לרוב מכוניות המירוץ מבוססות המסלול יש כמה טריקים בשרוול כדי לעלות על המתחרים. בהיותן פסגת הספורט המוטורי, מכוניות F1 אינן זרות למערכות מסובכות שנועדו לגרום למכוניות לנסוע מהר יותר.
מערכת אחת כזו היא KERS. הוא הוצג בשנת 2009 כדי לתמוך באסטרטגיה הכפולה של F1 לקידום פיתוח טכנולוגיות ידידותיות לסביבה ורלוונטיות לרכבי כביש במירוצי F1, אך לא אומץ באופן נרחב עד 2011.
מאז זה קיים בכל מכונית.
מה זה KERS ואיך זה עובד?
KERS ראשי תיבות של מערכת שחזור אנרגיה קינטית. בכל פעם שאתה בולם כדי להאט את מהירות המכונית שלך, האנרגיה הקינטית אובדת בצורה של חום מהחיכוך בין רפידות הבלמים לגלגל בפועל. KERS רותם את האנרגיה הזו במקום וחוסך אותה לפריסה מאוחרת יותר כאשר היא מועילה לנהג.
ישנם שני סוגים עיקריים של KERS--מכני וחשמלי. בעוד שכל פריסת מכוניות כביש עשויה להשתמש ב-KERS מכני, בנאי F1 עד כה אימצו מערכות חשמל.
אלה מופעלים על ידי גנרטור חשמלי הנקרא Motor Generator Unit - Kinetic (MGU-K) הממיר את החום המופק מהבלימה לאנרגיה חשמלית. האנרגיה החשמלית המומרת מאוחסנת לאחר מכן בסוללה בעלת קיבולת מווסתת של FIA של 2MJ להקפה, הנקראת Energy Storage (ES).
בעת הצורך, הנהג יכול ללחוץ על כפתור בגלגל ההגה כדי להפעיל את הכוח הזה על ידי מיזוגו עם תפוקת המנוע הודות למנוע חשמלי הממוקם בדרך כלל בקצה הקדמי של גל ארכובה.
התפוקה הכוללת של ה-MGU-K מוסדרת גם על ידי ה-FIA. מערכות קודמות הוגבלו ל-60 קג"מ (כ-80 כ"ס), אך הגבול הועלה מאוחר יותר ל-120 קג"מ (כמעט 160 כ"ס) בשנת 2014 כדי לאזן את ה-1.6 ליטר V6 החלש יותר שהחליף את ה-V8 הישן והחזק יותר בנפח 2.4 ליטר מנוע.
בעוד שהמפרט המדויק של מערכת KERS של בנאי F1, הנקראת בספורט פשוט ERS, יהיה סוד שמור היטב, המערכת הנ"ל מהווה את היסודות של חשמל KERS.
MGU-K מול MGU-H
אין לבלבל בין MGU-K לבין MGU-H (Heat), שהוא מכשיר אלקטרוני נפרד המהווה את החלק הנותר של F1 ERS. זה רעיון דומה, אבל במקום ללכוד את החום מהבלמים, הוא לוכד במקום אנרגיה תרמית שנוצרת מפליטת המנוע.
שילוב שתי המערכות פירושו שניתן לטעון את המצבר כעת גם כאשר המכונית אינה פעילה בבלימה. בנוסף, מכיוון שה-FIA לא כופה תקנות כלשהן על ה-MGU-H, כל אנרגיה שנוצרת על ידה יכולה להיות מוזנת ישירות ל-MGU-K תוך עקיפת כל התקנות על האחרון.
ה-MGU-H גם פותר השהיית טורבו על ידי שימוש במנוע להנעת המדחס ולכן אינו מצריך מהטורבינה לחכות לגזי הפליטה. שתי המערכות המשולבות יוצרות את מערכת ה-ERS או Energy Recovery System במכונית F1.
כאמור, פריסת הכוח לגלגלים נשלטת על ידי כפתור בהיגוי הנהג. לעתים קרובות צוותים עוזרים לנהגים לבלום בצורה אגרסיבית יותר או להעביר הילוך בצורה מסוימת כדי להטעין את כמות האנרגיה המקסימלית בכל סיבוב או לפרוס אותה בצורה טקטית יותר.
