Dauguma trasoje naudojamų lenktyninių automobilių turi tam tikrų gudrybių, kad pralenktų konkurenciją. Būdami automobilių sporto viršūne, F1 bolidams nesvetimos sudėtingos sistemos, skirtos bolidams važiuoti greičiau.
Viena iš tokių sistemų yra KERS. Jis buvo pristatytas 2009 m., siekiant paremti dvigubą F1 strategiją, skatinančią aplinkai nekenksmingų ir kelių automobiliams tinkamų technologijų plėtrą F1 lenktynėse, tačiau plačiai pritaikyta tik 2011 m.
Nuo tada jis buvo ant kiekvieno automobilio.
Kas yra KERS ir kaip jis veikia?
KERS reiškia kinetinės energijos atkūrimo sistemą. Kiekvieną kartą, kai stabdote norėdami sulėtinti savo automobilį, kinetinė energija prarandama šilumos pavidalu dėl trinties tarp stabdžių trinkelių ir tikrojo rato. Vietoj to KERS naudoja šią energiją ir išsaugo ją, kad vėliau būtų panaudota, kai tai bus naudinga vairuotojui.
Yra du pagrindiniai KERS tipai – mechaniniai ir elektriniai. Nors keliuose automobiliuose gali būti naudojamas mechaninis KERS, F1 konstruktoriai iki šiol naudojo elektros sistemas.
Juos maitina elektros generatorius, vadinamas Motor Generator Unit - Kinetic (MGU-K), kuris stabdymo metu gautą šilumą paverčia elektros energija. Tada konvertuota elektros energija saugoma akumuliatoriuje, kurio FIA reguliuojama talpa yra 2MJ per ratą, vadinamą energijos saugykla (ES).
Kai reikia, vairuotojas gali paspausti mygtuką ant vairo, kad panaudotų šią galią sujungdamas su variklio galia dėl elektros variklio, paprastai esančio priekiniame gale alkūninis velenas.
Bendrą MGU-K našumą taip pat reguliuoja FIA. Ankstesnėse sistemose buvo nustatyta 60 kW (maždaug 80 AG) riba, tačiau vėliau riba buvo padidinta iki 120 kW (beveik 160 AG). 2014 m., siekiant subalansuoti silpnesnį 1,6 l V6, kuris pakeitė senesnį, galingesnį 2,4 l V8 variklis.
Nors tikslios F1 konstruktoriaus KERS sistemos, sporte vadinamos tiesiog ERS, specifikacijos, būtų kruopščiai saugoma paslaptis, minėta sistema iš tikrųjų sudaro elektrinio pagrindo pagrindus KERS.
MGU-K prieš MGU-H
MGU-K nereikėtų painioti su MGU-H (Heat), kuris yra atskiras elektroninis įrenginys, sudarantis likusią F1 ERS dalį. Tai panaši koncepcija, tačiau vietoj to, kad gautų šilumą iš stabdžių, ji fiksuoja šiluminę energiją, kurią sukuria variklio išmetamosios dujos.
Sujungus dvi sistemas, akumuliatorių dabar galima įkrauti net tada, kai automobilis nėra aktyviai stabdomas. Be to, kadangi FIA netaiko jokių MGU-H taisyklių, bet kokia jo pagaminta energija gali būti tiekiama tiesiai į MGU-K, iš esmės apeinant bet kokius pastarojo reglamentus.
MGU-H taip pat išsprendžia turbo lagą, naudodamas variklį kompresoriui maitinti, todėl nereikia, kad turbina lauktų išmetamųjų dujų. Dvi sistemos kartu sudaro F1 automobilio ERS arba energijos atkūrimo sistemą.
Kaip minėta anksčiau, galios paskirstymas ratams valdomas mygtuku ant vairuotojo vairo. Komandos dažnai padeda vairuotojams agresyviau stabdyti arba tam tikru būdu perjungti pavaras, kad kiekvieną ratą įkrautų kuo daugiau energijos arba ją panaudotų taktiškiau.
