Hur Mercedes gjorde F1: s bästa hybridmotor - och varför det ser fram emot 2016

hur man inaktiverar splittring i spelet

Bild 1 av10

Förra året dominerade Mercedes Formel 1. Silver Arrows vann 16 av 19 lopp, med sina förare Lewis Hamilton och Nico Rosberg som avslutade säsongen på första och andra plats. Men hur har Mercedes dominerat Formel 1 i två år, och varför är det fortfarande favoriten att vinna säsongen 2016? En del av svaret ligger med förare i världsklass och sofistikerat chassi, men hybridmotorn som driver dem kan vara en av de största bidragsgivarna till lagets framgång.

Den bästa motorn i F1 kom från Motorsport Valley

Se relaterade Jeremy Clarkson tycker att vätgas är framtiden för bilar Bästa hybridbilar 2018 Storbritannien: Från i8 till Golf GTE, dessa är de bästa hybriderna som säljs De bästa elbilarna 2018 Storbritannien: De bästa elbilarna till salu i Storbritannien

Designad som svar på förändringar i motorreglerna, är Mercedes Hybrid PU106A frukten av en koncentrerad period av forskning, utveckling och lärande. Drivs av en synergi av turbo, elmotor och förbränningsteknik, det är den mest komplexa, effektiva och kraftfulla motorn Mercedes någonsin har gjort.

Även om PU106A är utformad för att vara den bästa motorn i F1-världen, drar den kunskapen från hela Daimler-stallen - från elbilar till dieselbilar. Och de lärdomar som Mercedes dragit lär sig redan till våra vägbilar.För att upptäcka det senaste kraftverket bakom två rekordår satte jag mig ner med Andy Cowell, vd för Mercedes AMG High Performance Powertrains - och hjärnan bakom den bästa motorn i F1.

PU106 är den kraftfulla Mercedes-motorn som någonsin tillverkats

Brixworth ligger bara en kort bilresa från Milton Keynes och ligger i området Storbritannien som kallas Motorsport Valley , ett mycket koncentrerat område av små och medelstora företag som är dedikerade till racing. Och det är också hem för Mercedes AMG High Performance Powertrains.

Det är här i Storbritannien - inte Tyskland - som Mercedes först började arbeta med den mest avancerade kraftenheten som den någonsin har utvecklat.

Regeländringar och behovet av relevans

Formel 1 har länge haft rykte om att vara ur kontakt med den ledande fordonstekniken, men 2014 ändrade den reglerna.

F1: s styrande organ, Federation Internationale de l'Automobile (FIA), bestämde sig för att göra sporten mer miljövänlig genom att lägga till två grundläggande men extremt effektiva regler: motorer kunde inte använda mer än 100 kg bränsle för ett loppsträcka, och de var inte får inte konsumera bränsle med mer än 100 kg i timmen. Den konkurrensutsatta utmaningen är hur man [extraherar] mest energi ur den bränslemängden och drar fram bilen, tillägger Cowell. F1 hade blivit ett effektivitetslopp.

Den största förändringen kom med motorns storlek: 2,4-liters V8-enheter var ute och mindre 1,6-liters V6-litersenheter var i. För att kompensera för minskningen av motorkapaciteten gav FIA motortillverkare tillgång till en ny låda med knep .

Teknik som tidigare inte var tillåten var tillåten; så direktinsprutning, en turbokompressorsamling, [och] ett större hybridsystem [tillåts], förklarar Cowell. Motorer hade nu 120 kW elförstärkning på kranen - dubbelt så mycket som de gamla kinetiska energiåtervinningssystemen (KERS) som sågs första gången 2009, och de kunde också använda en elektrisk maskin för att återvinna värmeenergi och öka turboen.

hur man tar bort röstmeddelanden på Android-telefonen

Även om detta presenterade en ny uppsättning utmaningar för F1s ingenjörer, innebar det också att F1: s mål för första gången på decennier var i linje med den bredare fordonsindustrin. För att producera den bästa motorn måste teamen driva på effektivitet - precis vad vi vill ha från våra bilar.

En ny uppsättning regler och utmaningar

Trots kapacitetsminskningen kunde Mercedes slå tillbaka mycket hästkrafter tack vare tillägget av en turboladdare. Ett av de mest effektiva sätten att öka kraften och effektiviteten, turbos fungerar genom att fånga avgaser och använda dem för att vrida en kompressor ansluten till motorn. Resultatet? Mer luft tvingas in i motorn, vilket ökar kraften och effektiviteten.

