昨年、メルセデスはフォーミュラ 1 を支配しました。シルバー アローは 19 レース中 16 勝を挙げ、ドライバーのルイス ハミルトンとニコ ロズベルグが 1 位と 2 位でシーズンを終えました。しかし、メルセデスはどのようにして 2 年間フォーミュラ 1 を支配してきましたか?その答えの一部は、ワールドクラスのドライバーと洗練されたシャシーにあるが、それらを駆動するハイブリッド エンジンは、チームの成功への最大の貢献者の 1 つである可能性がある。
F1 で最高のエンジンはモータースポーツ バレーから来ました
ジェレミー・クラークソンは水素燃料が車の未来だと考えている 2018 年英国最高の電気自動車: 英国で販売されている最高の EV エンジン ルールの変更に対応して設計されたメルセデス ハイブリッド PU106A は、研究、開発、学習の集中した期間の成果です。ターボ、電気モーター、内燃技術の相乗効果により、メルセデスがこれまでに作った中で最も複雑で効率的で強力なエンジンです。
PU106A は、F1 の世界で最高のエンジンとなるように設計されていますが、電気自動車からディーゼル トラックまで、ダイムラー馬小屋全体から得た知識を活用しています。そしてメルセデスが学んだ教訓は、すでに私たちのロードカーに活かされています。記録破りの 2 年間の背後にある最先端のパワープラントを発見するために、私はメルセデス AMG ハイ パフォーマンス パワートレインのマネージング ディレクターであり、F1 で最高のエンジンの背後にいる首謀者であるアンディ コーウェルに話を聞きました。
PU106 は、これまでに製造された強力なメルセデス エンジンです。
ブリックスワースはミルトン ケインズから車ですぐの場所にあり、 モータースポーツバレー は、レーシングに特化した SME が集中しているエリアです。また、メルセデス AMG ハイ パフォーマンス パワートレインの本拠地でもあります。
メルセデスがこれまでに開発した中で最も先進的なパワーユニットに初めて取り組み始めたのは、ここドイツではなく英国です。
ルールの変更と関連性の必要性
フォーミュラ 1 は長い間、最先端の自動車技術に疎いことで評判でしたが、2014 年にルールを変更しました。
F1 の運営組織である国際自動車連盟 (FIA) は、2 つの基本的で非常に効果的なルールを追加することにより、このスポーツをより環境に優しいものにすることを決定しました。 1 時間あたり 100kg を超える燃料を消費することはできません。競争上の課題は、その燃料量から最大のエネルギーをどのように[抽出]して、車を推進させるかです、と Cowell 氏は付け加えます。 F1 は効率競争になっていました。
F1 は、パワーだけでなく、効率の競争になっていました。最大の変化はエンジンのサイズにありました.2.4リッターV8が廃止され、より小型の1.6リッターV6リッターユニットが追加されました. .
以前は許可されていなかった技術が許可されました。そのため、直接噴射、ターボコンプレッサ アセンブリ、[および] より大きなハイブリッド システム [許可された]、と Cowell は説明します。エンジンは、2009 年に最初に見られた古い運動エネルギー回生システム (KERS) の 2 倍の 120kW の電気ブーストを備えています。また、電気機械を使用して廃熱エネルギーを回収し、ターボをブーストすることもできます。
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これは F1 のエンジニアにとって一連の新しい課題を提示しましたが、それはまた、数十年ぶりに、F1 の目標がより広い自動車産業と一致することを意味しました。最高のエンジンを生産するには、チームは効率を追求する必要があります。これは、まさに私たちがロードカーに求めるものです。
新しい一連のルールと課題
容量の削減にもかかわらず、メルセデスはターボチャージャーの追加のおかげで多くの馬力を取り戻すことができました。ターボは、出力と効率を向上させる最も効果的な方法の 1 つであり、排気ガスを捕らえ、エンジンに取り付けられたコンプレッサーを回転させることで機能します。結果？より多くの空気がエンジンに押し込まれるため、パワーと効率が向上します。
メルセデスはターボの経験がありませんでした - 結局のところ、F1 で最後に使用されたのはチームよりも前のことでした - そのため、彼らはダイムラー会社の他の場所からの知識に頼っていました。メルセデスはロードカーでターボを使用していますが、カウエルと彼のチームにとって最も有用であることが証明されたのはダイムラーのトラック部門でした。
エンジンに入る気流と排気気流は非常に似ているため、コンプレッサーとタービンのホイールは同じサイズです、と Cowell 氏は説明します。ロードカーのコンプレッサー ホイールを見ると、それは手の真ん中にある小さなものです。トラック 1 や F1 を見ると、それはあなたの手の端にぶら下がっています。そして、それによって、さまざまな特性、挑戦すべきさまざまなことが得られます。