Ar ERS skiriasi nuo regeneracinio stabdymo?
Kol kas, jei ERS skamba panašiai kaip regeneracinis stabdymas, kurį matote elektromobiliuose kelyje, neklystate. Iš esmės jie yra tas pats dalykas. Abi sistemos naudoja transporto priemonės stabdymą, kad įkrautų automobilio akumuliatorių, kuris vėliau naudojamas ratams maitinti.
Tačiau ERS yra daug sudėtingesnis ir galingesnis nei paprastas regeneracinis stabdymas, kurį matote kelių automobiliuose. Kelių automobiliai turi regeneracines stabdžių sistemas, kurios yra skirtos maksimaliai įkrauti akumuliatorių, neverčiant vairuotojo visą laiką stabdyti, kad iš sistemos ką nors išmuštų.
Tai padėjo pasiekti tai, kas vadinama vairavimu vienu pedalu daugumoje elektromobilių. Kai atleidžiate dujas, sistema įsijungia ir sulėtina automobilio greitį su agresija, kurią dažnai gali valdyti vairuotojas.
Taip užtikrinama, kad akumuliatorius būtų įkraunamas tiek, kiek tik įmanoma kasdien važiuojant į darbą ir atgal. Vietoj to ERS būtų sutelktas į tos pačios baterijos įkrovimą kuo mažiau stabdant, todėl MGU-K ir MGU-H derinys. Sukauptos energijos panaudojimas taip pat yra daug agresyvesnis.
KERS kelių automobiliuose
Taigi ar galėtumėte įsėsti į KERS į įprastą kelių automobilį ir turėti transporto priemonės su nuostabiu asortimentu? Ne visai, atsižvelgiant į tai, kad ERS yra daug agresyvesnis nei įprastas regeneracinis stabdymas, kils keletas problemų, pradedant nuo akumuliatoriaus.
ERS baterijos yra daug atsparesnės greitam įkrovimui ir iškrovimui, nes jos patiria didžiausią naštą, kai F1 automobilis trasoje sviedžia daugiau nei 60 ratų. Jie gali sunaudoti daug energijos, kad galėtų greitai pasikrauti, o tada tiekti tiek pat daug energijos, kad būtų galima pridėti prie bendros automobilio galios.
Kelių automobilių akumuliatoriai yra skirti patvarumui, ilgesniam tarnavimo laikui, kad išlaikytų daugiau įkrovimo ciklų ir, dar svarbiau, saugumui. Tai nereiškia, kad ERS nėra saugus, tiesiog įprasto kelių elektrinio ar hibridinio automobilio akumuliatorius negalės neatsilikti nuo sistemos.
Automobilių regeneracinės stabdžių sistemos taip pat nesukuria beveik tiek energijos, kad būtų galima grąžinti į akumuliatorių, kiek reikia pačiam automobiliui pajudinti. Tai reiškia, kad gaunamas krūvis yra daug mažesnis nei MGU-K.
Galiausiai, energijos paskirstymas taip pat yra gana skirtingas, ypač jei vairuojate hibridinį automobilį, kuriame elektros sistemos dažnai yra skirtos pakeisti automobilio dujinio variklio galią. Elektriniuose automobiliuose visiškai nereikia įjungti elektros energijos, nes sistema tik įkrauna akumuliatorių.
Priešingai, ERS F1 arba KERS apskritai yra orientuota į sukauptos elektros energijos panaudojimą esamai variklio galiai.
KERS ateitis
Kadangi dėl F1 pažangos baterijos ir regeneracinės sistemos tampa efektyvesnės, jos galiausiai patenka į automobilius, kuriais važiuojame kiekvieną dieną. Tai reiškia, kad sulauksime greičiau įkraunamų automobilių su geresniu nuotoliu.
Iki tol galite didžiuotis esamomis savo transporto priemonės regeneracinėmis sistemomis, kurios sutaupo tiek energijos, kiek jos jau taupo.