האם ERS שונה מבלימה רגנרטיבית?
עד כה, אם ERS נשמע הרבה כמו בלימה מתחדשת שאתה רואה במכוניות חשמליות על הכביש, אתה לא טועה. הם בעצם אותו דבר. שתי המערכות רותמות את הבלימה של הרכב כדי להטעין מחדש את מצבר המכונית, המשמש לאחר מכן להנעת הגלגלים.
עם זאת, ERS הוא הרבה יותר מסובך וחזק מיישומי הבלימה הרגנרטיבית הפשוטים שאתה רואה במכוניות כביש. למכוניות כביש יש מערכות בלימה מתחדשות שמכוונות לטעינת המצבר כמה שיותר מבלי לגרום לנהג לבלום כל הזמן כדי להוציא משהו מהמערכת.
זה עזר להשיג מה שנקרא נהיגה עם דוושה אחת ברוב המכוניות החשמליות. כאשר אתה מרפה מהגז, המערכת נכנסת ומאטה את המכונית בתוקפנות שלעתים קרובות ניתנת לשליטה על ידי הנהג.
זה מבטיח שהסוללה נטענת ככל האפשר במהלך נסיעות יומיות ונסיעות בכביש. ERS במקום זאת יתמקד בטעינת אותה סוללה עם כמה שפחות בלימה, ומכאן השילוב של MGU-K ו-MGU-H. פריסת האנרגיה האצורה גם הרבה יותר אגרסיבית.
KERS במכוניות כביש
אז אתה יכול להפיל KERS במכונית כביש רגילה ויש לך רכבים עם טווח מדהים? לא בדיוק, בהתחשב ב-ERS הוא הרבה יותר אגרסיבי מאשר בלימה רגנרטיבית רגילה, יהיו כמה בעיות, החל מהסוללה.
סוללות המשמשות ב-ERS עמידות הרבה יותר בפני טעינה ופריקה מהירה, שכן הן נושאות את הנטל של מכונית F1 שזורקת יותר מ-60 הקפות מסביב למסלול. הם יכולים לקחת כמויות גדולות של כוח כדי להטעין את עצמם במהירות, ולאחר מכן לספק כמות גדולה לא פחות של כוח כדי להוסיף לתפוקה הכוללת של המכונית.
סוללות לרכב כביש מכוונות לעמידות, חיים ארוכים יותר כדי לקיים יותר מחזורי טעינה וחשוב יותר, בטיחות. זה לא אומר ש-ERS לא בטוח, זה פשוט שסוללת כביש חשמלית או היברידית רגילה לא תוכל לעמוד בקצב של המערכת.
מערכות בלימה רגנרטיביות במכוניות גם אינן מייצרות כמעט כוח להחזיר למצבר כפי שנדרש כדי להזיז את המכונית עצמה. המשמעות היא שהטעינה שהושגה קטנה בהרבה ממה ש-MGU-K יספק.
לבסוף, גם פריסת האנרגיה שונה למדי, במיוחד אם אתה נוהג במכונית היברידית, שבה מערכות חשמליות נועדו לרוב להחליף את הכוח המיוצר על ידי מנוע הגז של המכונית. במכוניות חשמליות, אין שום פריסה חשמלית לעשות בכלל מכיוון שהמערכת טוענת רק את הסוללה.
לעומת זאת, ERS ב-F1 או ב-KERS, באופן כללי, מתמקדת בפריסת הכוח החשמלי המאוחסן לתפוקה הקיימת של המנוע.
העתיד של KERS
ככל שההתקדמות ב-F1 הופכת את הסוללות והמערכות התחדשות ליעילות יותר, הן מטפטפות בסופו של דבר אל מכוניות הכביש שאנו נוסעים בהן מדי יום. המשמעות היא שנקבל מכוניות שנטענות מהר יותר, עם טווח משופר.
עד אז, אתה יכול להיות גאה במערכות ההתחדשות הקיימות של הרכב שלך לחסכון באנרגיה כפי שהם כבר עושים.