energía eléctrica se puede dirigir al MGU-K o a la batería para almacenarla y usarla más adelante. El MGU-H también se usa para controlar la velocidad del turbocompresor para que coincida con el requisito de aire del motor (por ejemplo, para reducir la velocidad en lugar de la válvula de descarga o para acelerarlo para compensar el retraso del turbo).

SRE

El ERS (Sistema de Recuperación de Energía) de la Unidad de Potencia utiliza el MGU-H y el MGU-K más un Almacén de Energía, además de algunos componentes electrónicos de potencia y control. El calor y la energía cinética recuperados se pueden consumir inmediatamente si la otra MGU lo requiere, o se pueden usar para cargar el almacén de energía. La energía almacenada se puede utilizar para propulsar el automóvil con el MGU-K o para acelerar el turbocompresor con el MGU-H. En comparación con el KERS de 2013, el ERS de la Unidad de Potencia de 2014 tendrá el doble de potencia (120 kW frente a 60 kW) y un efecto de rendimiento 10 veces mayor.

Gestión de la energía

“Hay dos fuentes de energía para propulsar el automóvil; combustible en el depósito y energía eléctrica en el acumulador de energía, o batería. El uso de los dos tipos de energía necesita una gestión inteligente, ya que el consumo de combustible permitido en carrera está limitado a 100 kg y la batería necesita recargarse para evitar que se agote”, explica el director técnico de Power Units de nueva generación, Naoki Tokunaga. .

“Para 2014, el flujo de combustible está limitado a 100 kg/h y la cantidad de combustible para la carrera a 100 kg. Entonces, si el automóvil usa combustible a la tasa máxima permitida de 100 kg / h, puede hacerlo durante solo 1 hora. Élrendimiento del cochese pretende que sea similar a 2013, por lo que, de hecho, las carreras durarán más como 1 hora y 30 minutos. Por supuesto, las características del circuito y del coche no permitirán que los coches funcionen a máxima potencia durante toda la vuelta. En todos los circuitos, se pronostica que el consumo natural de combustible para la distancia de carrera estará cerca de los 100 kg permitidos, en algunos casos un poco por debajo, en otros un poco por encima. Si acaba de pasar, será necesario decidir cómo utilizar el combustible disponible.

“Los autos de F1 para 2014 pueden clasificarse como un vehículo eléctrico híbrido (HEV), que combina un motor de combustión interna con un sistema de propulsión eléctrica, en lugar de un vehículo completamente eléctrico (EV). Al igual que los HEV de carretera, la batería del F1 los autos son relativamente pequeños tamaño Los reglamentos técnicos pertinentes establecen que si la batería descarga la energía máxima permitida alrededor de la vuelta, la batería se descargará justo después de un par de vueltas. Para mantener el “estado de carga” (SOC) de la batería, la gestión de la energía eléctrica será tan importante como la gestión del combustible.

“El objetivo general es minimizar el tiempo de vuelta al circuito para un presupuesto energético dado. Esto puede no parecer relevante para la carretera, pero esencialmente, este es el mismo problema que los autos de carretera: minimizar el consumo de combustible para un viaje determinado en un tiempo determinado: la entrada y la salida son al revés.

“La pregunta entonces es dónde desplegar la energía en el regazo. Esta temporada, el KERS se usa solo unos pocos lugares en una vuelta. Pero a partir de 2014, toda la energía, desde el combustible y la batería, es tan valiosa que tendremos que identificar dónde el despliegue de la energía será beneficioso durante toda la vuelta y el ahorro será menos dañino para el tiempo de vuelta; lo llamamos 'programación de energía'. ”. Esto se decidirá conjuntamente entre los departamentos de dinámica de vehículos de los equipos de chasis y Renault Sport F1 en Viry-Châtillon.

“La elección de la mejor división entre el motor de inyección de combustible y el motor eléctrico para obtener la potencia de la unidad de potencia se reducirá a donde la operación de estos componentes sea más eficiente. Pero nuevamente, la gestión de SOC presenta una restricción para el uso de la propulsión eléctrica. Y la solución óptima variará enormemente de un circuito a otro, dependiendo de factores que incluyen el porcentaje de aceleración total, las velocidades en las curvas y la configuración aerodinámica del automóvil.