فرمول يك ايران – همانطور كه در پست هاي قبلي اشاره كرده بوديم در اين پست به مهمترين و جديدترين بخش موتور جديد يعني سيستم هيبريد خواهيم پرداخت. قبل از هر چيز ميتوانيد از طريق لينك هاي زير پست هاي قبلي را مطالعه كنيد.

قسمت اول

قسمت دوم

قسمت سوم

 

سيستم هيبريد و چگونگي عملكرد آن

با استفاده از دو نوع انرژي مختلف به عنوان نيروي محركه ي ماشين هاي جديد صرفه جويي و بهره وري انرژي در سال ٢٠١٤  به حدي رسيد كه موتور اسپرت تا به حال به خود نديده بود. در سال جديد طبق روال گذشته موتور احتراق داخلي از سوخت با پايه كربن استفاده ميكند و انرژي الكتريكي كه ما آن را به عنوان يك انرژي پاك ميدانيم از طريق نيروي ترمز و گازهاي خروجي اگزوز توسط دو موتور (MGU-H و MGU-K) به عنوان انرژي ديگر مورد استفاده قرار مي گيرد و تيم ها و راننده ها با استراتژي هاي مختلف از اين دو نوع انرژي به عنوان نيروي محركه ماشين استفاده مي كنند.

 

(MGU-K(Motor Generator Unit-Kinetic

MGU-K به ميل لنگ موتور احتراق داخلي، زير تانكر روغن در فرو رفتگي انتهاي شاسي وصل شده كه ميتوانيد در عكس زير كه كه ماشين ردبول RB9 است مشاهده كنيد.

موتور هیبرید فرمول یک

در هنگام ترمز گيري MGU-K به عنوان يك ژنراتور عمل نموده و قستي از انرژي جنبشي تلف شده در ترمزگيري را بازيافت مي كند و به انرژي الكتريكي تبديل مي كند تا بعداً در طول يك دور از آن استفاده شود( اين مقدار نيرو طبق قانون به ١٢٠ كيلو وات يا ١٦٠ اسب بخار محدود شده).

در شرايط شتاب گيري MGU-K از باطري يا MGU-H كه به آن خواهيم پرداخت نيرو ميگيرد و به عنوان يك موتور محركه جهت افزايش سرعت و شتاب ماشين از آن استفاده مي گردد.

در سال ٢٠١٣ يعني قبل بوجود آمدن موتورهاي هيبريد اگر سيستم KERS كه همانند MGU-K عمل مي نمود اما نصف قدرت آن را داشت از كار باز مي ايستاد ماشين تقريباً در هر دور ٠.٣ ثانيه تايم از دست ميداد اما از سال ٢٠١٤ خرابي در سيستم MGU-H نتايج بسيار بدتري داشته و ماشين بايد فقط به موتور احتراق داخلي خود اتكا كند و اين يعني عملاً ماشين رقابتي با ديگر ماشين ها نخواهد داشت.

رفتار حرارتي از سال ٢٠١٤ بسيار مهم گرديده زيرا MGU-K نسبت به KERS در سال ٢٠١٣ سه برابر حرارت بيشتر توليد مي كند. در سال ٢٠١٣ خرابي هاي سيستم KERS معمولا زمان هايي اتفاق مي افتاد كه دماي پيست از ٤٠ درجه سانتي گراد بالاتر مي رفت حال با احتساب اينكه سيستم جديد سه برابر حرارت توليدي بيشتر خواهد داشت، همانطور كه در پست قبل توضيح داديم كولينگ يا خنك سازي از چالش هاي بزرگ تيم ها از سال ٢٠١٤ تا به امروز بوده است.

 

(MGU-H(Motor Generator Unit-Heat

MGU-H به توربوشارژر متصل شده و نيروي خود را از شفت متحرك توربوشارژر دريافت مي كند تا بتواند انرژي گرمايي حاصله از گازهاي خروجي اگزوز را به انرژي الكتريكي تبديل كند. اين انرژي الكتريكي هم مي تواند مستقيماً به MGU-K منتقل شده و به شتاب گيري خودرو كمك كند و يا در باتري ذخيره شده تا بعداً از آن استفاده گردد.

همچنين همانطور كه در پست هاي قبلي توضيح داده شد از MGU-H جهت كنترل سرعت دوران توربو نيز استفاده ميشود تا در مواقع نياز از سرعت توربو شارژر كم و يا جهت جلوگيري از توربو لگ كه در قسمت هاي گذشته به آن اشاره شد به سرعت آن بيفزايد.

