F1這兩年在倒騰啥 聊聊ERS能量回收系統(tǒng)
● ERS的工作原理
說得這么神,那么這個能量回收系統(tǒng)是在什么情況下回收并利用能量的呢?前方本文高能內(nèi)容預(yù)警。
下面筆者在加速、減速、超車、出減速區(qū)這四個比較常見典型的行車狀態(tài)來解釋這個牛X轟轟的ERS是怎么讓強者更強。
上文有提過,剎車的時候發(fā)動機輸出的動能是被浪費的,當(dāng)有了動能回收系統(tǒng)的存在后,原本浪費掉的那部分動能在剎車的時候被回收。動能回收系統(tǒng)(MGU-K)與曲軸連接,在剎車的時候,動力從曲軸輸出,通過一系列齒輪傳動,將動力傳送到MGU-K,然后再通過動能回收系統(tǒng)控制器(CE)將能量儲存到電池(ES)。
加速的時候ERS一般會根據(jù)引擎的需要分成兩種工作情況,一種是需要給電池充電,另一種是不需要給電池充電。如上圖,藍色的箭頭所指就是給電池充電工作狀態(tài)的路徑,而紅色的將頭所指則是在熱能回收電機回收了熱能以后,能量不經(jīng)過電池,直接提供給動能回收系統(tǒng)(MGU-K),以快速提供給發(fā)動機使用。
關(guān)于此處出減速區(qū),筆者需要解釋解釋,它可以是1.出彎,2.出減速帶,3.“前方路口有違章測速”以后……
通過以上解釋,大家應(yīng)該都能理解車輛這時是一個由高速-低速-高速的運行狀態(tài),由于減速后排氣相應(yīng)的減少,渦輪開始減速,但在隨后開始出減速區(qū)需要加速的時候,渦輪增壓器無法快速進入增壓狀態(tài),從而導(dǎo)致了發(fā)動機增壓過晚,也就是我們常說的渦輪遲滯現(xiàn)象,而熱能回收系統(tǒng)在這個時候釋放能量給熱能電機,帶動與之同軸的渦輪迅速進入增壓狀態(tài),以消除渦輪遲滯,它的最高轉(zhuǎn)速能達到125000rpm。
由于超車的時候需要更大的動力輸出,當(dāng)加速的需求過高的時候,電池會釋放電能提供給動能回收系統(tǒng),與此同時,熱能回收系統(tǒng)所回收的能量也直接提供給動能回收系統(tǒng),從而滿足發(fā)動機更強的動力需求,完成超車。
● 結(jié)語:
看起來似乎很簡單的一個系統(tǒng),動能回收系統(tǒng)更是早已民用,為什么F1還要去大費資金去玩?這并不是能從整個能量回收系統(tǒng)(ERS)中單獨來討論的,在這臺系統(tǒng)中從上文的介紹就可以知道,ERS-K和ERS-H的工作配合是密不可分的,相互配合的。同時ERS-H的轉(zhuǎn)速可達到125000rpm,要知道超過十萬轉(zhuǎn)速的電機在工業(yè)領(lǐng)域還是一張白紙,并且還是在如此高溫的環(huán)境下工作,這對電機更是很大一項考驗。
例如2015賽季邁凱輪本田車隊就因此在賽場上頻頻退賽,積分歷史最差也是不可避免的,因為只要熱能回收系統(tǒng)一出問題對整個動力單元的影響是巨大的,對引擎開發(fā)商來說,掌握了這個技術(shù)就是能玩轉(zhuǎn)整個賽季的節(jié)奏,比如梅賽德斯-奔馳車隊。
在這樣的一個系統(tǒng)加入規(guī)則中,讓很多的引擎制造商望而卻步,也降低了比賽精彩層度,必然會流失一部分的觀眾,但不得不說,克服了困難以后這項技術(shù)于民用領(lǐng)域是一項巨大的進步,對于未來汽車工業(yè)的發(fā)展有著很巨意義,究竟是何取舍還得看FIA的了。(圖/文:太平洋汽車網(wǎng) 遲東寧)
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