Mercedes hade ingen erfarenhet av en turbo - trots allt förra gången de användes i F1 pre-daterade laget - så de litade på kunskap från andra håll i Daimler-företaget. Trots att Mercedes använder turbos i sina vägbilar var det Daimlers lastbilsuppdelning som visade sig vara mest användbar för Cowell och hans team: de enorma mängderna av kraften i F1-motorn gjorde att de passade bättre.

Luftflödet som går in i motorn och frånluftsflödet är mycket lika, så kompressorn och turbinhjulen är av samma storlek, förklarar Cowell. Om du tittar på ett bilkompressorhjul, sitter det mitt i handen, en liten liten sak. Om du tittar på en lastbil, eller en F1, hänger den över kanten på din hand. Och med det får du olika egenskaper, olika saker att utmana.

I jakten på mer kraft hade turboen vuxit i storlek, men det förvärrade ett grundläggande problem med tekniken: turbofördröjning. Orsakad av den tid det tar för avgaserna att snurra turbinen, finns turbofördröjning i många vägbilar idag. Vi upplever det när du sitter vid trafikljusen och du trycker på pedalen och du kryper bort, säger Cowell. Och då kommer kraften plötsligt på ett särskilt okontrollerat sätt.

Mercedes hade problem. Medan turbofördröjning kan vara bra för vägbilar, utgör det ett potentiellt katastrofalt problem för en racerbil. Förare förlitar sig på smidig, kontrollerad kraft för att få ut mesta möjliga av en bil, och turbofördröjning skulle minska både förarens förtroende och den totala varvtiden.

Men det fanns också en lösning för det: en elmotor kunde snurra upp turboen innan avgasen kom. När du trycker på gaspedalen kan den elektriska maskinen med sitt omedelbara svar och dess låga varvtal vridmoment förmåga att snurra upp kompressorn och mata motorn med luft innan avgassystemet får energi med avgaser, förklarar Cowell. Och för att spara utrymme delade Mercedes-ingenjörer turbinen och kompressorn och integrerade motorgeneratorenheten snyggt i mitten av de två enheterna.

Att hantera hybridfaktorn

Även om 1.6L V6 och turbo är mer sofistikerade än vad du ser på vägen, är det ERS-systemet (Energy Recovery System) som representerar mördare-appen för F1: s nya motorer. Designat för att öka prestanda och effektivitet samtidigt var Mercedes ERS-system ett av de bästa på nätet förra året - och det utvecklar teknik som är direkt relaterad till dagens plug-in hybridfordon.

ERS-systemet kan delas upp i flera delar - ström, lagring och återställning - och dessa fungerar som en för att få maximal tillgänglig energi.

Motorns batterier lagras lågt i bilen av hanteringsskäl och kan lagra cirka fyra megajoules energi - tillräckligt för att tända 10,0000 20W glödlampor. Denna kraft matas sedan till en 120 kW motor ansluten till bilens bakaxel, och det systemet ensam är värt en svindlande 160 hk - ungefär samma kraft som en familjebil. Och återhämtningen? När du saktar ner fungerar bilens 120kW-motor som en dynamo, vilket sätter oanvänd energi tillbaka i bilens batterier. Den elektriska motorn som används för att förhindra turbofördröjning kan också återvinna energi och skapa en effektiv blandningsslinga.

Från legoblock till racermotorer

Motorn fick passa in i ett chassi med specifika krav, och det innebar att Cowells ingenjörer fick arbeta med resten av Mercedes-teamet. [Vi] tänkte, vad vill vi egentligen från kraftenheten? Massor av kraft.

hur man tar bort någon facebook utan att de vet

Och vad vill vi inte ha från kraftenheten? Vi vill inte att den ska vara överviktig, för överviktiga bilar är långsamma bilar. Vi vill inte ha mycket värmeavstötning, för massor av värmeavstötning kräver stora radiatorer, vilket saktar ner aerodynamiken.

Dessa kompromisser slutade forma motorn och ingenjörer från Brackley och Brixworth var tvungna att överväga varje kompromiss. Cowell sammanfattar deras etos: Om det kommer att göra bilen snabbare, jaga den, och om den inte gör det, gör det inte.

Testa ditt arbete

Alla [initiala] tester måste vara fabriksbaserade, vilket vi är bekväma med, medger Cowell. Under lång tid har det inte gjorts mycket testning under säsongen och testning före säsongen har varit begränsad. Med ledtiderna för kraftenhetskomponenter kan du inte göra den första dagen med banprovning på vintern och återhämta dig om det finns några problem före första loppet. Om du hittar något på vinterdagens första dag är det dåligt - du kommer att ha en dålig första halva av säsongen, bara på grund av ledtiderna.

FORTSÄTTER PÅ SIDA 2: Ta reda på hur Mercedes sätter pricken över i motorn och vad den har planerat för nästa år.