بنابراين MGU-H هم نقش بازيافت كننده انرژي و هم جلوگيري كننده از توربو لگ را دارد!

MGU-H برق AC يا متناوب (مانند برق شهر) توليد مي كند و MGU-K برق DC يا مسقيم (مانند باطري خودرو) توليد ميكند، به همين روي جهت انتقال انرژي الكتريكي بين اين دو موتور به يك كانورتر يا تبديل كننده فوق پشرفته نياز خواهد بود.

از آنجا كه MGU-H به توربوشارژر كوپل شده بايد طراحي اين موتور به گونه اي باشد كه سرعت دوراني فوق العاده بالا ( تا ١٠٠.٠٠٠ هزار دور بر دقيقه) و همچنين دماي بسيار بالا  را تحمل كند و اين نيز يكي ديگر از چالش هاي پيش روي مهندسان طراحي بوده است.

توربو ماشین های فرمول یک

 

باتري

انرژي جنبشي و گرمايي تبديل شده مي تواند سريعاً مورد استفاده قرار گيرد يا در منبع ذخيره انرژي الكتريكي يا همان باتري نگهداري شده و بعداً مورد استفاده قرار گيرد. انرژي ذخيره شده مي تواند به MGU-K جهت افزايش شتاب خودرو يا به MGU-H جهت افزايش سرعت دوران توربو منتقل شود. در مقايسه با سيستم KERS سال ٢٠١٣ سيستم ERS (مجموعه موتورهاي MGU-H و MGU-K) در سال ٢٠١٤ دو برابر قدرت بيشتر توليد مي كند و ده برابر بيشتر به عملكرد ماشين كمك مي كند.

باتری ماشین فرمول یک

باتري ماشين فرمول يك براي توليد ١٢٠ كيلو وات يا ١٦٠ اسب بخار قدرت حداقل ٢٠ كيلوگرم وزن خواهد داشت اين يعني هر يك كيلوگرم ٦ كيلو وات نيرو توليد ميكند كه اين نسبت نيرو به وزن فوق العاده است. اين مقدار قدرت باتري باعث بوجود آمدن نيروهاي الكترومغناطيسي شديدي در پشت راننده و همچنين زير مخزن سوخت خواهد شد.نيروهاي الكترو مغناطيسي روي كاركرد سنسورهاي ماشين كه تقريبا مهمترين و حساس ترين بخش هاي ماشين فرمول يك هستند تاثير خواهد گذاشت و هدايت اين نيروها و كنترل آن ها عملياتي بسيار ريسكي و چالش برانگيز خواهد بود و براي درك بهتر آن مي توان گفت كه يك خانه ساخته شده از ورق هاي بازي را در يك طوفان جا به جا كنيد !!! بله شايد باورش براي ما سخت باشد اما اين هم از وجوه ديگر اين ورزش است كه آن را از ديگر رشته ها متمايز مي نمايد.

البته به كارگيري يك منبع ذخيره يا باتري اجباري نيست و مي توان از خازن هاي پيشرفته نيز در فرمول يك استفاده كرد اما استفاده از آن ها در اين رشته ممنوع است.

 

اين قسمت قسمت پاياني اين سري از مقالات بود. مطمئنا توضيح كامل و جزء به جزء قطعات و كارايي موتور فرمول يك بيشتر از اين ها و در حد چندين كتاب قطور خواهد بود اما اميدواريم با اين مقالات و مقالات آينده بتوانيم به درك بهتر شما از اين رشته بيشتر كمك كنيم.


One Response

قابل توجه تمام کاربران سایت فرمول یک ایران : از این پس جهت برخورد با کاربران متخلف جرایمی در نظر گرفته شده است که لازم است کاربران در هنگام ارسال دیدگاه خود نهایت دقت را فرمایند ، در بیان دیدگاه ها از توهین به دیگران و رانندگان و ... خودداری کنید ، در صورت مشاهده بدون در نظر گرفتن هر ملاکی IP فرد متخلف مسدود خواهد شد و دیگر نمیتواند وارد سایت شود .
  1. مهرداد
    0
    0

    این مطالبتون عالی بود واسه منی که رشتم مکانیکه حسابی لذت بخش بود
    لطفا تمام این بخش هارو در یک مطلب قرار بدین
    منتظر بررسی دیگربخش های این شاهکار مهندسی هستیم

    پاسخ دادن

Leave a Reply

Your email address will not be published.