より多くのパワーを求めて、ターボはサイズが大きくなりましたが、それは技術の根本的な問題であるターボラグを悪化させました。排気ガスがタービンを回転させるのにかかる時間によって引き起こされるターボラグは、今日の多くのロードカーに存在します。信号機の前に座ってペダルを踏んだだけで、忍び寄るような感覚を私たちは経験します、と Cowell 氏は言います。そして、その力は、特に制御不能な形で突然やってきます。
ターボラグは、レーシングカーにとって壊滅的な問題になる可能性がありますメルセデスには問題がありました。ターボラグはロードカーにとっては問題ないかもしれませんが、レースカーにとっては壊滅的な問題になる可能性があります。ドライバーは、車を最大限に活用するためにスムーズで制御されたパワーに依存しており、ターボラグはドライバーの自信と全体的なラップタイムの両方を低下させます。
しかし、それに対する解決策もありました.排気ガスが到達する前に、電気モーターがターボを回転させることができました.アクセル ペダルを踏むと、その瞬時の応答と低速トルク機能を備えた電気機械がコンプレッサーを回転させ、排気システムが排気ガスで励起される前にエンジンに空気を供給することができると Cowell 氏は説明します。また、スペースを節約するために、メルセデスのエンジニアはタービンとコンプレッサーを分割し、モーター ジェネレーター ユニットを 2 つのアセンブリの真ん中にきちんと統合しました。
ハイブリッド要因への対応
1.6L V6 とターボは公道で見かけるどんなものよりも洗練されていますが、F1 の新しいエンジンのキラー アプリケーションを代表するのはエネルギー回生システム (ERS) システムです。パフォーマンスと効率を同時に向上させるように設計されたメルセデスの ERS システムは、昨年のグリッドで最高のシステムの 1 つであり、今日のプラグイン ハイブリッド車に直接関連する技術を開発しています。
ERS システムは、電力、貯蔵、および回復といういくつかの部分に分けることができ、これらが 1 つとして機能して、利用可能な最大のエネルギーを得ることができます。
エンジンのバッテリーは、取り扱い上の理由から車内の低い位置に収納され、約 4 メガジュールの大量のエネルギーを蓄えることができます。これは、10,0000 個の 20W 電球を点灯するのに十分な量です。このパワーは、車の後車軸に接続された 120kW のモーターに供給されます。このシステムだけでも、160hp という驚異的な価値があります。これは、ファミリー カーとほぼ同じパワーです。そして回復？減速時には、車の 120kW モーターがダイナモのように機能し、未使用のエネルギーを車のバッテリーに戻します。ターボラグを防止するために使用される電気モーターは、エネルギーを回収することもでき、効率的な配合ループを作成します。
レゴブロックからレースエンジンまで
エンジンは特定の要件を備えたシャーシに適合する必要があり、そのため、コーウェルのエンジニアはメルセデス チームの他のメンバーと協力しなければなりませんでした。 [私たちは] パワーユニットに本当に欲しいものは何だと思いましたか?たくさんのパワー。
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そして、私たちはパワーユニットに何を望んでいませんか?太りすぎの車は遅い車なので、太ってはいけません。大量の熱を排除するには大きなラジエーターが必要であり、空力性能が低下するためです。
車が速くなるなら追いかけ、そうでなければ追いかけるこれらの妥協がエンジンを形作ることになり、ブラックリーとブリックスワースのエンジニアはそれぞれのトレードオフを検討しなければなりませんでした。 Cowell は、彼らの精神を要約しています。車が速くなるのであれば、追いかけ、そうでなければ追いかけません。
作業のテスト
すべての [最初の] テストは工場ベースで行う必要があり、これは私たちが快適に行えるものであると Cowell 氏は認めます。長い間、シーズン中のテストはあまり行われておらず、シーズン前のテストは限られています。パワーユニットコンポーネントのリードタイムでは、冬の初日のトラックテストを行うことができず、問題が発生した場合、最初のレースまでに回復することができません。冬のテストの初日に何かが見つかった場合、それは悪いことです.リードタイムのせいで、シーズンの前半が悪いことになるでしょう.
2 ページ目へ続く: メルセデスがどのようにエンジンの最終調整を行ったか、また来年の計画について調べてください。
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