2014年,f1将进入一个新的时代。经过三年的规划和开发,这项运动迎来了二十多年来最重大的技术变革。发动机法规是即将到来的革命的主要组成部分,新一代动力单元将1.6升V6涡轮增压发动机与能量回收系统相结合,通过收集排气或刹车中以热量形式消散的能量来提高效率。
新动力单元的最大功率将超过目前V8 F1发动机的输出,但燃油效率将得到提高。由于比赛只允许100公斤,新赛车将比之前的赛车少消耗35%的燃料。
“从2014年开始,我们将把发动机推向前台,重新调整F1的平衡。发动机是汽车的心脏,从明年开始,它将成为我们这项运动的心脏。”阿兰·普罗斯特,雷诺形象大使,四次f1世界冠军。
“从明年开始,F1最大的挑战之一将是最大限度地提高能源效率和燃油经济性,同时保持F1赛车的动力输出和性能预期。雷诺在其道路上率先采用了这项技术汽车发动机能源系列。命名动力单元能源F1创造了一个完整的范围,从Clio到我们的竞争部门。”雷诺F1体育总裁Jean-Michel Jalinier补充道。
能源F1-2014动力装置特性
rs27 - 2013 | 能源f1 - 2014 | |
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引擎 | ||
位移 | 2.4升 | 1.6升 |
转速限制 | 18000转 | 15000转 |
增压 | 正常吸气时,禁止压力充注 | 单涡轮增压器,无限增压压力(由于燃油流量限制,典型的最大3.5 bar abs) |
燃料流量限制 | 无限,但通常是170公斤/小时 | 100公斤/小时(-40%) |
每场比赛允许的燃油量 | 不限重量,但一般是160公斤 | 100公斤(-35%) |
配置 | 90°V8 | 90°V6 |
生 | Max 98毫米 | 80毫米 |
中风 | 不规范 | 53毫米 |
曲柄的高度 | 分钟58毫米 | 90毫米 |
阀门数量 | 每缸4个,32个 | 每缸4个,24个 |
尾气 | 双排气口,每组气缸一个 | 单排气出口,从涡轮在汽车中心线 |
燃料 | 间接燃油喷射 | 直接燃油喷射 |
每位司机每年允许使用的动力装置(引擎)数目 | 8 | 5 |
能量回收系统 | ||
MGU-K rpm | 无限(38,000 rpm) | 最大50,000 rpm |
MGU-K权力 | 最大60kw | 最大120千瓦 |
MGU-K回收能量 | 最大0.4 MJ/圈 | 马克斯2 mj /圈 |
MGU-K释放的能量 | 最大0.4 MJ/圈 | 最高4 MJ/圈 |
MGU-H rpm | - - - - - - | > 100000转 |
MGU-H回收能量 | - - - - - - | 无限(> 2 MJ/lap) |
能源动力装置部件术语
V6
雷诺能源F1 V6的排量为1.6升,功率约为600马力,是Clio RS的3倍多。
排气泄压阀
废气门与涡轮增压器一起用于控制系统。它是一种控制装置,允许多余的废气绕过涡轮,使涡轮产生的功率与压缩机所需的功率相匹配,以供应发动机所需的空气。
直接燃油喷射
采用直接燃油喷射(DI)技术,燃油直接喷入燃烧室,而不是从进口阀门上游的进口通道。燃料-空气混合物是在气缸内形成的,因此在计量和从喷油器喷嘴引导燃料时需要很高的精度。
一开战
电动发电机组(MGU)是一种电机。当作为电机运行时,MGU将电能转换为机械能。当它作为发电机运行时,MGU将机械能转换为电能。2014年的动力单元使用了两个mgu;MGU-H (H表示热-排气能量回收)和MGU-K (K表示动能-制动过程中的动能回收)。
MGU-K
MGU-K连接到内燃机的曲轴上,能够回收或提供动力(规则限制在120千瓦或160 bhp)。在刹车时,MGU-K就像发电机一样减慢车速(减少刹车时散发的热量),从而回收部分动能并将其转化为电能。在加速下,MGU-K被提供动力(来自能量存储和/或来自MGU-H),并充当发动机来推动汽车。
MGU-H
MGU-H与涡轮增压器相连。作为发电机,它从涡轮轴吸收能量,从废气中回收热能。电能可以被定向到MGU-K或电池储存以供以后使用。MGU-H还用于控制涡轮增压器的速度,以适应发动机的空气需求(例如,在排气门处减速或加速以补偿涡轮滞后)。
人队
动力单元的ERS(能量回收系统)使用MGU-H和MGU-K加上一个能量存储,再加上一些电源和控制电子设备。如果另一个MGU需要,回收的热量和动能可以立即消耗,或者用来给能量存储充电。储存的能量可以通过MGU-K驱动汽车,也可以通过MGU-H加速涡轮增压器。与2013年的KERS相比,2014年动力单元的ERS将具有两倍的功率(120 kW vs 60 kW)和10倍的性能效果。
能源管理
“有两种能源来推动汽车;燃料在油箱中,电能在能量存储器或电池中。两种能源的使用需要智能管理,因为比赛中允许的燃料消耗被限制在100公斤,电池需要充电以避免电量耗尽,”新一代动力单元技术总监Naoki Tokunaga解释道。
“2014年,燃料流量限制在100公斤/小时,比赛的燃料量为100公斤。因此,如果汽车以100公斤/小时的最大允许速度使用燃料,它只能这样做1小时。的汽车的性能与2013年类似,所以实际上比赛将持续1小时30分钟。当然,赛道和赛车特性不允许赛车在整个圈内以最大功率运行。在所有赛道上,预计比赛距离的自然燃料消耗将接近允许的100公斤,在某些情况下略低于,在某些情况下略高于。如果刚刚结束,那么就有必要决定如何使用可用的燃料。
“2014年的F1赛车可能被归类为混合动力电动汽车(HEV),它结合了传统的内燃机使用电力推进系统,而不是全电动汽车(EV)。就像在公路上行驶的混合动力汽车,F1的电池汽车相对较小大小的。根据相关技术规定,如果电池在绕行一圈时释放了最大允许能量,那么在绕行几圈后电池就会没电。为了维持电池的“荷电状态”(SOC),电能管理将与燃料管理一样重要。
“总体目标是在给定的能量预算下,尽可能缩短绕行一圈的时间。这听起来可能与道路无关,但本质上,这与公路汽车是相同的问题:在给定的时间内最大限度地减少给定行程的燃料消耗——输入和输出正好相反。
“接下来的问题是,在赛车圈中,能量应该用在哪里。本赛季,KERS只在单圈中使用了几个地方。但是从2014年开始,所有的能量,来自燃料和电池,都是如此宝贵,我们必须确定在整个圈层中哪些地方的能量部署是有益的,哪些地方的能量节省对圈层时间的危害是最小的——我们称之为“动力调度”。这将由底盘车队的车辆动力部门和雷诺F1在Viry-Châtillon上共同决定。
“选择燃油喷射发动机和电动机之间的最佳组合,以获得动力单元的动力,这取决于这些组件的运行效率。但是,SOC管理再次对电力推进的使用提出了限制。每个赛道的最佳解决方案都有很大不同,这取决于各种因素,包括大开油门的比例、转弯速度和赛车的气动配置。
来源:雷诺
罗曼的意见:
我认为从能源管理的角度来看,有一项有趣的工作要做。根据定义,在公式1中,驾驶循环提前知道,这意味着一个预测策略被定义为优化能源消耗。我想这是一个很好的工程研究。华体会官网app下载你认为在2014赛季,我们会在一些比赛中看到一些“没油”或“没能量”的情况吗?