¿Existe un sistema llamado maldición en la F1?
KERS es la abreviatura de Kinetic Energy Recovery System. Su principio básico es almacenar la energía de frenado de la carrocería del automóvil a través de medios técnicos y liberarla como energía auxiliar durante la aceleración del automóvil. Se puede lograr un uso específico imitando las teclas del acelerador de A1.
Los dos principios técnicos del sistema KERS y sus ventajas y desventajas (el enfoque de este artículo)
Bajo las reglas flexibles de la FIA, existen dos tipos de sistemas KERS. desarrollados: sistema de recuperación de energía cinética del volante y sistema de recuperación de energía del motor batería. A continuación, se presentará en detalle desde cinco aspectos: antecedentes de investigación y desarrollo, principios técnicos, indicadores de parámetros, dificultades técnicas y ventajas y desventajas de la solución. Primero, hablemos del “sistema de recuperación de energía cinética del volante” que ha aparecido.
1. Experiencia en I+D
¡Esta es la solución técnica que adoptará Renault y Williams está interesado en comprarla! A principios de 2007, con el apoyo de Renault Automobile Company, dos ingenieros del equipo Renault F1 Team, Jon Hilton y Doug Cross, abandonaron su sede en Enstone y fundaron una empresa llamada "Flybrid Systems LLP" en Silverstone. Aquí, Flybridge es una combinación de dos palabras en inglés, flywheel e hybrid. Lo traducimos como "Flywheel Hybrid Systems Inc." Nota: En lo sucesivo, FB Company. A mediados de 2007, la empresa desarrolló un eficiente sistema de recuperación de energía cinética del volante (ver arriba).
El principio del sistema de recuperación de energía cinética del volante es realmente muy sencillo. Los amigos que han jugado autos de juguete cuando eran niños saben que cuando hacemos girar las ruedas hacia atrás para permitir que la estructura de almacenamiento de energía (generalmente una estructura de resorte o banda elástica) acumule energía potencial, y luego colocamos el auto en el suelo, La energía potencial acumulada puede hacer que el coche se mueva rápidamente. La solución de recuperación de energía cinética de FB se basa en este principio básico. Nota: Es el principio básico, es decir, el proceso de conversión de energía cinética -> energía potencial -> energía cinética. Sin embargo, su proceso de trabajo específico es definitivamente mucho más complicado. Debes saber que se trata de un coche de F1 con una velocidad de más de 300 kilómetros por hora. Echemos un vistazo a su estructura real:
Como se muestra en la imagen de arriba: este es el diagrama del sistema proporcionado por FB Company (la parte inferior derecha es la representación tridimensional CAD). Siempre consta de un conjunto de volantes de alta velocidad, dos conjuntos de engranajes de relación fija, una CVT (transmisión continuamente variable) y un conjunto de embragues (Embrague 2). La transmisión continuamente variable es proporcionada por el socio tecnológico Torotrak y otra empresa. Xtrac Responsable de la fabricación de sistemas de transmisión. El proceso de funcionamiento de este sistema es el siguiente:
Cuando el coche frena, la energía cinética de la carrocería se transferirá al volante a través de la transmisión continuamente variable. En este momento, el volante de la caja de vacío se acciona y gira a alta velocidad para acumular energía. Cuando el coche sale de una curva, la energía almacenada en el volante se libera en reversa a través de la transmisión continuamente variable. Todo el sistema tiene una estructura simple y compacta y está controlado por un programa de soporte escrito por SECU (ECU estándar). La apariencia se puede ajustar según las necesidades del usuario. ¡Eso significa que puedes tener diferentes formas para elegir!
c. Dificultades técnicas
Como todos sabemos, cada kilogramo de masa es útil para un coche de F1. Para lograr la relación de densidad de energía más alta posible (nota: este indicador del sistema de recuperación de energía cinética del volante ya es muy alto) y minimizar el impacto del sistema en el contrapeso de carrera, cuando se utiliza la solución de recuperación de energía cinética del volante, el volante Debe hacerse lo más grande posible. Pequeño, pero ¿cómo puede cumplir con los indicadores de almacenamiento de energía?
La solución de FB es aumentar la velocidad. En la actualidad, la velocidad del volante de su prototipo ha alcanzado las 64.500 rpm, una cifra casi descabellada. Pero en este momento surge un nuevo problema, porque la alta velocidad significa que el sistema generará un calor enorme y enfrentará enormes pérdidas de resistencia al viento.
Hilton y Cross finalmente decidieron instalar el volante en una caja de vacío. Según la empresa, la presión del aire interna puede alcanzar 1x10-7 Pa. ¿Qué clase de concepto es este? Jon Hilton dijo que esto equivale a que una molécula de gas viaje 45 kilómetros para encontrarse con otra. Pero aún así hazlo. De hecho, colocar el volante en una caja de vacío puede resolver los problemas de generación de calor y pérdida por viento, pero ¿cómo evitar que se destruya la estanqueidad del rodamiento durante la entrada y salida de energía (al volante)? ¡Ha surgido un nuevo problema! En la tecnología existente, la conversión eléctrica es un método alternativo, pero la pérdida de energía es demasiado grave. Como resultado, dos ingenieros encontraron una solución. Inventaron una innovadora tecnología de sellado de ejes que ahora ha sido patentada.
Ahora, el primer producto comercial está en desarrollo y Xtrac ha obtenido la autorización de patente de Torotrak. Utilizará el esquema de transmisión toroidal de este último para desarrollar un dispositivo de transmisión eficiente, compacto y continuamente variable para hacer realidad la idea de recuperación de energía cinética en los autos de carreras de F1. Y podemos prever fácilmente que aparecerá en los vehículos de carretera normales.